ГОСТ Р 60.1.2.1-2016 Роботы и робототехнические устройства. Требования по безопасности для промышленных роботов. Часть 1. Роботы

ГОСТ Р 60.1.2.1-2016/
ИСО 10218-1:2011

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Роботы и робототехнические устройства

ТРЕБОВАНИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ

Часть 1

Роботы

Robots and robotic devices. Safety requirements for industrial robots. Part 1. Robots

ОКС 25.040.30

Дата введения 2018-01-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным бюджетным учреждением "Консультационно-внедренческая фирма в области международной стандартизации и сертификации "Фирма "ИНТЕРСТАНДАРТ" совместно с Федеральным государственным автономным научным учреждением "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) и ООО "Корпоративные электронные системы" (ООО "КЭЛС-центр") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 459 "Информационная поддержка жизненного цикла изделий"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 8 ноября 2016 г. N 1624-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 10218-1:2011* "Роботы и робототехнические устройства. Требования безопасности для промышленных роботов. Часть 1. Роботы" (ISO 10218-1:2011 "Robots and robotic devices - Safety requirements for industrial robots - Part 1: Robots", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ИЗДАНИЕ (сентябрь 2020 г.) с Поправкой (ИУС 7-2017)

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Стандарты комплекса ГОСТ Р 60 распространяются на роботов и робототехнические устройства. Их целью является повышение интероперабельности роботов и их компонентов, а также снижение затрат на их разработку, производство и обслуживание за счет стандартизации и унификации процессов, интерфейсов и параметров.

Стандарты комплекса ГОСТ Р 60 представляют собой совокупность отдельно издаваемых стандартов. Стандарты данного комплекса относятся к одной из следующих тематических групп: "Общие положения, основные понятия, термины и определения", "Технические и эксплуатационные характеристики", "Безопасность", "Виды и методы испытаний", "Механические интерфейсы", "Электрические интерфейсы", "Коммуникационные интерфейсы", "Методы программирования", "Методы построения траектории движения (навигация)", "Конструктивные элементы". Стандарты любой тематической группы могут относиться как ко всем роботам и робототехническим устройствам, так и к отдельным группам объектов стандартизации - промышленным роботам в целом, промышленным манипуляционным роботам, промышленным транспортным роботам, сервисным роботам в целом, сервисным манипуляционным роботам и сервисным мобильным роботам.

Настоящий стандарт относится к тематической группе "Безопасность" и распространяется на всех промышленных роботов и робототехнические устройства. Он идентичен международному стандарту ИСО 10218-1:2011, разработанному подкомитетом (SC) 2 "Роботы и робототехнические устройства" Технического комитета (ТС) 184 ИСО "Системы автоматизации и их интеграция".

Примечание - С1 января 2016 года ISO/ТС 184/SC 2 "Роботы и робототехнические устройства" преобразован в ISO/TC 299 "Робототехника".

ИСО 10218 был создан на основании понимания конкретных угроз, которые представляют промышленные роботы и промышленные роботизированные системы.

Настоящий стандарт относится к стандартам типа С в соответствии с ИСО 12100.

Если положения стандарта типа С отличаются от положений стандартов типа А или В, то положения стандарта типа С имеют приоритет над положениями других стандартов для машин и механизмов, которые были разработаны в соответствии с положениями стандарта типа С.

Оборудование, к которому относится настоящий стандарт, а также степень, до которой опасности, опасные ситуации и события в нем учтены, определены в разделе 1 настоящего стандарта.

Опасности, связанные с роботами, общепризнаны, но источники этих опасностей часто являются уникальными для конкретных робототехнических систем. Число и тип (типы) опасности (опасностей) напрямую связаны с сутью процесса автоматизации и сложностью установки. Риски, связанные с этими опасностями, изменяются в зависимости от типа используемого робота и его назначения, а также от методов, используемых при его установке, программировании, функционировании и обслуживании.

Примечание - Не все опасности, установленные в ИСО 10218, относятся ко всем роботам, также как и степень риска, связанного с данной опасной ситуацией, не одинакова для разных роботов. Следовательно, требования безопасности, или меры защиты, или оба эти фактора могут отличаться оттого, что определено в ИСО 10218. Для определения того, какие меры защиты должны быть применены, может быть проведена общая оценка рисков.

Учитывая различную природу опасностей для разных применений промышленных роботов, ИСО 10218 разделен на две части. Настоящий стандарт обеспечивает руководство по обеспечению безопасности при проектировании и построении робота. Поскольку на безопасность применения промышленных роботов влияет проектирование и реализация интеграции конкретных робототехнических систем, ИСО 10218-2 обеспечивает руководство по обеспечению безопасности персонала при интеграции, установке, функциональном тестировании, программировании, функционировании, техническом обслуживании и ремонте роботов.

Настоящий стандарт был откорректирован на основе опыта, полученного при разработке требований ИСО 10218-2 к системам и интеграции роботов, для того чтобы он соответствовал минимальным требованиям к гармонизированному стандарту типа С для промышленных роботов. Пересмотренные технические требования включают, но не ограничиваются, определение и требования по сингулярности, защите от опасностей трансмиссии, отключению питания, характеристикам цепей управления, связанным с безопасностью, добавлению функции остановки категории 2, выбору режимов, ограничению мощности и усилий, маркировке и изменению метрики и характеристик времени и расстояния, необходимых для полной остановки.

Настоящий стандарт не применим к роботам, которые были изготовлены до даты его публикации.

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет требования и руководства по проектированию с встроенной безопасностью, мерам защиты и информации по использованию промышленных роботов. В нем представлены основные опасности, связанные с роботами, и определены требования по устранению или необходимому снижению рисков, связанных с данными опасностями.

Настоящий стандарт не рассматривает робота, как классическую машину. Шумовое излучение обычно не считается существенной опасностью от одиночного робота. Соответственно, шум исключен из области применения настоящего стандарта.

Настоящий стандарт не применим к непромышленным роботам, хотя основные принципы безопасности, установленные в ИСО 10218, могут быть использованы для других типов роботов.

Примечания

1 Примерами непромышленного применения роботов являются, но не ограничиваются ими, подводные, военные и космические роботы, телеуправляемые манипуляторы, протезы и другие средства для оказания физической помощи, микророботы (с перемещениями менее 1 мм), хирургия и здравоохранение, а также сервисные и потребительские изделия.

2 Требования к системам, интеграции и установке роботов установлены в ИСО 10218-2.

3 Дополнительные опасности могут возникать при конкретных применениях (например, сварка, лазерная резка, механообработка). Такие связанные с системами опасности должны быть учтены при проектировании робота.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).

ISO 9283:1998, Manipulating industrial robots - Performance criteria and related test methods (Роботы манипуляционные промышленные. Рабочие характеристики и соответствующие методы тестирования)

ISO 10218-2, Robots and robotic devices - Safety requirements for industrial robots - Part 2: Robot systems and integration (Роботы и робототехнические устройства. Требования по безопасности для промышленных роботов. Часть 2. Системы и интеграция роботов)

ISO 12100, Safety of machinery - General principles for design - Risk assessment and risk reduction (Безопасность машин и механизмов. Общие принципы проектирования. Оценивание и снижение рисков)

ISO 13849-1:2006, Safety of machinery - Safety-related parts of control systems - Part 1: General principles for design (Безопасность машин и механизмов. Части систем управления, связанные с безопасностью. Часть 1. Общие принципы конструирования)

________________

Заменен на ISO 13849-1:2015.

ISO 13850, Safety of machinery - Emergency stop - Principles for design (Безопасность машин и механизмов. Аварийный останов. Принципы проектирования)

IEC 60204-1, Safety of machinery - Electrical equipment of machines - Part 1: General requirements (Безопасность машин и механизмов. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования)

IEC 62061:2005, Safety of machinery - Functional safety of safety-related electrical, electronic and programmable electronic control systems (Безопасность машин и механизмов. Функциональная безопасность систем управления электрических, электронных и программируемых электронных, связанных с безопасностью)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 12100, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 подвижный элемент управления (actuating control): Механический механизм в управляющем устройстве.

Пример - Тяга, размыкающая контакты.

3.2

3.3 автоматическое функционирование (automatic operation): Состояние, когда робот выполняет намеченное запрограммированное задание.

Примечание - Адаптировано из ИСО 8373:1994, определение 5.5.

3.4 совместная работа (collaborative operation): Состояние, при котором специально разработанные роботы работают в непосредственном взаимодействии с человеком в пределах определенного рабочего пространства.

3.5 совместное рабочее пространство (collaborative workspace): Рабочее пространство, находящееся в пределах защищенного пространства, где робот и человек могут выполнять работы одновременно в процессе производства.

