ГОСТ Р 60.1.2.3-2021/ISO/TS 15066:2016



НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОБОТЫ И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

Требования безопасности для роботов, работающих совместно с человеком

Robots and robotic devices. Safety requirements for robots used in collaborative operations with human operator



ОКС 25.040.30

Дата введения 2021-11-01



Предисловие

     

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным учреждением "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной математики им.М.В.Келдыша Российской академии наук" (ИПМ им.М.В.Келдыша РАН) и Факультетом космических исследований Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова" (ФКИ МГУ имени М.В.Ломоносова) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии международного документа, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 141 "Робототехника"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 августа 2021 г. N 714-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному документу ISO/TS 15066:2016* "Роботы и робототехнические устройства. Роботы для совместной работы" (ISO/TS 15066:2016 "Robots and robotic devices - Collaborative robots", IDT).     

________________

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

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного документа для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

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

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

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. Целью стандартов 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 промышленных роботов. Он идентичен международному документу ISO/TS 15066:2016, который разработан Техническим комитетом ТК 299 ИСО "Робототехника".

Задачей разработки робототехнического комплекса, который выполняет работу во взаимодействии с оператором, является желание совместить умение роботов выполнять монотонные повторяющиеся действия с индивидуальными навыками и способностями людей. Человек обладает уникальной способностью находить решения в неопределенных ситуациях; роботы демонстрируют точность, мощность и выносливость.

Для обеспечения безопасности в робототехнические комплексы традиционно исключают доступ оператора в рабочую зону робота, пока робот включен. Поэтому различные операции, требующие вмешательства человека, часто не могут быть автоматизированы с использованием робототехнических комплексов.

Настоящий стандарт представляет собой руководство по организации совместной работы с роботом, когда робототехнический комплекс и люди используют одно и то же рабочее пространство. В совместной работе большое значение приобретают функции обеспечения безопасности, реализуемые системой управления, особенно при контроле таких параметров технологического режима, как скорость и сила.

Для комплексной оценки рисков требуется учет особенностей не только самого робототехнического комплекса, но и среды, в которой он функционирует, т.е. рабочего места. При реализации совместной работы людей и робототехнических комплексов могут быть получены и эргономические преимущества, например обеспечение более удобной позы для работника.

Настоящий стандарт дополняет и уточняет стандарты безопасности промышленных роботов ИСО 10218-1 и ИСО 10218-2, а также дает дополнительные указания по новым функциям оперативного управления робототехническими комплексами для совместного выполнения работы.

Роботы, которые используются в совместных операциях, определяемых настоящим стандартом, должны удовлетворять требованиям ИСО 10218-1, робототехнические комплексы - требованиям ИСО 10218-2.

Примечание - Область использования совместных операций является развивающейся. Поэтому понятия ограничения мощности и силы воздействия робота, указанные в настоящем стандарте, могут быть развиты в будущих редакциях.

     1 Область применения


Настоящий стандарт определяет требования безопасности для промышленных робототехнических комплексов, предназначенных для совместной работы с оператором, и их рабочей среды, а также дополняет требования и рекомендации по совместным действиям с промышленными роботами, приведенные в ИСО 10218-1 и ИСО 10218-2.

Настоящий стандарт применим к промышленным робототехническим комплексам, соответствующим ИСО 10218-1 и ИСО 10218-2. Настоящий стандарт не распространяется на непромышленные роботы, хотя представленные принципы безопасности могут быть полезны для других областей робототехники.

Примечание - Настоящий стандарт неприменим к робототехническим прикладным комплексам для совместной работы с оператором, разработанным до его публикации.

     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 к нему)]:

ISO 10218-1:2011, Robots and robotic devices - Safety requirements for industrial robots - Part 1: Robots (Роботы и робототехнические устройства. Требования безопасности для промышленных роботов. Часть 1. Роботы)

ISO 10218-2:2011, Robots and robotic devices - Safety requirements for industrial robots - Part 2: Robot systems and integration (Роботы и робототехнические устройства. Требования безопасности для промышленных роботов. Часть 2. Робототехнические комплексы и их интеграция)

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

ISO 13850, Safety of machinery - Emergency stop function - Principles for design (Безопасность производственных механизмов. Функция аварийного останова. Принципы проектирования)

ISO 13855, Safety of machinery - Positioning of safeguards with respect to the approach speeds of parts of the human body (Безопасность производственных механизмов. Размещение защитных приспособлений в соответствии со скоростью приближения частей тела человека)

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

     3 Термины и определения


В настоящем стандарте применены термины по ИСО 10218-1, ИСО 10218-2 и ИСО 12100, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 совместная работа (collaborative operation): Состояние, при котором специально разработанный робототехнический комплекс и оператор работают в совместном рабочем пространстве.

