2026年のロボット溶接の安全手順は、国際規格（ISO 10218-1/2:2025、ISO/TS 15066、IEC 62046:2018）、地域規制（EUのCE Machinery Regulation 2023/1230、米国のOSHAおよびANSI RIA R15.06、中国のGB 11291.1）、セル設計制御（固定ガード、ライトカーテン、エリアスキャナ、両手操作）、およびプロセス制御（安全定格PLC、緊急停止アーキテクチャ、安全速度監視）の4層構造に基づいています。国際ロボット連盟（IFR）のWorld Robotics 2025レポートによると、溶接は世界の産業用ロボット設置の約35%を占めています。年間50万台以上の新しいロボットが出荷されているため、規格に準拠していないセルのコスト（負傷、ダウンタイム、市場アクセスの損失）は理論上のものではありません。このガイドでは、各レイヤーについて、適用される規格、必要な構成要素、および遵守手順を説明します。
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ロボット溶接の安全性とは？
ロボット溶接の安全性とは、自動溶接セルにおける負傷、物的損害、および規制違反を防止するための、構造化された一連の工学的制御、規格適合措置、および運用手順のことです。これには、溶接環境特有の4つの異なる危険カテゴリーが含まれます。すなわち、ロボットの動作による機械的危険（挟み込み、圧迫、衝撃）、アークによる危険（紫外線、赤外線、アークフラッシュ）、化学的危険（溶接ヒューム、シールドガスの置換、オゾン）、および熱的・火災的危険（スパッタ、高温のワークピース、可燃性表面）です。
この分野は、ロボット固有の安全規格（ISO 10218シリーズ、ANSI RIA R15.06、IEC 62046）と溶接環境規格（火災予防に関するNFPA 51B、溶接安全に関するAWS Z49.1、ヒュームに関するNIOSH曝露限界）という、2つの並行する規制体系に基づいています。ロボット規格だけではアークフラッシュやヒュームの危険性をカバーできず、溶接環境規格だけではロボットの動作制御や安全対策を規定できないため、規格に準拠したロボット溶接セルは、これら両方の規格に同時に対応する必要があります。
実際には、コンプライアンスは単一の時点で達成されるものではありません。試運転時にすべての適用基準を満たしていたセルでも、ロボットプログラムを変更して速度を上げたり、安全スキャナの位置を変更したり、新しいツールによってロボットの可動範囲が変わったりすると、コンプライアンス違反となる可能性があります。継続的な監視と明確な変更管理手順は、設置時だけでなく、運用面における「ロボット溶接の安全性」の意味するところの一部です。
ロボット溶接セル設計に関するより詳しい入門については、以下を参照してください。 ロボット溶接セルレイアウト構築チェックリスト（2026年版） ロボット溶接完全ガイド（2026年版）.
ロボット溶接用4層安全スタック
経験豊富なシステムインテグレーターは、ロボット溶接の安全性を単一のチェックリストとして扱うのではなく、相互に依存する4つのレイヤーとして構造化します。各レイヤーは、その下のレイヤーの境界条件を設定します。
- レイヤー1、国際規格： ISO 10218-1:2025、ISO 10218-2:2025、ISO/TS 15066、IEC 62046:2018。これらは、ロボット、システム、協働作業、および存在検知装置に関する基本的な安全要件を定めています。
- レイヤー2、地域規制： CE機械規則2023/1230（EU）、OSHA 29 CFRサブパートO + ANSI RIA R15.06（米国）、GB 11291.1-2011（中国）。これらは市場参入条件と執行メカニズムを規定するものです。
- レイヤー3、セル設計安全管理： ロボットの周囲に保護ゾーンを作り出す物理的および電気感応的なハードウェア（固定式ガード、ライトカーテン、エリアスキャナー、両手操作式制御装置、安全マット、ドアインターロックなど）。
- レイヤー4、プロセス安全管理： 制御システムに実装されたソフトウェアおよび電子安全機能（安全規格準拠のPLC、緊急停止回路カテゴリ、安全速度監視、安全ゾーン機能、手動誘導モード）。
第1層または第2層の不具合は、法的責任および市場責任を生じさせます。第3層または第4層の不具合は、直接的な傷害リスクを生じさせます。効果的な安全プログラムは、これら4つの層すべてに対応する必要があります。各層を個別に扱うと、抜け穴が生じます。以下の各セクションでは、各層について詳しく説明します。
