ISO 10218-1:2006
(Main)Robots for industrial environments — Safety requirements — Part 1: Robot
Robots for industrial environments — Safety requirements — Part 1: Robot
ISO 10218-1:2006 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 10218-1:2006 does not apply to non-industrial robots although the safety principles established in ISO 10218 may be utilized for these other robots. 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
Robots pour environnements industriels — Exigences de sécurité — Partie 1: Robot
L'ISO 10218-1:2006 spécifie des exigences et des recommandations pour la prévention intrinsèque, ainsi que des mesures de protection et des 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 10218-1:2006 ne s'applique pas aux robots non-industriels, bien que les principes de sécurité établis dans l'ISO 10218 puissent être utilisés pour d'autres robots. 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 dispositifs d'aide intelligents qui ne sont pas constitués de robots ou de contrôleurs robots, les prothèses et autres aides aux personnes ayant une déficience physique, les microrobots (déplacement
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10218-1
First edition
2006-06-01
Robots for industrial environments —
Safety requirements —
Part 1:
Robot
Robots pour environnements industriels — Exigences de sécurité —
Partie 1: Robot
Reference number
ISO 10218-1:2006(E)
©
ISO 2006
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ISO 10218-1:2006(E)
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ISO 10218-1:2006(E)
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) . 9
5.5 Robot stopping functions . 10
5.6 Reduced speed control . 11
5.7 Operational modes . 11
5.8 Pendant controls. 12
5.9 Control of simultaneous motion . 14
5.10 Collaborative operation requirements. 14
5.11 Singularity protection. 15
5.12 Axis limiting. 15
5.13 Movement without drive power. 17
5.14 Provisions for lifting. 17
5.15 Electrical connectors. 17
6 Information for use . 17
6.1 General. 17
6.2 Instruction handbook . 18
6.3 Marking . 19
Annex A (normative) List of significant hazards . 20
Annex B (normative) Stopping time and distance metric . 22
Annex C (informative) Functional characteristics of 3-position enabling device. 24
Annex D (informative) Optional features. 25
Annex E (informative) Methods for mode labelling . 26
Bibliography . 27
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ISO 10218-1:2006(E)
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, Industrial automation systems and
integration, Subcommittee SC 2, Robots for industrial environments.
This first edition cancels and replaces ISO 10218:1992, which has been technically revised.
This wholly revised International Standard updates the document to bring it better in line with ISO 12100 and
the requirements to identify and respond in a type C standard to unique hazards, in this standard for industrial
robots. New technical requirements include, but are not limited to, safety-related control system performance,
robot stopping function, enabling device, programme verification, wireless pendant criteria, control of
simultaneous motion, collaborating robot criteria, and updated design for safety requirements.
ISO 10218 consists of the following parts, under the general title Robots for industrial environments — Safety
requirements:
⎯ Part 1: Robot
The following parts are under preparation:
⎯ Part 2: Robot system and integration
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ISO 10218-1:2006(E)
Introduction
ISO 10218 has been created in recognition of the particular hazards that are presented by industrial robots
and industrial robot systems.
This document is a type C standard as stated in ISO 12100-1.
The machinery concerned and the extent to which hazards, hazardous situations and events are covered are
indicated in the scope of this document.
When provisions of this type C standard are different from those which are stated in type A or B standards, the
provisions of this type C standard take precedence over the provisions of the other standards for machines
that have been designed and built according to the provisions of this type C standard.
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 1 Not all of the hazards identified by ISO 10218 apply to every robot and nor will the level of risk associated with
a given hazardous situation be the same from robot to robot. Consequently the safety requirements and/or protective
measures may vary from what is specified in ISO 10218. A risk assessment may 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; Part 1 provides guidance for the assurance of safety in 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, Part 2 will provide guidelines for the safeguarding of personnel during robot
integration, installation, functional testing, programming, operation, maintenance and repair.
NOTE 2 While noise is generally considered a hazard associated with the industrial environment, the robot as defined
in 3.18 cannot be considered the final machine, rather the robot system as defined in 3.20 is the machine for noise
consideration. Therefore the hazard due to noise will be dealt with in ISO 10218-2.
ISO 10218 is not applicable to robots which were manufactured prior to its publication date.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10218-1:2006(E)
Robots for industrial environments — Safety requirements —
Part 1:
Robot
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, as defined in Clause 3. It describes basic hazards
associated with robots and provides requirements to eliminate, or adequately reduce, the risks associated with
these hazards.
Noise as a potential hazard is not dealt with in this part of ISO 10218, but will be fully covered in Part 2.
This part of ISO 10218 does not apply to non-industrial robots although the safety principles established in
ISO 10218 may be utilized for these other robots. 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 < 1 mm), surgery or healthcare, and service or
consumer products.
