【国家标准(GB)】 工业机器人 特性表示

GB/T12644—2001
本标准等效采用国际标准ISO9946：1999。国际标准化组织于1997年开始对ISO9946：1991进行修订，1999年发布了新版本ISO9946：1999。根据该标准技术内容，对我国的国家标准GB/T12644-1990《工业机器人特性表示》进行修订。技术内容的重要改变有：规定了制造商应如何表示机器人的特性；所适用的机器人用途增加了机加工、涂胶/密封、检验；删去了有关坐标系的章条；删除了1990年版本的附录A“工业机器人工作空间作图法”，附录中表格增删了相应的内容。本标准自实施之日起，代替GB/T12644—1990。本标准的附录A和附录B是提示的附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国工业自动化系统标准化技术委员会归口。本标准由北京机械工业自动化研究所负责起草。本标准主要起草人：董瑞翔、胡景種。I
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ISO前言
国际标准化组织是一个世界性的国家标准团体(ISO成员团体)的联合机构，国际标准的制订工作通常由ISO技术委员会完成。对关心已建立的技术委员会项目的每个成员团体都有权派代表参加该委员会项目的工作，与ISO有协作关系的官方和非官方的国际组织也可以参加工作。ISO在电工技术标准化的各个方面都与国际电工委员会(IEC)密切合作。各技术委员会所采纳的国际标准草案为了投票表决要散发到各成员团体。作为国际标准发布至少需要75%参加投票的成员团体的赞同。国际标准ISO9946是由ISO/TC184“工业自动化系统与集成”技术委员会的SC2制造环境用机器人”分技术委员会制定的。
第一版进行技术上的修订而成，它删除和代替ISO9946：1991。ISO9946的第二版是对第
本标准的附录A和附录B仅供参考。I
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ISO引言
ISO9946是涉及操作型工业机器人一系列国际标准中的一部分。其他的国际标准包括的内容有安全、性能规范及其测试方法、坐标系、术语以及机械接口等。用于制造业的操作型工业机器人的数量正在恒定地增长，并且已强调需要制定有关机器人特性表示和规格的标准格式。
ISO9946的目的是有助于用户和制造商了解各种类型的机器人并进行比较。ISO11593：1996则包含了末端执行器自动更换系统特性表示的格式和词汇。本国际标准的附录A给出了机器人规格表示的推荐格式。附录B给出了性能规范符号的说明。注：在本国际标准中所使用的术语“机器人”即“操作型工业机器人”。1范围
中华人民共和国国家标准
工业机器人
特性表示
Industrial robots-Presentation of characteristics本标准规定了制造商应如何表示机器人的特性。2引用标准
GB/T12644—2001
eqvIS09946:1999
代替GB/T12644—1990
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB11291—1997工业机器人安全规范（eqvISO10218：1992）GB/T12642—2001工业机器人性能规范及其试验方法（eqvISO9283：1998）GB/T12643—1997工业机器人词汇（eqvISO8373：1994)GB/T14468.1—1993
工业机器人圆形机械接口（negISO9409.1：1991）GB/T16977—1997工业机器人坐标系和运动命名原则（eqvISO9787：1990）3定义
本标准采用GB/T12643已给出的定义，并使用下列定义。3.1工作空间中心（Cw）centreoftheworkingspace当手臂中的每个主动关节处于其运动范围中间位置时，手腕参考点的位置称为工作空间中心。4单位
除非另外指出，所有单位如下：一角度以弧度(rad)或度()为单位，一时间以秒(s)为单位；
一力以牛(N)为单位；
一质量以千克(kg)为单位；
速度以米/秒(m/s）、弧度/秒(rad/s)或度/秒[（°)/s］为单位。5特性
5.1总则
制造商应提供与各种特性和要求相关的资料，这些特性和要求是作为机器人文件的一部分在本章中作了说明。
5.2应用
制造商应指明机器人被预期的主要应用领域。典型应用示例为：
一搬运；
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2001-11-02批准2002-05-01实施
一装配；
一点焊，
一弧焊；
一机加工；
一喷漆；
一涂胶/密封：
一检验。
5.3动力源
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制造商应指明所有外部的动力源，包括机器人操作本身[如：机械结构运动执行器、控制、辅助设备（例如夹持器）所需动力源的类型（例如电动的、液压的、气动的或混合的）连同每种所需消耗的最大动力。这些指标亦应包括所许可的范围和波动。制造商亦应指明用于控制轴和辅助运动的动力类型（例如：电动的、液压的、气动的）。当使用多于一种动力时，制造商的说明中应包含一个分类细目。5.4机械结构
制造商应指明机械结构的类型和机构轴数。在结构外形图中应给出详细的各轴动作。此图也可以是描述工作空间图样中的一部分（见图1、图2)。机械结构示例：
一直角坐标型机器人，
一圆柱坐标型机器人，
一极坐标型机器人；
一关节型机器人。
如果机器人是可移动的，则应指明导向的方式。5.5工作空间