Примечание - Адаптировано из ИСО 10218-1:2011, пункт 3.4.

3.2 (механическая) мощность [(mechanical) power]: Механическая скорость выполнения работ и количество энергии, потребляемой за единицу времени при их выполнении.

Примечание - Мощность не связана с номинальной мощностью устройства, например двигателя.

3.3 совместное рабочее пространство (collaborative workspace): Пространство в рабочей зоне робота, в котором робототехнический комплекс (включая заготовку) и человек могут выполнять задачи одновременно во время производственной операции.

Примечание 1 - Пример совместного рабочего пространства приведен на рисунке 1.

Примечание 2 - Адаптировано из ИСО 10218-1:2011, пункт 3.5.

3.4 квазистатический контакт (quasi-static contact): Контакт между оператором и частью робототехнического комплекса, при котором часть тела оператора может быть зажата между движущейся частью робототехнического комплекса и другой неподвижной или движущейся частью роботизированной ячейки.

3.5 кратковременный контакт (transient contact): Контакт между оператором и частью робототехнического комплекса, при котором часть тела оператора не зажата и может быть отведена от движущейся части робототехнического комплекса.

3.6 защитное разделительное расстояние (protective separation distance): Кратчайшее допустимое расстояние между любой движущейся опасной частью робототехнического комплекса и любой частью поверхности тела людей, которые находятся в совместном рабочем пространстве

Примечание - Разделительное расстояние может быть фиксированным или переменным.

3.7 модель тела (body model): Представление человеческого тела в виде отдельных сегментов, характеризующихся соответствующими биомеханическими свойствами.

     4 Разработка промышленных робототехнических комплексов для совместной работы с оператором

     4.1 Общие положения


ИСО 10218-2:2011 определяет требования безопасности для промышленных роботов и робототехнических комплексов, включая робототехнические комплексы, предназначенные для совместной работы с оператором. Эксплуатационные характеристики таких робототехнических комплексов существенно отличаются от эксплуатационных характеристик традиционных систем робототехнического оборудования, производственных механизмов и другого оборудования. В совместных действиях операторы могут работать в непосредственной близости от робототехнического комплекса, в результате чего в совместной рабочей области может произойти физический контакт между оператором и роботом (см. рисунок 1).

Любая разработка робототехнического комплекса для совместной работы с оператором требует подготовки защитных мер для обеспечения безопасности оператора в течение всего времени работы с роботом. Для выбора надлежащих мер по снижению рисков необходимо провести оценку рисков с целью выявления опасностей и оценку рисков, связанных с применением робототехнического комплекса для совместной работы.

     1 - область действия робота; 2 - совместное рабочее пространство

     Рисунок 1 - Пример совместного рабочего пространства



     4.2 Разработка прикладных систем для совместной работы


Ключевым вопросом в разработке робототехнических комплексов для совместной работы с оператором и связанной с ней компоновкой роботизированной ячейки является устранение опасностей и снижение рисков, что может включать или влиять на проектирование рабочего пространства. Для этого при разработке рабочей среды необходимо учитывать факторы, которые обеспечивают требуемый уровень безопасности:

a) установленные границы (трехмерные) совместного рабочего пространства;

b) совместное рабочее пространство, доступ в него и промежуток безопасности:

1) определение ограниченного пространства и рабочих пространств для совместной работы;

2) факторы, влияющие на форму, положение и размер совместного рабочего пространства (например, хранение материалов, требования к организации работы, наличие препятствий);

3) необходимость в промежутках безопасности вокруг препятствий, таких как арматура, оборудование и строительные опоры;

4) доступность для операторов;

5) предполагаемый(е) и разумно предсказуемый(е) контакт(ы) между частями робототехнического комплекса и оператором;

6) пути доступа (например, осуществляемые операторами маршруты, перемещение материалов в совместное рабочее пространство);

7) опасности, связанные со скольжениями, спотыканиями и падениями (например, кабельные лотки, кабели, неровные поверхности, тележки);

c) эргономика и взаимодействие человека с оборудованием:

1) четкость назначения элементов управления;

2) возможное напряжение, усталость оператора или недостаток концентрации, возникающие в результате совместной работы;

3) ошибки или неправильное использование (преднамеренное или непреднамеренное) оборудования оператором;

4) возможное рефлекторное поведение оператора по отношению к работе робототехнического комплекса и соответствующего оборудования;

Доступ к полной версии документа ограничен
Этот документ или информация о нем доступны в системах «Техэксперт» и «Кодекс».