Neue ISO 10218 für Maschinenbau

Blog-Layout

Die neue ISO 10218 kommt

Andreas Schunkert • 9. Januar 2024

Robotik erhält einen neuen Anstrich

Seit 2011 und damit seit 12 Jahren ist die aktuelle Fassung der ISO 10218 in Ihren beiden Teilen erhältlich. Diese nach dem EU Harmonisierungskonzept auch als EN ISO 10218 übernommene Norm ist damit seit vielen Jahren der Anker der Robotik weltweit. In dieser Norm werden im Teil 1 die sicherheitstechnischen Anforderungen an Industrieroboter definiert und im Teil 2 erhalten Integratoren von Robotiklösungen Anweisungen, worauf sie bei der Integration von Roboterapplikationen zu achten haben. Die ISO 10218 ist daher in ihren beiden Teilen ein nicht weg zu denkender Bestsandteil der Automatisierung.

Jedoch hat dich in den letzten 12 Jahren auch sehr viel auf dem Robotikmarkt getan. Neue Player sind auf dem Markt erschienen, andere haben sich verabschiedet. Neue Techniken, neue Ansätze, neue Funktionen, neue Sicherheitskonzepte usw. Der Markt im Bereich der Robotik ist einer der am stärksten wachsenden und damit auch ein Bereich, der ständigen Neuerungen und Anpassungen unterliegt. Die Anpassung der ISO 10218 auf diese neuen Gegebenheiten ist damit längst überfällig.

2024 wird es dann auch endlich so weit sein. Mit coronabedingten Verzögerungen wird bis Mitte des Jahres die Neufassung der ISO 10218 erwartet. Hervorheben muss man hier, dass es sich tatsächlich um eine Neufassung und nicht nur um eine Überarbeitung handelt, was speziell am Teil 2 der neuen Norm ersichtlich wird. In der neuen ISO 10218-2 wird dann nämlich nicht nur der Inhalte der alten ISO 10218-2, sondern zusätzlich noch die Inhalte der

ISO/TS 15066 – Kollaborative Roboter
ISO/TR 20218-1 – Greiforgane
ISO/TR 20218-2 – Manuelle Be- und Entladestationen

zu finden sein. Der neue Teil 2 wird damit auf ein mächtiges Dokument mit mehr als 250 Seiten anwachsen, welche es für Integratoren und Maschinenbauer in Zukunft umzusetzen gilt.

Aber auch der Teil 1 wird sich in seiner Neufassung erheblich von seiner Vorgängerversion unterscheiden. Es wurden neue Strukturierungen geschaffen, Erkenntnisse der letzten 10-15 Jahren sind eingeflossen, es werden Unter-scheidungen gemacht, wo es vorher keine gab und die Frage nach dem Performance Level von Sicherheitsfunktionen wird weit komplexer als sie es vorher war.

Änderungen in der ISO 10218-1

Natürlich können in diesem Artikel nicht sämtliche Änderungen im Teil 1 aufgezeigt werden. Aber die gravierendsten und wichtigsten Neuerungen wollen wir hier kurz darlegen.

Komplette Neustrukturierung des Abschnitts 5 – „Design Anforderungen und Schutzmaßnahmen“

Neuer Anhang mit der Darstellung der verschiedenen Räume rund um einen Roboter
Neue Anlage zur Ermittlung des benötigten PL für verschiedene Sicherheitsfunktionen
Unterscheidung in zwei Roboterklassen und daraus folgenden unterschiedlichen Perfomance Level sowie unterschiedliche benötigte Sicherheitsfunktionen
Neue verpflichtende Sicherheitsfunktionen
Normal Stop/Operational Stop
Start Interlock
Restart Interlock

Speziell die neu hinzugekommenen Sicherheitsfunktionen bedürfen einiger Erläuterungen, da man sich hier sicher erst einmal fragt, wozu diese dienen. Alle drei neuen Sicherheitsfunktionen wurden deshalb in die ISO 10218-1 mit aufgenommen, weil diese Funktion von der Maschinenrichtlinie (MRL) gefordert wird. Eine Harmonisierung ohne diese Funktionen in der neuen Norm zu berücksichtigen wäre daher voraussichtlich fehlgeschlagen.

