在 ISO 10218:2025 中,针对协作机器人(即标准中定义的 Class II 机器人或涉及人机协作的应用)的要求发生了质的飞跃。最核心的变化在于:它不再将协作安全视为一种“附加功能”,而是将其深度整合进标准正文,并强制要求遵循量化指标。
具体来说,ISO 10218:2025 对协作机器人的具体要求可以归纳为以下四大核心维度:
1. 强制整合 ISO/TS 15066(量化安全指标)
这是 2025 版最大的亮点。旧版标准只定性描述“要安全”,而新版直接引用并整合了 ISO/TS 15066 的技术规范,提出了明确的生物力学限值(Biomechanical Limits)。
具体要求:
身体分区:必须将人体划分为29 个特定区域(如手掌、手指、前额、胸部等),不同区域有不同的耐受阈值。
接触类型区分:
准静态接触(挤压):当人体部位被夹在机器人与其他物体之间时,必须限制压力(N/cm²)和力(N)。例如,手掌的最大允许压力为140 N/cm²,头部(前额)为65 N。
瞬态接触(撞击):当机器人快速撞击人体后立即脱离时,必须限制冲击力。通常瞬态接触的允许值为准静态的两倍左右。
落地影响:机器人制造商必须提供精确的力控数据,证明在碰撞发生时,接触力低于上述阈值,确保“接触不得导致疼痛或伤害”。
2. 四大协作模式的标准化定义
标准明确规定了四种合法的协作模式,机器人必须具备相应的功能来支持这些模式:
协作模式 |
核心要求 |
技术实现细节 |
安全级监控停止 |
人进机停,人走机动 |
当人员进入协作区,机器人必须立即停止(停止时间通常 <100ms);人员离开后自动恢复。 |
手动引导 |
零重力拖动示教 |
操作员通过手柄或直接接触引导机器人。要求速度限制在<250mm/s,且需具备力反馈感知。 |
速度与分离监控 |
动态调整速度与距离 |
利用激光雷达或视觉系统构建 3D 安全空间。人靠近时机器人自动降速;进入危险区则立即停止。 |
功率与力限制 |
限制碰撞能量 |
这是最核心的协作模式。通过扭矩传感器实时监测,一旦检测到接触力超过预设阈值(基于生物力学限值),必须在5ms 内切断动力或反向弹开。 |
3. 差异化的功能安全等级(Class II 机器人)
2025 版引入了 Class I(传统工业机器人)和Class II(协作/轻型机器人)的分类,对 Class II 机器人提出了更具针对性的要求:
风险导向的 PL 等级:
旧版要求所有安全功能必须达到PLd(性能等级 d)。
新版要求:允许基于风险评估来确定安全等级(PL b 至 PL e)。对于 Class II 协作机器人,如果风险评估显示危害较小(如低速、轻载),部分非关键安全功能可以降级(如降至 PLc 或 PLb),这有助于降低系统复杂度和成本。
验证协议:必须建立专门的验证协议,证明机器人在协作模式下的安全性。例如,需要通过CoboSafe 力测量系统 模拟人体 29 个部位的接触测试。
4. 新增网络安全(Cybersecurity)强制要求
针对协作机器人通常具备更高开放性和联网属性的特点,ISO 10218:2025 首次将网络安全纳入功能安全范畴。
具体要求:
威胁评估:制造商必须对控制系统进行网络安全威胁评估,识别潜在的攻击向量。
防护体系:必须构建覆盖硬件、软件、配置数据及应用程序的防护体系。
防篡改:防止恶意代码注入或远程非法操作导致机器人失控(例如,防止黑客通过修改参数关闭力限制功能,使协作机器人变成“杀手”)。
总结:对企业的实操建议
如果你正在研发或集成协作机器人,ISO 10218:2025 要求你必须完成以下“动作”:
1.数据化验证:不再凭经验说“很安全”,必须拿出符合 ISO/TS 15066 阈值的测试报告(力、压力、速度数据)。
2.传感器升级:协作机器人必须配备高精度的扭矩传感器(用于 PFL 模式)和外部感知设备(如激光雷达用于 SSM 模式)。
3.文档合规:技术文档需大幅增加,特别是关于风险评估、网络安全防护措施以及协作模式切换逻辑的说明。
4.关注 2027 大限:欧盟新《机械法规》将于 2027 年生效,届时 EN ISO 10218:2025 将成为强制协调标准,出口欧洲的协作机器人必须满足上述所有要求。

