allgosts.ru25. МАШИНОСТРОЕНИЕ25.040. Промышленные автоматизированные системы

ГОСТ Р 60.0.0.3-2016 Роботы и робототехнические устройства. Системы координат и обозначение перемещений

Обозначение:
ГОСТ Р 60.0.0.3-2016
Наименование:
Роботы и робототехнические устройства. Системы координат и обозначение перемещений
Статус:
Действует
Дата введения:
01/01/2018
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
25.040.30

Текст ГОСТ Р 60.0.0.3-2016 Роботы и робототехнические устройства. Системы координат и обозначение перемещений



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТР

60.0.0.3—

2016/

ИСО 9787:2013

Роботы и робототехнические устройства

СИСТЕМЫ КООРДИНАТ И ОБОЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

(ISO 9787:2013, ЮТ)

Издание официальное

Москва

Стенда ртмнформ 2016

ГОСТ Р 60.0.0.3—2016

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным бюджетным учреждением «Консультационно-внедренческая фирма е области международной стандартизации и сертификации «Фирма «интерстандарт» совместно с Федеральным государственным автономным научным учреждением «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики» (ЦНИИ РТК) и ООО «Корпоративные электронные системы» (ООО «КЭЛС-центр») на основе собственного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 459 «Информационная поддержка жизненного цикла изделий»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 8 ноября 2016 г. № 1623-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 9787:2013 «Роботы и робототехнические устройства. Системы координати обозначение перемещений» (ISO 9787:2013 «Robots and robotic devices — Coordinate systems and motion nomenclatures». IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N9162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об измене-ниях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет ()

© Стандартинформ.2016

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ Р 60.0.0.3—2016

Содержание

1    Область применения...................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................1

3    Термины и определения................................................1

4    Общие правила для систем координат и типов перемещений.........................3

4.1    Правые системы координат............................................3

4.2    Поступательные перемещения.........................................3

4.3    Вращения.......................................................3

4.4    Обозначение степеней подвижности манипуляторов............................4

5    Системы координат...................................................4

5.1    Глобальная система координат Oo—Xo—Vo—Zo...............................4

5.2 Система координат основания О,—X,—У,—Z,................................4

5.3 Система координат механического интерфейса Ош—Хт—Уш—Zn...................6

5.4 Система координат инструмента (СКИ)0|—Хг—У—Z,...........................6

5.5    Система координат мобильной платформы Ор—^—Ур—Zp.......................6

5.6    Система координат задания Ок—Хк—У*—Zk.................................7

5.7    Система координат объекта О,—X*—У(—^..................................7

5.8    Система координат камеры Ос—Хс—Ус—Zc..................................7

Приложение А (справочное) Примеры систем координат для разных механических конструкций.... б Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

национальным стандартам.....................................11

Библиография........................................................11

in

ГОСТ Р 60.0.0.3—2016

Введение

Стандарты комплекса ГОСТ Р 60 распространяются на роботы и робототехнические устройства. Их целью является повышение интероперабельности роботов и их компонентов, а также снижение затрат на их разработку, производство и обслуживание за счет стандартизации и унификации процессов. интерфейсов и параметров.

Стандарты комплекса ГОСТ Р 60 представляют собой совокупность отдельно издаваемых стандартов. Стандарты данного комплекса относятся к одной из следующих тематических групп: «Общие положения, основные понятия, термины и определения». «Технические и эксплуатационные характеристики». «Безопасность». «Виды и методы испытаний». «Механические интерфейсы». «Электрические интерфейсы», «Коммуникационные интерфейсы». «Методы программирования», «Методы построения траектории движения (навигация)», «Конструктивные элементы». Стандарты любой тематической группы могут относиться как ко всем роботам и робототехническим устройствам, так и к отдельным группам объектов стандартизации — промышленным роботам в целом, промышленным манипуляционным роботам, промышленным транспортным роботам, сервисным роботам в целом, сервисным манипуляционным роботам и сервисным мобильным роботам.

Настоящий стандарт относится к тематической группе «Общие положения, основные понятия, термины иопределения» и распространяется на все роботы и робототехнические устройства наземного применения. Он идентичен международному стандарту ИСО 9787:2013, разработанному подкомитетом (ПК) 2 «Роботы и робототехнические устройства» Технического комитета (ТК) 184 ИСО «Системы автоматизации и их интеграция».

Примечание- С1 января 2016 годе ИСО/TK 184/ПК2 «Роботы и робототехническив устройства» преобразован в ИСО/ТК 299 «Робототехника».

IV

ГОСТ Р 60.0.0.3—2016/ИСО 9787:2013

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Роботы и робототехнические устройства СИСТЕМЫ КООРДИНАТ И ОБОЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Robots end robotic devices. Coordinate systems end motion nomenclatures

Дате введения — 2018—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт определяет и устанавливает системы координат роботов. Он также определяет типы основных перемещений роботов, включая их обозначения. Он предназначен для настройки, тестирования и программирования роботов.