3.6 движущая энергия (drive power): Источник или источники энергии для приводов робота.

3.7

3.8 источник энергии (energy source): Источник электрической, механической, гидравлической, пневматической, химической, тепловой, потенциальной, кинетической или иной энергии.

3.9 опасное движение (hazardous motion): Движение, которое, возможно, может вызвать нанесение физической травмы или причинить вред здоровью человека.

3.10 промышленный робот (industrial robot): Автоматически управляемый, перепрограммируемый, многоцелевой манипулятор, программируемый по трем или более степеням подвижности, который может либо быть установлен стационарно на рабочем месте, либо может иметь возможность передвижения для использования в системах промышленной автоматизации.

Примечания

1 Промышленный робот включает:

- манипулятор, включая приводы;

- контроллер, включая выносной пульт обучения и коммуникационный интерфейс (аппаратные средства и программное обеспечение).

2 Промышленный робот может иметь дополнительные интегрированные степени подвижности.

3 В настоящем стандарте к промышленным роботам относятся следующие устройства:

- роботы, управляемые вручную;

- манипуляционные устройства мобильных роботов;

- роботы для совместных работ.

4 Адаптировано из ИСО 8373:1994, определение 2.6.

3.11 промышленная робототехническая система (industrial robot system): Система, включающая:

- промышленного робота;

- рабочий орган (органы);

- любые машины, оборудование, устройства, внешние вспомогательные степени подвижности и датчики, поддерживающие выполнение роботом своего задания.

Примечания

1 Требования к робототехническим системам, включая относящиеся к обеспечению безопасности, определены в ИСО 10218-2.

2 Адаптировано из ИСО 8373:1994, определение 2.14.

3.12 ограничивающее устройство (limiting device): Средства, ограничивающие максимальное пространство, останавливая или вызывая остановку движения всего робота.

3.13 локальное управление (local control): Состояние системы или частей системы, при котором управление осуществляется с панели или выносного пульта управления только отдельными машинами.

3.14 ручной режим (manual mode): Рабочий режим, при котором управление осуществляет непосредственно оператор.

Примечания

1 Иногда данный режим называется режимом обучения, при котором оператор задает точки программы.

2 Адаптировано из ИСО 8373:1994, определение 5.3.8.2.

3.15

3.16 Программа

3.16.1

3.16.2

3.16.3 верификация программы (programme verification): Выполнение функциональной программы с целью подтверждения траектории движения робота и характеристик процесса.

Примечание - Верификации* программы может включать полную траекторию перемещения центральной точки инструмента во время выполнения функциональной программы или только сегмент траектории. Команды могут исполняться по одной или в виде непрерывной последовательности. Верификация программы используется в новых приложениях и при настройке/редактировании существующих приложений.

___________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - .

3.17 защитная остановка (protective stop): Тип прерывания функционирования робота, обеспечивающий приостановку движения в целях обеспечения безопасности и возможность возобновления выполнения функциональной программы.

3.18 привод робота (robot actuator): Силовой механизм, который преобразует электрическую, гидравлическую или пневматическую энергию в движение.

3.19 функция с расчетной безопасностью (safety-rated): Функция, характеризующаяся наличием заданной функции безопасности с установленными параметрами, связанными с безопасностью.

3.19.1 контролируемая скорость с расчетной безопасностью (safety-rated monitored speed): Функция с расчетной безопасностью, которая вызывает защитную остановку в том случае, когда либо скорость точки в декартовой системе координат относительно фланца робота (например, ЦТИ), либо скорость одной или более степеней подвижности превысит заданное предельное значение.

3.19.2 сниженная скорость с расчетной безопасностью (safety-rated reduced speed): Функция контролируемой скорости с расчетной безопасностью, которая ограничивает скорость робота величиной 250 мм/с или менее.

Примечания

1 Предельное значение сниженной скорости с расчетной безопасностью не обязательно совпадает со значением, установленным для функции управления на сниженной скорости.

2 Различие между контролируемой скоростью с расчетной безопасностью и сниженной скоростью с расчетной безопасностью заключается в том, что предел контролируемой скорости с расчетной безопасностью может быть задан больше чем 250 мм/с.

3.19.3 программное ограничение степени подвижности и пространства с расчетной безопасностью, программное ограничение с расчетной безопасностью (safety-rated soft axis and space limiting, safety-rated soft limit): Ограничение, заданное для диапазона движений робота с помощью системы, использующей программное обеспечение или встроенные коды, которая обеспечивает заданные достаточные характеристики, связанные с безопасностью.

Примечание - Программное ограничение с расчетной безопасностью может быть точкой, в которой инициируется остановка, или оно может обеспечивать режим управления, при котором робот не может выйти за данную границу.

3.19.4 выходной сигнал с расчетной безопасностью (safety-rated output): Выходной сигнал, имеющий заданные достаточные характеристики, связанные с безопасностью.

3.19.5 выходной сигнал пространства с расчетной безопасностью (safety-rated zone output): Выходной сигнал с расчетной безопасностью, показывающий состояние позиции робота относительно программного ограничения с расчетной безопасностью.

Примечание - Например, позиция робота может быть внутри данного пространства или вне его.

3.19.6 контролируемая остановка с расчетной безопасностью (safety-rated monitored stop): Условие, при котором робот останавливается с включенным питанием приводов, в то время как система контроля с заданными достаточными характеристиками безопасности обеспечивает, чтобы робот не двигался.

3.20 одновременное движение (simultaneous motion): Движение двух и более роботов, находящихся в одно время под управлением единого поста управления, которое координируется или синхронизируется с помощью общей математической корреляции.

Примечания

1 Выносной пульт обучения является примером единого поста управления.

2 Координация может быть достигнута по принципу "ведущий - ведомый".

3.21 единая точка управления (single point of control): Способ управления роботом, когда приведение робота в движение возможно только из одного источника управления и не может быть отменено из другого источника.

3.22 сингулярность (singularity): Случай, когда ранг матрицы Якоби становится меньше, чем полный ранг.

Примечание - Математически в точке сингулярности скорость шарнира в пространстве обобщенных координат может достигать бесконечности для того, чтобы поддержать скорость, заданную в декартовой системе координат. В реальном случае при реализации движений робота, заданных в декартовом пространстве и проходящих вблизи точек сингулярности, могут развиваться высокие скорости в степенях подвижности, что может привести к опасным ситуациям. Такие высокие скорости могут оказаться неожиданными для оператора.

3.23 управление на сниженной скорости, управление на малой скорости (reduced speed control, slow speed control): Режим управления движением робота, при котором скорость не превышает 250 мм/с.

Примечание - Уменьшение скорости нужно, чтобы дать возможность персоналу выйти из опасного пространства или остановить робота.

3.24 пространство (space): Трехмерный объем.

3.24.1

3.24.2 ограниченное пространство (restricted space): Часть максимального пространства в пределах ограничивающих устройств, устанавливающих границы, которые не могут быть нарушены роботом.

Примечание - Адаптировано из ИСО 8373:1994, определение 4.8.2.

3.24.3 защищенное пространство (safeguarded space): Пространство, определенное периметром защитных средств.

3.25 обучение, программирование путем обучения, функциональное программирование (teach, teach programming, task programming): Программирование выполнения задания роботом, осуществляемое с помощью:

a) перемещения рабочего органа робота вручную; или

b) перемещения механического моделирующего устройства вручную; или

c) выносного пульта обучения для пошагового перемещения робота по требуемым позициям.

Примечание - Адаптировано из ИСО 8373:1994, определение 5.2.3.

3.26

3.27 пользователь (user): Субъект, использующий роботов и отвечающий за персонал, связанный с работой роботов.

4 Идентификация опасностей и общая оценка рисков

В приложении А приведен список опасностей, которые могут представлять роботы. Чтобы идентифицировать любые опасности, которые могут возникнуть, должен быть осуществлен анализ опасностей.

Общая оценка рисков должна быть выполнена для всех опасностей, выявленных при идентификации опасностей. При общей оценке рисков особое внимание должно быть обращено на:

a) работы, предусмотренные для робота, включая обучение, техническое обслуживание, наладку и уборку;

b) неожиданный запуск;

c) доступ для персонала со всех направлений;

d) разумно предсказуемое неправильное использование робота;

e) воздействие отказов системы управления;

f) в соответствующих случаях опасности, связанные с конкретным применением робота.

Риски должны быть исключены или снижены в первую очередь при проектировании или с помощью новаций, во вторую очередь с помощью обеспечения безопасности и других дополнительных мер. Все остаточные риски затем должны быть снижены с помощью других мер (например, предупреждений, знаков, обучения).