NOTE 1 Requirements for robot systems, integration, and installation are covered in Part 2.
NOTE 2 Additional hazards may be created by specific applications (e.g. welding, laser cutting, machining). These
hazards may 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 12100-1:2003, Safety of machinery — Basic concepts, general principles for design — Part 1: Basic
terminology, methodology
ISO 12100-2:2003, Safety of machinery — Basic concepts, general principles for design — Part 2: Technical
principles
ISO 13849-1:1999, 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
ISO 13855, Safety of machinery — Positioning of protective equipment with respect to the approach speeds of
parts of the human body
ISO 14121:1999, Safety of machinery — Principles for risk assessment
IEC 60204-1:2005, Safety of machinery — Electrical equipment of machines — Part 1: General requirements
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ISO 10218-1:2006(E)
IEC 61000-6-2, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 6-2: Generic standards — Immunity for industrial
environments
IEC 61000-6-4, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 6: Generic standards — Section 4: Emission
standard for industrial environments
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the definitions given in ISO 12100-1 and the following terms and
definitions apply.
3.1
actuating control
a) mechanical mechanism within a control device
EXAMPLE A rod which opens contacts.
b) device which initiates a (un)locking sequence
EXAMPLE Specialized key.
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
[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 of the robot work cell, where the robot and a human can perform
tasks simultaneously during production operation
3.6
coordinated motion
control wherein the axes of the robot arrive at their respective end points simultaneously, giving a smooth
appearance to the motion and control wherein the motions of the axes are such that the tool centre point
(TCP) moves along a prescribed path (line, circle, or other)
3.7
cycle
single execution of a task programme
[ISO 8373:1994, definition 6.22]
3.8
drive power
energy source or sources for the robot actuators
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3.9
end-effector
device specifically designed for attachment to the mechanical interface to enable the robot to perform its task
EXAMPLES Gripper, nutrunner, welding gun, spray gun.
[ISO 8373:1994, definition 3.11]
3.10
energy source
any electrical, mechanical, hydraulic, pneumatic, chemical, thermal, potential, kinetic, or other sources of
power
3.11
hazardous motion
any motion that is likely to cause personal physical injury or damage to health
3.12
limiting device
device that restricts the maximum space by stopping or causing to stop all robot motion and is independent of
the control programme and the task programmes
3.13
local control
state of the system or portions of the system in which the system is operated from the control panel or
pendant of the individual machines only
[ISO 8373:1994, definition 5.3.8.2 modified]
3.14
manual mode
control state that allows the generation, storage, and playback of positional data points
3.15
pendant
teach pendant
hand-held unit linked to the control system with which a robot can be programmed or moved
[ISO 8373:1994, definition 5.8]
3.16 Programme
3.16.1
control programme
inherent set of instructions which defines the capabilities, actions, and responses of a robot system
NOTE This programme is fixed and usually not modified by the user.
[ISO 8373:1994, definition 5.1.2]
3.16.2
task programme
set of instructions for motion and auxiliary functions that define the specific intended task of the robot system
NOTE 1 This type of programme is normally generated by the user.
NOTE 2 An application is a general area of work, a task is specific within the application.
[ISO 8373:1994, definition 5.1.1]
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ISO 10218-1:2006(E)
3.16.3
task programming
act of providing the task programme (3.16.2)
[ISO 8373:1994, definition 5.2.1]
3.16.4
programmer
person designated to prepare the task programme
[ISO 8373:1994, definition 2.17]
3.16.5
programme path
path traced by the TCP during the execution of a task programme
3.16.6
programme verification
execution of a task programme for the purpose of confirming the robot path and process performance
NOTE Verification may include the total programme path or a segment of the path. The instructions may be executed
in a single instruction or continuous instruction sequence. Verification is used in new applications and in fine tuning/editing
of existing ones.
3.17
protective stop
type of interruption of operation that allows an orderly cessation of motion for safeguarding purposes and
which retains the programme logic to facilitate a restart
3.18
robot
industrial robot
automatically controlled, reprogrammable multipurpose manipulator, programmable in three or more axes,
which may be either fixed in place or mobile for use in industrial automation applications
NOTE 1 The robot includes:
⎯ the manipulator (including actuators);
⎯ the controller including teach pendant, and any communication interface (hardware and software).
NOTE 2 This includes any additional axes which are controlled by the robot controller.
NOTE 3 The following devices are considered industrial robots for the purpose of this part of ISO 10218:
a) hand-guided robots;
b) the manipulating portions of mobile robots;
c) collaborating robots.
[ISO 8373:1994, definition 2.6 modified]
3.19
robot actuator
powered mechanism that converts electrical, hydraulic, or pneumatic energy to effect motion
4 © ISO 2006 – All rights reserved
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ISO 10218-1:2006(E)
3.20
robot system
industrial robot system
system comprising:
⎯ robot;
⎯ end-effector(s);
⎯ any equipment, devices, or sensors required for the robot to perform its task
NOTE The robot system requirements are contained in ISO 10218-2.