Настоящий стандарт применим ко всем роботам и робототехническим устройствам, определенным в ИСО 8373.

2    Нормативные ссылки

8 настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий международный стандарт:

ИСО 8373:2012, Роботы и робототехнические устройства —Термины и определения (ISO 8373:2012. Robots and robotic devices — Vocabulary)

3    Термины и определения

6 настоящем стандарте применены термины и определения из ИСО 12100. а также следующие термины и определения:

3.1

конфигурация (configuration): Совокупность значений положения всех шарниров, которая полностью определяет форму робота в любой момент времени.

[ИСО 8373:2012,3.5)

3.2

установочная поверхность основания (base mounting surface): Поверхность сопряжения руки робота с основанием.

[ИСО 8373:2012.3.9]

3.3

мобильная платформа (mobile platform): Совокупность всех узлов мобильного робота, обеспечивающих его передвижение.

[ИСО 8373:2012.3.18, модифицировано: удалены примечания 1 и 2]

Издание официальное

1

ГОСТ Р 60.0.0.3—2016

3.4

глобальная система координат (world coordinate system): Неподвижная система координат, привязанная к месту нахождения робота, которая не зависит от перемещений робота.

[ИСО 8373:2012.4.7.1)

3.5

система координат основания (base coordinate system): Система координат, связанная с установочной поверхностью основания.

1ИСО8373:2012.4.7.2)

3.6

система координат механического интерфейса (mechanical interface coordinate system): Система координат, связанная с механическим интерфейсом руки робота.

(ИСО 8373:2012.4.7.3)

3.7

система координат инструмента, СКИ (tool coordinate system. TCS): Система координат, связанная с инструментом или рабочим органом робота, прикрепленным к механическому интерфейсу.

(ИСО 8373:2012.4.7.5)

3.8

рабочее пространство (working space): Пространство, в котором может перемещаться базисная точка запястья с учетом диапазонов вращательных и поступательных движений степеней подвижности запястья.

(ИСО 8373:2012,4.8.4)

3.9

центральная точка инструмента, ЦТИ (tool centre point, TCP): Точка, определенная в системе координат механического интерфейса для конкретного применения робота.

(ИСО 8373:2012,4.9)

3.10

начало координат мобильной платформы, точка отсчета мобильной платформы (mobile platform origin, mobile platform reference point): Базисная точка системы координат мобильной платформы.

(ИСО8373:2012,4.11)

3.11

система координат задания (task coordinate system): Система координат, связанная с местом выполнения задания, обозначаемая как Ок—Ук—Zk.

(ИС014539:2000.3.3.5)

3.12

система координат объекта (object coordinate system): Система координат, связанная с объектом, обозначаемая как О —X,— У.—Z.

(ИС014539:2000.3.3.5]

2

ГОСТ Р 60.0.0.3—2016

3.13

система координат камеры (camera coordinate system): Система координат, связанная с сенсором. который контролирует место выполнения задания, обозначаемая как Ос—Хе— Уе—Zt.

Примечание — Система технического зрения может быть установлена для определения положения и ориентации произвольно расположенных объектов.

[ИС0 14539:2000.3.3.7]

3.14

захватное устройство зажимного типа (grasp-type gripper): Захватное устройство, которое удерживает объект с помощью пальцеобразных механизмов.

(ИС0 14539:2000.4.1.2.1)

4 Общие правила для систем координат и типов перемещений

4.1 Правые системы координат

8се системы координат, использованные в настоящем стандарте, определены какортогональныв правые системы координат, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1 — Правая система координат

4.2    Поступательные перемещения

Поступательные перемещения вдоль осей X. У и Z обозначаются следующим образом:

+ или — х вдоль оси X;

*    ил и — у вдоль оси У:

+ или — г вдоль оси Z.

4.3    вращения

вращения вокруг осей X. У и Z обозначаются следующим образом:

+ или — А вокруг оси X:

*    или — В вокруг оси У;

*    или — С вокруг оси Z.

А. В и С называются также углами крена, тангажа и рыскания, соответственно.

Положительные значения А, В и С отсчитываются в направлении завинчивания винта с правой резьбой в положительном направлении осей X. У и Z, соответственно (см. рисунок 2).

Общие вращения формируются за счет комбинации индивидуальных вращений.

3

ГОСТ Р 60.0.0.3—2016

2

А — угол крена; в — угол тангажа: С — угол рыскания Рисунок 2— Вращения

4.4 Обозначение степеней подвижности манипуляторов

Если степени подвижности обозначить числами, то степень подвижности 1 должна соответствовать первому подвижному соединению, ближайшему к установочной поверхности основания, степень подвижности 2 — второму подвижному соединению и так далее, а степень подвижности m — подвижному соединению, на котором установлен механический интерфейс.

Примечание — Примеры приведены е приложении А.