レイヤー1：ロボット溶接の安全性に関する国際規格
ISO 10218-1:2025、ロボットの固有安全機能
ISO 10218-1はロボット製造業者を規制する規格です。その2025年改訂版（ISO 10218-1:2025、国際標準化機構発行）では、ロボットアームの機械設計、制御システムアーキテクチャ、停止機能（カテゴリ0、1、2の停止）、速度および力の監視、ロボットに付属するドキュメントに関する要件が定められています。溶接用途において最も重要な要件は、ロボットが規定の停止距離内でカテゴリ0（電源オフ）停止を実行できること、セルPLCとの安全規格に準拠したハンドシェイクのために監視可能な速度出力が利用可能であること、および外部ガード装置への安全規格に準拠したI/Oインターフェースが提供されることです。
ロボットOEM（ファナック、KUKA、安川電機、ESTUNなどの既存サプライヤー、および溶接ロボット製品ラインでCE、SGS、TUVの第三者認証を取得しているEVSTなどの新規参入企業を含む）は、ほとんどの規制対象地域で市場投入前にISO 10218-1に準拠した製品認証を取得する必要があります。2025年の改訂版では、協働機能に関する要件がさらに厳格化され、ISO/TS 15066:2025と密接に整合しています。
ISO 10218-2:2025、ロボットシステムおよび統合の安全性
ISO 10218-2 はインテグレーターとエンドユーザーを対象としています。ロボットシステム (ロボット、ツール、ガード、ポジショナー、制御ソフトウェア) を完全なセルとして設計、設置、試運転する方法を規定しています。2025 年改訂版では ISO/TS 15066 の協調操作要件の大部分が取り込まれ、ISO 10218-2:2025 は速度と分離の監視、電力と力の制限、または手動ガイドモードを使用する溶接セルの主要な参照規格となっています。要件には、ISO 12100 に基づく文書化されたリスク評価、少なくともパフォーマンス レベル d (ISO 13849-1) または SIL 2 (IEC 62061) に準拠した制御システムの安全関連部分の設計、試運転承認前の各安全機能の機能テストが含まれます。
ISO/TS 15066:2025、協働ロボットの操作
ISO/TS 15066は、人間とロボットが同時に空間を共有する協働作業空間におけるロボットの動作を規定する技術仕様です。溶接においては、主にフェンスのない協働ロボット溶接セルに適用され、オペレーターが部品をロードしている間にロボットが近くで短い溶接を行います。この仕様では、安全定格監視停止、手動誘導、速度および分離監視（SSM）、および電力および力制限（PFL）の4つの協働動作タイプが定義されています。溶接セルでは、SSMが最も一般的に適用されるモードです。オペレーターが測定した距離が、ロボットの速度、停止時間、および人間の反応マージンから計算された定義済みの閾値を下回ると、ロボットは減速または停止します。詳細については、専用の記事も参照してください。 危険な溶接環境向けの防爆型協働ロボット 溶接雰囲気自体が追加の分類要件をもたらす用途向け。
IEC 62046:2018、存在検知安全装置
国際電気標準会議（IEC）が発行したIEC 62046:2018は、ロボット溶接セルを含む機械の安全装置として使用される感電性保護装置（ESPE）の性能要件を規定しています。ロボットセルの周囲で使用されるライトカーテン、エリアスキャナ、および安全レーザースキャナは、安全規格に適合した装置として認められるために、IEC 62046:2018を満たす必要があります。この規格では、応答時間、検出能力（最小物体感度）、環境耐性、および自己監視要件が規定されています。溶接セルでは、溶接スパッタ、煙、およびヒュームが光学式センサの性能を低下させる可能性があるため、この規格は特に重要です。IEC 62046に準拠した装置は、溶接環境に典型的な汚染レベルが存在する場合でも、検出機能を維持する必要があります。
IEC 62046:2018規格の参照：IEC公式カタログ。
レイヤー2：ロボット溶接の安全性を規定する地域規制
CEマーキングとEU機械規則2023/1230
