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Im Folgenden veröffentlichen wir einen Beitrag zu den wichtigsten Änderungen der Norm ISO 10218.

Die neue Version der ISO 10218 ist nicht nur eine Aktualisierung des Dokuments, sondern auch ein neuer Ansatz für die Sicherheit von Industrierobotern. In diesem Artikel teile ich meine Sichtweise und gebe Empfehlungen, worauf Sie achten sollten, um sicherzustellen, dass Ihre Anwendungen den neuen Sicherheitsanforderungen entsprechen.

Die vorherige Version der Norm war seit 2011 in Kraft. Nach 14 Jahren gibt es nun eine neue Aktualisierung, die eine Reihe bedeutender Änderungen mit sich bringt.

Roboter der Klasse I gelten als weniger risikoreich, während Roboter der Klasse II ein potenziell höheres Risiko darstellen.

• Die Klassifizierung bezieht sich auf die Konstruktionsparameter, nicht auf die Anwendung selbst.
• Selbst ein Roboter der Klasse I kann unter schlechten Arbeitsbedingungen gefährlich sein.
• Für Klasse I können die Sicherheitsmaßnahmen vereinfacht werden, wenn die Anwendung tatsächlich ein geringes Risiko aufweist.

Die Norm selbst besagt, dass bei der Implementierung eines Roboters der Klasse I weniger strenge Sicherheitsmaßnahmen zu erwarten sind, jedoch nur unter der Voraussetzung, dass die gesamte Anwendung für die Benutzer vollständig sicher bleibt. Das bedeutet, dass trotz der Vereinfachung der Anforderungen der Schutz der Bediener weiterhin Priorität hat.

Roboter der Klasse I stellen nicht nur für Hersteller und Systemintegratoren eine Herausforderung dar, sondern auch für Endanwender. Dies ist eine neue Chance, die den Einsatz von Manipulatoren in zusätzlichen Prozessen ermöglicht, bei denen zuvor Geräte zum Einsatz kamen, die nicht als Roboter klassifiziert waren.

Mögliche Anwendungsbereiche für Roboter der Klasse I sind:

• Pharmazeutische Industrie und Labortechnik
  
Handhabung von Reagenzgläsern, Trägerplatten, Pipetten oder Fläschchen – leichte Bauteile und niedrige Betriebsgeschwindigkeiten sorgen für mehr Sicherheit. Beispiele sind das Dosieren, Mischen oder Einlegen von Proben in Inkubatoren.
• Elektronik und Präzisionsmontage
  Montage von SMD-Bauteilen, Prüfung von Leiterplatten, Platzierung kleiner Bauteile für Mustermontagen. Eine begrenzte Geschwindigkeit (bis zu 250 mm/s) ist für viele Montage- und Inspektionsvorgänge ausreichend.
  
• Qualitätskontrolle und Sortierung leichter Produkte
  Visuelle Inspektion von Details mit einer Kamera in Kombination mit einem Roboter oder Sortierung leichter Komponenten.
  
• Anwendungen in Bildung und Forschung
  Lehrroboter an Universitäten und Ausbildungszentren – begrenzte Energie und Drehmomente sorgen für ein höheres Maß an Sicherheit während der Ausbildung.
  
• Leichte Logistik und Lager
  Pick-&-Place-Anwendungen für Kosmetikverpackungen.
  

Es ist jedoch anzumerken, dass die Einschränkungen in Bezug auf Kraft und Geschwindigkeit deutlich machen, dass Roboter der Klasse I in einer Vielzahl von Prozessen in Branchen wie der Automobilindustrie (und damit meine ich nicht nur OEMs, sondern auch TIER-Zulieferer), der Metallurgie oder der Möbelherstellung nicht zum Einsatz kommen werden. Sie können jedoch eine Alternative zu einfachen pneumatischen Manipulatoren sein, wenn eine größere Flexibilität erforderlich ist. Bislang ist zudem das Produktsegment der Ultraleichtroboter nicht im Qualitätsstandard von Industrierobotern >10kg angekommen.

Die Änderung, auf die ich mich besonders konzentriert habe, war die funktionale Sicherheit. In der Welt der Robotik, in der wir bestrebt sind, Industrieroboter eng mit Menschen zusammenarbeiten zu lassen, werden wir Sicherheitsfunktionen wie SLP, SLS, SS1 und SS2 berücksichtigen. Die neuesten Normen ISO 10218-1:2025 und ISO 10218-2:2025 führen klare, messbare Richtlinien ein, die insbesondere in kollaborativen Anwendungen, in denen Menschen und Roboter Seite an Seite arbeiten, von großer Bedeutung sind.

In Anhang C der ISO 10218-2:2025 sind Sicherheitsfunktionen nun klar klassifiziert:

• Erforderlich – obligatorische Funktionen, z. B. Not-Aus. Sie müssen ein bestimmtes Zuverlässigkeitsniveau (SIL/PL) erfüllen.
• Optional – Funktionen, die die Sicherheit erhöhen, aber von der Anwendung abhängen, z. B. Geschwindigkeitsreduzierung in Bereichen, in denen der Roboter in die Nähe des Bedieners gelangen kann.
• Bedingt – Funktionen, die nur in bestimmten Szenarien erforderlich sind, z. B. überwachter Stillstand, d. h. Kontrolle des vollständigen Stillstands des Roboterarms in kollaborativen Anwendungen.