Требования, изложенные в разделе 5, были получены в результате итерационного процесса, состоящего из применения мер обеспечения безопасности, описанных в ИСО 12100, к опасностям, указанным в приложении А.

Примечания

1 В ИСО 12100 установлены требования и руководство по выполнению идентификации опасностей и снижению рисков.

2 Требования к идентификации опасностей и общей оценке рисков для систем роботов, их интеграции и установки определены в ИСО 10218-2.

5 Конструктивные требования и меры защиты

5.1 Общие положения

Робот должен быть разработан в соответствии с принципами ИСО 12100 для соответствующих опасностей. Существенные опасности, такие как острые края, не рассмотрены в настоящем стандарте.

Роботы должны быть спроектированы и построены так, чтобы соответствовать требованиям, установленным в 5.2-5.15.

5.2 Общие требования

5.2.1 Компоненты механической передачи

Подверженность опасностям, вызванным такими компонентами, как валы двигателей, зубчатые передачи, приводные ремни или рычажные механизмы, не защищенные общими кожухами (например, панелью, закрывающей коробку передач), должна быть предотвращена с помощью постоянных или съемных кожухов. Фиксирующие системы постоянных кожухов, предназначенных для снятия при выполнении работ по плановому техническому обслуживанию, должны оставаться прикрепленными к машине или к кожуху. Съемные кожухи должны быть заблокированы от опасных движений так, чтобы опасные функции машины были остановлены до того, как к ним может быть открыт доступ. Связанные с безопасностью характеристики системы управления такой блокировкой должны соответствовать требованиям, установленным в 5.4.

5.2.2 Отключение или изменение питания

Отключение или изменение питания не должны приводить к возникновению опасностей.

Восстановление питания не должно вызывать никакого движения.

Роботы должны быть спроектированы и построены так, чтобы отключение или изменение электрического, гидравлического, пневматического или вакуумного питания не приводили к возникновению опасности. Если существуют опасности, не устраненные конструктивно, то должны быть предприняты другие меры для защиты от этих опасностей. Незащищенные опасности при нормальной эксплуатации должны быть отмечены в информации по использованию.

Примечание - Требования к электрическим источникам питания установлены в МЭК 60204-1.

5.2.3 Неисправность компонентов

Компоненты роботов должны быть спроектированы, построены, закреплены или размещены так, чтобы опасности, вызванные поломкой, ослаблением крепления или высвобождением накопленной энергии, были минимизированы.

5.2.4 Источники энергии

Робот должен быть оснащен средствами изоляции любых опасных источников энергии. Данные средства должны обладать способностью блокировки или иного обеспечения безопасности в состоянии отключенного питания.

5.2.5 Накопленная энергия

Должны быть обеспечены средства для контролируемого высвобождения накопленной опасной энергии. Должна быть нанесена маркировка, указывающая на опасность от накопленной энергии.

Примечание - Энергия может накапливаться в пневматических или гидравлических аккумуляторах давления, конденсаторах, аккумуляторах, пружинах, противовесах, маховиках и т.д.

5.2.6 Электромагнитная совместимость (ЭМС)

Конструкция и построение робота должны предотвращать опасные движения или ситуации из-за ожидаемого воздействия электромагнитных помех (ЭМП), радиочастотных помех (РЧП) и электростатического разряда (ЭСР).

Примечание - Информация по конструированию приведена в МЭК 61000.

5.2.7 Электрическое оборудование

Электрическое оборудование робота должно быть спроектировано и построено в соответствии с требованиями МЭК 60204-1.

5.3 Подвижные элементы управления

5.3.1 Общие положения

Подвижные элементы управления, которые инициируют подачу питания или движение, должны быть спроектированы и построены так, чтобы соответствовать требованиям, установленным в 5.3.2-5.3.5.

5.3.2 Защита от неумышленных действий

Подвижные элементы управления должны быть построены или расположены так, чтобы не допустить неумышленных действий. Например, могут быть использованы правильно сконструированные кнопки включения или клавишные селекторные переключатели, установленные в соответствующих местах.

5.3.3 Индикация состояния

Состояние подвижных элементов управления должно быть четко отображено, например, питание включено, обнаружена ошибка, автоматическая работа.

Если используются индикаторные лампочки, то их расположение и цвет должны соответствовать требованиям МЭК 60204-1.

5.3.4 Маркировка

Подвижные элементы управления должны быть маркированы, чтобы четко представлять их функцию.

5.3.5 Одна точка управления

Система управления роботом должна быть спроектирована и построена так, чтобы, когда робот находится под управлением локального пульта управления или другого устройства обучения, движение робота или изменение режима локального управления от любого другого источника было запрещено.

5.4 Характеристики связанной с безопасностью системы управления (аппаратное и программное обеспечение)

5.4.1 Общие положения

Связанные с безопасностью системы управления (электрические, гидравлические, пневматические и программные) должны соответствовать 5.4.2, если только результаты общей оценки рисков не покажут, что более подходящим является критерий качества, представленный в 5.4.3. Характеристики связанных с безопасностью систем управления роботом и любым установленным оборудованием должны быть четко указаны в информации по использованию.

Примечание - Связанные с безопасностью системы управления могут также называться связанными с безопасностью частями систем управления (СБЧ/СУ).

В настоящем стандарте характеристики связанных с безопасностью систем управления определены с помощью:

- уровней эффективности защиты (УЭЗ) и категорий, установленных в ИСО 13849-1:2006, 4.5.1;

- уровней полноты безопасности (УПБ) и требований к отказоустойчивости аппаратного обеспечения, установленных в МЭК 62061:2005, 5.2.4.

Эти два стандарта определяют функциональную безопасность, используя похожие, но различные методы. Требования этих стандартов должны применяться к соответствующим связанным с безопасностью системам управления, для которых они предназначены. Конструктор может выбрать для применения любой из этих стандартов. Данные и критерии, необходимые для определения характеристик, связанных с безопасностью систем управления, должны быть приведены в информации по использованию.

Примечание - Сравнение ИСО 13849-1 и МЭК 62061 приведено в ИСО/ТО 23849.

Другие стандарты, предлагающие требования к альтернативным характеристикам, например к характеристике "надежность управления", используемой в Северной Америке, также могут быть использованы. При использовании таких альтернативных стандартов при проектировании связанных с безопасностью систем управления должен быть обеспечен эквивалентный уровень снижения рисков.

Любой сбой в связанной с безопасностью системе управления должен приводить к остановке категории 0 или 1 в соответствии с МЭК 60204-1.

5.4.2 Требования к характеристикам

Связанные с безопасностью части систем управления должны быть спроектированы так, чтобы они соответствовали УЭЗ=d с категорией конструкции 3, как определено в ИСО 13849-1:2006, или УПБ 2 с уровнем отказоустойчивости аппаратного обеспечения 1 и интервалом между контрольными испытаниями не менее 20 лет, как определено в МЭК 62061:2005.

В частности, сказанное выше означает следующее:

a) одиночный сбой в любой из этих частей не должен приводить к потере функции безопасности;

b) в случаях, когда это практически целесообразно, одиночный сбой должен быть выявлен при или перед следующим обращением к функции безопасности;

c) если произошел одиночный сбой, то всегда выполняется функция безопасности, а безопасное состояние должно поддерживаться до тех пор, пока выявленный сбой не будет исправлен;

d) все реально предсказуемые сбои должны выявляться.

Требования перечислений а)-d) считаются эквивалентными категории конструкции 3, определенной в ИСО 13849-1:2006.

Примечание - Требование выявления одиночного сбоя не означает, что все сбои будут выявлены. Следовательно, накопление не выявленных сбоев может привести к непланируемой реакции и опасной ситуации в машине.

5.4.3 Другие рабочие характеристики системы управления

По результатам тщательной общей оценки рисков, выполненной для робота и его целевого применения, может быть определено, что для данного применения подходят характеристики связанной с безопасностью системы управления, отличающиеся от характеристик, определенных в 5.4.2.

Выбор одной из таких отличающихся рабочих характеристик, связанных с безопасностью, должен быть конкретно определен, и соответствующие ограничения и предупреждения должны быть включены в информацию по использованию, поставляемую с данным роботом.

5.5 Функции остановки робота

5.5.1 Общие положения

Каждый робот должен иметь функцию защитной остановки и отдельную функцию аварийной остановки. Эти функции должны иметь возможность подключения внешних защитных устройств. Факультативно может быть обеспечена выдача выходного сигнала аварийной остановки. В таблице 1 приведено сравнение функций аварийной и защитной остановки.

Таблица 1 - Сравнение аварийной и защитной остановок

5.5.2 Аварийная остановка

Робот должен иметь одну или несколько функций аварийной остановки (для категорий остановки 0 и 1 в соответствии с МЭК 60204-1).