[ISO 8373:1994, definition 2.14 modified]
3.21
simultaneous motion
motion of two or more robots at the same time under the control of a single control station and which may be
coordinated or may be synchronous with common mathematical correlation
EXAMPLE 1 Example of a single control station may be a teach pendant.
EXAMPLE 2 Coordination can be done as master/slave.
3.22
single point of control
ability to operate the robot such that initiation of robot motion is only possible from one source of control and
cannot be overridden from another initiation source
3.23
singularity
condition caused by the collinear alignment of two or more robot axes resulting in unpredictable robot motion
and velocities
3.24
reduced speed control
slow speed control
mode of robot motion control where the speed is limited to u 250 mm/s to allow persons sufficient time to
either withdraw from the hazardous motion or stop the robot
3.25
space
three dimensional volume encompassing the movements of all robot parts through their axes
3.25.1
maximum space
space which can be swept by the moving parts of the robot as defined by the manufacturer, plus the space
which can be swept by the end-effector and the workpiece
[ISO 8373:1994, definition 4.8.1]
3.25.2
restricted space
portion of the maximum space restricted by limiting devices that establish limits which will not be exceeded
[ISO 8373:1994, definition 4.8.2 modified]
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ISO 10218-1:2006(E)
3.25.3
operating space
operational space
portion of the restricted space that is actually used while performing all motions commanded by the task
programme
[ISO 8373:1994, definition 4.8.3]
3.25.4
safeguarded space
space defined by the perimeter safeguarding devices
3.26
teach (programming)
programming performed by
a) manually leading the robot end-effector; or
b) manually leading a mechanical simulating device; or
c) using a teach pendant to move the robot through the desired actions
[ISO 8373:1994, definition 5.2.3]
3.27
teacher
person who provides the robot with a specific set of instructions to perform a task
NOTE See programmer (3.16.4).
3.28
tool centre point
TCP
point defined for a given application with regard to the mechanical interface coordinate system
[ISO 8373:1994, definition 4.9]
3.29
user
entity that uses robots and is responsible for the personnel associated with the robot operation
4 Hazard identification and risk assessment
Annex A contains a list of hazards that can be present with robots. A hazard analysis shall be carried out to
identify any further hazards that may be present.
A risk assessment shall be carried out on those hazards identified in the hazard identification. This risk
assessment shall give particular consideration to:
a) the intended operations at the robot, including teaching, maintenance, setting, and cleaning;
b) unexpected start-up;
c) access by personnel from all directions;
d) reasonably foreseeable misuse of the robot;
e) the effect of failure in the control system; and
f) where necessary, the hazards associated with the specific robot application.
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ISO 10218-1:2006(E)
Risks shall be eliminated or reduced first by design or by substitution, then by safeguarding and other
complementary measures. Any residual risks shall then be reduced by other measures (e.g. warnings, signs,
training).
The requirements contained in Clause 5 have been derived from the iterative process of applying
safeguarding measures, in accordance with Figures 1 and 2 of ISO 12100-1:2003 and ISO 12100-2, to the
hazards identified in Annex A.
NOTE ISO 12100 and ISO 14121 provide requirements and guidance in performing hazard identification and risk
reduction.
5 Design requirements and protective measures
5.1 General
The robot shall be designed according to the principles of ISO 12100-1 for relevant hazards. Significant
hazards, such as sharp edges, are not dealt with by this document.
Robots and robot systems shall be designed and constructed to comply with the following requirements.
NOTE 1 The requirements for this clause can be satisfied by methods of verification including but not limited to:
⎯ A: visual inspection;
⎯ B: practical tests;
⎯ C: measurement;
⎯ D: observation during operation;
⎯ E: analysis of circuit diagrams.
NOTE 2 Recommended methods of verification of various requirements in this clause are shown in a note at the end of
each subclause in the form of [A, B, C, …] corresponding to the methods listed above.
5.2 General requirements
5.2.1 Power transmission components
Exposure to hazards caused by components such as motor shafts, gears, drive belts, or linkages shall be
prevented either by fixed guards or movable guards. Movable guards shall be interlocked with the hazardous
movements in such a way that the hazardous movements come to a stop before the hazards can be reached.
The safety related performance of an interlocking system shall conform to the requirements of 5.4.
NOTE [A, B, C].
5.2.2 Power loss or change
Loss of, or variations in power shall not result in a hazard.
Re-initiation of power shall not lead to any motion.
End-effectors shall be designed and constructed so that loss or change of electrical, hydraulic, pneumatic or
vacuum power shall not result in a hazard. If this is not feasible, then other methods of safeguarding shall be
provided to protect against hazards.