欧州連合では、ロボット溶接セルは機械規則2023/1230/EUの適用範囲に含まれる機械であり、この規則は機械指令2006/42/ECに代わるもので、2027年1月20日以降の新規市場投入に義務付けられます。規則（指令ではない）であるため、国内での国内法化なしにすべてのEU加盟国に一律に適用されます。CEマーク付きロボット溶接セルの要件には、ISO 12100に基づくリスク評価、調和規格EN ISO 10218-1/2およびEN IEC 62046への適合、完全な技術ファイル、署名済みのEU適合宣言が含まれます。2023年の規則では、接続された機械に対するサイバーセキュリティ要件と、AIベースの機械制御システムに対する拡張された要件が追加されています。どちらも、ビジョン誘導シームトラッキングまたはAI支援品質監視を備えた最新の溶接セルに関連しています。
米国におけるOSHAおよびANSI/RIA R15.06
米国では、ロボット溶接の安全性は、OSHA 29 CFR Part 1910 Subpart O (機械および機械ガード) によって規定されており、ロボット固有の要件については、ANSI/RIA R15.06-2012、産業用ロボットおよびロボットシステムの安全要件に関する米国国家規格が適用されます。ANSI/RIA R15.06 は、ロボット産業協会 (RIA) によって開発された合意規格であり、米国の製造業におけるロボットセル設計のエンジニアリング基準として広く採用されています。ANSI 規格は技術的には任意ですが、OSHA の執行では、ANSI R15.06 への不適合を、一般義務条項 (第 5 条 (a)(1)) に基づく認識された危険の証拠として日常的に引用しています。溶接セルについては、アーク固有の危険については、AWS Z49.1 (溶接、切断、および関連プロセスの安全性) が R15.06 と併せて適用されます。
OSHA.gov：ロボットおよび機械の安全基準 | ANSI/RIA R15.06 公式規格参照。
中国におけるGB 11291.1-2011
中国では、産業用ロボットの安全性は、GB 11291.1-2011（ロボット及びロボット装置、産業用ロボットの安全要件、第1部：ロボット）及びGB 11291.2-2013（第2部：ロボットシステム及び統合）によって規定されており、これらはISO 10218-1及びISO 10218-2を中国版として直接適用したものである。中国国内のロボットメーカー及び溶接システム供給業者は、これらのGB規格を遵守しなければならない。輸出志向のサプライヤーは、欧州市場及び世界市場に対応するため、CE認証及びTUV認証も並行して取得している。
レイヤー3：溶接ロボットのセル設計における安全制御
セル設計制御とは、ロボットの動作と人間のアクセスとの間に安全境界を形成する物理的および電気光学的なハードウェア要素のことです。各デバイスタイプには、定義された性能カテゴリ（ISO 13849-1準拠）と、溶接セル内における特定の適用領域があります。
固定警備（カテゴリー4の安全対策）
固定式の物理的ガード（鋼製メッシュパネル、溶接フレーム、または頑丈な板金製囲い）は、機械的保護の最高レベルを提供し、その安全機能を維持するために電子的な機能は必要ありません。高速で重量のあるロボット（ペイロード範囲6kg～200kg）を使用する従来の工業用溶接セルでは、固定式の周囲ガードが標準的な基準となります。ガードは、EN ISO 13857:2019の安全距離表に基づき、手や指が危険区域に侵入できないように設計する必要があります。固定式ガードは取り外すのに工具が必要で、セルを停止せずに開けることはできません。溶接セルでは、ガードはスパッタシールドおよびUVスクリーンとしても機能します。
ライトカーテン（IEC 61496-1 / IEC 62046）
ライトカーテン（光電子安全装置、OESPE）は、セルのメイン入口開口部における標準的なアクセス制御装置です。ライトカーテンは赤外線ビームのマトリックスを生成し、ビームが途切れると安全停止が作動します。IEC 61496-1はライトカーテン装置自体を規定し、IEC 62046:2018はロボットセルの安全装置としてのライトカーテンの適用を規定しています。ライトカーテンはタイプによって分類され、タイプ2（自己診断機能付き、低リスク用途向け）とタイプ4（最高性能カテゴリ、産業用ロボットセルにおける直接的な安全機能に必要）があります。溶接セルでは、オペレーターアクセスゲートにタイプ4のライトカーテンが標準装備されています。主な設置要件には、ロボットの停止時間とカーテンの応答時間から計算される適切な安全距離、下抜け侵入を防ぐのに十分な設置高さ、溶接スパッタによる誤作動の防止（通常はスパッタ偏向パネルの後ろにカーテンを配置するか、下部ビームにブランキング機能を使用することで対応）などがあります。
ライトカーテンとエリアスキャナのアプリケーションの詳細な比較については、以下を参照してください。 産業用ロボット安全規格ガイド.