Die Normal Stop Funktion spiegelt letztlich die Anforderung wieder, eine Anlage auszuschalten, unbeobachtet zurück lassen zu können und dabei sicher zu stellen, dass die Anlage nicht aus irgend einem Grund wieder anläuft. Oft wird dies z.Z. mit der Betätigung des Not-Halt-Tasters sicher gestellt. Wer kennt es nicht - Der Mitarbeiter geht ins Wochenende und betätigt davor erst einmal den Not-Halt um sicher zu sein, dass die Anlage übers Wochenende nicht plötzlich unerwartet anläuft. Da ein Not-Halt-Taster und eine Not-Halt-Funktion aber nur für Notfälle und nicht für einen regelmäßigen Gebrauch vorgesehen ist, wird von der MRL eben eine solche Normal Stop Funktion gefordert.

Der Start Interlock soll sicherstellen, dass ein Roboter nach dem Einschalten oder dem Wiederherstellen der Spannungsversorgung nicht sofort anläuft. Es muss hier erst eine bewusste Handlung durchgeführt werden, bevor sich der Roboter bewegt.

Der Restart Interlock wird z.B. bei der Betriebsartumschaltung benötigt und stellt sicher, dass ein Roboter z.B. nach dem Umschalten von Manuell auf Automatik nicht direkt im Automatikmodus anläuft, sondern auch hier zuerst eine bewusste Handlung durchgeführt werden muss, damit die Bewegungen des Automatik-programms gestartet werden.

Änderungen in der ISO 10218-2

Wie oben bereits erläutert, wächst der neue Teil 2 der ISO 10218 auf etwa das Dreifache des Inhalts der Vorgängerversion aus dem Jahr 2011. Dies alleine wird es, für einen Integrator einer Roboterapplikation, in Zukunft sicher nicht einfach machen alle normativen Vorgaben zu kennen und umzusetzen. Jedoch ist die Robotik leider über die letzten Jahre immer komplexer geworden, weswegen es unabwendbar war, dass sich dies im Inhalt der ISO 10218 widerspiegelt. Ein wenig Hilfe soll jedoch ein weiteres Dokument bringen, welches ebenfalls im Laufe des Jahres 2024 veröffentlicht werden soll. Der ISO/TR 20218-3 soll bei komplexen und schwer verständlichen Themen der ISO 10218-2 noch einmal weitere Infos und Erläuterungen geben und dem Integrator hier dabei helfen, seine Applikation entsprechend der Norm umzusetzen. Ein Integrator ist mit der Veröffentlichung der neuen ISO 10218-2 gut beraten, entsprechende Weiterbildungen zu der neuen Norm zu besuchen oder einen externen Experten ein prüfendes Auge auf die Sicherheit seiner Applikation werfen zu lassen.

Der neue ISO/TR 20218-3

Wie bereits erläutert, hat das ISO-Normungsgremium TC 299 WG3 neben der neuen ISO 10218-1 und -2 noch einen neuen ISO/TR 20218-3 erarbeitet, welcher Hilfestellung im Umgang und der Anwendung mit dem Teil 2 der ISO 10218 geben soll. In diesem TR wird in einzelnen Abschnitten noch einmal explizit auf die folgenden Themen eingegangen:

Normal Stop / Operational Stop
Manual Mode und High Speed manual mode
Sicherheitsfunktionen
Single Point of Control
Start- und Restartinterlock
Reset einer Sicherheitsfunktion
Mode-Activation vs. Mode-Selection
Räume und Modi – Der Sicherheitsbereich kann dynamisch sein
Cybersecurity
Weitere Hilfestellung zur Thematik rund um die Kraft- und Leistungsbegrenzung

Man stellt bei der Betrachtung der vorgenannten Themen sehr schnell fest, dass auch in diesem Dokument viele Informationen enthalten und veröffentlicht werden. Es ist daher jedem Integrator von Robotikapplikationen absolut zu empfehlen, in Zukunft nicht nur die ISO 10218-2 sondern auch diesen neuen ISO/TR 20218 griffbereit zu haben.

< Älterer Beitrag

Neuerer Beitrag >

Maschinensicherheit im Maschinenbau

von Andreas Schunkert • 28. Februar 2025

Wie wichtig externes Expertenwissen im Bereich Maschinensicherheit für den Maschinenbau ist, wird in diesem Artikel umfassend dargelegt.

