GBT12643-1997工业机器人词汇

前言本标准等效采用国际标准该标准是国际标准化组织对原有的复审后制定的本标准根据该标准的技术内容对我国国家标准工业机器人术语和图形符号进行了修订并在词条的编写格式上与之一一对应在术语本身的表述上将中的同义词用分号分隔开并用圆括号括起术语中可省略的部分表示括号外的术语可单独使用本标准最后的索引按英语字母排列但省略了对应的法语而列出了汉语术语本标准和版相比删除了图形符号的标题名称和内容以及附录的机构简图版是参照采用标准和编制的因此本版与版在词条的术语名称定义和解释数量都有差别删除了其他标准已有的通用术语增加了工业机器人专用术语并在释义上作了变动本标准从实施之日起代替本标准的附录是提示的附录本标准由中华人民共和国机械工业部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主要起草单位机械工业部北京机械工业自动化研究所哈尔滨工业大学本标准主要起草人胡景種郝淑芬安永辰沈重重前言国际标准化组织是各国标准化团体成员体组成的世界性联合组织制定国际标准的工作通常由的技术委员会来完成各成员团体对某技术委员会已确立的标准项目感兴趣均有权参加该委员会的工作与保持联系的各国际组织官方的和非官方的也可参加有关工作在电工技术标准化方面与国际电工委员会保持密切合作关系由技术委员会通过的国际标准草案交由成员体投票需取得至少参加投票的的成员体的同意才能作为国际标准出版国际标准是由工业自动化系统与集成技术委员会的制造环境用机器人分技术委员会制定的的第一版删除和替代且是其技术修订版本标准的附录仅供参考引言本标准是描述在制造环境中进行作业的操作型工业机器人在中给出了定义的词汇它不是词典确切地说它是最常用的一个术语表并对这些术语作了简明的定义和解释本标准按机器人主要细目把术语分成几个组是涉及操作型工业机器人的系列国际标准之一它们包括操作型工业机器人性能规范及其试验方法操作型工业机器人机械接口第一部分圆形型操作型工业机器人坐标系和运动操作型工业机器人特性表示操作型工业机器人安全制造报文规范第三部分机器人专用报文系统中华人民共和国国家标准工业机器人词汇代替国家技术监督局批准实施范围本标准确定了在制造环境中作业的工业机器人的相关术语引用标准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工业机器人性能规范工业机器人特性表示工业机器人性能测试方法工业机器人坐标系和运动命名原则通用术语操作机是一种机器其机构通常是由一系列相互铰接或相对滑动的构件所组成它通常有几个自由度用以抓取或移动物体工具或工件注它可由操作员可编程控制器或某些逻辑系统如凸轮装置线路来控制固定顺序操作机只能按预先规定的运动模式去执行所给出的每步操作的操作机若要更改运动模式则必须进行物理变更物理变更更换机械结构或控制系统注不包括改变编程磁带和等可重复编程不进行物理变更即可更改已编程的运动或辅助功能多用途经物理变更后适用不同用途的能力操作型工业机器人某操作机是自动控制的可重复编程多用途并可对三个和三个以上轴进行编程它可以是固定式或移动式在工业自动化中使用注机器人包括操作机含驱动器控制系统硬件和软件注操作型工业机器人以下简称机器人控制系统一套具有逻辑控制和动力功能的系统能控制和监测机器人机械结构并与环境设备和使用者进行通信示教再现机器人录返机器人是一种将任务程序通过示教编程输入并能自动复现该程序的机器人离线编程机器人机器人能完成经离线编程输入的任务程序且机器人运动学的算法足以执行要求的操作顺序控制机器人机器人控制系统能使其运动以指定的次序依次逐轴进行一个动作完成后再进行下一个动作轨迹控制机器人机器人实施控制程序是按照指令对三个或更多的受控轴的运动进行控制而该指令对下个要达到的位姿规定了所要求的轨迹通常是通过插补来达到的注为了生成预期的轨迹通常所有轴的运动速度都是变化的适应机器人具有传感控制学习控制适应控制功能的机器人移动机器人载有为进行监测和运动所需的全部装置动力控制驱动的机器人机器人系统系统由下列部分组成机器人末端执行器为使机器人完成任务所需的全部设备装置或传感器操纵和监测机器人设备或传感器的通信接口机器人学关于机器人设计制造和应用的一门学科操作员指定从事机器人或机器人系统启动监控和停机等操作的人员编程员指定进行任务程序编制的人员注在中定义了各