エリアスキャナー（安全レーザースキャナー）
安全レーザースキャナは、水平または垂直のレーザー面を投影し、リアルタイムで保護領域をマッピングします。これらは、オペレーターの進入経路が単一のゲートに固定されていないフェンスレス協働ロボット溶接セルやハイブリッドセルにおいて、最適な安全装置です。スキャナは、警告ゾーン（ロボットを安全な速度まで減速）と停止ゾーン（ロボットの動作を停止）という複数の同心円状のゾーンを定義できます。この段階的な応答は、ISO/TS 15066 の速度および分離監視をサポートします。スキャナは IEC 62046:2018 の定格を満たしている必要があり、その PFHD（1 時間あたりの危険なハードウェア故障の確率）は、セルの全体的な安全完全性レベルまたはパフォーマンスレベルの計算に寄与する必要があります。溶接用途では、安全規格への準拠に加えて、筐体の保護等級（最低 IP65）と溶接ヒューム干渉に対する耐性が選択基準となります。
両手操作、安全マット、ドアインターロック
両手操作装置（ISO 13851 準拠）は、手動溶接作業や、人間がロボットの動作シーケンスを開始するハイブリッドセルで使用されます。両手の同時操作が必要なため、セル内での片手操作はできません。安全マット（感圧式床スイッチ）は、床との接触によって作業者の存在を検知し、頭上や周囲をスキャンすることが現実的でないセルで使用されます。ドアインターロック（ISO 14119 に準拠したコード付き磁気安全スイッチまたはソレノイドロック式インターロック）は、ロボットが動作している間はセルのアクセスドアが開かないようにします。溶接セルでは、インターロックスイッチは、ロボットの緊急停止回路のカテゴリに合わせて、ISO 13849-1 に準拠したカテゴリ 3 またはカテゴリ 4 の定格である必要があります。
レイヤー4：プロセス安全制御（PLC、緊急停止、安全速度機能）
プロセス安全制御は制御システムに実装され、安全事象発生時のロボットの動作を制御します。物理的な安全ガードとは異なり、これらの制御はソフトウェアと電子機器で構成されており、必要な安全性能レベルを実証するために、その設計は正式に検証されなければなりません。
安全規格準拠PLC（SIL 2-3 / パフォーマンスレベルde）
安全規格に準拠したプログラマブルロジックコントローラ（安全PLC）は、ロボットセルの安全機能を実行します。安全装置（ライトカーテン、スキャナ、インターロック）からの入力を監視し、ロボットと溶接電源に停止コマンドを送信し、オペレータによるリセットが行われるまで安全状態を維持します。ISO 13849-1:2023では、安全機能のパフォーマンスレベル（PL a～e）が定義されています。ほとんどの産業用ロボットセルの安全機能は、PL d（IEC 62061のSIL 2に相当）またはPL e（SIL 3）を達成する必要があります。実際には、主要なロボットOEMは、ロボットキャビネットに認証済みの安全コントローラを統合しています。セルインテグレータは、より広範なセルインターロックを管理するために、別の安全PLCまたは安全リレーモジュールを追加します。EVSTの産業用溶接ロボット製品ラインには、サードパーティ製の安全PLCと互換性のある工場統合型の安全機能出力が含まれており、ヨーロッパのシステムインテグレータが使用するTÜV認証済みの統合ワークフローをサポートしています。
非常停止回路のカテゴリ（カテゴリ0、1、2）
ロボット溶接セルの緊急停止（e-stop）回路は、IEC 60204-1に基づき、その停止動作によって分類される。
- カテゴリー0（制御不能停止）： 駆動装置への電力供給は即座に遮断されます。ロボットは重力／慣性によって減速します。ロボットが位置に関係なく停止する必要がある場合に使用されます。
- カテゴリー1（制御停止）： ロボットはサーボ制御によって減速停止し、その後電源が遮断されます。制御不能な停止が二次的な危険（例えば、重い部品の落下）を引き起こす可能性がある場合に使用されます。
- カテゴリー2（制御停止、電力保持）： ロボットは減速して停止し、駆動動力が供給されたままその位置を保持します。ロボットが手動誘導による再進入のために所定の位置に留まる必要がある協働セルで使用されます。
ほとんどのロボット溶接セルでは、周囲の安全柵がカテゴリ1停止（電源オフ前の制御された減速）を作動させ、溶融金属の飛散につながるトーチの制御不能な動きを防ぎます。手動の緊急停止ボタンは通常、応答速度を最大限に高めるためにカテゴリ0を作動させます。
安全速度監視、安全ゾーン、手動誘導
