Hoe de vermogens- en krachtlimieten van ISO/TS 15066 te valideren (2026)

Door de EVST-redactieteam • Laatst bijgewerkt: 23 juli 2026

Validatie van vermogens- en krachtlimieten onder ISO / TS 15066 Dit houdt in dat de tijdelijke en quasi-statische contactkracht en -druk fysiek worden gemeten bij de daadwerkelijke eindeffector en het werkstuk, bij de werkelijke bedrijfssnelheid, en dat de metingen worden vergeleken met de limieten voor de lichaamsregio in de biomechanische tabellen van de norm. De certificering van een collaboratieve robot zelf dekt dit niet. De meting moet plaatsvinden op de voltooide robotcel, niet op de robotarm zelf.

Dit artikel is een handleiding voor metingen. Voor de herziening van 2025 zelf, zie onze handleiding voor de ISO 10218/TS 15066-normen voor samenwerkingsveiligheid; voor wie is verantwoordelijk voor de risicobeoordeling op celniveau onder ISO 10218-2: 2025, Zie onze handleiding voor celintegratieDeze begint na de vorige, op het punt waar een risicoanalyse aangeeft dat beperkingen op het gebied van vermogen en geweld van toepassing zijn en iemand dat moet bewijzen.

Waarom een ​​nummer in een gegevensblad geen gevalideerd nummer is

Robotfabrikanten publiceren kracht- en snelheidsgegevens voor de beweging van de robotarm in de vrije ruimte. Deze cijfers beschrijven de robot, niet de cel. Zodra een grijper, een opspaninrichting en een werkstuk worden toegevoegd, verandert de contactgeometrie volledig: een stompe grijpervinger die zich sluit om een ​​afgerond onderdeel verdeelt de kracht over een groot oppervlak, terwijl dezelfde grijper die een onderdeel met een scherpe rand of een uitstekende bevestiging vasthoudt, dezelfde kracht concentreert in een fractie van het contactoppervlak. Het is dan ook de druk, en niet alleen de kracht, die de biomechanische grenzen daadwerkelijk bepaalt.

Volgens ISO/TS 15066 wordt de vermogens- en krachtbegrenzing gedefinieerd op het contactpunt tussen het robotsysteem en een persoon. Hierbij worden het gereedschap en het werkstuk als onderdeel van het robotsysteem beschouwd. Een productiecel kan gebouwd worden rond een robot die op zichzelf volledig aan de eisen voldoet, maar toch niet aan de vermogens- en krachtbegrenzing voldoen zodra het gereedschap eraan bevestigd is. Dit komt doordat de norm de robot nooit geïsoleerd testte, maar altijd het contactpunt.

Transiënte en quasi-statische contactmetingen zijn twee verschillende metingen.

ISO/TS 15066 verdeelt contact in twee categorieën, en een validatie die slechts één van beide controleert, is onvolledig. Transient contact omvat een korte impact, zoals een bewegende robot die een persoon raakt voordat een veiligheidsmechanisme de tijd heeft om te reageren; quasi-statisch contact omvat een situatie waarin een persoon bekneld raakt tussen de robot en een vast oppervlak, waarbij de kracht zich opbouwt en aanhoudt in plaats van piekend en snel afnemend. De limieten voor beide zijn verschillend omdat het letselmechanisme anders is, en een gereedschap dat een transient impact test doorstaat, kan nog steeds falen in een klemscenario als het een hand tegen een rand van een object kan klemmen.

In de praktijk moet een validatieplan vóór aanvang van de meting bepalen waar elk type contact plausibel kan voorkomen in de celindeling. Tijdelijk contact wordt gecontroleerd langs de aan- en afbuigpaden van de robot. Quasi-statisch contact wordt gecontroleerd op elke locatie waar het gereedschap, het werkstuk of de opspaninrichting een opening kan dichten tegen de hand, arm of het lichaam van een persoon, omdat daar het klemmen plaatsvindt en dit zelden de locaties zijn die een ingenieur als eerste op een tekening opmerkt.