种编程方式安装机器人安装就位并将其与驱动动力电源等进行连接试运行安装后设定和检查机器人系统并验证机器人功能的过程机械结构机器驱动器用于实现机器人运动的动力机构例如把电能液压能气动能转换成使机器人运动的马达手臂主关节轴由长形杆件组成的一组杆件和主动关节的组合用以使手腕定位手腕副关节轴在手臂和末端执行器之间的一组相互连接的杆件和主动关节用以支承末端执行器并确定其位置和姿态关节结构组成手臂和手腕的一组杆件和关节构形一组关节位移值其数据个数等于主关节轴数它能完全确定手臂在任何时刻的位移值杆件保持各关节间固定关系的刚体关节棱柱关节滑动关节是两杆件间的组件能使其中一件相对于另一件作直线运动回转关节旋转关节是连接两杆件的组件能使其中一件相对于另一件绕固定轴线转动分布关节圆柱关节两杆件间的组件能使其中一件相对于另一件移动和或绕一移动轴线转动球关节两杆件间的组件能使其中一件相对于另一件在三个自由度上绕一固定点转动机座是一平台或构架关节结构的第一构件的原点置于其上机座安装面机器人与其支承体间的连接表面机械接口位于关节结构的末端用于安装末端执行器的界面末端执行器为使机器人完成其任务而专门设计并安装在机械接口处的装置例如夹持器扳手焊枪喷枪等末端执行器连接装置位于关节结构末端的法兰和把末端执行器固定在关节结构端部的锁紧装置及附件末端执行器自动更换装置位于机器人机械接口和末端执行器之间能自动更换末端执行器的连接装置夹持器供抓取和握持用的末端执行器机械结构类型直角坐标机器人笛卡儿坐标机器人机器人的手臂具有三个棱柱关节其轴线按直角坐标配置例如龙门机器人见图圆柱坐标机器人机器人手臂至少有一个回转关节和一个棱柱关节其轴线按圆柱坐标配置注见图极坐标机器人球坐标机器人机器人手臂有两个回转关节和一个棱柱关节其轴线按极坐标配置注见图摆动机器人极坐标机器人其结构含有一个万向节转动组件注见图拟人机器人关节机器人机器人手臂具有三个回转关节注见图机器人机器人具有两个平行的回转关节以便在所选择的平面内提供柔顺性注是由的第一字母组成脊柱式机器人机器人手臂是由两个或更多的球关节组成并联机器人机器人手臂主关节轴具有三个平行的棱柱关节几何学和运动学运动学正解已知各关节坐标值求工具坐标系各值的数学关系运动学逆解已知工具坐标系各值求关节坐标各值的数学关系轴用于定义机器人以直线或回转方式运动的方向线注轴亦可用作表示机器人机械关节自由度用以确定物体在空间独立运动的变量最大数为注在描述机器人运动时最好不采用自由度这一词语以防止与轴相混淆位姿空间位置和姿态的合称指令位姿编程位姿由任务程序给定的位姿实到位姿机器人响应指令位姿时实际达到的位姿校准位姿为对机器人设定一个几何基准所给定的位姿路径一组有序的位姿轨迹基于时间的路径坐标系见绝对坐标系与机器人运动无关参照大地的不变坐标系机座坐标系参照机座安装面的坐标系机械接口坐标系参照机械接口的坐标系关节坐标系参照关节轴的坐标系每个关节坐标是相对于前一个关节坐标或其他某坐标来定义的工具坐标系参照安装在机械接口上的末端执行器或工具的坐标系空间最大空间由制造厂所定义的机器人活动部件所能掠过的空间加上由末端执行器和工件运动时所能掠过的空间限定空间由限位装置限定的最大空间中的一部分当机器人系统出现任何可预见的故障时将不会超出预定的界限注确定限定空间的依据是考虑限定装置起作用后机器人可活动的最大距离操作空间当实施所有由任务程序指令的运动时实际用到的那部分限定空间工作空间由手腕参考点所能掠过的空间是由手腕中各关节运动域附加于手腕参考点的注工作空间小于操作机所有活动部件所能掠过的空间工具中心点参照机械接口坐标系为一定用途而设定的点手腕参考点手腕中两根内侧副关节轴即最靠近手臂的两根的交点若无此交点可在手腕最内侧一根上指定一点坐标变换将位姿坐标从一个坐标系转换到另一个坐标系的过程编程和控制程序任务程序为定义机器人系统特定的任务所编制的运动和辅助功能的指令集注此类程序通常是由用户生成的注用途是指一般的工作范围任务是指用途内特定的部分控制程序定义机器人系统的能力动作和响应度的固有的控制指令集注此类程序是固定的并且用户一般不能修改编程任务编程编制任务程序的行为人工数据输入编程通过开关插塞盘或键盘生成程序并直接输入到机器人控制系统示教编程通过下列方式实现编程手工引导机器人末端执行器或手工引导一个机械模拟装置或用示教盒按要求的动作移动机器人离线编程在与机器人分离的装置上