最新の安全規格に準拠したロボットコントローラは、ハードウェアインターロックに加えて、認証済みのソフトウェア安全機能を提供します。安全速度監視機能は、監視ゾーン内に人間がいる場合、ロボットのツール中心点（TCP）の速度を定義された最大値に制限し、完全なシャットダウンなしに協働的な積載作業を可能にします。安全ゾーン機能は、ロボットの作業空間に仮想的な3D境界を定義します。TCPが境界を越えようとすると、ロボットがゾーンの端に到達する前にコントローラが安全停止を生成します。手動誘導モードでは、安全コントローラが力と速度を監視しながら、オペレーターがティーチハンドルを介してロボットアームを手動で動かすことができ、完全な電源オフなしにプログラミングとセットアップが可能です。これらのソフトウェア安全機能は、独立した認証（通常はTUVまたはビューローベリタス）を取得している必要があり、ISO 10218-2:2025附属書の要件に従って、試運転中に強制故障試験によって検証する必要があります。
溶接セルの安全構造の種類
ロボット溶接セルの安全設計は、画一的なものではありません。一般的な4つの構成はそれぞれ、異なる規格、設置面積、および作業者との距離に関する規定を備えています。
| アーキテクチャ | ロボットの種類 | 一次基準 | フットプリント | オペレーター近接性 | 費用区分（米ドル） |
|---|---|---|---|---|---|
| 柵で囲まれた伝統的な独房 | 産業用（6～200kg） | ISO 10218-1/2、IEC 62046、ISO 13849-1 | 大型（警備区域は周囲1.5～3m） | 運用中はなし | 80万ドルから250万ドル以上 |
| フェンスレス協働セル | 共同作業用（3～20kg） | ISO/TS 15066、ISO 10218-2:2025、IEC 62046 | コンパクト（エリアスキャナがフィールドを定義する） | 隣接場所での積み下ろしが許可されています | 35kから90k |
| ハイブリッドレーザーカーテンセル | 産業用＋エリアスキャナー＋ライトカーテン | ISO 10218-1/2、IEC 61496-1、IEC 62046 | 縮小フェンスとフルフェンスの比較 | ゲートで入場のみ | 120kから300k |
| 移動式ロボット溶接 | AMRまたはリニアトラック上の協働ロボット | ISO 10218-1/2、ISO 15066、ISO 3691-4 (AMR) | 変数（動的ワークスペース） | ダイナミックスキャナを介して監視 | 80kから200k |
フェンスで囲まれた従来のセルは、サイクルタイムと溶接品質の許容範囲が厳しく、オペレーターが近接してためらう停止が許されない大量生産の自動車および構造用鋼材用途において依然として主流です。フェンスのない協働ロボットセルは、中小企業の採用と米国溶接協会（AWS）が報告した溶接工不足に牽引され、最も急速に成長している分野です。AWSの溶接工不足見通しによると、米国では2028年までに330,000万人以上の資格のある溶接工が不足すると予測されており、協働安全アーキテクチャを備えた協働ロボット溶接は、このギャップに直接対処します。協働ロボット溶接の安全セルアーキテクチャの詳細については、以下を参照してください。 MIG溶接 vs TIG溶接 vs レーザーロボット溶接ガイド.
ロボット溶接セルにおける溶接特有の危険性
ロボットの動作に関する危険性はISO 10218で規定されています。溶接工程における危険性については、別途並行して検討する必要があります。実際には、ISO 10218のみを参照し、アークや化学物質による危険性を無視したロボット溶接セルのリスクアセスメントは、機械に関連するすべての重大な危険性を特定するというISO 12100の要件を満たしていません。
アークフラッシュおよび紫外線放射（電気ケーブルのIP等級）
MIG溶接またはTIG溶接で発生するアークは、強い紫外線と赤外線を放出します。溶接アークの距離で遮蔽されていない紫外線にさらされると、数秒以内にアーク眼（光角膜炎）を引き起こす可能性があります。ロボットセルでは、ロボットコントローラ、サーボドライブ、および安全PLCケーブルはアーク環境に対応している必要があります。コンジット内のケーブル、適切なIP定格（アークゾーン内のコンポーネントの場合は通常IP65以上）のコネクタ、およびアークに対するオペレーターの視線をすべて遮るUV不透過パネルが必要です。固定ガードはUVスクリーンとしても機能します。フェンスのない協働ロボットセルでは、オペレーターエリアに面するすべての開口部にUV遮断カーテンまたはスクリーンが必要です。AWS Z49.1および AWS 安全ガイドラインでは、溶接用スクリーンの遮光度に関する具体的な要件が規定されています。
ヒュームおよびガスの危険性（NIOSH曝露限界値）
