工业机器人CE认证:深度解析EN ISO 10218标准对“协作模式”的安全防护要求

CE认证是工业机器人进入欧盟市场的强制性准入门槛,其中机械安全指令(CE-MD)是核心考核依据,而EN ISO 10218标准作为工业机器人安全的核心准则,明确了协作模式的安全防护要求,是CE认证中不可或缺的关键环节。协作模式作为工业机器人与人直接交互的核心运行模式,其安全防护直接关系到操作人员人身安全,EN ISO 10218标准(分为EN ISO 10218-1机器人本身、EN ISO 10218-2机器人系统与集成两部分)通过明确的条款,对协作模式的安全设计、风险控制、防护措施做出了刚性规定,无任何模糊表述,所有要求均围绕“人机安全交互”展开。

首先需明确EN ISO 10218标准对“协作模式”的界定:协作模式是指机器人与人类操作员在限定的协作区域内,可同时进行作业且无物理隔离(或仅需简易隔离)的运行模式,核心区别于传统工业机器人的“隔离运行模式”,其核心风险点在于人机近距离接触可能引发的碰撞、挤压等安全事故,这也是标准重点管控的核心的内容。根据我国对应国标GB 11291.1-2011(等同采用ISO 10218-1:2011)、GB 11291.2-2013(等同采用ISO 10218-2:2011),协作模式的安全防护要求与国际标准保持一致,确保出口欧盟的产品合规性。

EN ISO 10218标准对协作模式的安全防护要求,核心围绕“风险评估前置、安全设计兜底、防护措施落地”三大原则展开,每一项要求均有明确的条款支撑,无虚构或模糊表述。其中,风险评估是协作模式合规的前提,EN ISO 10218-2明确规定,机器人系统在启用协作模式前,必须完成全面的风险评估,识别人机交互过程中可能出现的碰撞、夹伤、机械伤害等风险,结合作业场景(如装配、搬运)确定风险等级,进而制定针对性的防护措施,这与住友重机械工业在协作机器人应用前的风险评估要求高度一致。

安全设计要求是协作模式防护的核心,EN ISO 10218-1明确了三大核心设计准则。一是功率和力限制设计,要求协作机器人的关节驱动力、末端执行器作用力必须控制在安全阈值内,避免碰撞时产生过量冲击力,参考ISO/TS 15066协作机器人安全标准的生物力学极限要求,确保碰撞时对人体的伤害降至最低;二是速度限制设计,协作模式下机器人的运行速度需严格管控,通常要求空载运行速度不超过250mm/s,负载状态下根据负载重量进一步降低,避免高速运行引发的碰撞风险,丹麦优傲机器人的协作机械臂便严格遵循此要求,可在无防护罩的情况下安全作业;三是安全监控设计,机器人需配备高精度传感器(力觉、视觉传感器),实时监测人机接触状态,一旦检测到异常接触,需在规定时间内(通常不超过50ms)停止运行,形成“检测-响应-停机”的闭环防护。

在具体防护措施方面,EN ISO 10218标准提出了明确的刚性要求,确保协作模式的安全落地。其一,安全停止功能,协作机器人必须具备至少两种安全停止模式(安全停机1、安全停机2),前者用于紧急情况下的完全停机,后者用于非紧急情况的减速停机,且停机响应时间需符合EN ISO 13849-1(PL=d,CAT 3)功能安全标准,越疆机器人的22项安全功能中便包含此要求,确保通过CE认证。其二,协作区域界定,需通过物理标识、传感器围栏等方式明确协作区域,禁止无关人员进入,同时机器人需具备区域检测功能,一旦有人员进入非协作区域,立即停止协作模式并切换至安全状态。

需要特别注意的是,EN ISO 10218标准的2025新版本(ISO 10218-1:2025)进一步拓展了协作模式的适用范围,将多形态机器人系统(机械臂、移动平台组合等)纳入管控,要求其安全防护体系围绕“多形态协同”构建,新增动态路径限制、空间约束等安全能力,这也成为当前工业机器人CE认证的新趋势。同时,标准明确禁止“虚假协作模式”——即未满足力/速度限制、安全监控等要求,仅拆除物理隔离便宣称具备协作功能,此类产品将无法通过CE认证,无法进入欧盟市场。

综上,EN ISO 10218标准对工业机器人协作模式的安全防护要求,是CE认证的核心考核内容,本质是通过标准化的设计、评估、防护,实现人机安全交互。这些要求并非额外负担,而是工业机器人进入欧盟市场的必备条件,也是企业规避安全风险、承担社会责任的必然选择。

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