ISO 10218是工业机器人安全要求的系列标准:第1部分针对机器人产品,第2部分针对集成后的机器人应用和工作单元。ISO/TS 15066则是针对协作工业机器人系统及工作环境的技术规范。理解它们的关键,是区分机器人提供的安全能力与具体生产应用需要达到的安全状态。
例如,一台机械臂具备安全速度监控和力限制功能,装上夹爪、夹具及工件后,仍可能出现夹手、割伤或工件掉落的危险。产品资料能够说明机器人有哪些功能,却不能单独回答人员在这个工位何时可以接近、接触是否可接受,以及出现异常后怎样停止和恢复。

ISO 10218的两个部分分别管什么?
截至2026年10月23日,ISO官网将ISO 10218-1:2025和ISO 10218-2:2025均列为已发布版本,发布时间为2025年2月;两份2011版在生命周期页面列为已撤销。当前理解标准要求,应明确写出部分号和年份,而不只写“符合ISO 10218”。
| 文件 | 主要对象 | 重点回答的问题 |
|---|---|---|
| ISO 10218-1:2025 第3版 | 尚待集成为完整应用的工业机器人产品。 | 机器人如何进行安全设计,具备什么安全功能,并向集成方提供哪些使用信息。 |
| ISO 10218-2:2025 第2版 | 机器人应用与机器人工作单元,包括工具、工件、任务程序及相关设备。 | 组合后的危险如何识别与降低,设备如何集成,以及安装、调试、使用等环节如何验证和管理。 |
| ISO/TS 15066:2016 | 协作工业机器人系统及工作环境。 | 补充协作应用的安全要求与指导,包括人机接触相关问题;阅读时需结合2025版已纳入的内容。 |
两个部分对应不同的对象范围。例如,机器人能够在保护停止指令到达后按规定响应,是产品能力;扫描器能否及时发现靠近的人、停止距离是否足够、夹爪是否仍会闭合,则需要在完整应用中处理。第1部分的产品证据可以支持第2部分的集成工作,不能代替后者。
ISO 10218-2属于针对特定机械的C类安全标准,还要与适用的通用安全方法及相关设备要求共同使用。A类、B类与C类标准的组合关系,可参见机械安全标准体系:A类、B类、C类标准的区别。
2025版纳入协作要求后,ISO/TS 15066还有效吗?
内容纳入新版,与原文件撤销,是两件不同的事。ISO 10218-2:2025的公开预览在引言中说明,ISO/TS 15066的多数要求已纳入第2部分,因为协作涉及实际应用,而不是机器人产品单独具备的一种属性。新版也明确,能够按协作应用进行开发、验证和确认的对象是整个应用。
与此同时,ISO/TS 15066:2016官方页面仍标为“Published”,注明2022年复审确认,目前处于待修订阶段。ISO列出的后续项目ISO/AWI 15066-1关注机器人接触的生物力学阈值与数据,状态是制定中,不能当作已经发布的替代文件。
对新设计的工业机器人应用,合理的阅读顺序是先确定2025版两个部分的适用要求,再对照协作任务涉及的技术规范和引用资料。不能沿用旧版介绍,把ISO/TS 15066简单理解为机器人之外另买一份“协作认证”;也不能因为内容已被纳入,就把2016技术规范说成已整体废止。
标准版本更新与各地法规、国家采标及合同要求的变化并不同步。既有设备改造或出口项目采用哪个版本,还要结合设备形成时间、改造范围和目的地要求确定,不能仅凭ISO出版年份宣布所有旧设备必须更换。
机器人制造商、集成方与使用方怎样分工?
机器人制造商主要提供产品层面的安全设计和能力证据。这些信息让集成方知道机器人在什么负载、姿态和运动条件下使用,安全功能如何设置、通过什么接口触发,以及停止性能等数据适用什么条件。只有“带有安全功能”的名称,而没有使用条件与接口说明,集成方就难以把它用于实际保护措施。
集成方负责把各部分形成一个可评估的应用。ISO 10218-2:2025对集成方的定义涵盖应用的设计、提供、制造或装配,以及防护策略、控制接口和系统互连。实际工作因此包括识别人员任务,分析夹爪与工件新增的危险,安排防护空间,配置安全控制,并用集成后的结果验证措施是否有效。工厂自己完成这些工作时,也在承担集成方角色。
使用方提供生产条件,并维持交付时成立的使用状态。实际换型、清洁、排故和维护需求应进入评估;使用过程中还要使人员培训、维护和配置管理与这些条件一致。例如换了更长的夹爪或更重的工件,原先的可达空间、停止性能和接触情况可能同时改变,此时不能只修改生产程序而不检查受影响的安全结论。

交付资料也应沿着这条关系连接:产品说明书和安全功能资料作为输入,应用风险评估说明为什么采用某项保护措施,配置与测试记录证明措施已按要求实现,使用说明再交代允许任务、残余风险及维护条件。这样才能从一个具体危险追溯到对应的设计与验证依据。
协作安全如何处理人员接近和接触?