Tool change systems shall be designed and installed to only allow release of tools when the tool is in an
assigned location and release shall not create a hazard.
NOTE 1 See IEC 60204-1 for electrical power supply requirements.
NOTE 2 [B, E].
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ISO 10218-1:2006(E)
5.2.3 Component malfunction
Robot components shall be designed, constructed, secured, or contained so that hazards caused by breaking
or loosening, or releasing stored energy are minimized.
NOTE [A, B, D].
5.2.4 Sources of energy
A means of isolating any electrical, mechanical, hydraulic, pneumatic, chemical, thermal, potential, kinetic or
other hazardous energy source to the robot shall be provided. This means shall be provided with capability of
locking or otherwise securing in the de-energized position.
NOTE [A, B, C, E].
5.2.5 Stored energy
A means shall be provided for the controlled release of stored hazardous energy. A label shall be affixed to
identify the stored energy hazard.
NOTE 1 Stored energy can be air and hydraulic pressure accumulators, capacitors, batteries, springs, counter
balances flywheels, etc.
NOTE 2 [B, D, E].
5.2.6 Electromagnetic compatibility (EMC)
The design and construction of the robot shall be in accordance with IEC 61000 to prevent hazardous motion
or situations due to the effects of electromagnetic interference (EMI), radio frequency interference (RFI) and
electrostatic discharge (ESD).
NOTE 1 See IEC 61000-6-2 and IEC 61000-6-4.
NOTE 2 [A, B, C, E].
5.2.7 Electrical equipment
The robot electrical equipment shall be designed and constructed according to the relevant requirements of
IEC 60204-1.
NOTE [A, B, E].
5.3 Actuating controls
5.3.1 General
Actuating controls that initiate power or motion shall be designed and constructed to meet the performance
criteria mentioned in 5.3.2 to 5.3.5.
5.3.2 Protection from unintended operation
Actuating controls shall be constructed or located so as to prevent unintended operation. For example, a
guarded push-button or key selector switch in appropriate locations may be used.
NOTE [A, B].
5.3.3 Status indication
The status of the actuating controls shall be indicated, e.g. power on, fault detected, automatic operation.
NOTE [A, B, D].
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ISO 10218-1:2006(E)
5.3.4 Labelling
Actuating controls shall be labelled to clearly indicate their function.
NOTE [A].
5.3.5 Single point of control
The robot control system shall be designed and constructed so that when the robot is placed under local
pendant control or other teaching device control, initiation of robot motion or change of local control selection
from any other source shall be prevented.
NOTE [B, D, E].
5.4 Safety-related control system performance (hardware/software)
5.4.1 General
Safety-related control systems (electric, hydraulic, pneumatic, and software) shall meet the performance
criteria listed in 5.4.2 as a minimum, unless the results of a risk assessment determine that an alternate
performance criteria per 5.4.3 is appropriate. The safety-related control system performance that the piece of
equipment meets shall be clearly stated in the information for use provided with the equipment.
For the purpose of this part of ISO 10218, safety-related control system performance is stated as categories
as described in ISO 13849-1:1999. Other standards offering alternative performance requirements such as
control reliability, performance levels, and safety integrity levels may also be used. When using these
standards to design safety-related control systems, care should be taken to ensure that an equivalent level of
risk reduction is achieved.
5.4.2 Performance requirement
When safety-related control systems are required, the safety-related parts shall be designed so that:
a) a single fault in any of these parts shall not lead to the loss of the safety function;
b) whenever reasonably practicable, the single fault shall be detected at or before the next demand upon the
safety function;
c) when the single fault occurs, the safety function is always performed and a safe state shall be maintained
until the detected fault is corrected; and
d) all reasonably foreseeable faults shall be detected.
This requireme
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10218-1
Première édition
2006-06-01
Robots pour environnements
industriels — Exigences de sécurité —
Partie 1:
Robot
Robots for industrial environments — Safety requirements —
Part 1: Robot
Numéro de référence
ISO 10218-1:2006(F)
©
ISO 2006
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ISO 10218-1:2006(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2006 – Tous droits réservés
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ISO 10218-1:2006(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 2
4 Analyse des phénomènes dangereux et appréciation du risque . 7
5 Exigences de sécurité et mesures de prévention . 7
5.1 Généralités . 7
5.2 Exigences générales . 8
5.3 Organes de commande . 9
5.4 Performances du système de commande relatif à la sécurité (matériel/logiciel) . 10
5.5 Fonctions d'arrêt du robot. 11
5.6 Commande en vitesse réduite. 12
5.7 Modes de fonctionnement . 12
5.8 Commandes du pendant. 13
5.9 Commande de mouvements synchronisés. 15
5.10 Exigences pour le fonctionnement coopératif . 16
5.11 Protection contre la singularité. 17
5.12 Limitation d'axe. 17
5.13 Mouvement hors puissance . 18
5.14 Dispositions pour le levage . 19
5.15 Connecteurs électriques. 19
6 Informations pour l'utilisation . 19
6.1 Généralités . 19
6.2 Notice d'instructions . 19
6.3 Marquage . 20
Annexe A (normative) Liste des phénomènes dangereux significatifs. 22
Annexe B (normative) Principe de mesure pour le temps et la distance d'arrêt. 24
Annexe C (informative) Caractéristiques fonctionnelles des dispositifs de validation à 3 positions. 26
Annexe D (informative) Caractéristiques optionnelles. 27
Annexe E (informative) Méthodes de symbolisation des modes . 29
Bibliographie . 30
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ISO 10218-1:2006(F)
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 10281-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 184, Systèmes d'automatisation industrielle et
intégration, sous-comité SC 2, Robots pour environnements industriels.