ロボット溶接では、プロセス、ワイヤの種類、電流に応じて、毎分 0.1 ～ 0.8 グラムのヒュームが発生します。ステンレス鋼の MIG 溶接から発生する六価クロム (Cr(VI)) ヒュームは、IARC によりグループ 1 の発がん性物質に分類されています。NIOSH (米国国立労働安全衛生研究所) は、溶接ヒュームの推奨曝露限界 (REL) を 1 mg/m³ (8 時間時間加重平均) に設定し、Cr(VI) の REL を 0.2 µg/m³ と別途設定しています。ロボットセルには、発生源捕集ヒューム抽出システム (トーチに取り付けられた抽出ノズル、オーバーヘッドフード、または専用のヒューム抽出ロボット) を含める必要があり、濃度が該当する NIOSH または地域の職業曝露限界 (OEL) を下回るようにサイズが決められています。OSHA の溶接ヒューム全体の PEL は 5 mg/m³ (8 時間 TWA) ですが、多くの EU 加盟国では、より低い NIOSH REL が適用されています。
飛沫、熱的危険、および火災（NFPA 51B）
溶接スパッタは、ロボットセル内で 2 つの危険を引き起こします。可燃性物質の二次発火と、ケーブル、スキャナ、ライトカーテンなどの安全上重要なコンポーネントの損傷です。NFPA 51B (溶接、切断、その他の高温作業中の火災予防に関する規格) では、溶接点から可燃性物質を最低 10 フィート離すか、耐火バリアを使用することが求められています。ロボットセルでは、スパッタシールド (溶接点とセルの周囲の間に配置される金属製のバッフル) が安全装置をスパッタから保護し、二次発火のリスクを低減します。安全スキャナの光学系にスパッタが付着すると、装置がフェイルセーフ (停止) になるか、古い自己監視機能のない装置の場合は最悪の場合フェイルデンジャラス (汚染故障を通過) になる可能性があります。IEC 62046:2018 に準拠したスキャナは、検出能力に影響を与える可能性のある汚染を自己監視する必要があります。セル設計においては、予防保守スケジュールの一環として、スキャナ光学系の洗浄手順も規定する必要がある。
ロボット溶接セルにおけるリスク評価手法
ISO 12100:2010（機械の安全性、設計、リスク評価及びリスク低減に関する一般原則）は、ロボットおよび溶接に関するあらゆる規格の上位に位置する包括的な方法論規格です。この規格は、リスク評価（危険源の特定、リスクの推定、リスク評価）、リスク低減（本質安全設計、安全対策、使用のための情報）、および残留リスクの文書化という3段階の反復プロセスを規定しています。
リスクグラフとHARA
ロボットセルでは、リスク評価は通常、リスクグラフ（ISO 13849-1 附属書 A に準拠した定性的評価）またはハザード分析およびリスク評価（HARA）マトリックスを使用して、各安全機能に必要なパフォーマンスレベルを決定します。リスクグラフの変数は、傷害の重症度（S1/S2）、曝露の頻度と期間（F1/F2）、およびハザードを回避できる可能性（P1/P2）です。溶接セルにおけるロボットの動作ハザードのほとんど（圧迫、巻き込み）は S2/F2/P1 と評価され、その結果、そのハザードから保護する安全機能に必要な PL d が算出されます。
制御システムの安全関連部品（SRP/CS）
各安全機能に必要なパフォーマンスレベルが決定したら、インテグレーターは、そのパフォーマンスレベルを達成するために、制御システムの安全関連部分（SRP/CS）を設計する必要があります。ISO 13849-1:2023は、アーキテクチャとコンポーネントの信頼性計算方法を規定しています。パフォーマンスレベルdの安全機能では、通常、チャネル間の相互監視を備えたデュアルチャネルアーキテクチャ（ISO 13849-1のカテゴリ3またはカテゴリ4）が必要です。計算されたPFHd（1時間あたりの危険故障確率）は、割り当てられたパフォーマンスレベルのしきい値を下回る必要があります。完全な溶接セルの場合、この計算には、安全PLC、ライトカーテンまたはスキャナ、ロボットの安全定格停止機能、およびすべてのアクセスドアのインターロックスイッチが含まれます。
マルチロボット溶接セルの現場試運転経験に基づくと、中程度の複雑さのデュアルステーションセルでは、ハードウェアレベルの検証を開始する前に、リスク評価とSRP/CS文書作成の段階だけで、安全エンジニアの作業時間が通常80～120時間必要となります。この段階を過小評価するインテグレーターは、認証機関や顧客による監査で機能安全文書の不備が指摘された際に、試運転の遅延に直面することがよくあります。
ロボット溶接の安全手順：遵守チェックリスト（8ステップ）
