ISO 10218工业机器人安全要求（国际通用标准）

ISO 10218：工业机器人安全要求（国际通用标准）详解

ISO 10218 是由国际标准化组织（ISO）制定的一项针对工业机器人的安全要求标准，涵盖机器人本体、集成系统、外围设备以及人机协作区域的风险控制。该标准被广泛应用于全球范围内，是工业机器人安全设计、制造、集成与运行的核心参考依据之一。

ISO 10218 分为两个部分：

1. ISO 10218-1：2011 — Robots and robotic devices — Safety requirements for industrial robots — Part 1: Robots
   → 主要规定了工业机器人本体在结构、电气、控制等方面的安全要求。

2. ISO 10218-2：2011 — Part 2: Robot systems and integration
   → 关注整个机器人系统（如工站、产线）的集成、外围设备、人与机器人共享空间等安全集成问题。

这两部分共同构成工业机器人领域的国际通用安全基准，被欧美、亚洲各国广泛采用，并被其他行业安全规范（如 ANSI/RIA R15.06、GB/T 15706 等）引用或等效转化。

一、为何需要 ISO 10218？

随着智能制造、工业自动化的不断深入，机器人在汽车、电子、物流、焊接、喷涂等领域被广泛应用。然而，机器人的高速运动、重复作业、高能耗、复杂控制系统可能带来以下风险：

• 意外碰撞、夹击、压伤人员；

• 编程错误导致运动轨迹异常；

• 电气火灾、控制失灵引发系统故障；

• 非专业人员维护中产生触电、高温烧伤等危险。

为此，ISO 10218 提供了系统化的风险识别、预防与控制方法，确保机器人既高效又安全地服务于工业现场。

二、ISO 10218-1：机器人本体的安全要求

ISO 10218-1 适用于工业机器人制造商，主要规定：

1. 结构与机械安全

• 限制运动范围、配置物理限位器；

• 设计防止夹伤/剪切的结构（避免尖角、开放齿轮）；

• 所有驱动部件需具备“停止保持”或“刹车”功能。

2. 电气与控制系统

• 紧急停止（E-Stop）按钮必须易于接近，可靠性等级达 EN ISO 13850；

• 控制系统须支持“安全停止（Safe Stop）”功能；

• 所有通信信号、电缆接头需符合 IEC/UL 规范，防止短路、老化；

• 电机、驱动器故障需能被检测并报警。

3. 冗余与自诊断

• 推荐使用“功能安全控制架构”（如安全PLC）；

• 具备冗余电源、安全输入输出、编码器反馈比对；

• 自检逻辑确保关键安全功能实时在线。

4. 信息标识与文档

• 清晰标识危险区域、运动方向；

• 提供操作说明书、维护指导手册、安全参数配置文档；

• 所有图纸需注明运动范围、夹持位置、负载能力等。

三、ISO 10218-2：系统集成与应用安全

该部分针对系统集成商与终端用户，确保机器人在工厂或生产线中的整体运行安全，包括：

1. 风险评估与风险降低措施

• 识别所有潜在危险（机械、电气、热、运动等）；

• 应用 EN ISO 12100 的方法制定控制策略；

• 优先采用本质安全设计，再辅以技术/管理防护措施。

2. 防护装置与隔离区域

• 安装围栏、安全门（带互锁）；

• 使用光幕、安全激光扫描器监测人员入侵；

• 开放式空间中使用地面雷达实现区域监控；

• 所有防护设备需联动机器人停止/限速响应。

3. 人机交互与协作安全

• 配置“限速模式（Safe Limited Speed）”；

• 启用“协作停止”或“功率限制模式”；

• 人员介入时，机器人须自动减速或软停；

• 推荐配合 ISO/TS 15066 协作安全规范应用。

4. 维护与异常处理

• 在维护模式下，控制器需切换至低风险模式；

• 安装机械/电气隔离开关，防止误动作；

• 配置报警系统、数据记录器、远程诊断接口。

四、与其他安全标准的关系

ISO 10218 并非孤立标准，其与多项国际标准配套使用：

五、企业实施 ISO 10218 的意义

1. 合规性保障：符合欧美、东南亚等国家对工业安全的强制性要求；

2. 降低事故风险：全面评估和控制机器人系统中的安全隐患；

3. 提升客户信任：采购商和最终用户往往将 ISO 10218 视为选型标准；

4. 利于出口认证：可与 CE、UL、CSA、GB 等标准形成互通认证；

5. 促进工厂智能化与柔性制造：安全是自动化工厂的基础保障。

六、未来趋势：人机协作与智能安全

随着协作机器人（Cobot）、AI视觉、5G远程控制、云平台接入等新技术兴起，工业机器人逐渐从“封闭危险设备”向“开放协作伙伴”转变。这要求 ISO 10218 未来向以下方向扩展：

• 增强 AI 决策过程的可解释性与安全性；

• 加强网络安全与数据防护要求；

• 提出适用于多机器人协同控制系统的安全策略；

• 融合自动导引车（AGV）/AMR 的动态环境安全标准。

七、结语

ISO 10218 是工业机器人领域中全球通行的安全标准。它不仅是生产设备合规运行的技术底线，更是机器人制造商、集成商、终端用户共同遵循的安全指南。对于推动全球智能制造健康发展、构建人机和谐共存的工业环境具有重要意义。

无论是传统的六轴工业机器人，还是新兴的协作机器人（Cobot），遵循 ISO 10218 的设计和集成要求，都是通往未来安全、高效、智能生产的必由之路。