Каждый пульт управления, способный инициировать движение робота или другую опасную ситуацию, должен иметь инициируемую вручную функцию аварийной остановки, которая:

a) соответствует требованиям из 5.4 и МЭК 60204-1;

b) имеет приоритет перед всеми другими управляющими воздействиями на робота;

c) вызывает остановку при всех контролируемых опасностях;

d) отключает питание от приводов робота;

e) обеспечивает возможность контролировать опасности, известные робототехнической системе;

f) остается активной до ее перезапуска;

g) должна сбрасываться только вручную, не вызывая при этом перезапуск робота, а только разрешая произвести перезапуск.

5.5.3 Защитная остановка

Робот должен иметь одну или несколько функций защитной остановки, разработанных для подключения внешних защитных устройств. Характеристики функции защитной остановки должны соответствовать требованиям, установленным в 5.4.

Данная функция должна вызывать остановку всех движений робота, отключать или контролировать питание на приводах робота и позволяет контролировать любую другую опасность, известную роботу. Данная остановка может быть инициирована вручную или с помощью управляющей логики.

По крайней мере одна функция защитной остановки должна относиться к категории остановки 0 или 1, определенной в МЭК 60204-1. Робот может иметь дополнительную функцию защитной остановки, относящуюся к категории остановки 2, определенной в МЭК 60204-1, которая не приводит к отключению силового питания, но требует контроля состояния покоя после остановки робота. Любое случайное движение робота, находящегося в состоянии контролируемого покоя, или выявление сбоя функции защитной остановки должно привести к остановке категории 0 в соответствии с МЭК 60204-1. Характеристики функции контролируемого покоя должны соответствовать 5.4. Данная функция может также быть инициирована внешними устройствами (входным сигналом остановки от защитных устройств).

Примечание - Функция контролируемой остановки категории 2 в соответствии с МЭК 60204-1 может быть обеспечена с помощью системы силового электропитания, соответствующей безопасной рабочей остановке (БРО) в соответствии с МЭК 61800-5-2.

Изготовитель должен указать в информации по использованию категорию остановки для каждого входа схемы реализации защитной остановки.

5.6 Управление скоростью

5.6.1 Общие положения

Скорости фланца, к которому крепится рабочий орган робота, и центральной точки инструмента (ЦТИ) должны быть управляемыми и выбираемыми. Должно быть обеспечено задание смещения (положения ЦТИ относительно крепежного фланца), чтобы иметь возможность управлять скоростью ЦТИ.

5.6.2 Работа на сниженной скорости

При работе на сниженной скорости скорость ЦТИ не должна превышать 250 мм/с. Должна быть обеспечена возможность выбирать скорости ниже 250 мм/с в качестве заданного предела.

5.6.3 Управление на сниженной скорости с расчетной безопасностью

При наличии управления на сниженной скорости с расчетной безопасностью, оно должно быть спроектировано и построено в соответствии с 5.4.2 так, чтобы в случае события, связанного с неисправностью, скорость ЦТИ не превышала заданного предела для сниженной скорости (см. 5.6.2), а возникновение неисправности приводило к защитной остановке.

5.6.4 Контролируемая скорость с расчетной безопасностью

Если имеется такая возможность, то скорость ЦТИ или любой степени подвижности должна контролироваться в соответствии с 5.4.2. Если скорость превышает выбранный предел, то инициируется защитная остановка.

5.7 Режимы работы

5.7.1 Выбор режима

Режимы работы должны выбираться с помощью переключателя режимов, который может фиксироваться в каждой позиции (например, переключатель, управляемый ключом, который может вставляться и выниматься в каждой позиции). Каждая позиция переключателя должна быть четко распознаваемой и должна определять исключительно один режим управления или работы.

Переключатель может быть заменен другими средствами выбора, которые ограничивают использование некоторых функций робота (например, кодами доступа). Эти средства должны:

a) однозначно обозначать выбранный режим работы;

b) сами по себе не инициировать движение робота или другие опасности.

Дополнительный выходной сигнал (или сигналы) может быть использован для индикации выбранного режима. Если данный сигнал (или сигналы) используется для связанных с безопасностью целей, то он должен соответствовать требованиям из 5.4 (см. приложение D).

Примечание - Способы маркировки режимов приведены в приложении Е.

5.7.2 Автоматический режим

В автоматическом режиме робот должен выполнять функциональную программу, при этом должны функционировать меры защиты.

Автоматическая работа должна быть прекращена, если выявлено любое условие для остановки.

Переключение из данного режима должно вызвать остановку робота.

5.7.3 Режим ручного управления на сниженной скорости

Режим ручного управления на сниженной скорости должен соответствовать требованиям 5.3.4 и 5.6 и должен обеспечивать управление роботом посредством участия человека. В данном режиме автоматическая работа запрещена. Данный режим используется для пошагового перемещения, обучения, программирования и верификации программы функционирования робота; он может также выбираться при выполнении некоторых задач технического обслуживания.

Ручное управление роботом изнутри защищенного пространства должно осуществляться на сниженной скорости в сочетании с одним из следующих способов защиты:

a) управление только при удерживаемом органе управления в сочетании с деблокирующим устройством в соответствии с 5.8 или

b) только для верификации программы: стартстопное управление в сочетании с деблокирующим устройством в соответствии с 5.8.

Информация по использованию должна содержать необходимые инструкции и предупреждения, что работа в ручном режиме по возможности должна выполняться только тогда, когда все люди находятся вне защищенного пространства. В информации по использованию должно быть также указано, что до выбора автоматического режима любым приостановленным защитам должна быть возвращена полная функциональность.

Примечание - Ранее данный режим назывался также Т1 или обучением.

5.7.4 Ручное управление на высокой скорости

Если предусмотрен данный режим, то допустимы скорости выше 250 мм/с. Данный режим используется только для верификации программы. При этом робот должен:

a) иметь средства для выбора режима ручного управления на высокой скорости, для которых требуется преднамеренное действие (например, клавишный переключатель на панели управления роботом) и дополнительное подтверждающее действие;

b) иметь выносной пульт, соответствующий 5.8, с функцией управления только при нажатой кнопке в дополнение к деблокирующему устройству, которое разрешает продолжить движение робота;

c) установить начальный предел скорости до (но не превышая) 250 мм/с при выборе режима ручного управления на высокой скорости;

d) иметь на выносном пульте средства, позволяющие оператору настраивать скорость с определенным шагом от начального значения до полного запрограммированного значения за несколько шагов;

e) иметь на выносном пульте индикацию настроенной скорости;

f) обеспечить, чтобы:

- его скорость была ограничена пределом начальной скорости, когда деблокирующее устройство заново инициируется с помощью помещения переключателя в центральную разрешающую позицию после того, как он был полностью отпущен или полностью нажат;

- отдельное преднамеренное действие требовалось для того, чтобы вернуться к более высокой скорости, которая была выбрана до того, как переключатель деблокирующего устройства был отпущен или нажат;

- дополнительная возможность возобновления движения с более высокой скоростью с использованием отдельного действия должна становиться недействующей по прошествии не более пяти минут после отпускания деблокирующего устройства.

Дополнительная возможность возобновления движения с более высокой скоростью и тайм-аут не являются связанными с безопасностью. Информация по использованию должна содержать необходимые инструкции и предупреждения, что работа в ручном режиме по возможности должна выполняться только тогда, когда все люди находятся вне защищенного пространства. В информации по использованию должно быть также указано, что до выбора автоматического режима любым приостановленным защитам должна быть возвращена полная функциональность.

Примечание - Данный дополнительный ручной режим раньше назывался Т2 или верификацией программы на высокой скорости, обслуживаемой оператором.

5.8 Выносные пульты управления

5.8.1 Общие положения

Если выносной пульт управления или другое выносное устройство обучения имеет возможность управлять роботом, находясь внутри защищенного пространства, то должны применяться требования, определенные в 5.3.5 и 5.8.2-5.8.7.

Примечание - Данные требования относятся к любому устройству, используемому в ручном режиме для управления роботом изнутри защищенного пространства, когда подключено питание приводов к любой из степеней подвижности робота. Это относится и к роботам, обучаемым проведением вручную по нужной траектории при поданном питании, если используются установленные на роботе средства ручного управления или главные/вторичные пульты обучения.

5.8.2 Управление движением

Движение робота, инициированное с выносного пульта управления или устройства управления обучением, должно осуществляться на сниженной скорости в соответствии с 5.6. Если средства управления имеют возможность выбора ручного управления на высокой скорости, то робот должен соответствовать требованиям из 5.7.4.

