ISO 10218-1:2011
(Main)Robots and robotic devices — Safety requirements for industrial robots — Part 1: Robots
Robots and robotic devices — Safety requirements for industrial robots — Part 1: Robots
ISO 10218-1:2011 specifies requirements and guidelines for the inherent safe design, protective measures and information for use of industrial robots. It describes basic hazards associated with robots and provides requirements to eliminate, or adequately reduce, the risks associated with these hazards. ISO 10218-1:2011 does not address the robot as a complete machine. Noise emission is generally not considered a significant hazard of the robot alone, and consequently noise is excluded from the scope of ISO 10218-1:2011. ISO 10218-1:2011 does not apply to non‑industrial robots, although the safety principles established in ISO 10218 can be utilized for these other robots.
Robots et dispositifs robotiques — Exigences de sécurité pour les robots industriels — Partie 1: Robots
L'ISO 10218-1:2011 spécifie les exigences et les recommandations pour la prévention intrinsèque, les mesures de protection et les informations pour l'utilisation des robots industriels. Elle décrit les phénomènes dangereux de base associés aux robots et fournit des exigences pour éliminer ou réduire de manière appropriée les risques associés à ces phénomènes dangereux. L'ISO 10218-1:2011 ne traite pas le robot comme une machine complète. L'émission sonore n'est généralement pas considérée comme un phénomène dangereux significatif du robot lui-même et par conséquent, le bruit est exclu du domaine d'application de l'ISO 10218-1:2011. L'ISO 10218-1:2011 ne s'applique pas aux robots non industriels, bien que les principes de sécurité établis dans l'ISO 10218 puissent être utilisés pour ces autres robots.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10218-1
Second edition
2011-07-01
Robots and robotic devices — Safety
requirements for industrial robots —
Part 1:
Robots
Robots et dispositifs robotiques — Exigences de sécurité pour
les robots industriels —
Partie 1: Robots
Reference number
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ISO 2011
© ISO 2011
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction.v
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .2
4 Hazard identification and risk assessment.6
5 Design requirements and protective measures .7
5.1 General .7
5.2 General requirements .7
5.3 Actuating controls.8
5.4 Safety-related control system performance (hardware/software).8
5.5 Robot stopping functions.9
5.6 Speed control.11
5.7 Operational modes .11
5.8 Pendant controls .13
5.9 Control of simultaneous motion .15
5.10 Collaborative operation requirements .15
5.11 Singularity protection .16
5.12 Axis limiting .16
5.13 Movement without drive power.18
5.14 Provisions for lifting.18
5.15 Electrical connectors .18
6 Verification and validation of safety requirements and protective measures .19
6.1 General .19
6.2 Verification and validation methods.19
6.3 Required verification and validation .19
7 Information for use.20
7.1 General .20
7.2 Instruction handbook.20
7.3 Marking.21
Annex A (informative) List of significant hazards .23
Annex B (normative) Stopping time and distance metric.28
Annex C (informative) Functional characteristics of three-position enabling device .30
Annex D (informative) Optional features .31
Annex E (informative) Labelling .33
Annex F (normative) Means of verification of the safety requirements and measures.34
Bibliography.43
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 10218-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 184, Automation systems and integration,
Subcommittee SC 2, Robots and robotic devices.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10218-1:2006), which has been technically
revised. It also incorporates Technical Corrigendum ISO 10218-1:2006/Cor.1:2007.
ISO 10218 consists of the following parts, under the general title Robots and robotic devices — Safety
requirements for industrial robots:
⎯ Part 1: Robots
⎯ Part 2: Robot systems and integration
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Introduction
ISO 10218 has been created in recognition of the particular hazards that are presented by industrial robots
and industrial robot systems.
This part of ISO 10218 is a type-C standard as outlined in ISO 12100.
When provisions of a type-C standard are different from those which are stated in type-A or type-B standards,
the provisions of the type-C standard take precedence over the provisions of the other standards for machines
that have been designed and built in accordance with the provisions of the type-C standard.
The machinery concerned and the extent to which hazards, hazardous situations and events are covered are
indicated in the Scope of this part of ISO 10218.