- リスク評価（ISO 12100）： ロボットの機械動作による危険、アークフラッシュ／紫外線、ヒュームおよびガスへの曝露、熱および火災による危険、電気的危険など、あらゆる危険要因を特定し、リスク評価を実施してください。残存リスクを文書化し、選択したリスク低減策の妥当性を説明してください。
- ISO 10218-2:2025に準拠したセル設計： 特定された各安全機能に必要な性能レベルを達成するために、セルレイアウト、ガード構成、安全ゾーンの寸法（EN ISO 13857に基づく安全距離）、およびロボットプログラムの速度制限を設計する。
- 安全装置の選定と検証（IEC 62046:2018）： 目標とするPL（保護レベル）に貢献する、認証済みの性能評価（PFHd値）を持つライトカーテン、エリアスキャナー、安全マット、インターロックを選択してください。溶接環境におけるIP等級と汚染耐性を確認してください。
- 安全規格に準拠した制御システム設計（ISO 13849-1 / IEC 62061）： 安全PLCロジックと緊急停止回路のアーキテクチャを設計します。各安全機能についてPLまたはSILを計算します。設計は、資格のある機能安全エンジニア（TÜV FSエンジニアまたは同等の資格）によるレビューを受けてください。
- 溶接環境管理（AWS Z49.1 / NFPA 51B / NIOSH）： 溶接工程と材料に適したサイズのヒューム抽出装置を設置してください。アークに対する作業者の視線上に、紫外線遮断スクリーンを設置してください。安全上重要な部品については、スパッタシールドを確認してください。NFPA 51B に従って、可燃物から最低 10 フィートの離隔距離、または同等の防火バリア保護を確保してください。
- 試運転検証および機能テスト： 各安全機能を強制故障によってテストします。ライトカーテンを無効にし、エリアスキャナを起動し、インターロックを開き、ロボットが規定の停止距離内で停止することを確認します。すべての押しボタンからの緊急停止をテストします。すべての停止シナリオにおいて、溶接電源がロボットの動作と同時に停止することを確認します。
- ドキュメントパッケージ: 技術ファイル（EU）または同等の文書パッケージ（リスク評価、SRP/CS計算、安全装置証明書、配線図、検証済み試験記録、操作/保守マニュアルなど）を準備してください。CEマーキングについては、適合宣言書に署名し、CEマークを貼付してください。
- オペレーター研修および年次レビュー： すべてのオペレーターと保守担当者に対し、セル固有の危険性、緊急停止ボタンの位置、および禁止行為（インターロックの無効化、スキャナのバイパスなど）について訓練を実施する。安全装置の機能テスト、ケーブルとガードの状態チェック、および前回レビュー以降に行われたプログラム変更のレビューを含む、文書化された年次安全点検を計画する。
認証済み溶接ロボットプラットフォームと準拠セル設計
ISO 10218-1に準拠したロボット溶接セルは、ISO 10218-1で要求される固有の安全機能を備えたロボットから始まります。ISO 10218-1準拠プラットフォームと確立された欧州市場認証を持つ主要サプライヤーには、FANUC、KUKA、ABB、Yaskawa、ESTUNなどがあり、これらは最も販売量の多いベンダーです。EVSTは、CE、SGS、TUVの第三者認証を取得した溶接構成の産業用ロボットとXRシリーズ協働ロボットを提供しており、100か国以上で溶接セルへの統合において実証されています。可燃性コーティングや表面処理溶剤を含む危険な溶接環境でのアプリケーション向けに、EVST XR-EXシリーズ防爆協働ロボット（IP68、ATEX/IECExデュアル認証）は、安全アーキテクチャを拡張してゾーン1およびゾーン2の分類雰囲気をカバーし、標準的なロボット溶接安全スタックとは異なる要件を満たしています。 防爆型協働ロボットガイド その特定のコンプライアンス経路に関して。
業界の観察によると、ロボットプラットフォームの選択は安全検証のタイムラインに影響を与えます。工場で安全I/O（監視停止出力、安全速度信号、安全ゾーン出力）が統合されたロボットは、同じ機能を実現するために外部の安全リレーモジュールを必要とするプラットフォームと比較して、インテグレーターの設計負担を軽減します。インテグレーターは、工場で安全機能ドキュメントが作成されたISO 10218-1認証プラットフォーム上に構築されたセルは、安全機能が外部で実装されているセルと比較して、試運転検証フェーズを20～30%短縮できると報告しています。溶接セルのコンポーネントの選択と統合の詳細な手順については、以下を参照してください。 ロボット溶接セルの構成要素と統合ガイド.