Es war einmal ein Cobot

von Andreas Schunkert • 28. Februar 2025

Einleitung Kollaborative Roboter, oder Cobots, haben sich in den letzten zwei Jahrzehnten rasant entwickelt. Sie bieten eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine, insbesondere in der Fertigung und Automatisierung. Dieser Artikel beleuchtet die Geschichte und Entwicklung des Cobotmarktes, angefangen von den Anfängen mit wenigen Herstellern bis hin zu den heutigen, vielfältigen Marktangeboten und den Herausforderungen in Bezug auf Normen. Die Anfänge der Cobots Die ersten Kollaborationsroboter wurden in den frühen 1990er Jahren entwickelt. Pioniere wie Kiva Systems und Universal Robots (UR) legten damals den Grundstein für eine neue Ära der Robotik. Die Technologien waren jedoch noch in einem sehr frühen Stadium, und die Anwendungen waren begrenzt. 1996: Der erste Cobot, das „Robot Arm“ von Professor Harry Mak, wurde entwickelt. Diese Roboter waren darauf ausgelegt, sicher in der Nähe von Menschen zu operieren und einfache Aufgaben zu übernehmen. 2000er Jahre: Universal Robots (gegründet 2005) stellte 2008 den UR5 vor, der durch seine Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit besticht und vielen Unternehmen den Einstieg in die Automatisierung mit Cobots erleichtert hat. Herausforderungen und Normenlage Ein wesentliches Hindernis in den frühen Jahren der Cobot-Entwicklung waren die uneinheitlichen Normen und Sicherheitsvorschriften. Der Mangel an klaren Richtlinien führte zu Unsicherheiten bei der Implementierung und Nutzung von Cobots. Sicherheitsbedenken: Unternehmen waren besorgt, dass Cobots, die in direkter Zusammenarbeit mit Menschen operieren, zu Verletzungen führen könnten. Dies führte zu einer Skepsis gegenüber der Technologie. UN-ISO-Normen: Die internationale Normenorganisation begann, sich mit dem Thema auseinanderzusetzen. Die Notwendigkeit für einheitliche Normen wurde zunehmend erkannt, um eine sichere und effiziente Entwicklung der Cobots zu gewährleisten. Fortschritte in der Normierung Ein entscheidender Schritt in der Entwicklung des Cobotmarktes war die Einführung spezifischer Normen. Ein Meilenstein war die Veröffentlichung der ISO/TS 15066 im Jahr 2016, die erstmals umfassende Sicherheitsrichtlinien für Cobots bereitstellte. Diese Norm definiert, unter welchen Bedingungen und wie Cobots sicher in Zusammenarbeit mit Menschen eingesetzt werden können. Im Jahr 2025 wurde die ISO/TS 15066 nun in die aktualisierte ISO 10218-2:2025 integriert, was den Cobots eine noch breitere Akzeptanz und Standardisierung im Markt verschafft. Der heutige Cobotmarkt Heute ist der Markt für Cobots stark gewachsen, sowohl in der Anzahl der Hersteller als auch in der Vielfalt der angebotenen Produkte. Cobots sind jetzt in vielen Branchen anzutreffen, von der Automobilproduktion bis hin zur Elektronikfertigung, und bieten Unternehmen flexible Lösungen zur Automatisierung. 10 verbreiteste Cobot-Hersteller Hier ist eine Liste der 10 bekanntesten Cobot-Hersteller weltweit: Universal Robots – Pionier im Cobot-Bereich mit verschiedenen Modellen wie UR3, UR5 und UR10. KUKA – Bekannt für ihre industriellen Roboter und Kollaborationslösungen. Rethink Robotics – Hersteller des berühmten Cobot „Baxter“ FANUC – Bietet eine breite Palette von Robotern einschließlich Cobots. Yaskawa – Hersteller von Industrierobotern, einschließlich Cobot-Lösungen. ABB – Bietet verschiedene Cobot-Modelle, die für Zusammenarbeit mit Menschen ausgelegt sind. Techman Robot – Kombiniert Roboterarm mit einer integrierten Kamera zur intelligenten Automatisierung. Doosan Robotics – Südkoreanischer Hersteller von Cobots, bekannt für Benutzerfreundlichkeit und Sicherheit. Denso Robotics – Bietet Cobots mit Fokus auf Effizienz. Nachi-Fujikoshi – Umfasst robuste und sichere Cobot-Optionen.