Hazards associated with robots are well recognized, but the sources of the hazards are frequently unique to a
particular robot system. The number and type(s) of hazard(s) are directly related to the nature of the
automation process and the complexity of the installation. The risks associated with these hazards vary with
the type of robot used and its purpose, and the way in which it is installed, programmed, operated and
maintained.
NOTE Not all of the hazards identified by ISO 10218 apply to every robot, nor will the level of risk associated with a
given hazardous situation be the same from robot to robot. Consequently, the safety requirements, or the protective
measures, or both, can vary from what is specified in ISO 10218. A risk assessment can be conducted to determine what
the protective measures should be.
In recognition of the variable nature of hazards with different uses of industrial robots, ISO 10218 is divided
into two parts. This part of ISO 10218 provides guidance for the assurance of safety in the design and
construction of the robot. Since safety in the application of industrial robots is influenced by the design and
application of the particular robot system integration, ISO 10218-2 provides guidelines for the safeguarding of
personnel during robot integration, installation, functional testing, programming, operation, maintenance and
repair.
This part of ISO 10218 has been updated based on experience gained in developing the ISO 10218-2
guidance on system and integration requirements, in order to ensure it remains in line with minimum
requirements of a harmonized type-C standard for industrial robots. Revised technical requirements include,
but are not limited to, definition and requirements for singularity, safeguarding of transmission hazards, power
loss requirements, safety-related control circuit performance, addition of a category 2 stopping function, mode
selection, power and force limiting requirements, marking, and updated stopping time and distance metric and
features.
This part of ISO 10218 is not applicable to robots that were manufactured prior to its publication date.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10218-1:2011(E)
Robots and robotic devices — Safety requirements for
industrial robots —
Part 1:
Robots
1 Scope
This part of ISO 10218 specifies requirements and guidelines for the inherent safe design, protective
measures and information for use of industrial robots. It describes basic hazards associated with robots and
provides requirements to eliminate, or adequately reduce, the risks associated with these hazards.
This part of ISO 10218 does not address the robot as a complete machine. Noise emission is generally not
considered a significant hazard of the robot alone, and consequently noise is excluded from the scope of this
part of ISO 10218.
This part of ISO 10218 does not apply to non-industrial robots, although the safety principles established in
ISO 10218 can be utilized for these other robots.
NOTE 1 Examples of non-industrial robot applications include, but are not limited to, undersea, military and space
robots, tele-operated manipulators, prosthetics and other aids for the physically impaired, micro-robots (displacement less
than 1 mm), surgery or healthcare, and service or consumer products.
NOTE 2 Requirements for robot systems, integration, and installation are covered in ISO 10218-2.
NOTE 3 Additional hazards can be created by specific applications (e.g. welding, laser cutting, machining). These
system-related hazards need to be considered during robot design.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 9283:1998, Manipulating industrial robots — Performance criteria and related test methods
ISO 10218-2, Robots and robotic devices — Safety requirements for industrial robots — Part 2: Robot
systems and integration
ISO 12100, Safety of machinery — General principles for design — Risk assessment and risk reduction
ISO 13849-1:2006, Safety of machinery — Safety-related parts of control systems — Part 1: General
principles for design
ISO 13850, Safety of machinery — Emergency stop — Principles for design
IEC 60204-1, Safety of machinery — Electrical equipment of machines — Part 1: General requirements
IEC 62061:2005, Safety of machinery — Functional safety of safety-related electrical, electronic and
programmable electronic control systems
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 12100 and the following apply.
3.1
actuating control
mechanical mechanism within a control device
EXAMPLE A rod which opens contacts.
3.2
automatic mode
operating mode in which the robot control system operates in accordance with the task programme
[ISO 8373:1994, definition 5.3.8.1]
3.3
automatic operation
state in which the robot is executing its programmed task as intended
NOTE Adapted from ISO 8373:1994, definition 5.5.