编制任务程序后再输入到机器人中的一种编程方法目标编程是一种只规定要完成的任务而不规定末端执行器所运行的路径的一种编程方法控制点位控制用户只能将指令位姿加于机器人而对位姿间所遵循的路径不作规定的控制步骤连续路径控制用户以一种编程速度将指令位姿间所遵循的路径加于机器人的控制步骤传感控制按照外部传感器输出信号来调整机器人运动或力的控制方式适应控制控制系统的参数通过过程中检测状况进行调整的控制方式学习控制能自动地将前一循环中所获取的经验来改变控制参数和或算法的控制方式运动规划按照所选插补类型机器人的控制程序通过运动安排来确定由用户编程的各位姿间如何实现机械结构各关节运动的过程柔顺性机器人或某辅助工具在外力作用时所响应的柔性注当此特性与传感反馈作用无关时称为被动柔顺性反之则称为主动柔顺性操作方式机器人控制系统的状态自动方式机器人控制系统按照任务程序运行的一种操作方式手动方式通过按钮操作杆以及除自动操作外对机器人进行操作的操作方式伺服控制机器人控制系统通过伺服装置来校核实到位姿是否符合由运动规划所规定的位姿并满足所需性能和安全规范的过程正常操作状态自动操作机器人按预定的程序执行其任务程序的状态停止点一个示教或编程的指令位姿机器人各轴到达该位姿时速度指令为零且定位无偏差路经点是一个示教或编程的指令位姿机器人各轴到达该位姿时将有一定的偏差其大小取决于到达该位姿时各轴速度的连接曲线和路径给定的规范速度位置偏差示教盒能用它对机器人进行编程或使机器人运动并与控制系统相连的手持式单元操作杆一种手动控制装置测出其位姿和作用力的变化和将结果形成指令输入机器人控制系统性能正常操作条件符合制造厂所给出的机器人性能应具备的环境条件如温度湿度的范围和可影响机器人性能的其它参数值如电源波动电磁场负载负载在规定的速度和加速度条件下沿着运动的各个方向机械接口处可承受的力和或扭矩注负载是质量惯性力矩的函数是由机器人承担的静力和动力额定负载正常操作条件下作用于机械接口且不会使机器人性能降低的最大负载注额定负载包括末端执行器附件工件的惯性力极限负载由制造厂指明的在限定的操作条件下能作用于机械接口且机器人机构不会被损坏或失效的最大负载附加负载附加质量机器人能携带的附加于额定负载上的负载它并不作用在机械接口有时则在关节结构上通常是在臂上最大推力保证机器人机构不受持久损伤除惯性作用外可连续作用于机械接口的推力最大力矩最大扭矩保证机器人机构不受持久损伤除惯性作用外可连续作用于机械接口的力矩扭矩速度单关节速度单轴速度单个关节运动时指定点所产生的速度路径速度沿路径每单位时间内位置位姿的变动加速度单关节加速度单轴加速度单个关节运动时指定点所产生的加速度路径加速度沿路径每单位时间内速度的变化单方向位姿准确度从同一方向趋近指令位姿指令位姿和实到位姿均值间的差值单方向位姿重复性从同一方向重复趋近同一指令位姿时实到位姿散布的不一致程度多方向位姿准确度变动从三个相互垂直方向多次趋近同一指令位姿所达到的实到位姿均值间的最大距离距离准确度指令距离和实到距离均值间的差值距离重复性在同一方向上重复同一指令距离各实到距离间的不一致程度位姿稳定时间从机器人发出到位信号开始至机械接口的阻尼运动或衰减震荡运动到达规定界限止所经历的时间段位姿超调机器人给出到位信号后趋近指令路径和实到位姿间的最大距离位姿准确度漂移经过一规定时间位姿准确度的变化位姿重复性漂移经过一规定时间位姿重复性的变化路径准确度指令路径和实到路径均值间的差值路径重复性对同一指令路径多次实到路径间的不一致程度路径速度准确度当运行同一指令路径时指令路径速度和实到路径速度均值间的差值路径速度重复性对规定的指令路径速度各实到速度散布的不一致程度路径速度波动按给定的指令速度沿给定的指令路径运行时产生的最大和最小速度间的差值最小定位姿时间机械接口从静止状态开始运行一预定距离到达静止状态所经历的最小时间包括稳定时间静态柔顺性作用于机械接口每单位负载的最大位移量分辨率机器人每轴或关节所能达到的最小位移增量循环执行一次任务程序循环时间完成循环所需的时间标准循环在规定条件下机器人完成一作为标准的典型任务时的运动顺序附录提示的附录机械结构类型示例图直角坐标或笛卡儿坐标机器人龙门机器人图圆柱坐标机器人图极球坐标机器人图摆动机器人图拟人关节机器人索引按英文字母顺序排列适应控制适应机器人附加负载附加质量校准位姿拟人机器人手臂并节机器人关节结构实到位姿末端