협력 로봇 안전 표준이 설명 되었습니다
ISO 10218 및 ISO/TS 15066에 대해 설명: 협력 로봇 안전 요구 사항, 힘 제한, 속도 제한 및 준수 테스트.
안전 표준 이 중요 한 이유
적절한 안전 준수 없이 작동하는 협력 로봇은 법적, 재정적, 물리적 책임을 져야 합니다. EU에서는 CE 마크를 가지고 있지 않으며 합법적으로 배치될 수 없습니다. 미국에서 OSHA는 감시되지 않은 로봇 위험에 대한 인용을 통해 의도적인 위반에 대해 156,259 달러까지의 벌금을 부과합니다. 연구실에서도 대학들은 학생들의 로봇 팔에 접근을 허용하기 전에 위험 평가가 필요합니다.
이 가이드에서는 세 가지 핵심 표준 (ISO 10218-1, ISO 10218-2, ISO/TS 15066) 을 설명하고, 협력적인 운영 방식, 신체 지역별로 특정 힘과 압력 제한, 위험 평가 과정, 그리고 미국과 EU의 맥락에서 준용이 의미하는 바를 설명합니다.
세 가지 핵심 표준
ISO 10218-1:2011 -- 로봇 설계
로봇 자체를 포함한다. 요구 사항은: 비상 정지 기능 (IEC 60204-1에 따라 카테고리 0 또는 1), 보호 정지, 속도 및 힘 모니터링, 단일 자세 관리, 관절 제한 및 제어 시스템 안전성. 모든 산업 및 협력 로봇은 ISO 10218-1에 따라야 합니다.
ISO 10218-2:2011 -- 로봇 시스템 통합
로봇 세포 및 통합을 포함한다. EN ISO 12100에 따라 위험 평가가 필요하며, 보호 요건 (제리, 빛 커튼, 안전 매트, 레이저 스캐너) 를 정의하고, 검증 및 검증 테스트를 명시하고, 로봇 작업 공간의 레이아웃을 다루고 있습니다. 이 표준은 로봇 제조업체에 적용되지 않고 통합자에게 적용됩니다.
ISO/TS 15066:2016 - 협업 운영
코봇의 중요한 표준. 네 가지 협력 운영 모드를 정의하고 인간-로봇 접촉의 양적 힘과 압력 제한을 지정합니다. 이것은 완전한 국제 표준이 아닌 기술 사양 (TS) 이다.
협력적 인 네 가지 운영 방식
1. 안전성 평가를 받는 감시된 정지 (SMS)
로봇은 인간이 협업 작업 공간에 들어가기 전에 멈추고 인간 출구까지 재개하지 않습니다. 인간의 존재를 감지하기 위해 안전성 평가 센서 (빛 커튼, 레이저 스캐너, 압력 매트) 를 필요로 합니다. 정류는 ISO 10218-1에 따라 안전성 평가 정류가어야 합니다. 이것은 가장 간단한 모드이지만 인간과 로봇의 동시에 작업이 허용되지 않습니다.
2· 손 안내
운영자는 로봇을 물리적으로 이동시켜서 핸드 가이드 장치를 잡고 있다. 로봇은 안전성 평가를 받은 모니터링 스톱을 가지고 있어야 하며, 운영자가 가이드 장치를 풀어주면 활성화된다. 핸드 가이드 포인트에서 힘/토크 센싱이 필요하다. 이 모드는 학습-대-연명 프로그래밍에 사용됩니다.
3· 속도 및 분리 모니터링 (SSM)
로봇은 가장 가까운 인간과의 거리에 따라 속도를 동적으로 조정한다. 분리 거리를 지속적으로 측정하기 위해 외부 모니터링 시스템을 필요로 한다. 최소 분리 거리는 인간 접근 속도 (1.6 m/s), 로봇 정지 시간, 센서 응답 시간을 고려하는 ISO 13855 공식을 사용하여 계산된다. 이것은 가장 복잡한 모드입니다.
4· 전력 및 힘 제한 (PFL)
로봇은 본질적으로 그 힘이 행사할 수 있는 힘과 압력에 제한되어 있다. 이것은 대부분의 코봇 (UR, FANUC CRX, Doosan) 의 기본 모드이다. ISO/TS 15066는 신체의 각 지역에 대한 최대 힘과 압력 값을 지정한다.