3.4
collaborative operation
state in which purposely designed robots work in direct cooperation with a human within a defined workspace
3.5
collaborative workspace
workspace within the safeguarded space where the robot and a human can perform tasks simultaneously
during production operation
3.6
drive power
energy source
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10218-1
Deuxième édition
2011-07-01
Robots et dispositifs robotiques —
Exigences de sécurité pour les robots
industriels —
Partie 1:
Robots
Robots and robotic devices — Safety requirements for industrial
robots —
Part 1: Robots
Numéro de référence
©
ISO 2011
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de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
ii © ISO 2011 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .2
4 Identification des phénomènes dangereux et appréciation du risque .7
5 Exigences de conception et mesures de protection .7
5.1 Généralités .7
5.2 Exigences générales.7
5.3 Organes de commande.8
5.4 Performances du système de commande relatif à la sécurité (matériel/logiciel).9
5.5 Fonctions d'arrêt du robot.10
5.6 Commande de vitesse.12
5.7 Modes de fonctionnement.13
5.8 Commandes du pendant.14
5.9 Commande de mouvements simultanés.16
5.10 Exigences relatives au fonctionnement coopératif .17
5.11 Protection contre la singularité .18
5.12 Limitation d'axe .18
5.13 Mouvement hors puissance .20
5.14 Dispositions pour le levage.20
5.15 Connecteurs électriques.20
6 Vérification et validation des exigences de sécurité et des mesures de protection.21
6.1 Généralités .21
6.2 Méthodes de vérification et de validation.21
6.3 Vérification et validation exigées.21
7 Informations d'utilisation.22
7.1 Généralités .22
7.2 Notice d'instructions.22
7.3 Marquage.23
Annexe A (informative) Liste des phénomènes dangereux significatifs .25
Annexe B (normative) Méthode de mesure du temps et de la distance d'arrêt .30
Annexe C (informative) Caractéristiques fonctionnelles d'un dispositif de validation à 3 positions .32
Annexe D (informative) Caractéristiques optionnelles .33
Annexe E (informative) Méthodes de symbolisation.35
Annexe F (normative) Moyens de vérification des exigences et mesures de sécurité .36
Bibliographie.45
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 10218-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 184, Systèmes d'automatisation et intégration,
sous-comité SC 2, Robots et composants robotiques.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10218-1:2006), qui a fait l'objet d'une
révision technique. Elle incorpore également le Rectificatif technique ISO 10218-1:2006/Cor.1:2007.
L'ISO 10218 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Robots et dispositifs
robotiques — Exigences de sécurité pour les robots industriels:
⎯ Partie 1: Robots
⎯ Partie 2: Systèmes robots et intégration
iv © ISO 2011 – Tous droits réservés
Introduction
L'ISO 10218 a été élaborée en tenant compte des phénomènes dangereux particuliers présentés par les
robots industriels et les systèmes de robots industriels.
La présente partie de l'ISO 10218 est une norme de type C comme stipulé dans l'ISO 12100.
Lorsque les dispositions de la présente norme de type C diffèrent de celles indiquées dans les normes de
type A ou de type B, les dispositions de la présente norme de type C prévalent sur les dispositions des autres
normes applicables aux machines conçues et construites conformément aux dispositions de la présente
norme de type C.
Les machines concernées et l'étendue des phénomènes, des situations et des événements dangereux
couverts sont indiquées dans le domaine d'application de la présente partie de l'ISO 10218.
Si les phénomènes dangereux associés aux robots sont bien connus, les sources de ces phénomènes
dangereux sont souvent spécifiques à un système de robot donné. Le nombre et les types de phénomènes
dangereux sont directement liés à la nature du procédé d'automatisation et à la complexité de l'installation.
Les risques associés à ces phénomènes dangereux varient en fonction du type de robot utilisé, de son rôle et
de la façon dont il est installé, programmé, utilisé et entretenu.
NOTE Les phénomènes dangereux identifiés par l'ISO 10218 ne s'appliquent pas tous à chaque robot et le niveau
de risque associé à une situation dangereuse donnée varie d'un robot à l'autre. En conséquence, les exigences de
sécurité ou les mesures de prévention, ou les deux, peuvent varier par rapport à celles spécifiées dans l'ISO 10218. Une
appréciation du risque peut être réalisée afin de déterminer les mesures de prévention qu'il convient de prendre.