Cette première édition annule et remplace l'ISO 10218:1992, qui a fait l'objet d'une révision technique.
La présente Norme Internationale, entièrement révisée, est actualisée pour mieux correspondre à l'ISO 12100
et aux exigences pour identifier et répondre selon une norme de type C à des phénomènes dangereux
spécifiques. De nouvelles exigences techniques comportent de façon non limitative les performances du
système de commande relatif à la sécurité, la fonction d'arrêt du robot, le dispositif de validation, la vérification
de programme, les critères applicables au pendant sans fil, la commande de robots synchronisés, les critères
relatifs au robot coopératif et une conception actualisée du système pour satisfaire aux exigences de sécurité.
L'ISO 10218 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Robots pour environnements
industriels — Exigences de sécurité:
⎯ Partie 1: Robot
Les parties suivantes sont en cours d'élaboration
⎯ Partie 2: Système robot et intégration
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ISO 10218-1:2006(F)
Introduction
L'ISO 10218 a été élaborée en tenant compte des phénomènes dangereux particuliers présentés par les
robots industriels et les systèmes robots industriels.
Le présent document est une norme de type C comme stipulé dans l'ISO 12100-1.
Les machines concernées et l'étendue des phénomènes, des situations et des événements dangereux
couverts sont indiquées dans le domaine d'application du présent document.
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.
Si les phénomènes dangereux associés aux robots sont bien connus, les sources de ces phénomènes
dangereux sont souvent spécifiques à un système 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 1 Tous les phénomènes dangereux identifiés par l'ISO 10218 ne s'appliquent pas 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 et/ou les mesures de prévention peuvent varier par rapport à celles spécifiées dans l'ISO 10218. Une
appréciation du risque/réduction 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 robot considéré, la Partie 2
donne des recommandations pour la protection du personnel pendant l'intégration, l'installation, les essais de
fonctionnement, la programmation, le fonctionnement opérationnel, la maintenance et la réparation des robots.
NOTE 2 Dans la mesure où le bruit est généralement considéré comme un phénomène dangereux associé à
l'environnement industriel, le robot tel que défini au 3.18 ne peut être considéré comme la machine finale, au contraire du
système robot défini au 3.20 qui est une machine pour laquelle le bruit est à prendre en considération. Par conséquent, le
risque dû au bruit sera traité dans l'ISO 10218-2.
L'ISO 10218 ne s'applique pas aux robots fabriqués avant la date de sa publication.
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NORME INTERNATIONALE ISO 10218-1:2006(F)
Robots pour environnements industriels — Exigences
de sécurité —
Partie 1:
Robot
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 10218 spécifie des exigences et des recommandations pour la prévention
intrinsèque, ainsi que des mesures de protection et des informations pour l'utilisation des robots industriels
tels que définis dans l'Article 3. 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.
Le bruit est potentiellement un phénomène dangereux qui n'est pas traité dans la présente partie de
l'ISO 10218, mais qui le sera entièrement dans la Partie 2.
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 d'autres robots. 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 dispositifs d'aide intelligents qui ne sont pas
constitués de robots ou de contrôleurs robots, les prothèses et les autres aides aux personnes ayant une
déficience physique, les microrobots (déplacement < 1 mm), la chirurgie ou les soins de santé et les services
ou les produits aux consommateurs.
NOTE 1 Les exigences relatives aux systèmes robots, à l'intégration et à l'installation sont couvertes par la Partie 2.