在一张图样中至少应画出两个视图来说明手腕参考点的工作空间的边界，视图中包含有校正位姿和工作空间中心C（一个视图是在机座坐标系X一Y1平面内，见GB/T16977）。机器人手臂达到的最大轨迹的投影；另一视图是在机座坐标系X一Z平面上机器人手臂达到的最大轨迹的投影)。图样中亦应给出副关节轴在手腕参考点的工作空间中在某些点上的运动界限信息（见图1的5轴机器人示例和图2的6轴机器人示例）。
建议在图样中以表格的形式给出工作空间的细目和副关节轴的运动范围，如图1和图2所示。2
1手腕参考点
2校正位姿
3第4轴
4第5轴
空间点
GB/T12644—2001
手腕参考点工作空间
单位mm
副关节轴运动范围
第4轴
+75~90°
+75~90°
+75°～105°
+45~120°
+45~120°
+75~120°
图15轴机器人工作空间示例
第5轴
+170°~150°
±180°
±180°
±180°
+150~170°
+140°~150°
1手腕参考点
2校正位姿
3第4轴
4第5轴
5第6轴
空间点
GB/T12644—2001
手腕参考点工作空间
第4轴
±210°
±210°
±210°
±210°
±210°
±210°
单位mm
副关节轴运动范围
第5轴
+75~90°
+75~90°
+75°~105°
+45~120°
+45~120°
+75°~120°
图26轴机器人工作空间示例
第6轴
+170°~150%
±180%
±180°
±180°
+150~170%
+140150°
5.6坐标系
GB/T12644—2001
制造商应按GB/T16977的规定，标明机座坐标系和机械接口坐标系，并指出与GB/T16977的不同处。
5.7外形尺寸和质量
制造商应标出机械结构和控制单元的外形尺寸（单位为mm)及质量（单位为kg）。5.8机座安装面
为了确保机器人的安全操作和达到所规定的性能，制造商应提供机座安装面的说明（以图样来说明)和对于安装所需的建议。
5.9机械接口
为了将末端执行器安装于机器人手腕上，制造商应给出机械接口的说明（包括图样、规格和必须的建议）。如有可能，应提供所引用的国际标准编号（如GB/T14468.1)。5.10控制
制造商应指明：
-控制单元的种类及相关的信息，如功能、专门的规定（如控制方案)；一任务程序存储器：
基本容量，
最大容量；
一运动控制方法：
位姿到位姿(PTP)，
连续轨迹(CP)；
-运动控制种类：
伺服，
非伺服，
一路径插补方法：
直线，
抛物线，
其他；
受控轴数：
基本轴数，
附加轴数(有插补)，
附加轴数(无插补)，
示教盒/操作器控制；
一输入输出接口：
信号类型和电平，
连续或多路信号；免费标准bzxz.net
一数据接口：
数据格式/控制格式：
网络接口：
物理特征，
通信协议。
5.11任务编程和程序装载
制造商应指明任务编程方法的类型和用于装载程序的工具。5
5.11.1编程方法示例
一人工数据输入编程，
示教编程，
一人工引导机器人末端执行器；GB/T12644—2001
一用机械模拟装置对机器人进行人工引导，用示教盒进行手动编程；离线编程；
一目标直接编程。
5.11.2程序装载工具示例
一数据链路；
一软盘；
一磁带；
一存储器板。
5.12环境
制造商应指明环境条件的极限，在此范围内机器人能满足规定的性能，或相对于环境条件机器人的防护等级。
制造商应指明不同的环境条件，贮存和操作无危险的界限。环境条件至少应包括：
一温度（操作和贮存/运输）（℃）；一相对湿度（%）；
一海拔高度(m）；
一电磁干扰；
一大气污染；
一振动。
5.13负载
应指明负载特性，按照
质量(kg)；
推力(N)；
扭矩(N·m）。
这些值必须按机械接口坐标系来说明。制造商应指明机器人的额定负载。推荐采用如图3所示的格式来表示最大质量和质心位置之间的关系。
在此要求制造商应指出负载的某些限制因素，以及这些因素对其他已指明的特性和条件（如速度、加速度)有什么影响。应指出机器人在何处能携带某些附加质量(如：在臂上附加质量）)。要求制造商应指出最大推力和最大扭矩（见图4）。然而应该指出推力和扭矩是取决于机器人的配置的。
1质量（kg）2质量重心
5.14速度
GB/T12644—2001
图3负载图
推力/N
图4推力和扭矩值
除非另外说明，制造商应指出在下列条件下的速度：一无加、减速作用时每单位时间内距离的恒定比率，一具有所采用的额定负载。
制造商至少应指出：
每个轴的最大单轴速度；
具有轨迹形状和相关性规范的额定轨迹速度。5.15分辨率
扭矩/(N·m）
对于伺服控制轴，制造商应指出以毫米、或弧度、或度为单位的每个轴的分辨率。5.16性能规范
B001000L/mal
制造商应给出按GB/T12642中所保证的性能规范的信息。GB/T12642中的性能规范如下：一位姿准确度和位姿重复性；
多方向位姿准确度变动；
一距离准确度和距离重复性；
一位置稳定时间；
一位置超调；
一位姿特性漂移；
一互换性；
一轨迹准确度和重复性；
一拐角偏差；
—轨迹速度特性；
一最小定位时间；
一静态柔顺性；
一摆动偏差。
5.17安全
GB/T12644—2001
制造商应指明机器人遵照GB11291或其他相关的安全标准。8
主要用途（见5.2)。
动力源（见5.3）
制造厂名
GB/T12644—2001
附录A
(提示的附录）
机器人规格表示的推荐格式
-外部(类型和特性)
最大动力消耗·
机器人轴消耗
辅助运动消耗·
机械结构、工作空间和坐标系（见5.4、5.5、5.6)外形尺寸和质量（见5.7)
机械结构
+.+++++..+++.
控制单元
制表日期
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