Sicurezza dei robot collaborativi: norme tecniche e valutazione dei rischi

Cobot e collaborazione: cosa significa sicurezza in uno spazio condiviso

Il termine cobot, neologismo nato da «collaborative» e «robot», compare per la prima volta nel 1999. Il primo modello commercialmente valido, un Universal Robots UR5, arriva sul mercato solo nel 2008.

Il robot industriale tradizionale si diffonde dagli anni Settanta, dopo il primo braccio articolato a sei assi completamente elettrico progettato nel 1969 da Victor Scheinman alla Stanford University.

La differenza è che il cobot è progettato per collaborare con gli esseri umani in uno spazio di lavoro comune, senza gabbia di sicurezza. Cambia il modo di proteggere l'operatore, non l'esigenza di proteggerlo.

Nella pratica industriale, le applicazioni di robotica collaborativa si valutano in conformità alla ISO 10218 e alla specifica tecnica ISO/TS 15066. Il significato di «collaborazione» riferito ai robot industriali va chiarito caso per caso. Tra i tecnici circola una formula utile: «non esiste un robot collaborativo».

La collaborazione non è una proprietà intrinseca della macchina, ma una modalità di funzionamento del sistema robot-installazione, che si realizza solo se l'applicazione è progettata e verificata per questo. Quindi un cobot impiegato dove l'uomo non entra mai nell'area di lavoro non è, di fatto, un'applicazione collaborativa; un robot installato in una cella tradizionale può diventarlo se si integrano e validano le opportune funzioni di sicurezza.

L'assenza di gabbia non elimina il rischio: lo sposta. Un robot industriale è una macchina ai sensi della Direttiva Macchine e, come tale, richiede valutazione dei rischi, manuale di istruzioni e dichiarazione di conformità CE.

Quando la barriera fisica viene rimossa, la protezione si affida all'insieme delle funzioni di sicurezza, alla configurazione dello spazio condiviso e alle modalità operative con cui uomo e macchina si incontrano.

Il rischio residuo dipende da cosa fa il robot, con quale utensile, a quale velocità e in quale porzione di spazio può trovarsi una persona: elementi valutabili solo a livello di applicazione, non di catalogo.

Differenze tra robot tradizionali e cobot

Vantaggi e limiti dell'uso di cobot in ambiente industriale

ISO 10218 e ISO/TS 15066: la base tecnica e le novità 2025

La EN ISO 10218-1 è una norma tecnica di tipo C riguardante esclusivamente i robot industriali; i suoi principi di sicurezza possono comunque essere utilizzati per altre tipologie di robot. Il gruppo di lavoro di riferimento è l'ISO/TC 299, Robotics.

La nuova edizione è di recente pubblicazione (febbraio 2025) e sostituisce quella del 2011. La norma specifica requisiti, linee guida per la progettazione sicura, misure protettive e informazioni per l'uso di robot in ambiente industriale; descrive anche i pericoli di base associati ai robot e fornisce i requisiti per eliminare o ridurre adeguatamente i rischi correlati.

La ISO 10218 si articola in due parti: la Parte 1 riguarda la progettazione e la costruzione dei robot industriali; la Parte 2 (EN ISO 10218-2) i sistemi robotici, quindi l'integrazione e l'installazione. Entrambe forniscono linee guida per l'analisi dei rischi, requisiti di progettazione, misure di protezione e validazione delle misure di sicurezza.

A integrare questo impianto interviene la ISO/TS 15066 (edizione 2016), specifica tecnica dedicata ai robot collaborativi: tratta in dettaglio i limiti di forza e pressione per prevenire lesioni agli operatori, metodologie specifiche di analisi dei rischi per i cobot e requisiti di progettazione, tra cui l'integrazione di sensori di sicurezza.