5.8.3 Деблокирующее устройство

Выносной пульт управления или устройство управления обучением должны иметь трехпозиционное деблокирующее устройство в соответствии с МЭК 60204-1. При постоянном удерживании в центральной разрешающей позиции, деблокирующее устройство должно разрешать движение робота и любые другие опасные действия, управляемые с помощью робота. Деблокирующее устройство должно обладать перечисленными ниже характеристиками.

Примечания

1 Важно учесть эргономические факторы длительной активизации при проектировании и установке деблокирующего устройства.

2 Дополнительная информация по деблокировке приведена в приложении С.

a) Деблокирующее устройство может быть интегрировано с выносным пультом управления или физически отделено от него (например, деблокирующее устройство зажимного типа) и должно работать независимо от любой другой функции или устройства управления движением.

b) Отпускание или нажатие из центральной разрешающей позиции устройства должно вызывать остановку опасного действия (например, движения робота) в соответствии с 5.4 и 5.5.3.

c) После нажатия из центральной разрешающей позиции деблокирующего устройства деблокирующее устройство должно быть полностью отпущено. Переход из полностью нажатого в центральную позицию не должен разрешать движение робота.

d) Если на одном деблокирующем устройстве или пульте управления имеются два или более деблокирующих переключателя, позволяющих работать левой или правой рукой, любой из них или все переключатели могут находиться в центральной разрешающей позиции:

1) если используется только один переключатель и он находится в центральной разрешающей позиции, то он должен функционировать в соответствии с перечислением b);

2) если конструкция деблокирующего устройства позволяет обоим переключателям находиться в центральной разрешающей позиции, чтобы обеспечить возможность попеременной работы левой и правой рукой, то отпускание одного переключателя не должно вызывать защитную остановку, но полное нажатие любого переключателя должно отменять управление от других переключателей и вызывать защитную остановку.

Информация по использованию должна содержать описание данной функциональной операции и предупреждение, что может существовать потенциальная опасность.

Примечание - Если несколько переключателей находятся в центральной разрешающей позиции, то невозможно установить был ли один из них отпущен намеренно или случайно.

e) Если в работе задействовано более одного деблокирующего устройства (т.е. более одного человека находятся в защищенном пространстве с деблокирующим устройством), то движение должно быть возможно только в том случае, когда все устройства одновременно находятся в центральной (разрешающей) позиции.

f) Падение деблокирующего устройства не должно приводить к повреждению, которое может вызвать разрешение движения.

g) Если имеется разрешающий выходной сигнал, то он должен показывать состояние остановки при выключении питания системы, связанной с безопасностью, и соответствовать требованиям из 5.4.

h) Если изменяется режим, когда деблокирующее устройство находится в центральной разрешающей позиции, то должна инициироваться защитная остановка. Система управления должна требовать, чтобы переключатель деблокирующего устройства был отпущен и снова приведен в разрешающую позицию до того, как сможет быть подано силовое питание. Руководство по предотвращению ошибок при работе с деблокирующим устройством приведено в МЭК 60204-1.

5.8.4 Функция аварийной остановки выносного пульта управления

Выносной пульт управления или устройство управления обучением должны иметь функцию аварийной остановки в соответствии с 5.5.2.

5.8.5 Инициация автоматической работы

Не должна существовать возможность активизировать автоматическую работу робота с использованием только выносного пульта управления или устройства управления обучением. Должны существовать средства, расположенные вне защищенного пространства, для отдельного действия подтверждения, которое должно быть выполнено до активизации автоматического режима.

5.8.6 Беспроводной или отсоединяемый выносной пульт управления

Если выносной пульт или другое устройство управления обучением не имеет кабеля, соединяющего его с системой управления роботом, либо если они могут быть разъединены, то применяются следующие требования.

a) Должна быть обеспечена визуальная индикация, показывающая, что выносной пульт управления активен, например, на экране дисплея пульта управления обучением.

b) Потеря связи должна вызывать защитную остановку всех управляемых роботов, находящихся в режиме ручного управления на сниженной или на высокой скорости. Восстановление связи не должно приводить к возобновлению движения робота без отдельного сознательного действия.

c) Путаница между активными и неактивными устройствами аварийной остановки должна быть преодолена с помощью соответствующего запоминания или конструкции. Информация по использованию должна содержать описание такого запоминания или конструкции.

d) В соответствующих случаях максимальное время отклика при передаче данных (включая коррекцию ошибок) и при потере связи должно быть указано в информации по использованию.

5.8.7 Управление несколькими роботами

Если выносной пульт управления имеет возможность управлять несколькими роботами, то должны применяться требования, установленные в 5.9.

5.9 Управление одновременным движением

5.9.1 Управление от одного выносного пульта

Один или несколько органов управления роботами могут быть присоединены к единому пульту обучения. При такой конфигурации пульт обучения должен иметь возможность осуществлять независимые перемещения одного или нескольких роботов либо их одновременное движение. В режиме ручного управления все функции системы роботов должны быть под управлением одного выносного пульта.

5.9.2 Проектные требования с учетом обеспечения безопасности

Все роботы в системе, спроектированной для одновременного движения, как правило, должны находиться в одном рабочем режиме (например, в ручном или автоматическом) и в одинаковом состоянии (например, питание включено или питание выключено). Должна быть обеспечена возможность для одного или нескольких роботов находиться в отсоединенном от группы состоянии для диагностирования неисправностей, устранения ошибок или тестирования. Такие отсоединенные роботы затем не включаются в одновременное движение.

Для того чтобы включить роботов в одновременное движение, каждый робот должен быть выбран до того, как он сможет начать движение. Чтобы быть выбранными, все роботы должны находиться в одинаковом рабочем режиме (например, в режиме ручного управления на сниженной скорости). На каждом месте, где производится выбор (например, на выносном пульте, на стойке управления или на роботе), должна быть обеспечена индикация выбора робота (или роботов). Только выбранный робот (роботы) должен двигаться.

Кроме того, должна быть обеспечена возможность деактивировать любого робота, т.е. переводить его в состояние выключенного питания. Должна быть обеспечена индикация, ясно видимая внутри защищенной зоны, о роботе (или роботах), которые находятся в активном состоянии.

Непредусмотренный запуск любых невыбранных роботов должен быть предотвращен. Данная функция должна соответствовать требованиям из 5.4.

5.10 Требования к совместному функционированию

5.10.1 Общие положения

Роботы, спроектированные для совместного функционирования, должны быть снабжены визуальной индикацией, показывающей, когда робот выполняет совместную работу, и должны соответствовать одному или нескольким требованиям, установленным в 5.10.2-5.10.5.

5.10.2 Контролируемая остановка с расчетной безопасностью

Робот должен останавливаться, когда человек находится в совместном рабочем пространстве. Функция остановки должна соответствовать 5.4 и 5.5.3. Робот может возобновить автоматическую работу, когда человек покидает совместное рабочее пространство.

Иначе робот может замедляться, переходя в результате в остановку категории 2 в соответствии с МЭК 60204-1. Будучи остановленным, робот переходит в состояние покоя, которое должно контролироваться с помощью связанной с безопасностью системы управления в соответствии с 5.4. Отказ функции контролируемой остановки с расчетной безопасностью должен привести к остановке категории 0.

Примечание - При этом может использоваться функция контролируемой остановки категории 2 в соответствии с МЭК 60204-1, реализованная с помощью системы электропитания, которая обеспечивает БРО согласно МЭК 61800-5-2.

5.10.3 Проведение робота вручную

Средства, обеспечивающие проведение робота вручную (при их наличии), должны быть расположены вблизи рабочего органа и должны быть оснащены следующими возможностями:

a) аварийным остановом, соответствующим 5.5.2 и 5.8.4;

b) деблокирующим устройством, соответствующим 5.8.3.

Робот должен работать при активной функции контролируемой скорости с расчетной безопасностью (см. 5.6.4). Предел контролируемой скорости с расчетной безопасностью должен быть определен с помощью общей оценки рисков.

5.10.4 Контроль скорости и безопасного расстояния

Робот должен поддерживать заданную скорость и безопасное расстояние от оператора. Данные функции могут быть реализованы с помощью присущих роботу свойств или комбинации внешних данных. Выявление невозможности поддерживать заданную скорость или безопасное расстояние должно привести к защитной остановке (см. 5.5.3). Функции контроля скорости и безопасного расстояния должны соответствовать 5.4.2.