ISO/TS 15066 힘과 압력 제한
이 제한은 로봇과 인간의 신체 부분 사이의 일시적 (충격) 및 준정착적 (접착) 접촉에 대해 허용되는 최대 힘과 압력을 정의합니다.
| Body Region | Max Transient Force (N) | Max Quasi-Static Force (N) | Max Quasi-Static Pressure (N/cm2) |
|---|---|---|---|
| Skull / Forehead | 130 | 65 | 30 |
| Face | 65 | 45 | 20 |
| Neck (sides) | 150 | 75 | 25 |
| Upper arm / Elbow | 210 | 110 | 30 |
| Forearm | 190 | 100 | 40 |
| Hand / Fingers | 150 | 75 | 40 |
| Chest | 140 | 70 | 25 |
| Lower legs / Knees | 220 | 130 | 50 |
중요한 차이점: 일시적 접촉은 짧은 충돌 (로봇이 500 ms 이내에 타격 및 반항한다). 반정착 접촉은 클램핑 (로봇의 핀은 고정된 표면에 있다). 반정착 제한은 인간이 탈출할 수 없기 때문에 일시적 제한의 약 절반이다.
위험 평가 방법론 (EN ISO 12100)
모든 코봇 배포는 문서화된 위험 평가가 필요합니다.
- 범위를 정의: 로봇, 응용 프로그램, 작업 공간의 경계를, 의도된 인간 상호 작용을 식별합니다.
- ** 위험성:** 기계적 (토끼, 절단, 충돌), 전기적, 열적, 잡음. 각 위험성별로 위험성 상황을 (사람의 노출 시/어떻게) 확인한다.
- ** 추정 위험:** 각 위험에 대해: 피해의 심각성 (S1-S4) x 노출 빈도 (F1-F2) x 피하는 확률 (P1-P2). ISO 13849-1 위험 그래프 또는 EN 62061 SIL 할당을 사용하십시오.
- ** 위험 감소:** Hierarchy: (a) 본질적으로 안전한 설계 (하진 질량, 속도, 힘), (b) 보호 및 보호 장치, (c) 사용용 정보 (훈련, 표지, PPE).
- ** 문서화 및 검증:** 위험 평가 보고서를 작성합니다. 문서화 된 위험 시나리오에 따라 안전 시스템을 테스트합니다. 응용 프로그램, 도구 또는 작업 공간의 변경 시 재평가합니다.
안전 시스템 구성 요소
- ** 안전성 평가 레이저 스캐너:** SICK microScan3 ($2,000~$4,000). 구성 가능한 안전 구역을 정의합니다. 인간이 경고 구역에 들어간 때 로봇은 느려집니다. 보호 구역에 들어간 때 로봇은 멈춥니다.
- ** 안전 빛 커튼:** Keyence SL-V ($1,500~$3,000). 빛선 매트리를 가로지르는 물체를 감지합니다. 세포 경계에서 입출출출을 탐지하기 위해 사용됩니다.
- ** 안전성 평가된 힘/토크 센서:** 코봇 (UR, FANUC CRX) 또는 외부 (ATI Gamma-SI, $8K- $15K) 로 내장되어 있습니다. 안전성 평가 (SIL 2 또는 PLd 최소) 를 받아야 합니다.
- ** 안전 PLC:** 시멘스 SIMATIC 안전 ($500~$2,000), 앨런-브래들리 경호 로직스. 안전 입력 및 안전 평가 출력 생성을 위해 SMS 및 SSM 모드에 필요합니다.
- ** 긴급 정지 버튼:** IEC 60204-1에 따라 빨간색 버섯 머리가 있어야 합니다.
CE 표기 및 OSHA 요구 사항
EU: CE 표기
EU에서 판매되는 로봇은 CE 마크를 가지고 있어야 하며, 기계 지침 2006/42/EC에 준하는 것을 증명해야 한다. 코봇은 ISO 10218-1/-2 및 ISO/TS 15066에 준하는 것을 의미합니다. 제조업체는 적합성 선언을 제출한다. 통합자는 전체 설비를 CE 마크 (로봇 + 도구 + 안전장치) 에 대한 책임을 지고 있다.
미국: OSHA 및 ANSI/RIA 15.06
미국에서는 CE 마크가 필요하지 않지만 OSHA는 일반 의무 조항 (부 5
** 실용적 의미:** 미국 직장 내에서 코봇을 배치할 경우 ANSI/RIA 15.06에 따라 위험 평가를 실시하고 로봇의 힘/속도 제한이 TR R15.606에 준하는 것을 문서화해야 합니다. RCSV는 [발급 서비스]의 일부로서 위험 평가에 도움을 줄 수 있습니다.