よくある質問：ロボット溶接の安全性
協働ロボット溶接では、アーク放電中に作業員が隣で作業しても安全ですか？
協働ロボットのアームは、ISO/TS 15066およびISO 10218-2:2025に基づく電力および力制限要件を満たしているため、アームとの接触は安全な力の閾値に制御されます。ただし、溶接アーク、紫外線、ヒューム、スパッタ、および熱については、協働ロボット規格だけではカバーされない個別の制御が必要です。規格に準拠したフェンスレス協働ロボット溶接セルには、安全度水準2のエリアスキャナ、紫外線を遮断するカーテンまたはスクリーン、およびヒューム抽出システムが含まれます。オペレーターは溶接中に隣接する荷役ステーションで作業できますが、アークゾーンに入ってはなりません。アークが消え、スキャナが安全を確認した後、オペレーターは荷降ろしのために再び入ることができます。
溶接セルにおけるライトカーテンとエリアスキャナーの違いは何ですか？
ライトカーテン（IEC 61496-1 / IEC 62046）は、固定されたセル開口部に赤外線ビームの垂直面を生成します。ビームが遮られると安全停止が作動します。エリアスキャナは、セルの周囲の床面に2次元の保護フィールドをマッピングし、複数のゾーン（警告ゾーンと停止ゾーン）をサポートし、セルレイアウトの変更に応じて再構成できます。ライトカーテンは固定ゲート開口部に最適です。エリアスキャナは、フェンスのない協働ロボットセルや移動ロボットアプリケーションに適しています。どちらもロボットセルでの使用にはIEC 62046:2018を満たす必要があります。溶接環境では、どちらも汚染耐性が重要な選択要素となります。
CEマークとOSHA/ANSI RIA R15.06の要件は、実際にはどのように異なるのでしょうか？
EU機械規則2023/1230に基づくCEマーキングには、リスク評価、技術ファイル、適合宣言といった市販前の文書が必要です。高リスク機械の分類には、認証機関による審査が必要です。米国のOSHAの執行は事故発生後かつ検査を契機としており、ANSI RIA R15.06-2012はOSHAが一般義務条項で引用する自主的な合意規格です。EU 2023規則では、接続された機械に対するサイバーセキュリティ要件も追加されていますが、ANSI R15.06にはまだ同等の規定はありません。どちらの枠組みも、セルの安全機能に対する正式なリスク評価と機能安全検証を必要とします。
ロボット溶接セルの安全性検証にかかる費用は、通常どのくらいですか？
業界の観察によると、欧州市場におけるロボット溶接セルの完全な安全検証には、セルの複雑さや認証機関による審査が必要かどうかによって、通常8,000ユーロから25,000ユーロの費用がかかります。これには、ISO 12100リスク評価、ISO 13849-1 PL計算、安全PLCロジックの機能安全検証、および試運転承認が含まれます。標準的な安全ハードウェアを備えたシングルステーションセルは低価格帯に位置し、エリアスキャナと安全ゾーン機能を備えたマルチロボット協働セルは高価格帯に位置します。ANSI RIA R15.06に基づく米国の検証は、通常、資格のあるロボット安全専門家（RSP）によって実施され、同程度の価格帯となっています。
ロボット溶接セルは、どのくらいの頻度で再認証または審査を受ける必要がありますか？
ISO 10218-2:2025とANSI RIA R15.06はいずれも、セルに重大な変更（新しいロボットモデル、改造された工具、速度プロファイルやゾーン境界を変更する新しい部品プログラム、または安全回路ハードウェアの変更など）が生じた場合は、正式なリスク再評価を義務付けています。変更に伴うレビューに加え、EU市場のほとんどの事業者は、安全装置が校正された状態を維持し、文書化されていない変更が行われていないことを確認するために、毎年安全点検を実施しています。変更や事故がない場合は、元のCE適合宣言は有効ですが、有資格者による文書化された年次点検は業界のベストプラクティスです。
CE/ANSI準拠レビュー、セルアーキテクチャの安全装置仕様、工場で統合されたISO 10218-1安全機能を備えた溶接ロボットの構成推奨事項など、お客様のプロジェクトに合わせた見積もりについては、メールでお問い合わせください。 sales@evsrobot.com またはメッセージでお問い合わせください ウィチャット通常、24時間以内にご返信いたします。