Le principali modifiche della nuova ISO 10218 rispetto all'edizione 2011 sono rilevanti per chi progetta, integra e acquista: requisiti aggiuntivi per la progettazione; requisiti di modalità; chiarimento dei requisiti per la sicurezza funzionale; classificazione dei robot in Classe I e Classe II ai fini dei requisiti di sicurezza funzionale.

Seguono la metodologia di prova per determinare la forza massima per manipolatore per i robot di Classe I; l'aggiunta di requisiti per la sicurezza informatica nella misura in cui si applicano alla sicurezza dei robot industriali; l'integrazione dei requisiti di sicurezza per i robot industriali destinati all'uso in applicazioni collaborative, in precedenza contenuti nella ISO/TS 15066.

Sul versante europeo, il Regolamento Macchine 2023/1230/UE è stato pubblicato a giugno 2023 e sarà obbligatorio dal 20 gennaio 2027, includendo per la prima volta i robot collaborativi e i sistemi con AI integrata, con requisiti per i sistemi che apprendono (machine learning) e allineamento agli obblighi dell'EU AI Act, entrato in vigore nell'agosto 2024 con obblighi graduali fino al 2027.

Le norme sono state adottate a livello europeo come EN ISO 10218-1:2025 e EN ISO 10218-2:2025. Il 7 settembre 2026 i loro riferimenti sono stati pubblicati nella Gazzetta ufficiale dell'Unione europea con la decisione di esecuzione (UE) 2026/2015 della Commissione; le norme sono ora armonizzate ai sensi della Direttiva Macchine 2006/42/CE.

La ISO 10218-1:2025 contiene al punto 5.14 i requisiti per i robot con funzioni di sicurezza per abilitare le applicazioni collaborative. I requisiti per le applicazioni collaborative, in precedenza nella ISO/TS 15066, sono ora inclusi nelle nuove ISO 10218-1:2025 e ISO 10218-2:2025.

Modalità collaborative e funzioni di sicurezza: arresto, velocità, spazio e forza

La norma ISO 10218 descrive quattro modalità operative e collaborative uomo-robot, finalizzate a garantire che gli esseri umani non siano esposti a rischi. In termini generali, queste modalità corrispondono ad altrettanti modi di gestire la compresenza, con livelli di protezione diversi. Le quattro modalità si possono anche combinare nella stessa applicazione, con livelli di protezione diversi in fasi diverse del ciclo.

Le quattro funzioni che un robot deve avere per essere adatto ad applicazioni collaborative sono: arresto monitorato di sicurezza; guida manuale; monitoraggio di velocità e distanza; limitazione di potenza e forza. Le modalità di collaborazione previste sono guida manuale (HGC), monitoraggio della velocità e della distanza (SSM) e limitazione di potenza e forza (PFL).

L'arresto monitorato di sicurezza controlla una condizione in cui il robot viene arrestato con la potenza dell'azionamento attiva. In ISO 10218-1:2011 era chiamato arresto controllato di sicurezza; nella nuova edizione sarà chiamato arresto monitorato. Equivale all'arresto di sicurezza 2 (SS2) definito nella norma IEC 61800-5-2.

La guida manuale permette all'operatore di muovere il robot mediante un dispositivo manuale per trasmettere comandi di movimento. Le guide manuali devono avere un pulsante di arresto di emergenza. Nel nuovo standard viene chiamata apparecchiatura per la guida manuale.

Il monitoraggio di velocità e distanza specifica la distanza minima di protezione tra robot e operatore nell'area di lavoro collaborativa. Può essere implementato con un sistema di sensori esterno che fornisce al controllore del robot i dati di posizione e velocità dell'operatore.

La limitazione di potenza e forza è la modalità che si collega ai limiti di forza e pressione della ISO/TS 15066:2016, pensati per prevenire lesioni quando il contatto fisico è parte normale del ciclo.

A ciascuna modalità corrispondono funzioni tecniche che la macchina deve saper eseguire in modo affidabile. Tra gli aspetti cruciali richiamati dalla norma figurano le prestazioni del sistema di controllo relativo alla sicurezza, la funzione di arresto, il controllo della velocità e la limitazione dello spazio di movimentazione del robot; l'indice della EN ISO 10218-2 li organizza in funzioni di sicurezza, funzioni di arresto dei robot, velocità ridotta e limitazione degli assi.