协作应用可以包含协作任务和非协作任务。人员与机器人轮流使用装配位置、人在旁边补料、人员手动引导机器人,所需的控制方式并不相同。2025版第2部分分别设置了手动引导控制、速度与间距监控、功率和力限制的相关要求;具体采用哪种或如何组合,取决于任务中人员会怎样接近危险。
速度与间距监控:给响应和停止留出距离
速度与间距监控(SSM)利用人员检测和安全相关控制,使机器人运动与人机间距相匹配。人员接近时,系统可以降低机器人速度;当继续运动会使保护间距不足时,应触发相应停止,避免危险接触。这里的“监控”不是普通摄像头显示有人,也不是仅在程序中写一个较低速度。
检测发生后,信号处理、控制响应和机械停止都需要时间,在此期间人员及机器人可能继续接近。因此,保护间距要覆盖这一过程,并考虑检测能力和位置误差。负载、姿态或速度变化会影响停止表现;在一种姿态测得“停得住”,不能证明整个运动范围都满足同样条件。OSHA的工业机器人技术手册也强调,用于安全目的的限速应由相应安全功能监控。
功率和力限制:判断实际接触,而不只看停机功能
功率和力限制(PFL)处理的是可能发生人机接触的任务。降低运动质量和速度可以减少运动能量;适当的外形和接触面可以减少局部压力;安全相关感测与控制则根据运动和受力状态,限制运行或触发保护停止。设计措施和控制措施需要共同对应实际接触条件,普通碰撞检测后的停机动作不能独自证明接触已经可接受。
接触还要区分两种情况:人体受到短暂碰撞后能够退让的瞬态接触,以及身体部位被运动部件与另一物体夹住的准静态接触。例如手指夹在夹爪和固定夹具之间,即使机械臂速度不高,也可能持续受压;降低速度并不会自动消除这个夹点。
力与压力也不是同一个指标。同样的力作用在更小的接触面积上,会产生更高压力,因此夹爪尖角、工件边缘和接触部位会改变判断。验证要对应可预见的接触位置、接触类型、工具工件和运动条件,不能把控制器里的一个力限制设定值当作所有接触位置的实测结果。相关生物力学数据的用途,是支持具体接触评估,而非给所有机器人一个通用“安全碰撞值”。
手动引导控制:人员直接控制运动的任务
手动引导控制(HGC)用于人员直接引导机器人运动,例如协助定位部件。按UR官方HGC技术说明,人员需要持续操作适用的保持运行控制装置;在允许采用使能装置的方案中,则要持续保持其有效使能状态,机器人才能在安全速度和运动范围限制下接受引导。松开控制后,引导运动许可撤销,机器人停止并进入相应的受监控静止状态,即安全功能持续监测机器人没有运动,而不是只在程序中暂时等待。
松开引导控制不应同时被解释为自动程序的启动指令。退出HGC后,要确认人员已处于后续任务允许的位置、相应防护措施有效,并满足规定的启动或重启条件,再由该任务指定的启动控制恢复自动动作。这样,人员还在扶持部件时,外部程序不能自行接管运动。具体控制装置按适用设计确定,不能把某个型号采用的三位置使能装置、停止类别或安全性能等级直接套用于所有机器人。
这些措施主要处理机器人运动及人机交互。焊接弧光、热工件、旋转工具或喷涂物质等工艺危险,仍要在应用层面分别处理;机械臂能够限制接触力,并不会消除工具带来的其他危险。
怎样把标准用于一个共享装配工位?
以下用假设场景说明使用过程:机器人将小型零件送到夹具,人员完成检查和装配。该例没有预设“无需围栏”,也不代表某个已验证项目。
先把任务写到动作层面。正常生产包括取料、移动、放置、人员伸手处理和恢复下一循环;异常情况还包括零件偏斜、夹持失败和卡件清理。只看正常自动循环,会漏掉人员最可能进入的排故位置。对每个动作,需要明确谁在何处、哪些部件可能运动、身体可能接触什么。
再让保护措施对应具体危险。如果主要危险是人员伸手时被移动夹爪撞击,可评估让机器人在人员进入前停止并保持受监控的静止状态,或者采用适当的SSM方案。如果手指可能被夹具挤住,应优先考虑改变布局、夹持结构或任务时序,减少夹点暴露;采用PFL时仍要处理该位置的接触条件,而不能用机械臂的一般力限制代替。
由此形成的控制说明应写出具体行为,例如:检测到人员进入指定区域后,相关危险运动停止;人员在内时不能重新开始相应动作;人员离开、规定的复位和启动条件满足后,才允许下一任务。夹爪或外围设备若仍能产生危险,也要纳入这条安全功能。检测装置、逻辑处理和执行停止的部件,需要作为完整控制链检查。
验证与确认分别回答不同问题。按ISO 10218-2:2025的术语,验证检查设计是否满足规定要求;确认检查这些要求和实现是否满足预定用途。对这个工位,检查检测区、安全参数及停止输出是否与设计一致,属于验证工作;在规定的负载、姿态和人员接近情形下,通过测试证明人不会在危险运动停止前到达危险位置,则是在确认措施是否适合实际任务。涉及允许接触的方案,还需要与该接触情形相符的测量与评价。
最终记录应能还原测试条件:采用的标准版本、机器人和工具配置、工件与负载、保护区域和参数、测试方法、结果及异常处理。OSHA技术手册对现场验收的说明也强调,应用需要在实际现场接口和环境条件下检查,并在使用中维持相应状态;这里引用其工程方法,不将美国法规解释为中国项目的法律要求。
读机器人安全资料时,最有用的追溯关系是:哪个任务产生什么危险,哪项设计或安全功能降低风险,什么证据说明它在当前配置下有效。ISO 10218与ISO/TS 15066的分工,正是帮助把产品能力、应用设计和协作条件放到这条关系中。
参考资料
- ISO:ISO 10218-1:2025、ISO 10218-2:2025官方目录及公开预览,含适用范围、引言与术语。
- ISO:ISO/TS 15066:2016官方状态与摘要;ISO/AWI 15066-1项目状态,核对日期为2026年10月23日。
- 美国职业安全与健康管理局:OSHA Technical Manual,Section IV, Chapter 4,工业机器人应用风险降低与协作应用技术说明。
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