书 书 书犐犆犛 ２５ ． ０４０ ． ３０ 犑 ２８ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ３８８３９ — ２０２０ 工业机器人柔性控制通用技术要求 犌犲狀犲狉犪犾狋犲犮犺狀犻犮犪犾狉犲狇狌犻狉犲犿犲狀狋狊狅犳犳犾犲狓犻犫犾犲犮狅狀狋狉狅犾犳狅狉犻狀犱狌狊狋狉犻犪犾狉狅犫狅狋狊 ２０２０  ０６  ０２ 发布 ２０２０  １２  ０１ 实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会 发布书 书 书目 　　 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… １ 　 范围 １ ……………………………………………………………………………………………………… ２ 　 规范性引用文件 １ ………………………………………………………………………………………… ３ 　 术语 、 定义和缩略语 １ ……………………………………………………………………………………… ４ 　 柔性控制技术 ２ …………………………………………………………………………………………… ５ 　 柔性控制模块的实现 ３ …………………………………………………………………………………… ６ 　 工业机器人本体技术要求 ３ ……………………………………………………………………………… ７ 　 工业机器人控制系统技术要求 ３ ………………………………………………………………………… ８ 　 工业机器人安全要求 ６ …………………………………………………………………………………… 附录 Ａ （ 资料性附录 ） 　 工业机器人柔性控制技术应用场景 ８ …………………………………………… Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３８８３９ — ２０２０ 前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２００９ 给出的规则起草 。 本标准由中国机械工业联合会提出 。 本标准由全国自动化系统与集成标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ１５９ ） 归口 。 本标准起草单位 ： 深圳市标准技术研究院 、 深圳市大富科技股份有限公司 、 博众精工科技股份有限公司 、 配天机器人技术有限公司 、 北京机械工业自动化研究所有限公司 、 广州数控设备有限公司 、 广州智能装备研究院有限公司 、 北京理工大学 、 重庆邮电大学 、 上海沃迪智能装备股份有限公司 、 华南理工大学 、 苏州市产品质量监督检验院 、 中国航空综合技术研究所 、 浙江明泉工业装备科技有限公司 、 深圳众为兴技术股份有限公司 、 深圳市维图视技术有限公司 、 深圳市巴伦技术股份有限公司 、 杭州海康机器人技术有限公司 、 深圳市全球通检测服务有限公司 、 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 、 中国科学院自动化研究所 、 浙江瓿达科技有限公司 、 深圳吉阳智能科技有限公司 、 张家港清研再制造产业研究院有限公司 、 浙江瓿达机器人制造有限公司 、 浙江今跃机械科技开发有限公司 、 深圳市宝安区机器人产业技术创新促进中心 、 深圳市协同人工智能和先进制造研究院 、 广东省标准化研究院 、 中国电子学会 。 本标准主要起草人 ： 杨舸 、 徐志根 、 李方硕 、 索利洋 、 王泽涵 、 何理 、 尹作重 、 肖竞 、 温尔文 、 王益群 、 曾钰 、 费庆 、 张毅 、 童上高 、 张铁 、 杨夏喜 、 王西昌 、 詹永根 、 王亮 、 曾庆好 、 魏延全 、 陈国芬 、 张驰 、 胡杰 、 邹风山 、 杨国栋 、 罗云慎 、 阳如坤 、 徐强 、 董金聪 、 孙影 、 葛捷 、 魏相相 、 曾楚恒 、 赵婧 、 张晓炎 。 Ⅲ 犌犅 ／ 犜 ３８８３９ — ２０２０ 工业机器人柔性控制通用技术要求 １ 　 范围 本标准规定了工业机器人柔性控制的术语和定义 、 柔性控制技术 、 柔性控制模块的实现 、 工业机器人本体技术要求 、 工业机器人控制系统技术要求及工业机器人安全要求 。 本标准适用于具有柔性控制系统的工业机器人 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。 凡是注日期的引用文件 ， 仅注日期的版本适用于本文件 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本 （ 包括所有的修改单 ） 适用于本文件 。 ＧＢ ／ Ｔ５２２６．１ 　 机械电气安全 　 机械电气设备 　 第 １ 部分 ： 通用技术条件 ＧＢ１１２９１．１ — ２０１１ 　 工业环境用机器人 　 安全要求 　 第 １ 部分 ： 机器人 ＧＢ ／ Ｔ１２６４２ — ２０１３ 　 工业机器人 　 性能规范及其试验方法 ＧＢ ／ Ｔ１６８５５．