In campo va distinto l'arresto comandato dall'operatore (per esempio tramite pulsante di emergenza), l'arresto di protezione attivato automaticamente da un dispositivo di rilevamento e l'arresto monitorato che abilita la ripartenza automatica solo entro condizioni definite: sono funzioni diverse, con requisiti di prestazione diversi.

Per le funzioni di controllo rilevanti per la sicurezza, le norme precedenti richiedevano in modo generalizzato PL d e categoria 3 secondo la ISO 13849-1. La ISO 10218-2:2025 riporta in un allegato informativo quasi tutte le funzioni di sicurezza rilevanti e assegna un livello di prestazione standard PLr o SIL.

Il progettista può scegliere il livello di prestazione standard indicato nella tabella oppure ricorrere a una valutazione completa dei rischi. La possibilità di discostarsi dal PL standard richiede una valutazione più completa e maggiori requisiti di documentazione.

Nella tabella di esempio, l'arresto di emergenza è obbligatorio, arresta tutte le funzioni pericolose della macchina e ha PL c o SIL 1. Il livello di prestazione può variare a seconda della funzione di sicurezza.

Nella nuova edizione della norma i requisiti per la sicurezza funzionale sono stati chiariti e sono stati introdotti requisiti di modalità, oltre alla classificazione dei robot in Classe I e Classe II in relazione ai requisiti di sicurezza funzionale.

Sul piano applicativo, le funzioni di sicurezza di una cella collaborativa non si scelgono a posteriori per coprire un rischio individuato: fanno parte della progettazione dell'installazione. Velocità ridotta, limitazione degli assi e controllo dello spazio di movimentazione vanno definiti insieme al compito e verificati con lo stesso rigore con cui si misura la forza di contatto.

Requisiti fondamentali per la sicurezza dei cobot secondo le norme 2025

Limiti di forza e pressione: verifica biomeccanica e classificazione

I limiti di forza e pressione servono a prevenire lesioni agli operatori umani quando il contatto fisico con il cobot è parte normale del ciclo di lavoro. Sono uno dei contenuti centrali della ISO/TS 15066:2016, la specifica tecnica che integra i requisiti della ISO 10218 focalizzandosi sulle peculiarità dei cobot, insieme a metodologie specifiche di analisi dei rischi e a requisiti di progettazione come l'integrazione di sensori di sicurezza.

In termini generali, la verifica si conduce misurando forze e pressioni nei punti di contatto lungo il percorso del manipolatore e confrontandole con valori limite differenziati per parte del corpo, distinguendo le situazioni di contatto transitorio da quelle in cui una parte del corpo rimane schiacciata tra robot e superficie fissa.

La nuova ISO 10218:2025 interviene su questo terreno con due strumenti: la classificazione dei robot in Classe I e Classe II per i requisiti di sicurezza funzionale e una metodologia di prova per determinare la forza massima per manipolatore per i robot di Classe I.

Il cambiamento di impostazione è rilevante per chi acquista: una parte della verifica si sposta sulle caratteristiche dichiarate e verificabili del manipolatore, mentre la valutazione dell'applicazione resta necessaria per tutto ciò che il costruttore non può conoscere.

Il risultato finale dipende dalla combinazione installata, non solo dal braccio robotico. Utensile, forma e rigidità delle superfici di contatto, presenza di spigoli, massa e geometria del pezzo movimentato, velocità programmata e direzione del movimento concorrono a determinare forza e pressione effettivamente scambiate.

Ne segue una conseguenza operativa concreta: la verifica biomeccanica va ripetuta quando cambia uno di questi elementi, perché i valori misurati con un utensile o un pezzo diversi non sono trasferibili.