NOTE 2 Des phénomènes dangereux supplémentaires peuvent être générés par des applications spécifiques (par
exemple soudage, découpe au laser, usinage). Il peut être nécessaire de prendre en compte ces phénomènes dangereux
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 12100-1:2003, Sécurité des machines — Notions fondamentales, principes généraux de conception —
Partie 1: Terminologie de base, méthodologie
ISO 12100-2:2003, Sécurité des machines — Notions fondamentales, principes généraux de conception —
Partie 2: Principes techniques
ISO 13849-1:1999, 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
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ISO 10218-1:2006(F)
ISO 13855, Sécurité des machines — Positionnement des dispositifs de protection par rapport à la vitesse
d'approche des parties du corps
ISO 14121:1999, Sécurité des machines — Principes pour l'appréciation du risque
CEI 60204-1:2005, Sécurité des machines — Équipement électrique des machines — Partie 1: Règles
générales
CEI 61000-6-2, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 6-2: Normes génériques — Immunité pour
les environnements industriels
CEI 61000-6-4, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 6-4: Normes génériques — Norme sur
l'émission pour les environnements industriels
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 12100-1 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
organe de commande
a) mécanisme mécanique à l'intérieur d'un dispositif de commande
EXEMPLE Une barre qui ouvre des contacts.
b) dispositif qui initie une séquence de (dé)blocage
EXEMPLE Une clé spéciale.
3.2
mode automatique
mode opératoire dans lequel le système de commande du robot peut fonctionner conformément au
programme d'une tâche
[ISO 8373:1994, définition 5.3.8.1]
3.3
fonctionnement automatique
état dans lequel le robot exécute comme prévu le programme d'une tâche
[ISO 8373:1994, définition 5.5]
3.4
fonctionnement coopératif
état dans lequel un robot conçu de façon spécifique travaille en coopération directe avec l'humain dans
l'espace de travail défini
3.5
espace de travail coopératif
espace de travail à l'intérieur de l'espace contrôlé de la cellule robotisée, où le robot et un humain peuvent
accomplir des tâches simultanément pendant le fonctionnement en production
3.6
mouvement coordonné
commande en fonction de laquelle les axes du robot parviennent simultanément à leurs points cibles
respectifs, en imprimant une uniformité apparente au mouvement en fonction de laquelle les mouvements des
axes sont tels que le point d'outil (CDO) se déplace le long d'une trajectoire prescrite (une ligne, un cercle ou
autre)
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ISO 10218-1:2006(F)
3.7
cycle
exécution sans répétition d'un programme d'une tâche
[ISO 8373:1994, définition 6.22]
3.8
puissance d'entraînement
source(s) d'énergie pour les actionneurs de robot
3.9
terminal
dispositif conçu spécialement pour être fixé à l'interface mécanique et permettant au robot d'accomplir sa
tâche
EXEMPLE Préhenseur, visseuse, pince à souder, pistolet de peinture.
[ISO 8373:1994, définition 3.11]
3.10
source d'énergie
toute source électrique, mécanique, hydraulique, pneumatique, chimique, thermique, potentielle, cinétique ou
autre, de puissance
3.11
mouvement dangereux
tout mouvement susceptible de causer une blessure physique ou de porter atteinte à la santé des personnes
3.12
dispositif de limitation
dispositif qui limite l'espace maximal en arrêtant ou en provoquant l'arrêt de tous les mouvements du robot et
qui est indépendant du programme de commande et des programmes de tâche
3.13
commande locale
état du système ou de parties du système dans lequel le système est mis en fonctionnement uniquement à
partir de la baie de commande ou du pendant de chaque machine
[ISO 8373:1994, définition 5.3.8.2 modifiée]
3.14
mode manuel
état de la commande qui permet la génération, la mémorisation et la restitution des données de position
3.15
pendant
pendant d'apprentissage
unité tenue à la main et reliée au système de commande, avec lequel un robot peut être programmé ou
déplacé
[ISO 8373:1994, définition 5.8]
3.16 Programme
3.16.1
programme de commande
ensemble des instructions de commande, interne au robot, qui définit les capacités, les actions et les
réponses du système robot
NOTE Ce programme est figé et n'est généralement pas modifiable par l'utilisateur.
[ISO 8373:1994, définition 5.1.2]
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ISO 10218-1:2006(F)
3.16.2
programme d'une tâche
ensemble des instructions de mouvement et des fonctions auxiliaires qui définit la tâche spécifique prévue du
système robot
NOTE 1 Ce type de programme est normalement écrit par l'utilisateur.
NOTE 2 Une application est un domaine général de travail, une tâche est une partie spécifique de l'application.
[ISO 8373:1994, définition 5.1.1]
3.16.3
programmation d'une tâche
action de fournir le programme d'une tâche (3.16.2)
[ISO 8373:1994, définition 5.2.1]
3.16.4
programmeur
personne désignée pour préparer le programme d'une tâche
[ISO 8373:1994, définition 2.17]
3.16.5
trajectoire programmée
trajectoire décrite par le CDO lors de l'exécution du programme d'une tâche
3.16.6
vérification du programme
exécution du programme d'une tâche afin de confirmer la trajectoire du robot et des performances du
processus
NOTE La vérification peut comprendre l'intégralité ou un segment de la trajectoire programmée. Les instructions
peuvent être exécutées sous forme d'une instruction unique ou d'une séquence continue d'instructions. La vérification est
utilisée dans de nouvelles applications et lors de la mise au point/l'édition d'applications existantes.
