机器人的国际性能和安全标准徐继宗

机器人的国际性能和安全标准

机器人用于执行物流任务，工业流程，个人护理，医疗程序等。越来越多的机器人设计和机器人执行的任务的广泛性推动了许多特定的性能和安全标准。本常见问题解答回顾了工业移动机器人，协作机器人和医疗机器人的新兴标准它还将研究“用于机器人的OSHA”的含义。

工业移动机器人是工业自动化领域中增长最快的部分之一。机器人工业协会是推进自动化协会的一部分，已经发布了第一个国家工业移动机器人安全标准。ANSI / RIA R15.08-1-2020 –“美国工业移动机器人国家标准–安全要求–第1部分：工业移动机器人的要求”为工业移动设计机器人提供了技术要求，以支持在附近工作的人的安全他们。

R15.08第1部分被认为是制定移动机器人安全要求的第一步。它着重于普通民众没有不受限制的访问权限的工业环境。据RIA称，在非工业环境中，公众的安全还需要进一步考虑，这是将来工作中可能涉及的一个示例。尽管移动机器人制造商是R15.08第1部分的主要受众，但移动机器人集成商和用户也有望找到有用的要求。

R15.08委员会已经开始研究R15.08第2部分，该部分将涵盖将工业移动机器人或移动机器人车队部署到将要使用的特定地点的安全要求。R15.08第3部分将于第2部分的工作完成后开始，它将为工业移动机器人和移动机器人车队的用户提供安全要求。

Cobot标准不断涌现

机器人安全法规和标准通常排除了操作员进入工作区的权限。相反，机器人是活动的，排除了在机器人工作时会受到人为干预的任何操作。协作机器人的发展将结合机器人的重复执行能力与个人的技能和灵活性。人们擅长解决不精确的问题，而机器人则擅长精度，耐力和动力。

正在开发用于机器人和一个或多个人共享同一工作空间的协作机器人操作的技术规范。特别值得关注的是协作机器人安全相关控制的完整性，尤其是参照诸如速度和力之类的操作参数而言。这些技术规范的重要方面是评估机器人和工作区环境的要求。机器人和人类的结合还可以带来人体工程学上的好处，例如改善工人的姿势，从而可以减少各种伤害。技术规范中描述的协作操作取决于使用符合ISO 10218-1要求的机器人及其集成符合ISO 10218-2的机器人。

ISO技术标准15066：2016和RIA技术报告15.606-2016中的内容基本相同，并详细说明了有关安全协作机器人的要求和信息。TS 15066是规范性的，而TS 15.606是信息性的。两者都描述了用于降低对工人的风险的四种协作技术：安全等级的监控器停止，手动引导，速度和分离监控以及动力限制系统。

期望将ISO TS 15066和RIA TR 15.606与RIA TR R15.806-2018结合使用，该文件描述了一种测试压力限制系统施加的力的方法。如果风险评估显示有必要，则可能需要其他物理防护措施。传感器系统是速度和分离监控的标准合规性所必需的。对于PFL系统和安全评级的监视站，高速和高风险操作需要安全防护。

正在更新涵盖工业机器人和机器人系统安全要求的ISO标准10218-2011。更新的文档有望在2021年末发布。相关的美国标准R15.06-2012是ISO 10218-2011的直接采用，预计将于2022年下半年发布。

适用于机器人的OSHA

职业安全与健康管理局是美国劳工部的一部分。OSHA可以随时进行机器人安装检查，而无需事先通知。在检查机器人装置时，该机构专注于机器防护和锁定/挂牌系统。

为了满足OSHA要求，必须至少包括一种机器防护方法，以保护机器人附近的人员。OSHA的要求非常广泛，包括防范危险，例如操作点，进入的压区，旋转的零件，飞屑，火花等造成的危害。

机器人在OSHA准则下被视为机器，但协作机器人则不受相同的规则约束。只要Cobot满足其他要求，例如安全等级受监视的停止，功率和力的限制以及速度和分离的监视和控制，它们就不需要防护。此外，OSHA会分别考虑每个工作区。除了对机器人本身的要求外，工作空间还可能具有不同的天花板高度，壁距以及其他影响操作员安全的因素。

医疗机器人

医疗机器人必须符合IEC 60601-1，其中包括对基本安全性和基本性能的要求。基本的安全要求是防止触电，火灾，高温，辐射，电磁干扰和机械危险。机器人还必须满足通过特定应用风险评估确定的基本性能要求。

IEC80601-2-77定义了对机器人辅助手术设备的附加要求，并为用于康复，评估补偿或缓解的医疗机器人定义了IEC80601-2-78。诸如运动控制的精度以及运动的力和转矩之类的参数被认为是必不可少的性能参数。预计医疗机器人制造商的风险评估将包括可能导致基本性能损失的所有方面，例如硬件，软件故障以及与可用性相关的危害。

机器人设计评论

正如所有系统设计工作一样，在医疗和工业机器人开发过程的早期进行全面的设计审查非常重要。如果直到产品设计完成后才进行法规审查，则重大的设计调整可能会导致成本增加和上市时间延迟。医疗机器人的法规设计审查应考虑：

ISO 14971风险管理过程，当产品具有多个子系统时，该过程可能非常复杂。

操作员和患者隔离问题，导致重新设计的成本高昂。

关键组件的识别和审查，以确保适当的评级和合规性。

ISO 13482：2014 –机器人和机器人设备–个人护理机器人的安全要求

识别所有需要执行的适用标准和测试。一些机器人与其他可能会影响机器人设计的医疗设备一起使用。高频手术和内窥镜设备是可以对隔离策略，组件选择和需要执行的测试产生直接影响的示例。

回顾IEC60601-1-2要求的电磁辐射和抗扰度测试计划很重要。要求该测试计划考虑所有适用的标准，在测试过程中监视基本性能的过程以及要测试的产品的不同配置。无线通信的增加使该计划更加复杂。

除了上述特定于医疗机器人的注意事项外，许多安全性和性能标准通常适用于机器人。设计评审过程应包括确认机器人是否遵守这些安全注意事项和国际法规：

UL 3100，自动移动平台的调查大纲

美国国家标准协会/ UL 1740，机器人和机器人设备标准

ANSI /机器人工业协会R15.06

CAN /加拿大标准协会Z434

国际标准化组织10218

国际电工委员会61508

IEC 62061 –机械安全：电气，电子和可编程电子控制系统的功能安全

机器人技术是一个快速发展和发展的领域。本系列以前的常见问题解答回顾了“机器人的运动，安全性和动力架构轴”，“机器人软件环境和运动控制架构”和“有意识的机器人与人工智能”。”

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