De grenzen van lichaamsregio's aflezen zonder te hoeven gokken

Bijlage A van ISO/TS 15066 bevat een tabel met toelaatbare transiënte en quasi-statische contactkracht- en drukwaarden voor een reeks gedefinieerde lichaamsregio's, van de schedel en het gezicht tot de onderbenen en voeten. De toelaatbare waarden verschillen per lichaamsregio, omdat de weefselgevoeligheid per regio verschilt. Een waarde die acceptabel is voor contact op een onderarm kan aanzienlijk hoger liggen dan de limiet voor een vingertop of het gezicht. Dit is precies de reden waarom een ​​enkele "veilige snelheid"-instelling geen vervanging kan zijn voor metingen op het daadwerkelijke contactpunt dat in de risicoanalyse is vastgesteld.

De praktische implicatie hiervan is dat het testgebied moet worden gekozen op basis van de werkelijke cel, en niet op basis van het meest geschikte testgebied. Als de hand van een operator het meest waarschijnlijke contactpunt is tijdens het laden van een onderdeel, gelden de limieten voor hand en vinger. Als een persoon in de romp geraakt kan worden tijdens het lopen langs een zwaaiend onderdeel, gelden de limieten voor de romp, en die zijn niet hetzelfde. Het lezen van de verkeerde rij in de tabel levert een validatie op die er streng uitziet, maar niets bewijst over het werkelijke risico.

Het meetinstrument: wat een kracht- en drukmeter nu eigenlijk doet

ISO/TS 15066 beschrijft metingen met behulp van een veerbelast contactkracht- en drukmeetapparaat, geplaatst op de locatie en in de oriëntatie die zijn vastgesteld in de risicobeoordeling. De robot voert vervolgens de beweging uit die het meest ongunstige contact op dat punt veroorzaakt. Het apparaat meet de piekbelasting tijdens het contact en, in combinatie met het bekende contactoppervlak van het gereedschap of de bevestiging, de druk op dat contactpunt. Beide waarden worden vergeleken met de limiet voor het te testen lichaamsdeel. Beide waarden moeten onafhankelijk van elkaar de limiet overschrijden, omdat een contact weliswaar op basis van kracht kan slagen, maar toch op basis van druk kan falen als het contactoppervlak klein is.

Inbedrijfstellingsteams gebruiken soms een ruwe berekening op basis van de nominale robotkracht in plaats van een fysieke meting. Deze aanpak negeert de gereedschapsgeometrie volledig en levert steevast optimistische resultaten op, omdat een berekening uitgaat van uniform contact, terwijl een echte grijper of opspaninrichting dat zelden biedt. Volgens de structuur van ISO/TS 15066 zelf kan een berekening een risicobeoordeling ondersteunen, maar de nalevingseisen van de norm schrijven metingen in de afgewerkte productielijn voor, en een fysieke meting is wat een aangemelde instantie of de veiligheidsingenieur van de klant in het dossier verwacht te zien.

Een praktische meetprocedure voor het daadwerkelijke gereedschap en werkstuk.

De procedure die de toets der kritiek doorstaat, begint met de lijst van mogelijke contactpunten uit de risicoanalyse, en niet met het gereedschap dat toevallig op die dag is gemonteerd. Elk contactpunt wordt getest met de werkelijke productiesnelheid en belasting van de robot, met behulp van het echte gereedschap aan het uiteinde van de robotarm en een authentiek productieonderdeel. Een lichter testonderdeel verandert namelijk de effectieve massa bij contact, en een lagere testsnelheid onderschat een kortstondige impact. De meetapparatuur wordt op het betreffende punt geplaatst, de beweging wordt uitgevoerd en de piekbelasting en druk worden geregistreerd en vergeleken met de limiet voor dat lichaamsdeel op die locatie, alvorens naar het volgende punt te gaan.

Elke locatie die niet aan de eisen voldoet, wordt na een aanpassing opnieuw getest. Deze aanpassing kan bestaan ​​uit een zachter gereedschapsoppervlak, een afgeronde rand van de mal, een lagere aanloopsnelheid of een verplaatst contactpunt. Bij de hertest wordt dezelfde methode gebruikt als bij de eerste test, zodat de resultaten van voor en na de aanpassing vergelijkbaar zijn. Dit is de stap waar ons inbedrijfstellingsteam de meeste tijd aan besteedt bij een nieuwe samenwerkingscel. Een aanpassing aan de mal die op een tekening triviaal lijkt, verandert de contactgeometrie namelijk vaak zodanig dat een meting van een voldoende naar een onvoldoende gaat. De enige manier om dit te controleren is door opnieuw te meten in plaats van aannames te doen.