3.17
arrêt de protection
type d'interruption du fonctionnement qui permet un arrêt approprié du mouvement pour des besoins de
protection et qui conserve la logique de programme pour faciliter la remise en marche
3.18
robot
robot industriel
manipulateur à commande automatique, reprogrammable, multiapplications, pouvant être programmé suivant
trois axes ou plus, qui peut être fixe ou mobile, destiné à être utilisé dans les applications d'automatisation
industrielle
NOTE 1 Le robot inclut:
⎯ le manipulateur (actionneurs compris);
⎯ le système de commande y compris le pendant d'apprentissage et toute interface de communication (matériel et
logiciel).
NOTE 2 Cela inclut tout axe supplémentaire commandé par dispositif de commande du robot.
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ISO 10218-1:2006(F)
NOTE 3 Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 10218, les dispositifs suivants sont considérés comme des
robots industriels:
a) les robots guidés à la main;
b) les parties assurant des fonctions de manipulation des robots mobiles;
c) les robots coopératifs.
[ISO 8373:1994, définition 2.6 modifiée]
3.19
actionneur du robot
mécanisme motorisé qui convertit l'énergie électrique, hydraulique ou pneumatique en mouvement
3.20
système robot
système robot industriel
système comprenant:
⎯ le robot;
⎯ le terminal ou les terminaux;
⎯ tout équipement, dispositif ou capteur requis pour que le robot accomplisse sa tâche.
NOTE Les exigences relatives au système robot sont données dans l'ISO 10218-2.
[ISO 8373:1994, définition 2.14 modifiée]
3.21
mouvement simultané
mouvement d'au moins deux robots en même temps sous le contrôle d'un seul poste de commande qui peut
être coordonné ou par une corrélation mathématique commune
EXEMPLE 1 Un poste de commande unique peut être un pendant d'apprentissage.
EXEMPLE 2 La coordination peut être du type maître/esclave.
3.22
point de commande unique
aptitude à mettre en œuvre le robot de sorte que le déclenchement du mouvement du robot à partir d'une
source de commande n'est possible que depuis cette source de commande et ne peut pas être neutralisé
depuis une autre source
3.23
singularité
condition provoquée par l'alignement colinéaire de deux axes robots ou plus résultant en un mouvement et en
des vitesses imprévus du robot
3.24
commande en vitesse réduite
commande en vitesse lente
mode de commande du mouvement du robot dans lequel la vitesse est limitée à u 250 mm/s, afin de donner
aux personnes un temps suffisant soit pour s'éloigner des mouvements dangereux, soit pour arrêter le robot
3.25
espace
enveloppe
volume tridimensionnel englobant les mouvements de toutes les parties de robot effectués par les axes
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ISO 10218-1:2006(F)
3.25.1
espace maximal
espace qui peut être balayé par les parties en mouvement du robot, tel que défini par le fabricant, plus
l'espace qui peut être balayé par le terminal et la pièce
[ISO 8373:1994, définition 4.8.1]
3.25.2
espace restreint
partie de l'espace maximal réduit par des dispositifs de limitation qui fixent des limites qui ne peuvent pas être
dépassées
[ISO 8373:1994, définition 4.8.2 modifiée]
3.25.3
espace de fonctionnement
espace opérationnel
partie de l'espace restreint qui est réellement utilisé lors de l'exécution de tous les mouvements commandés
par le programme de tâche
[ISO 8373:1994, définition 4.8.3]
3.25.4
espace contrôlé
espace défini par les dispositifs de protection périmétriques
3.26
apprentissage (programmation)
programmation réalisée
a) par conduite manuelle du terminal du robot, ou
b) par conduite manuelle d'un dispositif mécanique de simulation, ou
c) au moyen d'un pendant d'apprentissage en faisant effectuer au robot les actions souhaitées
[ISO 8373:1994, définition 5.2.3]
3.27
trajectoiriste
personne qui fournit au robot un ensemble spécifique d'instructions pour accomplir une tâche
NOTE Voir programmeur (3.16.4).
3.29
centre d'outil (CDO)
point défini pour une application donnée par rapport au système de coordonnées de l'interface mécanique
[ISO 8373:1994, définition 4.9]
3.30
utilisateur
entité qui utilise les robots et qui est responsable du personnel associé au fonctionnement du robot
6 © ISO 2006 – Tous droits réservés
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ISO 10218-1:2006(F)
4 Analyse des phénomènes dangereux et appréciation du risque
L'Annexe A contient une liste des phénomènes dangereux qui peuvent être présents dans l'environnement
robot. Une analyse des phénomènes dangereux doit être réalisée pour identifier tout autre phénomène
dangereux pouvant être présent.