5 Системы координат

5.1    Глобальная система координат О0—Х0— У„—2^

Начало глобальной системы координат О0 должно быть определено пользователями в соответствии с их требованиями. Ось +Z0 коллинеарна направлению ускорения вектора силы тяжести, но направлена в противоположную сторону. Ось +Х0 должна быть определена пользователями в соответствии с их требованиями (см. рисунок 3).

5.2    Система координат основания О,—X,—У,—Z,

Начало системы координат основания О, должно быть определено изготовителем робота. Ось +Z, направлена в сторону механической конструкции робота перпендикулярно к установочной поверхности основания. Ось +Х, направлена из начала координат и проходит через проекцию центра рабочего пространства Cw на плоскость установочной поверхности основания (см. рисунки 3 и 4). Если конфигурация робота препятствует выполнению данного соглашения, тонаправление оси +Х, должно бытьопределе-но изготовителем.

Примечание - Примеры систем координат основания и механического интерфейса приведены а приложении А.

ГОСТ Р 60.0.0.3—2016

*0

Рисунок 3 — Примеры систем координат Z,

Рисунок 4 — Примеры рабочего пространства робота

S

ГОСТ Р 60.0.0.3—2016

5.3    Система координат механического интерфейса Ов—Хт—Ут—2т

Началом системы координат механического интерфейса От является центр механического интерфейса От. Ось +Zm направлена перпендикулярно е сторону от механического интерфейса. Ось +Хт определена как линия, параллельная оси +Z, (+Х,). когда механический интерфейс расположен параллельно плоскости Y,Z, (X, У,), а основные и дополнительные степени подвижности робота находятся вблизи своих средних положений. Если конфигурация робота препятствует выполнению данного соглашения. то положение основных степеней подвижности должно быть определено изготовителем (см. рисунок 3).

Примечание — Примеры систем координат основания и механического интерфейса приведены в приложении А.

5.4    Система координат инструмента (СКИ) 0,~Х,—У,—Z[

Началом системы координат инструмента О, является центральная точка инструмента (ЦТИ) О, (см. рисунок 5). Направление оси +Z, зависит от инструмента, обычно она направлена в сторону от инструмента. В случае плоского захватного устройства зажимного типа ось ♦ Ym расположена в плоскости перемещения пальцев.

Рисунок 5 — Пример системы координат инструмента

5.5 Система координат мобильной платформы Ор—Хр—Ур—Zp

Началом системы координат мобильной платформы является исходная точка мобильной платформы О . Направление оси +Хр обычно соответствует направлению движения вперед мобильной платформы. Ось +2^ обычно направлена вверх от мобильной платформы (см. рисунок 6).

Рисунок в — Пример системы координат мобильной платформы

6

5.6 Система координат задания 0„—Хи— Ук— Система координат задания показана на рисунке 7.

ГОСТ Р 60.0.0.3—2016

) — глобальная система координат, 2 — система координат основания, 3 — система координат механического интерфейса, 4 — система координат инструмента, 5 — система координат задания, б — система координат объекта: 7 — система координат камеры: в — ЦТИ: 9 — захеатное устройство

Рисунок 7 — Системы координат при взятии объекта

5.7    Система координат объекта О,—Xf— —Z,

Система координат объекта показана на рисунке 7.

5.8    Система координат камеры Ое—Хе—Уе—ZСистема координат камеры показана на рисунке 7.

7

ГОСТ Р 60.0.0.3—2016

Приложение А (справочное)

Примеры систем координат для разных механических конструкций

8

ГОСТ Р 60.0.0.3—2016

2,

2,

9

ГОСТ Р 60.0.0.3—2016

2,

10

ГОСТ Р 60.0.0.3—2016

Приложение ДА (справочное)

Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам

Таблица ДА.1

Обозначение ссылочного международного стандарта

Стелена

соответствия

Обозначение и ияиыеиоеаиие соответствующего национального стандарта

ISO 8373:2012

ют

ГОСТ Р ИСО 8373—2014 «Роботы и робототехнические устройства. Термины и определения»

Примечание—В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандарта:

• ЮТ — идентичный стандарт.

Библиография

(1) ISO 14539:2000. Manipulating industrial robots — Object handling with grasp-type grippers — Vocabulary and presentation of characteristics

11

ГОСТ Р 60.0.0.3—2016

УДК 656.072:681.3:006.354    ОКС 25.040.30    П87    ОКСТУ 4002

Ключевые слова: роботы, робототехнические устройства, промышленные роботы, термины, определения. системы координат

Редактор Д Е. Титов Техническим редактор В Н. Прусакова Корректор в.Е. Нестерова Компьютерная еерстка И.А Напеиконой

Сдано е набор 16.11.2016. Подписано е печать 13.(2.2016. Формат 60 » 64Г арии тура Ариел. Уел. леч. л. 1.66. Уч.-кзд. п. 1.68. Тираж 32 эм Зак. 3136.

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

Издано и отпечатано во ФГУП «СТАНДАР ТИН ФОРМ». 123995 Москва, Гранатный пер.. 4.