Waar echte cellen vaak falen bij hun eerste meting.

Dezelfde paar ontwerpkeuzes duiken steeds weer op in cellen die de eerste test voor vermogens- en krachtlimieten niet doorstaan. Scherpe grijpvingers of blootliggende schroefkoppen concentreren de kracht in een klein contactoppervlak en drijven de druk boven de limiet, zelfs wanneer de totale kracht ruim binnen het bereik ligt. Stijve, niet-flexibele klemmen creëren een hard, quasi-statisch klempunt dat met een zachtere of veerbelaste klem vermeden zou zijn. Een aanloopsnelheid die is ingesteld op doorvoer in plaats van op het worstcasescenario voor contact, duwt de tijdelijke kracht boven de limiet precies op het moment dat er een persoon aanwezig zou kunnen zijn. Werkstukken met bramen, gietresten of uitstekende delen veranderen de effectieve contactgeometrie ten opzichte van wat werd aangenomen in het CAD-model dat werd gebruikt om de cel te ontwerpen.

Geen van deze problemen is een robotprobleem en geen ervan vereist dat de kracht- en vermogensbegrenzing als beveiligingsmethode wordt losgelaten. Ze vereisen dat het gereedschap, de opspaninrichting of het snelheidsprofiel op de specifieke locatie waar de fout is opgetreden, wordt aangepast en dat er vervolgens opnieuw op die locatie wordt gemeten. Een cel die bij de eerste meting niet slaagt, is een normaal gevolg van een echte meting en geen teken dat de samenwerkingsaanpak ongeschikt was voor de toepassing.

Het documenteren van de validatie voor het technisch dossier

Een meting die niet is vastgelegd, bestaat niet voor nalevingsdoeleinden. Het verslag dat een veiligheidsingenieur van de klant of een aangemelde instantie verwacht, omvat het geteste lichaamsdeel en de reden voor de keuze ervan, het gereedschap, het werkstuk, de snelheid en de belasting die tijdens de test zijn gebruikt, de piekbelasting en drukmetingen die op elk contactpunt zijn geregistreerd, de grenswaarden die voor vergelijking zijn gebruikt en hun bron, en de afhandeling van elke locatie die bij de eerste testronde is afgekeurd, samen met het resultaat van de hertest na de correctie. Dit verslag wordt onderdeel van het technische dossier van de cel, los van de verklaring van de robotfabrikant, omdat de complete cel wordt gecertificeerd, niet het onderdeel.

De inbedrijfstellingsteams van EVST beschouwen deze documentatie als een oplevering met een eigen goedkeuringsstap, die tijdens de acceptatietests wordt opgesteld in plaats van achteraf uit het geheugen te worden gereconstrueerd. Een validatieverslag dat achteraf wordt samengesteld, is immers moeilijk te verdedigen als een veiligheidsingenieur later vraagt ​​welke specifieke revisie van de testopstelling is getest. Veldtechnici die dit werk in verschillende fabrieken en regelgevingsomgevingen uitvoeren, standaardiseren het verslagformaat doorgaans al vroeg, omdat een consistent sjabloon ervoor zorgt dat een uitrol in meerdere cellen controleerbaar is, in plaats van een reeks losse rapporten.

Waarom dit lastiger wordt in gevaarlijke omgevingen en omgevingen met een hoog productievolume

Validatie van vermogens- en krachtlimieten is geen eenmalige oefening die zonder problemen tussen toepassingen kan worden overgedragen. Een cel die is gebouwd voor algemene assemblage en later wordt hergebruikt voor een andere productfamilie, moet opnieuw worden gemeten, omdat het nieuwe gereedschap en werkstuk de contactgeometrie veranderen die de oorspronkelijke test omvatte. Explosieveilige samenwerkingstoepassingen voegen daar nog een complicatie aan toe, omdat ATEX- of IECEx-gecertificeerde behuizingen en spoelsystemen de massa van het gereedschap en de oppervlaktestijfheid veranderen op de exacte contactpunten die een validatie meet, en een certificering die het ontstekingsrisico dekt, zegt niets over de contactkracht. Autoproductielijnen met een hoge productievolume die volgens de IATF16949-procesdiscipline worden gebouwd, vereisen nog steeds dezelfde fysieke meting op het afgewerkte station; een gedocumenteerd kwaliteitssysteem controleert hoe consistent de test wordt uitgevoerd, niet of de onderliggende kracht- en drukwaarden voldoen aan de eisen.