안전 표준 이 중요 한 이유
적절한 안전 준수 없이 작동하는 협력 로봇은 법적, 재정적, 물리적 책임을 져야 합니다. EU에서는 CE 마크를 가지고 있지 않으며 합법적으로 배치될 수 없습니다. 미국에서 OSHA는 감시되지 않은 로봇 위험에 대한 인용을 통해 의도적인 위반에 대해 156,259 달러까지의 벌금을 부과합니다. 연구실에서도 대학들은 학생들의 로봇 팔에 접근을 허용하기 전에 위험 평가가 필요합니다.
이 가이드에서는 세 가지 핵심 표준 (ISO 10218-1, ISO 10218-2, ISO/TS 15066) 을 설명하고, 협력적인 운영 방식, 신체 지역별로 특정 힘과 압력 제한, 위험 평가 과정, 그리고 미국과 EU의 맥락에서 준용이 의미하는 바를 설명합니다.
세 가지 핵심 표준
ISO 10218-1:2011 -- 로봇 설계
로봇 자체를 포함한다. 요구 사항은: 비상 정지 기능 (IEC 60204-1에 따라 카테고리 0 또는 1), 보호 정지, 속도 및 힘 모니터링, 단일 자세 관리, 관절 제한 및 제어 시스템 안전성. 모든 산업 및 협력 로봇은 ISO 10218-1에 따라야 합니다.
ISO 10218-2:2011 -- 로봇 시스템 통합
로봇 세포 및 통합을 포함한다. EN ISO 12100에 따라 위험 평가가 필요하며, 보호 요건 (제리, 빛 커튼, 안전 매트, 레이저 스캐너) 를 정의하고, 검증 및 검증 테스트를 명시하고, 로봇 작업 공간의 레이아웃을 다루고 있습니다. 이 표준은 로봇 제조업체에 적용되지 않고 통합자에게 적용됩니다.
ISO/TS 15066:2016 - 협업 운영
코봇의 중요한 표준. 네 가지 협력 운영 모드를 정의하고 인간-로봇 접촉의 양적 힘과 압력 제한을 지정합니다. 이것은 완전한 국제 표준이 아닌 기술 사양 (TS) 이다.
협력적 인 네 가지 운영 방식
1. 안전성 평가를 받는 감시된 정지 (SMS)
로봇은 인간이 협업 작업 공간에 들어가기 전에 멈추고 인간 출구까지 재개하지 않습니다. 인간의 존재를 감지하기 위해 안전성 평가 센서 (빛 커튼, 레이저 스캐너, 압력 매트) 를 필요로 합니다. 정류는 ISO 10218-1에 따라 안전성 평가 정류가어야 합니다. 이것은 가장 간단한 모드이지만 인간과 로봇의 동시에 작업이 허용되지 않습니다.
2· 손 안내
운영자는 로봇을 물리적으로 이동시켜서 핸드 가이드 장치를 잡고 있다. 로봇은 안전성 평가를 받은 모니터링 스톱을 가지고 있어야 하며, 운영자가 가이드 장치를 풀어주면 활성화된다. 핸드 가이드 포인트에서 힘/토크 센싱이 필요하다. 이 모드는 학습-대-연명 프로그래밍에 사용됩니다.
3· 속도 및 분리 모니터링 (SSM)
로봇은 가장 가까운 인간과의 거리에 따라 속도를 동적으로 조정한다. 분리 거리를 지속적으로 측정하기 위해 외부 모니터링 시스템을 필요로 한다. 최소 분리 거리는 인간 접근 속도 (1.6 m/s), 로봇 정지 시간, 센서 응답 시간을 고려하는 ISO 13855 공식을 사용하여 계산된다. 이것은 가장 복잡한 모드입니다.
4· 전력 및 힘 제한 (PFL)
로봇은 본질적으로 그 힘이 행사할 수 있는 힘과 압력에 제한되어 있다. 이것은 대부분의 코봇 (UR, FANUC CRX, Doosan) 의 기본 모드이다. ISO/TS 15066는 신체의 각 지역에 대한 최대 힘과 압력 값을 지정한다.