Робот является просто компонентом полной роботизированной системы, в работе которой участвует человек, и его самого недостаточно для обеспечения безопасной совместной работы. Приложения, для которых требуются совместные действия, являются динамичными и должны быть определены с помощью общей оценки рисков, выполняемой во время проектирования прикладной системы. Информация по использованию должна содержать инструкции по поддержанию значений скорости и безопасных расстояний. При разработке совместных операций необходимо руководствоваться ИСО 10218-2. Дополнительная информация будет приведена в ИСО/ТС 15066 (в настоящее время находится в разработке).

При расчете минимального безопасного расстояния должны учитываться относительные скорости между оператором и роботом. Требования к минимальным расстояниям определены в ИСО 13855.

5.10.5 Ограничение мощности и усилия с помощью конструктивных мер или управления

Функция ограничения мощности или усилия робота должна соответствовать 5.4. Если предельное значение какого-либо параметра превышено, то должна быть выполнена защитная остановка.

Робот является только компонентом роботизированной системы, в работе которой участвует человек, и его самого недостаточно для обеспечения безопасной совместной работы. Приложения, для которых требуются совместные действия, должны быть определены с помощью общей оценки рисков, выполняемой во время проектирования прикладной системы. Информация по использованию должна содержать подробную информацию по заданию установленных предельных значений параметров в системе управления роботом. При разработке совместных операций необходимо руководствоваться ИСО 10218-2. Дополнительная информация будет приведена в ИСО/ТС 15066 (в настоящее время находится в разработке).

5.11 Защита в точках сингулярности

Движения, определенные в декартовом пространстве и проходящие вблизи точек сингулярности, могут требовать высоких скоростей степеней подвижности. Такие высокие скорости могут оказаться неожиданными для оператора. При работе в режиме ручного управления на сниженной скорости или при проведении робота по траектории вручную (см. 5.10.3) система управления роботом должна выполнить одно из следующих требований:

a) останавливать движение робота и выдавать предупреждение до того, как робот пройдет через точку сингулярности или потребуется коррекция его движения с помощью пульта обучения при координированном управлении по всем степеням подвижности (координированное управление означает, что оси робота одновременно достигают своих заданных положений, что придает плавность движению и что движения степеней подвижности таковы, что ЦТИ движется по заданной траектории), или

b) выдавать звуковой или визуальный сигнал предупреждения и продолжать движение через точку сингулярности со скоростями степеней подвижности, ограниченными предельным значением 250 мм/с, или

c) в случае, если сингулярность может контролироваться без необходимости производить какое-либо опасное движение, никакой дополнительной защиты не требуется.

5.12 Ограничение степеней подвижности

5.12.1 Общие положения

Должны быть обеспечены средства для создания ограниченного пространства вокруг робота с использованием ограничивающих устройств. Должны быть обеспечены средства для установки регулируемых механических упоров, ограничивающих движения по степеням подвижности значением самого большого перемещения робота (по основной степени подвижности). Робот должен соответствовать 5.12.2 или 5.12.3, либо обоим. Данное требование неприменимо к роботам с ограничивающими структурами, связанными с их конструкцией, например, с параллельной кинематической конструкцией.

Если робот достигает ограничения по степени подвижности, то он должен быть остановлен. Может робот продолжать движение в предельной точке степени подвижности или нет, должно быть определено в информации по использованию.

Примечание - Данные средства могут быть обеспечены предоставлением технической информации и инструкций по получению и установке внешних механических упоров. Использование дополнительной возможности программного ограничения степени подвижности и пространства с расчетной безопасностью (см. 5.12.3) также может соответствовать данному требованию.

5.12.2 Механические и электромеханические средства ограничения степеней подвижности

Возможность установки регулируемых механических или немеханических ограничивающих устройств должна быть обеспечена для второй и третьей степеней подвижности (т.е. для степеней подвижности со вторым и третьим по величине диапазоном перемещения).

Механические упоры должны быть способны останавливать движение робота в условиях номинальной нагрузки и максимальной скорости и на максимальном и минимальном вылете. Тестирование жестких механических упоров должно проводиться без каких-либо средств, помогающих осуществить остановку.

Альтернативные методы ограничения диапазонов перемещения могут применяться только в том случае, если они спроектированы, построены и установлены в соответствии с требованиями, установленными в 5.4.2.

Характеристики схем управления электромеханических ограничивающих устройств должны соответствовать требованиям 5.4. Система управления роботом и функциональные программы не должны изменять уставки в электромеханических ограничивающих устройствах.

Регулируемые устройства позволяют пользователю минимизировать размер отграниченного пространства. Степень регулирования должна быть указана в информации по использованию, как определено в 6.2.

Информация по использованию должна содержать данные о времени остановки при движении на максимальной скорости для электромеханических ограничивающих устройств, включая контрольное время и расстояние, проходимое роботом до полной остановки. Дополнительная информация приведена в приложении В.

Примечание - Примерами немеханических ограничивающих устройств являются устройства, позиционируемые с помощью электричества, пневматики или гидравлики, концевые выключатели, световые завесы, лазерные сканирующие устройства и тросы аварийного отключения, когда они используются для ограничения перемещений робота и определяют ограниченное пространство.

5.12.3 Программное ограничение степеней подвижности и пространства с расчетной безопасностью

Программные ограничения движений робота задаются с помощью программного обеспечения. Ограничение пространства используется для задания любой геометрической формы, которая может быть использована в качестве включающего или исключающего пространства, либо ограничения движений робота внутри определенного пространства, либо запрета на перемещение робота в определенное пространство.

Программные ограничения с расчетной безопасностью разрешены как средства для определения и уменьшения ограниченного пространства, которые могут обеспечить остановку робота при максимальной нагрузке и скорости. Ограниченное пространство должно быть определено для реально ожидаемой позиции остановки, учитывающей тормозной путь. Изготовитель должен указать наличие данной возможности в информации по использованию и отключить программные ограничения с расчетной безопасностью, если данная возможность не поддерживается.

Управляющие программы, которые контролируют и реализуют функции программного ограничения степеней подвижности и пространства с расчетной безопасностью, должны соответствовать 5.4 и подвергаться изменениям только со стороны авторизованного персонала. Если программное ограничение с расчетной безопасностью нарушается, то должна быть инициирована защитная остановка. Движение при нарушении ограничения должно происходить на сниженной скорости, как описано в 5.6.3. Информация о действующих уставках и конфигурации границ безопасности должна быть доступна для просмотра и снабжена уникальным идентификатором так, чтобы изменения конфигурации можно было легко определить.

Программное ограничение с расчетной безопасностью должно быть задано как стационарное пространство, которое не может быть изменено без повторной инициализации подсистемы обеспечения безопасности и не должно реконфигурироваться при автоматическом выполнении функциональной программы. Авторизация на изменение программного ограничения с расчетной безопасностью должна быть защищена и надежна, например, требованием авторизованных лиц ввести пароль. Однажды установленные программные ограничения с расчетной безопасностью должны всегда активироваться при включении питания.

Информация по использованию должна содержать данные о времени остановки при движении на максимальной скорости для программных ограничений с расчетной безопасностью, включая контрольное время и расстояние, проходимое роботом до полной остановки. Дополнительная информация приведена в приложении В.

Выходные сигналы пространства с расчетной безопасностью, используемые в приложениях с динамически изменяемым ограниченным пространством, должны соответствовать 5.4. Конфигурация аппаратных средств для реализации выходных сигналов должна быть отражена в информации по использованию.

Примечания

1 Программные ограничения степеней подвижности с расчетной безопасностью могут быть особенно полезны при управлении движением дополнительных степеней подвижности, не оснащенных ограничивающими устройствами, описанными в 5.12.2.

2 Программные ограничения пространства с расчетной безопасностью могут быть особенно полезны при управлении движением в рабочих пространствах сложной формы или при защите от попадания в зоны защемления, образуемые препятствиями.

3 Примером уникального идентификатора является контрольная сумма - уникальное значение, которое автоматически формируется системой управления роботом при задании конфигурации программных ограничений. Любое изменение данной конфигурации вызовет формирование нового значения контрольной суммы.

5.12.4 Устройства динамического ограничения

Динамическое ограничение - это автоматически контролируемое изменение ограниченного пространства робота при выполнении определенной части действий робота. Управляющие устройства, такие как, но не ограниченные ими, кулачковые конечные выключатели, световые завесы или управляемые выдвижные жесткие упоры, могут быть использованы для дополнительного ограничения движений робота в ограниченном пространстве при выполнении роботом функциональной программы. Для этого такое устройство и связанные с ним системы управления должны быть способны остановить движение робота в условиях номинальной нагрузки и скорости, а соответствующие связанные с безопасностью системы управления должны соответствовать 5.4.2, если только при общей оценке рисков не было установлено, что требуется другая категория остановки.