Sulla stessa linea si collocano i requisiti di sicurezza informatica aggiunti dalla norma, nella misura in cui si applicano alla sicurezza dei robot industriali: una modifica non autorizzata di parametri o programmi può alterare proprio le grandezze fisiche che la verifica ha certificato.

Valutazione dei rischi: metodo operativo prima di installare un cobot

La valutazione del rischio precede l'installazione del robot collaborativo in azienda ed è finalizzata a individuare il modo migliore per integrarlo.

Non è un documento da produrre a impianto finito: la Direttiva Macchine richiede la valutazione dei rischi come parte del processo di conformità di una macchina, e i sistemi robotici integrati rientrano pienamente in questo ambito.

Per questo la sequenza corretta parte dalla definizione del compito e dell'ambiente, prosegue con l'individuazione delle persone esposte e dei contatti plausibili, e solo successivamente arriva alla scelta dei dispositivi e delle funzioni di sicurezza.

Sul piano operativo, gli elementi da mettere per iscritto sono: il compito reale, cioè traiettoria, pezzi, utensili e velocità previste; l'ambiente, quindi spazio occupato dal robot, percorsi degli operatori, postazioni adiacenti e vie di accesso per la manutenzione.

Poi le persone esposte, distinguendo chi lavora a contatto con la cella, chi passa accanto, chi interviene per manutenzione o per ripristino dopo un arresto; i tipi di contatto possibili, separando i contatti transitori durante il movimento dagli schiacciamenti contro parti fisse o contro il banco di lavoro.

Infine le misure di riduzione, dalla separazione fisica alla limitazione di velocità e forza, fino ai sensori di sicurezza e alle modalità collaborative attive solo in determinate fasi. Le metodologie specifiche per i cobot e la validazione delle misure di sicurezza sono parte integrante del quadro fornito dagli standard.

La valutazione va documentata e le misure validate: la norma richiama esplicitamente la validazione delle misure di sicurezza e, per le applicazioni collaborative, la specifica tecnica dedicata indica metodologie specifiche di analisi dei rischi.

In pratica questo comporta prove in campo che dimostrino il comportamento reale del sistema (tempi di arresto, distanze di sicurezza effettive, velocità e forze misurate), non solo la dichiarazione delle funzioni presenti.

Un ulteriore elemento da considerare in fase di analisi è la manutenzione: le attività di regolazione, pulizia o cambio formato spesso richiedono l'accesso all'area e vanno progettate come fase specifica, con procedure e dispositivi propri, invece di essere trattate come eccezioni.

La ISO/TS 15066:2016 fornisce linee guida complete per la valutazione dei rischi nelle applicazioni robotiche collaborative, al fine di predisporre le soluzioni ottimali per la protezione degli operatori.

La ISO 10218-2:2025 contiene istruzioni per una valutazione completa dei rischi quando il progettista si discosta dal livello di prestazione standard. In quel caso aumentano i requisiti di documentazione.

Integrazione, marcatura CE e responsabilità nella filiera

La marcatura CE è obbligatoria per mettere un robot sul mercato europeo. Per i robot le direttive principali sono la Direttiva Macchine, la Direttiva Bassa Tensione (LVD), la Direttiva EMC e, per i robot collaborativi che operano in ambienti esplosivi, la Direttiva ATEX.

Senza CE il robot non può essere venduto commercialmente nell'UE, non può essere assicurato per uso industriale e, in caso di infortunio, la responsabilità civile e penale ricade sull'importatore.

I ruoli sono distinti: il produttore UE appone il CE, redige la dichiarazione di conformità e mantiene il fascicolo tecnico, con piena responsabilità; chi importa un robot non-CE da fuori UE diventa «fabbricante» ai sensi della Direttiva Macchine e deve verificare la conformità, apporre il CE e tenere il fascicolo tecnico.