ISO/TS 15066 힘과 압력 제한
이 제한은 로봇과 인간의 신체 부분 사이의 일시적 (충격) 및 준정착적 (접착) 접촉에 대해 허용되는 최대 힘과 압력을 정의합니다.
| Body Region | Max Transient Force (N) | Max Quasi-Static Force (N) | Max Quasi-Static Pressure (N/cm2) |
|---|---|---|---|
| Skull / Forehead | 130 | 65 | 30 |
| Face | 65 | 45 | 20 |
| Neck (sides) | 150 | 75 | 25 |
| Upper arm / Elbow | 210 | 110 | 30 |
| Forearm | 190 | 100 | 40 |
| Hand / Fingers | 150 | 75 | 40 |
| Chest | 140 | 70 | 25 |
| Lower legs / Knees | 220 | 130 | 50 |
중요한 차이점: 일시적 접촉은 짧은 충돌 (로봇이 500 ms 이내에 타격 및 반항한다). 반정착 접촉은 클램핑 (로봇의 핀은 고정된 표면에 있다). 반정착 제한은 인간이 탈출할 수 없기 때문에 일시적 제한의 약 절반이다.
위험 평가 방법론 (EN ISO 12100)
모든 코봇 배포는 문서화된 위험 평가가 필요합니다.
- 범위를 정의: 로봇, 응용 프로그램, 작업 공간의 경계를, 의도된 인간 상호 작용을 식별합니다.
- ** 위험성:** 기계적 (토끼, 절단, 충돌), 전기적, 열적, 잡음. 각 위험성별로 위험성 상황을 (사람의 노출 시/어떻게) 확인한다.
- ** 추정 위험:** 각 위험에 대해: 피해의 심각성 (S1-S4) x 노출 빈도 (F1-F2) x 피하는 확률 (P1-P2). ISO 13849-1 위험 그래프 또는 EN 62061 SIL 할당을 사용하십시오.
- ** 위험 감소:** Hierarchy: (a) 본질적으로 안전한 설계 (하진 질량, 속도, 힘), (b) 보호 및 보호 장치, (c) 사용용 정보 (훈련, 표지, PPE).
- ** 문서화 및 검증:** 위험 평가 보고서를 작성합니다. 문서화 된 위험 시나리오에 따라 안전 시스템을 테스트합니다. 응용 프로그램, 도구 또는 작업 공간의 변경 시 재평가합니다.
안전 시스템 구성 요소
- ** 안전성 평가 레이저 스캐너:** SICK microScan3 ($2,000~$4,000). 구성 가능한 안전 구역을 정의합니다. 인간이 경고 구역에 들어간 때 로봇은 느려집니다. 보호 구역에 들어간 때 로봇은 멈춥니다.
- ** 안전 빛 커튼:** Keyence SL-V ($1,500~$3,000). 빛선 매트리를 가로지르는 물체를 감지합니다. 세포 경계에서 입출출출을 탐지하기 위해 사용됩니다.
- ** 안전성 평가된 힘/토크 센서:** 코봇 (UR, FANUC CRX) 또는 외부 (ATI Gamma-SI, $8K- $15K) 로 내장되어 있습니다. 안전성 평가 (SIL 2 또는 PLd 최소) 를 받아야 합니다.
- ** 안전 PLC:** 시멘스 SIMATIC 안전 ($500~$2,000), 앨런-브래들리 경호 로직스. 안전 입력 및 안전 평가 출력 생성을 위해 SMS 및 SSM 모드에 필요합니다.
- ** 긴급 정지 버튼:** IEC 60204-1에 따라 빨간색 버섯 머리가 있어야 합니다.
CE 표기 및 OSHA 요구 사항
EU: CE 표기
EU에서 판매되는 로봇은 CE 마크를 가지고 있어야 하며, 기계 지침 2006/42/EC에 준하는 것을 증명해야 한다. 코봇은 ISO 10218-1/-2 및 ISO/TS 15066에 준하는 것을 의미합니다. 제조업체는 적합성 선언을 제출한다. 통합자는 전체 설비를 CE 마크 (로봇 + 도구 + 안전장치) 에 대한 책임을 지고 있다.
미국: OSHA 및 ANSI/RIA 15.06
미국에서는 CE 마크가 필요하지 않지만 OSHA는 일반 의무 조항 (부 5
** 실용적인 의미:** 미국 직장 내에서 코봇을 배치하는 경우 ANSI/RIA 15.06에 따라 위험 평가를 실시하고 로봇의 힘/속도 제한이 TR R15.606에 준하는 것을 문서화해야 합니다. RCSV는 [발급 서비스]의 일부로서 위험 평가에 도움을 줄 수 있습니다.