5.13 Движения без подачи питания на приводы

Робот должен быть спроектирован так, чтобы его степени подвижности могли двигаться без использования питания приводов в аварийных и ненормальных ситуациях. В случае необходимости перемещение степеней подвижности должно осуществляться одним человеком. Органы управления должны быть легко доступны, но защищены от непреднамеренных действий. Необходимые инструкции должны быть приведены в информации по использованию наряду с рекомендациями по обучению персонала реагированию на аварийные и ненормальные ситуации.

Информация по использованию должна содержать предупреждения, что сила тяжести и выключение тормозных устройств могут привести к дополнительным опасностям. При необходимости вблизи органов управления должны быть размещены предупреждающие надписи.

5.14 Средства для подъема робота

Должны быть предоставлены инструкции и меры предосторожности при подъеме робота и связанных с ним компонентов, которые должны быть адекватны работе с ожидаемым грузом.

Пример - Подъемные крюки, рым-болты, резьбовые отверстия, вилочные захваты.

Примечание - Для очень маленьких роботов, с которыми легко может справиться один человек, может быть достаточно инструкций по обеспечению безопасности при подъеме.

5.15 Электрические разъемы

Электрические разъемы, которые могут вызвать опасность, если они разъединены или поломаны, должны быть спроектированы и построены так, чтобы предотвращать неумышленное разъединение.

Разъемы должны быть оснащены средствами, предотвращающими неправильное соединение.

6 Верификация и валидация требований безопасности и мер защиты

6.1 Общие положения

Изготовитель робота должен предусмотреть верификацию и валидацию конструкции и компоновки роботов, включая необходимые защитные устройства, в соответствии с принципами, изложенными в разделах 4 и 5.

Должна быть проанализирована общая оценка рисков с целью проверки, все ли реально предсказуемые опасности были выявлены и корректирующие действия предприняты.

Примечание - Так как не все опасности, перечисленные в приложении А, применимы к любому роботу, то уровень риска, связанного с данной опасной ситуацией, не будет одинаковым для всех роботов. Общая оценка рисков должна быть проведена для того, чтобы определить, какие конкретные меры защиты должны быть предприняты для данного робота.

6.2 Методы верификации и валидации

Верификация и валидация могут быть осуществлены с помощью следующих методов, но не ограничиваясь ими:

- A: визуальный осмотр;

- B: тестирование образца изделия;

- C: измерение;

- D: наблюдение во время работы;

- E: анализ связанных с применением коммутационных схем, принципиальных схем и конструкторской документации;

- F: анализ общей оценки риска на основе функциональных задач;

- G: анализ спецификаций и информации по использованию.

См. таблицу F.1.

6.3 Необходимая верификация и валидация

В приложении F приведены требования к конкретным характеристикам, которые считаются существенными для безопасности робота, который должен быть подвергнут верификации или валидации, либо обеим процедурам. Требования должны быть оценены с использованием подходящих методов с целью определить, адекватно ли они отражены в конструкции и компоновке робота.

Примечания

1 Не все перечисленные в таблице F.1 требования могут применяться к любому роботу. Могут существовать примеры, в которых будет невозможно провести верификацию и/или валидацию конкретных требований.

2 Таблица F.1 не является ни исчерпывающей, ни ограничивающей. Могут существовать дополнительные требования, для которых необходима верификация, зависящая от конструкции конкретного робота.

3 Ответственностью изготовителя является обеспечение того, чтобы всем существенным характеристикам была проведена верификация или валидация либо обе процедуры.

4 При использовании таблицы F.1 в качестве контрольного перечня ее содержимое должно быть проанализировано и ограничено, чтобы соответствовать конфигурации конкретного оцениваемого робота и подходящему методу для выполняемой оценки.

7 Информация по использованию

7.1 Общие положения

Маркировки (например, надписи, символы) и инструкции (например, руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию) должны быть предоставлены изготовителем в соответствии с ИСО 12100 и МЭК 60204-1.

Предупредительные устройства (например, звуковые и визуальные сигналы) при их наличии должны соответствовать ИСО 12100 и МЭК 60204-1.

7.2 Руководство пользователя

Помимо требований, установленных в 6.1, каждый робот должен поставляться вместе с руководством пользователя в твердой копии или в электронной форме, которое должно содержать:

a) фирменное наименование, полный адрес и необходимую контактную информацию изготовителя, а также, если необходимо, авторизованного представителя или авторизованного поставщика;

b) инструкцию по процедурам ввода в эксплуатацию, программирования и повторного запуска, включая требования по установке, такие как потребность в комплектующих изделиях, нагрузка на пол, условия окружающей среды и т.п.;

c) инструкции по первоначальному тестированию и проверке робота и его мер защиты, которые должны быть выполнены перед первым использованием и вводом в промышленную эксплуатацию, включая функциональное тестирование управления на сниженной скорости;

d) инструкции по тестированию и проверке, необходимые после замены деталей или установки дополнительного оборудования (как аппаратного, так и программного) на роботе, которые могут повлиять на связанные с безопасностью функции, включая выходной сигнал аварийной остановки, как в 5.5.2, и общие деблокирующие цепи, как в 5.8.3 d);

e) инструкции по безопасной эксплуатации, настройке и обслуживанию, включая безопасные рабочие практики, процедуры контроля опасных источников энергии и обучение, необходимое для достижения необходимого уровня подготовки людей, работающих с данным оборудованием;

f) инструкции по расположению и функциям всех управляющих систем, включая схемы интерфейсов электрических, гидравлических и пневматических систем, необходимые для установки и монтажа.

Примечание - Это не относится к схемам робота или других органов управления, компонентов или частного имущества;

g) информацию о возможности выбора управления на высокой скорости с помощью выносного пульта;

h) инструкции, информирующие проектировщика автоматизированного участка о необходимости организации ограниченного пространства, если предполагается использование робота в режиме ручного управления на высокой скорости;

i) информацию по установке ограничивающих устройств, включая число, расположение и диапазон регулировки средств механического ограничения;

j) инструкции по числу, расположению и вводу в действие любых немеханических ограничивающих устройств;

k) возможности динамического ограничения (при наличии);

I) информацию о реально ожидаемой позиции остановки, которая рассчитывается для расстояния, проходимого до полной остановки при использовании программного ограничения с расчетной безопасностью;

m) информацию о числе и работе деблокирующих устройств, а также инструкции по установке дополнительных устройств, включая данные и критерии, необходимые для определения характеристик связанной с безопасностью управляющей системы;

n) информацию о времени и расстоянии или угле остановки с момента инициации команды остановки по трем степеням подвижности, имеющим наибольшие диапазоны перемещения, в соответствии с метрикой, представленной в приложении В;

o) характеристики связанных с безопасностью функций системы управления роботом, определенные в 5.4;

p) спецификации любых жидкостей и смазочных материалов, которые должны использоваться в системах смазки, торможения или трансмиссии внутри робота, включая руководство по правильному выбору, подготовке, применению и обслуживанию необходимых расходных материалов;

q) руководство по средствам для освобождения людей, зажатых роботом;

r) инструкции по перемещению степеней подвижности робота при выключенном питании, включая предупреждения, что сила тяжести и разблокирование тормозных устройств могут создать дополнительные опасности;

s) рекомендации по обучению персонала реагированию на аварийные или ненормальные ситуации;

t) информацию, определяющую границы диапазона перемещений и грузоподъемности, включая максимальную массу, положение центра тяжести изделия и устройства для его фиксации;

u) процедуры, позволяющие избежать ошибки регулировки при проведении технического обслуживания робота;

v) информацию о стандартах, которым должен соответствовать робот, включая те, которые были выпущены третьей стороной;

w) время реакции при определении потери сигнала связи для беспроводных выносных пультов;

x) информацию о незащищенных опасностях, связанных с предполагаемым использованием робота;

у) инструкции и предупреждения о том, что работа в ручном режиме должна осуществляться, когда все люди находятся за пределами защищенного пространства;

z) инструкции о том, что до выбора автоматического режима работы все приостановленные защитные устройства должны быть возвращены в состояние полной функциональности;

aa) инструкции по правильному хранению беспроводных выносных пультов при их наличии;

bb) информацию о времени отклика при потере связи беспроводными выносными пультами при их наличии;

cc) информацию о категории остановки при поступлении сигнала по каждой цепи защитной остановки.

Любые изменения или добавления к информации, поставляемой изготовителем, должны быть обеспечены стороной, которая производит изменение или добавление конфигурации робототехнической системы.