È opportuno verificare che il distributore abbia effettivamente completato il processo di certificazione, non che si sia limitato ad applicare un adesivo. Un'università o un laboratorio può acquistare un robot senza CE per uso strettamente interno di ricerca, attuando misure di sicurezza proprie, ma non per uso produttivo.

L'integratore interviene su un oggetto diverso dalla macchina acquistata: la ISO 10218-2 fornisce i requisiti di sicurezza per l'integrazione e l'installazione dei sistemi robotici, comprese le linee guida per l'analisi dei rischi, le misure di protezione e la loro validazione.

Il punto di attenzione è che valutazione dei rischi, manuale di istruzioni e dichiarazione di conformità CE riguardano la macchina o l'insieme di macchine installato: quando il cobot diventa una postazione di lavoro con banchi, attrezzature e sistemi di sicurezza, la conformità da dimostrare è quella della postazione.

Dal lato dell'utilizzatore, agli obblighi di conformità del fabbricante e dell'integratore possono sommarsi ulteriori responsabilità previste dalla normativa applicabile.

Sul piano temporale, la Direttiva Macchine 2006/42/CE, in vigore dal 2006, resta applicabile fino al 19 gennaio 2027; dal 20 gennaio 2027 diventa obbligatorio il Regolamento Macchine 2023/1230/UE, che sostituisce la direttiva, armonizza ulteriormente i requisiti di sicurezza tra gli Stati membri e affronta temi come l'intelligenza artificiale e la collaborazione uomo-macchina.

Chi pianifica oggi l'installazione di un cobot deve quindi orientarsi su entrambi i framework, tenendo conto che il nuovo regolamento introduce requisiti specifici per i cobot e per le tecnologie avanzate e che le aziende che integrano cobot devono assicurarsi il rispetto dei requisiti essenziali di sicurezza, della marcatura CE e della documentazione tecnica.

Checklist pratica per l'uso sicuro di un cobot

Spazio e accessi: definire con una delimitazione chiara quale porzione di spazio è condivisa e quale è interdetta, come si avvicinano le persone alla cella e da dove si accede per la manutenzione.

Verificare che le modalità collaborative siano attive solo dove e quando serve e che altrove valgano le funzioni di arresto o di separazione.

Sensori e dispositivi di rilevamento: la ISO/TS 15066 indica l'integrazione di sensori di sicurezza tra le misure di progettazione che migliorano la sicurezza dei cobot, ma la scelta dipende dalla modalità collaborativa adottata e dal tipo di contatto che si vuole prevenire.

Limiti di forza e pressione: verificare i valori per la combinazione effettivamente installata (robot, utensile, pezzo, velocità, traiettoria) e ripetere la verifica a ogni modifica di uno di questi elementi, tenendo conto della classificazione Classe I/Classe II e, per i robot di Classe I, della metodologia di prova per la forza massima del manipolatore introdotta dalla ISO 10218:2025.

Documentazione e istruzioni: manuale di istruzioni, dichiarazione di conformità CE, fascicolo tecnico e verbali delle prove di validazione delle misure di sicurezza; le procedure di arresto, riavvio e sblocco devono essere scritte e comprensibili a chi opera sulla macchina.

Formazione degli operatori: chi lavora con il cobot deve conoscere le modalità collaborative attive, i limiti dell'applicazione, cosa fare in caso di anomalia o arresto e quali interventi sono vietati; la formazione va aggiornata quando cambiano compito, layout o programmi.

Verifiche periodiche e gestione delle modifiche: prevedere controlli ricorrenti su funzioni di sicurezza, tempi di arresto e dispositivi di rilevamento, e trattare cambio utensile, variazione di velocità o di traiettoria, spostamento del banco o aggiunta di attrezzature come modifiche d'impianto che richiedono una nuova valutazione dei rischi e una nuova validazione prima della rimessa in produzione.

Sicurezza funzionale: per ogni funzione di sicurezza, verificare il PL o SIL assegnato dalla ISO 10218-2:2025 o dalla valutazione dei rischi, con riferimento alla ISO 13849-1.