Une évaluation du risque doit être réalisée pour les phénomènes dangereux lors de l'analyse des
phénomènes dangereux. Cette évaluation du risque doit notamment porter sur
a) les fonctionnements prévus du robot, y compris l'apprentissage, la maintenance, le réglage et le
nettoyage,
b) la mise en marche inattendue,
c) l'accès par du personnel venant de toutes les directions,
d) les mauvais usages raisonnablement prévisibles du robot,
e) l'effet des défaillances du système de commande, et,
f) si nécessaire, les phénomènes dangereux associés à l'application robotisée spécifique.
Les risques doivent être éliminés ou réduits dans un premier temps par la conception ou la substitution, puis
par des mesures de protection et d'autres mesures complémentaires. Tout risque résiduel doit ensuite être
réduit par d'autres mesures (par exemple des avertissements, des signaux, de la formation).
Les exigences décrites dans l'Article 5 résultent du processus itératif consistant à appliquer des mesures de
protection, conformément aux Figures 1 et 2 de l'ISO 12100-1:2003 et selon l'ISO 12100-2, aux phénomènes
dangereux identifiés dans l'Annexe A.
NOTE L'ISO 12100 et l'ISO 14121 fournissent des recommandations relatives à la réalisation de l'analyse des
phénomènes dangereux et à la réduction du risque.
5 Exigences de sécurité et mesures de prévention
5.1 Généralités
Le robot doit être conçu conformément aux principes de l'ISO 12100-1 pour les phénomènes dangereux
pertinents. Les phénomènes dangereux significatifs ne sont pas couverts par le présent document.
Les robots et les systèmes robots doivent être conçus et construits pour satisfaire aux exigences de
performances suivantes:
NOTE 1 Les exigences du présent article peuvent être satisfaites par des méthodes de vérification, y compris, mais de
façon non limitative:
⎯ A: l'inspection visuelle;
⎯ B: les essais pratiques;
⎯ C: les mesures;
⎯ D: l'observation pendant le fonctionnement;
⎯ E: l'analyse des schémas électriques.
NOTE 2 Les méthodes recommandées pour la vérification des différentes prescriptions décrites dans le présent article
sont indiquées dans une note à la fin de chaque paragraphe par une lettre [A, B, C, …] correspondant aux méthodes
énumérées ci-dessus.
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ISO 10218-1:2006(F)
5.2 Exigences générales
5.2.1 Éléments de transmission de puissance
L'exposition à des éléments dangereux tels que des arbres de moteur, des engrenages, des courroies
d'entraînement ou des trains d'engrenages doit être empêchée par des protecteurs fixes ou des protecteurs
mobiles. Les protecteurs mobiles doivent être asservis aux mouvements dangereux, de sorte que les
mouvements dangereux s'arrêtent avant que les parties dangereuses puissent être atteintes. La performance
relative à la sécurité du système de commande associé au verrouillage doit être conforme aux exigences de
l'Article 5.4.
NOTE [A, B, C].
5.2.2 Perte ou variation de puissance
La perte ou les variations de la puissance motrice ne doivent pas générer de phénomène dangereux.
Le nouvel enclenchement de la puissance motrice après une perte de puissance ne doit entraîner aucun
mouvement.
Les terminaux doivent être conçus et construits de sorte que la perte ou la variation de la puissance électrique,
hydraulique, pneumatique ou par dépression, n'entraîne pas de phénomène dangereux. Si ce n'est pas
réalisable, d'autres méthodes de protection doivent être prévues contre les phénomènes dangereux.
Les systèmes de changement d'outil doivent être conçus et installés de sorte que l'outil ne puisse être relâché
que lorsqu'il est dans une position assignée sûre; le déverrouillage ne doit pas créer de phénomène
dangereux.
NOTE 1 Voir la CEI 60204-1 pour les prescriptions relatives à l'alimentation en énergie électrique.
NOTE 2 [B, E].
5.2.3 Dysfonctionnement de composant
Les composants de robot doivent être conçus, fabriqués, sécurisés ou intégrés, de sorte à minimiser les
phénomènes dangereux provoqués par la rupture, le desserrage ou la décharge d'énergie accumulée.
NOTE [A, B, D].
5.2.4 Sources d'énergie
Des moyens doivent être fournis pour isoler le robot des sources d'énergie dangereuses telles qu'électriques,
mécaniques, hydrauliques, pneumatiques, chimiques, thermiques, potentielles, cinétiques ou autres. Ces
moyens doivent comporter une possibilité de verrouillage ou doivent garantir que la position hors énergie est
sûre
...
Questions, Comments and Discussion
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