7.3 Маркировка

На каждый робот должна быть нанесена следующая четкая, разборчивая и долговечная маркировка:

a) фирменное наименование и полный адрес изготовителя и в соответствующих случаях авторизованного поставщика;

b) обозначение типа робота и номер модели или регистрационный номер (если имеется);

c) месяц и год изготовления;

d) масса и/или вес робота;

e) максимальная зона досягаемости и грузоподъемность;

f) данные о питании для электрических и, где это применимо, гидравлических и пневматических систем (например, минимальное и максимальное давление воздуха);

g) такелажные точки для целей транспортировки и установки, если необходимо.

Ограждения, защитные устройства и другие детали, являющиеся частью робота, но не встроенные в его конструкцию, должны быть четко обозначены с указанием их назначения. Должна быть обеспечена любая другая информация, необходимая для их установки.

Приложение А
(справочное)

Список существенных опасностей

В таблице А.1 приведен список существенных опасностей для робота и его подсистем.

Примечание - Список опасностей, приведенный в таблице А.1, взят из ИСО 12100.

Таблица А.1 - Список существенных опасностей

Приложение В
(обязательное)

Показатели времени и расстояния остановки

Данные показатели должны применяться в информации по использованию в соответствии с 7.2, перечисление n), чтобы обеспечить единообразие данных от всех изготовителей. Данная информация необходима для расчета безопасного расстояния при применении защитных устройств. Чтобы данная информация была полезной и практичной, значения должны быть представлены с пошаговым изменением вплоть до максимальных условий, что позволит предсказать реальные условия выбега при остановке.

Тестирование должно осуществляться в условиях тестирования характеристик, описанных с ИСО 9283:1998, раздел 6, если это подходит для данного применения. Это относится к следующим факторам:

a) манипулятор должен быть прогрет до начала тестирования;

b) робот должен быть установлен согласно требованиям изготовителя;

c) должны быть обеспечены необходимые требования по питанию, температуре окружающей среды и т.п.;

d) должна быть использована подходящая процедура тестирования;

e) должен быть описан метод проведения измерений.

Изготовитель должен предсказать деградацию характеристик остановки при нормальном использовании робота и рекомендовать, когда необходимо произвести восстановительные работы.

Требования к данным заключаются в следующем:

- время остановки должно быть определено с момента выдачи команды остановки до момента прекращения движения всего манипулятора;

- значения могут быть получены с помощью моделирования, если они являются достоверными и обоснованными.

Примечание - Данные изменяются в зависимости от дополнительных задержек, вносимых особенностями системы управления и конфигурации, например, беспроводными выносными пультами.

Расстояние остановки должно быть определено как общее расстояние, пройденное после выдачи команды остановки. Расстояние должно быть представлено линейными или угловыми единицами в зависимости от особенностей робота.

Для остановки категории 0 в соответствии с МЭК 60204-1 достаточны процедуры измерения при максимальных условиях (т.е. максимальной скорости, максимальной нагрузке и максимальном перемещении). Если робот обеспечивает остановку категории 1, то должны быть представлены дополнительные данные и корректирующие коэффициенты. Для остановки категории 1 значения времени и расстояния остановки, зависящие от скорости, нагрузки и перемещения, должны быть указаны для 33, 66 и 100% от максимальных значений. Если эти значения могут быть выведены на основании максимальных значений, исходя из конструкции робота, то должны быть указаны максимальные значения и формулы для вычисления промежуточных значений.

Значения, используемые для скорости, нагрузки и перемещения, должны быть представлены максимальными значениями. Описание того, как пользователь может самостоятельно измерить расстояние и время остановки в реальной роботизированной ячейке с реальным роботом и реальными инструментом и нагрузками, должно быть представлено изготовителем.

Данные должны быть представлены для трех степеней подвижности с максимальными диапазонами перемещения. Пример возможного представления данных показан на рисунке В.1.

Обозначения: X - скорость в мм/с; Y - время остановки в с; а - нагрузка в %

Примечание - Зависимость времени остановки от скорости и нагрузки для остановки категории 1.

Рисунок В.1 - Пример графика времени остановки

Приложение С
(справочное)

Функциональные характеристики трехпозиционного деблокирующего устройства

Обозначения:

1 - положение 1;

2 - положение 2;

3 - положение 3;

4 - ВКЛЮЧЕНО;

5 - ВЫКЛЮЧЕНО;

6 - нажать;

7 - отпустить;

8 - надавить слегка;

9 - надавить сильно;

а - когда клавиша полностью нажимается в положение 3, контакт снова размыкается;

b - когда клавиша возвращается из положения 3 в положение 1, контакт остается разомкнутым без перехода в положение 2

Рисунок С.1 - Функциональные характеристики трехпозиционного деблокирующего устройства

Приложение D
(справочное)

Дополнительные возможности

D.1 Общие положения

Требования, установленные в разделах 4-7, являются минимальными для обеспечения безопасности робота. Многие дополнительные возможности могут быть добавлены для повышения безопасности робота, которые не являются обязательными требованиями обеспечения безопасности в традиционном смысле и не требуют специальных связанных с безопасностью рабочих характеристик, соответствующих ИСО 13849-1 или аналогичным стандартам.

Дополнительные возможности, представленные в данном приложении, приведены без какого-либо упорядочения по степени их важности или целесообразности. Роботы, снабженные данными возможностями, будут иметь большую гибкость при применении и повторном применении, а также улучшенные характеристики, связанные с безопасностью.

Примечания

1 Дополнительные возможности, представленные в D.2-D.4, очень важны для обеспечения гибкости при установке, даже в том случае, если робот повторно используется для применения, отличающегося от того, для которого он был первоначально сконструирован и сконфигурирован.

2 Дополнительные возможности, представленные в D.5-D.7, хотя и не являются непосредственно "связанными с безопасностью" возможностями, обеспечивают повышенную безопасность в роботизированных системах.

D.2 Функции выходного сигнала аварийной остановки

a) Возможностью функций выходного сигнала аварийной остановки, как было отмечено в 5.5.1, является обеспечение общей аварийной остановки (т.е. аварийная остановка робота приводит также к аварийной остановке всей роботизированной системы).

b) Возможность обеспечить функциональность устройства аварийной остановки без подачи питания на систему управления роботом в соответствии с 5.5.2.

D.3 Возможности деблокирующего устройства

a) Возможностью функций выходного сигнала деблокирующего устройства является обеспечение подключения деблокирующего устройства (устройств) в общую схему, управляющую несколькими роботами и оборудованием.

b) Возможность обеспечить объединение нескольких дополнительных деблокирующих устройств в единую схему деблокировки.

D.4 Выбор режима

a) Возможность предоставить информацию о состоянии выбора режима для связанной с безопасностью системы управления.

b) Выходной сигнал должен соответствовать 5.7.1.

D.5 Очувствление, позволяющее избегать столкновений

Для того чтобы обеспечить наибольшую эффективность в предотвращении нанесения вреда персоналу, робот должен останавливаться, издавать предупредительный сигнал, когда он почувствовал столкновение, и не перемещаться в другую позицию без вмешательства оператора.

D.6 Поддержание точности отработки траектории на всех скоростях

Данная возможность может ограничить необходимость контролировать перемещение робота из опасного положения.

D.7 Программное ограничение степеней подвижности и пространства с расчетной безопасностью

Как описано в 5.12.3, данные ограничения позволят создавать программируемые включающие и исключающие пространства.

D.8 Измерение характеристик остановки

Измерение и контроль характеристик остановки при их наличии должны обеспечивать одну или несколько из следующих возможностей:

a) выбор режима измерения и регистрации характеристик остановки по требованию;

b) выбор начального события для определения инициации остановки (например, входной сигнал защитного устройства, сигнал защитной остановки);

c) установку ограничений для предупреждения о том, что данные ограничения нарушены.

Приложение Е
(справочное)

Маркировка

В таблице Е.1 приведены примеры графических обозначений, которые могут быть использованы для обозначения режимов работы, определенных в 5.7. Дополнительный описательный текст может быть добавлен к графическим обозначениям для того, чтобы как можно яснее представить информацию о выборе режима и ожидаемых характеристиках.

Таблица Е.1 - Обозначения режимов работы робота

Приложение F
(обязательное)

Средства верификации требований и мер обеспечения безопасности

В таблице F.1 представлены требования к конкретным характеристикам, которые определены как существенные для безопасности робота, для которых должна быть проведена верификация или валидация либо обе эти процедуры.

Замечания по использованию данной таблицы приведены в 6.3.

Таблица F.1 - Средства верификации требований и мер по обеспечению безопасности

Приложение ДА
(справочное)

Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам

Таблица ДА.1

_________________

Действует также ГОСТ ISO 12100-2013 "Безопасность машин. Основные принципы конструирования. Оценки риска и снижения риска".

Библиография

Электронный текст документа

и сверен по:

, 2020