２ 　 机械安全 　 控制系统安全相关部件 　 第 ２ 部分 ： 确认 ＩＳＯ ／ ＴＳ１５０６６ ： ２０１６ 　 机器人和机器人装备 　 协作机器人 （ Ｒｏｂｏｔｓａｎｄｒｏｂｏｔｉｃｄｅｖｉｃｅｓ — Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｒｏｂｏｔｓ ） ３ 　 术语 、 定义和缩略语 ３ ． １ 　 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 。 ３ ． １ ． １ 　 柔性控制技术 　 犳犾犲狓犻犫犾犲犮狅狀狋狉狅犾狋犲犮犺狀狅犾狅犵狔 工业机器人通过驱动总线反馈的状态数据和外部传感器采集的传感数据 ， 实时调整其运动规划进行点位控制或者连续路径控制的控制方式合集 。 ３ ． １ ． ２ 　 机器人本体 　 狉狅犫狅狋犫狅犱狔 完成柔性控制相关行为指令 ， 具有物理形态的机电设备 。 ３ ． １ ． ３ 　 本体稳定性 　 犫狅犱狔狊狋犪犫犻犾犻狋狔 机器人本体正常运行过程中 ， 在指定的时间内保持其位姿准确度以及位姿重复性的能力 。 ３ ． １ ． ４ 　 控制系统 　 犮狅狀狋狉狅犾狊狔狊狋犲犿 具有逻辑控制和动力功能 ， 能控制和监测机器人机械结构 ， 并与环境 （ 设备和操作者 ） 进行通信的系统 。 ３ ． １ ． ５ 　 拖动示教 　 犱狉犪犵犵犻狀犵狋犲犪犮犺犻狀犵 通过手动拖动工业机器人末端 （ 或末端附加装置 ） 或关节到达期望位姿的示教方式 。 １ 犌犅 ／ 犜 ３８８３９ — ２０２０ ３ ． １ ． ６ 　 交互示教 　 犻狀狋犲狉犪犮狋犻狏犲狋犲犪犮犺犻狀犵 通过手势控制 、 体态控制 、 语音控制等交互方法控制工业机器人末端 （ 或末端附加装置 ） 或关节到达期望位姿的示教方式 。 ３ ． １ ． ７ 　 遥操作示教 　 狋犲犾犲狅狆犲狉犪狋犻狅狀狋犲犪犮犺犻狀犵 通过力反馈设备遥控或手柄遥控等操作方法控制工业机器人末端 （ 或末端附加装置 ） 或关节到达期望位姿的示教方式 。 ３ ． ２ 　 缩略语 下列缩略语适用于本文件 。 ＤＩ ／ ＤＯ ： 开关量输入和开关量输出 （ ＤｉｓｃｒｅｔｅＩｎｐｕｔ ／ ＤｉｓｃｒｅｔｅＯｕｔｐｕｔ ） ＥｔｈｅｒＣＡＴ ： 以太网控制自动化技术 （ ＥｔｈｅｒｎｅｔｆｏｒＣｏｎｔｒｏｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ） Ｉ ／ Ｏ ： 输入和输出 （ Ｉｎｐｕｔ ／ Ｏｕｔｐｕｔ ） ＬＣＤ ： 液晶显示器 （ ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ ） ＳＤ ： 安全数字存储卡 （ ＳｅｃｕｒｅＤｉｇｉｔａｌＭｅｍｏｒｙＣａｒｄ ） ＵＳＢ ： 通用串行总线 （ ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ ） ＶＧＡ ： 视频图形阵列 （ ＶｉｄｅｏＧｒａｐｈｉｃｓＡｒｒａｙ ） ４ 　 柔性控制技术 传统的工业机器人控制技术主要体现为 ， 按照预先示教的点位和预先编好的程序实现指定路径的运动任务 。 而工业机器人柔性控制技术是指工业机器人在实现传统运动控制任务的同时 ， 通过感应外部环境实时调整运动轨迹以完成特定任务的控制方式的合集 。 例如 ， 拖动示教 、 交互示教 、 遥操作示教 、 碰撞检测 （ 参见附录 Ａ ）、 视觉引导 （ 参见附录 Ａ ） 等实际应用场景都体现了柔性控制技术 。 图 １ 为工业机器人柔性控制技术实现逻辑框架图 ， 通过柔性控制模块来实时调整工业机器人的运动轨迹 。 图 １ 　 工业机器人柔性控制技术实现逻辑框架图 　　 图 １ 中 ， 机器人状态数据是指驱动总线反馈的电机位置 、 电机速度 、 电机力矩等数据 ， 传感数据是指通过外部传感器采集的部分环境数据 ， 比如力矩 、 图像 、 电压 、 电流等 。 ２ 犌犅 ／ 犜 ３８８３９ — ２０２０ ５ 　 柔性控制模块的实现 柔性控制模块的核心是实现信号处理算法 、 工业机器人动力学算法 、 图像检测与识别等柔性控制算 法 ， 这些算法都需要工业机器人状态数据和传感数据的支撑 ， 同时也需要添加 ＤＩ ／ ＤＯ 、 文件读写 、 停止报错等辅助功能 。 图 ２ 为工业机器人柔性控制模块的基本实现逻辑框架图 ， 所需数据和辅助功能通过相应的接口与柔性控制算法进行交互 ， 运动指令的下发既可以直接调用运动函数 ， 也可以进行轨迹插补后给出具体的指令数据 。 图 ２ 　 工业机器人柔性控制模块实现逻辑框架图 ６ 　 工业机器人本体技术要求 ６ ． １ 　 本体稳定性 机器人本体稳定性由位姿特性漂移确定 ， 测试方法应符合 ＧＢ ／ Ｔ１２６４２ — ２０１３ 中 ７．６ 的规定 ， 具体 数值由各制造商产品规定 。 ６ ． ２ 　 电气布局 应根据应用场景确定具有柔性控制功能的工业机器人电磁隔离 、 电气空间布局 、 电气防护等电气布 局要求 ， 并符合 ＧＢ ／ Ｔ５２２６．１ 的规定 。 ６ ． ３ 　 接口要求 通过扩展性实现柔性控制功能的工业机器人本体应配置 Ｉ ／ Ｏ 接口 、 电源接口 、 气路 、 通信接口 、 外 设