Ook hier is een wereldwijde aanwezigheid van technici in het veld belangrijker dan het op papier lijkt. Een leverancier met technici in slechts één regio heeft moeite om deze meting consistent te herhalen in fabrieken in verschillende landen. Een netwerk dat groot genoeg is om een ​​getrainde technicus met dezelfde meetapparatuur en dezelfde methode naar elke locatie te sturen, zorgt er daarentegen voor dat validatiegegevens vergelijkbaar blijven tijdens een uitrol, in plaats van afhankelijk te zijn van wie er toevallig lokaal beschikbaar is.

Hoe verhoudt het beperken van macht en kracht zich tot andere samenwerkingsmethoden?

Het beperken van vermogen en kracht is een van de vier methoden die ISO/TS 15066 erkent voor samenwerking, en het is de enige die gevalideerd is door middel van directe fysieke contactmeting in plaats van door afstandsmeting of controlelogica. De onderstaande tabel geeft een overzicht van wat elke methode daadwerkelijk verifieert en welk bewijs een validatie oplevert. Dit is nuttig wanneer een risicoanalyse moet rechtvaardigen waarom voor een bepaalde taak de ene methode boven de andere is gekozen.

Wat dit betekent voor een koper die een samenwerkingscel specificeert

Een leverancier die een "collaboratieve robotcel" aanbiedt zonder te beschrijven hoe de vermogens- en krachtbegrenzing op het uiteindelijke gereedschap en werkstuk zal worden gemeten, baseert zich op een aanname en niet op een gevalideerd ontwerp. Voordat een koper tekent, kan hij terecht vragen welke lichaamsdelen als mogelijke contactpunten zijn geïdentificeerd, welk apparaat de kracht en druk zal meten, of de test zal worden uitgevoerd met het daadwerkelijke productiegereedschap en een echt onderdeel in plaats van een lichter alternatief, en wat er procedureel gebeurt als een locatie bij de eerste test afwijkt. Leveranciers die deze vragen specifiek kunnen beantwoorden, met een reeds bestaand documentatiesjabloon, beschrijven een proces dat ze al eerder hebben uitgevoerd, in plaats van een proces dat ze tijdens de acceptatietest willen improviseren.

Voor lezers die eerst de basisprincipes van collaboratieve robots willen leren voordat ze de details van de metingen bespreken, is hier onze oplossing. Een complete handleiding over hoe cobots werken. Dit gedeelte behandelt de vier methoden, toepassingen en selectiecriteria op een overzichtelijk niveau.

Veelgestelde Vragen / FAQ

Wat houdt het in om vermogens- en krachtlimieten te valideren volgens ISO/TS 15066?

Dit houdt in dat de piektransiënte en quasi-statische contactkracht en -druk fysiek worden gemeten op het daadwerkelijke uiteinde van de robotarm, het werkstuk en de celopstelling. Hiervoor wordt een veerbelast kracht- en drukmeetapparaat gebruikt dat op elk mogelijk contactpunt is geplaatst. De meetwaarden worden vervolgens vergeleken met de grenswaarden voor het betreffende lichaamsgebied die in de risicobeoordeling als relevant zijn aangemerkt. De eigen certificering van de robot voor gebruik in vrije ruimte is geen vervanging voor deze meting.

Is er een verschil tussen transiënte en quasi-statische contactlimieten?

Ja. Transient contact omvat een korte impact voordat een veiligheidsfunctie reageert, en quasi-statisch contact omvat het geval dat een persoon bekneld raakt of vastgeklemd wordt, waarbij de kracht zich opbouwt en aanhoudt. ISO/TS 15066 stelt aparte grenswaarden vast voor beide typen contact. Een gereedschap of armatuur dat de ene test doorstaat, kan de andere test alsnog niet doorstaan ​​als er een klemmingspunt ontstaat dat een test met alleen transient contact niet zou detecteren.

Kan een berekening een fysieke kracht- en drukmeting vervangen?