• Entwurf von Sicherheitszonen – Die Norm verlangt, dass jede Zone hinsichtlich ihres Risikos und der zu implementierenden Sicherheitsfunktionen bewertet wird.
• Konfiguration der Roboterfunktionen – Der Integrator muss wissen, welche Funktionen obligatorisch sind, welche für zusätzliche Sicherheit implementiert werden können und welche vom Betriebsszenario abhängen.
• Überwachung des Sicherheitsniveaus – Das für jede Funktion erforderliche SIL/PL bietet klare Richtlinien für den Entwurf von Sicherheitssystemen und die Systemintegration.

Standardisierte Sicherheitsfunktionen, eine klare Einteilung in erforderlich/optional/bedingt und eine einfache Konfiguration der Funktionen durch den Integrator bieten einen echten Wettbewerbsvorteil.

• Not-Aus – ein Klassiker, jetzt jedoch mit einer spezifischen PL/SIL-Stufe.
• Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung – dynamische Geschwindigkeitsreduzierung, wenn sich der Bediener nähert.
• Überwachter Stillstand – eine Anforderung in Anwendungen, in denen der Bediener Details manuell eingibt oder in einem engen Zugangsbereich arbeitet.

Für Integratoren von Roboteranwendungen sind die neuen Normen kein Hindernis, sondern ein Werkzeug:

• Sie ermöglichen die bequeme Gestaltung von Sicherheitszonen und die Bewertung von Risiken.
• Sie definieren klar, welche Funktionen implementiert werden müssen und welche für die Bedienersicherheit zusätzlich sind.
• Sie erleichtern die Auswahl und Konfiguration von Robotern – wenn Sie wissen, welche Funktionen die erforderliche SIL/PL-Stufe haben, können Sie die geeigneten Sicherheitsmodule und Software auswählen.

Diese Änderung ist ein klarer Schritt zur Förderung des Einsatzes von Industrierobotern, die eng mit Menschen zusammenarbeiten, und gewährleistet gleichzeitig maximale Sicherheit für diese. Andererseits können Roboter in Anwendungen ohne Bediener mit maximaler Effizienz und Produktivität arbeiten, was auch den Energieverbrauch des gesamten robotergestützten Bereichs senkt. Dies ist eine positive Entwicklung, die die heutigen Cobots ersetzen wird, die durch mechanische Schutzvorrichtungen blockiert sind.

Die Norm schreibt die Durchführung einer Cybersicherheits-Risikobewertung vor. Wenn die Analyse ergibt, dass ein Sicherheitsrisiko besteht, müssen geeignete Schutzmaßnahmen ergriffen werden. Dazu können unter anderem gehören:

• Die Möglichkeit, den Zugriff auf Kommunikationsports, z. B. TCP/UDP, zu deaktivieren,
• Änderung der TCP/UDP-Portnummern in logischen Verbindungen,
• Authentifizierter Schutz der Sicherheitskonfiguration, die Möglichkeit, Standardeinstellungen wie Benutzernamen, Passwörter, IP-Adressen und Authentifizierungseinstellungen zu ändern,
• Die Verwendung verschlüsselter und authentifizierter Kommunikationsprotokolle.

Die Norm verweist auch auf andere Normen und Richtlinien:

• ISO/TR 22100-4:2018 – Leitfaden zu IT-Sicherheitsaspekten und ISO 12100:2010,
• IEC TS 63074:2023 – Informationen zur funktionalen Sicherheit,
• IEC 62443-3-2:2020 – Bewertung von Risiken im Zusammenhang mit der Systemsicherheit,
• IEC 62443-3-3:2013 – Informationen zur Sicherheit industrieller Kommunikationsnetze.

Die Umsetzung dieser Anforderungen schützt Robotersysteme nicht nur vor digitalen Bedrohungen, sondern gewährleistet auch einen sicheren und zuverlässigen Betrieb in zunehmend integrierten industriellen Umgebungen.

Es wurden detaillierte Anforderungen für Hersteller und Integratoren hinzugefügt:

• Design: Materialien, Stabilität, Fehlertoleranz, TCP/Nutzlast-Konfiguration.
• Betrieb: standardisierte Betriebsanweisungen, Richtlinien für Fehler, Cybersicherheit.
• Neue Stopp- und Überwachungsfunktionen: Begrenzung des Bremswegs, überwachter Stillstand.

Warum?

• Geringeres Risiko von Kollisionen und unkontrollierten Bewegungen.
• Klare Verfahren zur Fehlerbehandlung und Minimierung menschlicher Fehler.
• Präzise Einstellungen verbessern die Sicherheit des Bedieners und den Schutz des Produkts.

Es wurden neue Testmethoden eingeführt, darunter:

• FMPM (maximum force per manipulator) für Klasse I,
• Anhang H – Messung der Bremszeit und des Bremswegs.

Dadurch werden Interpretationsunsicherheiten beseitigt und einheitliche Validierungsinstrumente bereitgestellt.

• Für Hersteller: Höhere Investitionen in zertifizierte Sicherheitsfunktionen und Cybersicherheit.
• Für Integratoren: Größere Verantwortung für die gesamte Anwendung (Werkzeuge, Details, Umgebung).
• Für Anwender: Größere Sicherheit hinsichtlich der Einhaltung von Mindestanforderungen.
• Für die Welt der Robotik: Offenheit für die Arbeit von Bedienern mit Industrierobotern – unter Ausnutzung ihrer hohen Effizienz, wobei die Norm angibt, welche Sicherheitswerkzeuge implementiert werden müssen, um die Sicherheit der Bediener zu gewährleisten.

^{Bei der neuen ISO 10218 geht es nicht nur um „sichere Roboter”, sondern um „sichere Roboteranwendungen”.}