Les phénomènes dangereux liés à l'utilisation des robots industriels étant de nature variable, l'ISO 10218 est
divisée en deux parties. La présente partie de l'ISO 10218 fournit des recommandations pour garantir la
sécurité lors de la conception et de la construction des robots. La sécurité dans les applications robotisées
étant influencée par la conception et l'application de l'intégration du système de robot considéré,
l'ISO 10218-2 donne des recommandations pour la protection du personnel pendant l'intégration, l'installation,
les essais de fonctionnement, la programmation, l'exploitation, la maintenance et la réparation des robots.
La présente partie de l'ISO 10218 a été actualisée en se fondant sur l'expérience acquise lors de l'élaboration
des recommandations de l'ISO 10218-2 concernant les exigences relatives au système et à l'intégration, pour
s'assurer qu'elle reste cohérente avec les exigences minimales d'une norme harmonisée de type C relative
aux robots industriels. Les exigences techniques révisées comportent, de façon non limitative, la définition et
les exigences relatives à la singularité, la protection contre les phénomènes dangereux engendrés par la
transmission, les exigences en cas de perte de puissance, les performances des circuits de commande de
sécurité, l'ajout d'une fonction d'arrêt de catégorie 2, les exigences relatives à la sélection du mode et à la
limitation de puissance et de force, le marquage et les caractéristiques et principes de mesure actualisés pour
le temps et la distance d'arrêt.
La présente partie de l'ISO 10218 ne s'applique pas aux robots fabriqués avant la date de sa publication.
NORME INTERNATIONALE ISO 10218-1:2011(F)
Robots et dispositifs robotiques — Exigences de sécurité pour
les robots industriels —
Partie 1:
Robots
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 10218 spécifie les exigences et les recommandations pour la prévention
intrinsèque, les mesures de protection et les informations pour l'utilisation des robots industriels. Elle décrit les
phénomènes dangereux de base associés aux robots et fournit des exigences pour éliminer ou réduire de
manière appropriée les risques associés à ces phénomènes dangereux.
La présente partie de l'ISO 10218 ne traite pas le robot comme une machine complète. L'émission sonore
n'est généralement pas considérée comme un phénomène dangereux significatif du robot lui-même et par
conséquent, le bruit est exclu du domaine d'application de la présente partie de l'ISO 10218.
La présente partie de l'ISO 10218 ne s'applique pas aux robots non industriels, bien que les principes de
sécurité établis dans l'ISO 10218 puissent être utilisés pour ces autres robots.
NOTE 1 Des exemples d'applications robotisées non industrielles comprennent de façon non limitative: les robots
sous-marins, militaires ou spatiaux, les manipulateurs commandés à distance, les prothèses et les autres aides aux
personnes ayant une déficience physique, les microrobots (déplacement inférieur à 1 mm), la chirurgie ou les soins de
santé, et les services ou les produits de consommation.
NOTE 2 Les exigences relatives aux systèmes de robots, à l'intégration et à l'installation sont couvertes par
l'ISO 10218-2.
NOTE 3 Des phénomènes dangereux supplémentaires peuvent être générés par des applications spécifiques (par
exemple soudage, découpe au laser, usinage). Ces phénomènes dangereux relatifs au système sont à prendre en
compte lors de la conception du robot.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 9283:1998, Robots manipulateurs industriels — Critères de performance et méthodes d'essai
correspondantes
ISO 10218-2, Robots et dispositifs robotiques — Exigences de sécurité pour les robots industriels — Partie 2:
Systèmes robots et intégration
ISO 12100, Sécurité des machines — Principes généraux de conception — Appréciation du risque et
réduction du risque
ISO 13849-1:2006, Sécurité des machines — Parties des systèmes de commande relatives à la sécurité —
Partie 1: Principes généraux de conception
ISO 13850, Sécurité des machines — Arrêt d'urgence — Principes de conception
CEI 60204-1, S
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.