Een berekening gebaseerd op de nominale robotoutput kan een voorlopige risicobeoordeling ondersteunen, maar houdt doorgaans geen rekening met de geometrie van het gereedschap en de opspaninrichting en levert optimistische cijfers op in vergelijking met een werkelijke meting, aangezien het werkelijke contactoppervlak en de oppervlaktestijfheid de druk bepalen. Het bewijs van naleving dat een aangemelde instantie of veiligheidsingenieur van de klant verwacht, is een fysieke meting in de voltooide productielijn, geen berekende schatting.

Wat moet een validatieverslag voor het technisch dossier bevatten?

Minimaal: het geteste lichaamsdeel en de reden voor de selectie ervan, het specifieke gereedschap, werkstuk, snelheid en de belasting die tijdens de test zijn gebruikt, de piekbelasting en drukmetingen op elke contactlocatie, de gebruikte grenswaarden en hun bron, en de afhandeling en het resultaat van de hertest voor elke locatie die bij de eerste poging niet aan de eisen voldeed.

Worden toekomstige wijzigingen aan de cel gedekt door het eenmalig doorgeven van vermogen en krachtbeperking?

Nee. Een nieuwe productfamilie, een herziene grijper, een andere opspaninrichting of een verandering in de cyclussnelheid verandert de contactgeometrie en moet opnieuw worden gemeten. De validatie van de vermogens- en krachtbegrenzing is gekoppeld aan de specifieke gereedschaps- en werkstukconfiguratie die is getest, niet aan het robotmodel in het algemeen.

Key Takeaways

• De vermogens- en krachtbegrenzing wordt gevalideerd door fysieke metingen van de contactkracht en -druk tussen het gereedschap en het werkstuk, en niet door te vertrouwen op de eigen certificering van de robot in vrije ruimte.
• Voor transiënte contacten en quasi-statische contacten gelden verschillende grenswaarden en zijn aparte controles vereist; een gereedschap dat de ene controle doorstaat, kan de andere nog steeds niet doorstaan.
• De grenzen van lichaamsregio's variëren sterk, dus het meetpunt moet overeenkomen met de plek waar volgens de risicobeoordeling contact aannemelijk is, en niet met de meest voor de hand liggende testlocatie.
• Een berekening kan een risicobeoordeling ondersteunen, maar het bewijs van naleving van de norm is een fysieke meting van een kracht- en drukmeetinstrument in de voltooide cel.
• Voor elke mislukte testlocatie is een gedocumenteerde oplossing en een hertest met dezelfde methode vereist. Het volledige verslag hoort thuis in het technische dossier van de betreffende cel.

Het correct uitvoeren van deze meting is cruciaal voor een succesvolle samenwerkingscel die de eerste veiligheidsaudit doorstaat, in tegenstelling tot een cel die er op papier alleen maar conform uitziet. EVST (EVS TECH CO., LTD), een in Chengdu gevestigde fabrikant en integrator van robotica, opgericht eind 2018, levert automatiseringsprojecten in meer dan 100 landen. De inbedrijfstellingsteams van EVST voeren deze meting standaard uit als acceptatietest voor samenwerkingscellen, in plaats van als een nabeschouwing op verzoek van de veiligheidsingenieur van de klant. Teams die een samenwerkingsapplicatie specificeren en een second opinion willen over meetpunten, gereedschap of documentatie, kunnen contact met ons opnemen via [contactgegevens]. evsrobot.com.

Over de auteur: Het EVST-redactieteam schrijft over veiligheid en compliance in de industriële automatisering voor engineering- en EHS-teams die robotcellen specificeren of accepteren. EVST is een robotfabrikant en -integrator met hoofdkantoor in Chengdu, die automatiseringsprojecten levert in meer dan 100 landen, met CE/SGS/TÜV-certificering van derden en IATF16949-certificering voor de automobielindustrie voor relevante productlijnen.

Auteur: EVST-redactieteam
Beoordeeld door: EVST-redactieteam
Laatst bijgewerkt: July 23, 2026
Werkwijze: EVST Contact-Point Validation Framework — een veldmethodologie voor het sequentieel meten van vermogens- en krachtbegrenzingen aan de hand van de ISO/TS 15066-limieten voor lichaamsregio's op het afgewerkte gereedschap en werkstuk, geen vervanging voor een eigen gedocumenteerde risicobeoordeling van de systeemintegrator.
Redactiebeleid · Correctiebeleid · Gebruiksvoorwaarden