标准搜索结果: 'GB/T 38560-2020'
| 标准编号 | GB/T 38560-2020 (GB/T38560-2020) | | 中文名称 | 工业机器人的通用驱动模块接口 | | 英文名称 | Interface of universal driver module for industrial robots | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J28 | | 国际标准分类 | 25.040.30 | | 字数估计 | 10,144 | | 发布日期 | 2020-03-06 | | 实施日期 | 2020-10-01 | | 引用标准 | GB/T 5226.1-2019; GB/T 15706-2012; GB/T 16855.1-2018; IEC 61076-1-2006; IEC 62061 | | 起草单位 | 遨博(北京)智能科技有限公司、北京航空航天大学、首都师范大学、深圳吉阳智能科技有限公司、常州易尔泰智能传动技术有限公司、苏州中德睿博智能科技有限公司、博众精工科技股份有限公司、清华大学、清能德创电气技术(北京)有限公司、安徽配天机器人技术有限公司、长春禹衡光学有限公司、北京机械工业自动化研究所有限公司 | | 归口单位 | 全国自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC/TC 159) | | 提出机构 | 中国机械工业联合会 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本标准规定了工业机器人通用驱动模块的设计原则和模块化结构设计要求。本标准适用于模块化工业机器人通用驱动模块的设计和开发。 | GB/T 38560-2020
Interface of universal driver module for industrial robots
ICS 25.040.30
J28
中华人民共和国国家标准
工业机器人的通用驱动模块接口
2020-03-06发布
2020-10-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅰ
引言 Ⅱ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 通用驱动模块设计原则 2
5 通用驱动模块化结构 2
5.1 概述 2
5.2 机械接口 2
5.3 电气接口 3
5.4 通信协议接口 3
5.5 模块安全性要求 3
附录A(资料性附录) 一体化通用驱动模块示例 4
附录B(资料性附录) 驱动模块机械接口相关参数要求 6
参考文献 7
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009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:遨博(北京)智能科技有限公司、北京航空航天大学、首都师范大学、深圳吉阳智能
科技有限公司、常州易尔泰智能传动技术有限公司、苏州中德睿博智能科技有限公司、博众精工科技股
份有限公司、清华大学、清能德创电气技术(北京)有限公司、安徽配天机器人技术有限公司、长春禹衡光
学有限公司、北京机械工业自动化研究所有限公司。
本标准主要起草人:邵振洲、魏洪兴、胡磊、李永东、娄威、李煜、杨书评、朱宏伟、关永、谈金东、施智平、
王瑞、邹翼波、王健、曹俊、肖曦、张俊丰、王泽涵、杨尚、黄永衡。
引 言
随着机电一体化技术的发展,工业产品朝着智能化、系统化、微型化与模块化的方向发展。尤其是
在工业机器人领域,模块化、轻量化和多轴化成为其发展趋势。而对于传统工业机器人来说,由于其构
型的较为固定,各个自由度之间结构形式都不相同,不具有可替换性,组成方式较为单一,受到自身结构
的限制,决定其功能的单一化,无法适应复杂多变的环境和任务。
虽然国内机器人领域现在已经有较大的发展,但与国际先进水平相比仍有较长的路要走,比如国外
的移动机械臂多采用模块化关节的设计思想,这在关节更换、故障排除等方面有着巨大的优势,而国内
机械臂的设计中还缺少这种指导思想。
因此,建立工业机器人的通用驱动模块接口标准,利用通用驱动模块接口,可以实现快速置换和故
障排除等,突破机器人模块化设计技术,形成具有自主知识产权的机器人关键部件,有效降低机器人产
品的开发难度,并形成关键技术的积累和沉淀,可以支撑我国工业机器人技术及产业的发展,促进机器
人技术的普及应用。
工业机器人的通用驱动模块接口
1 范围
本标准规定了工业机器人通用驱动模块的设计原则和模块化结构设计要求。
本标准适用于模块化工业机器人通用驱动模块的设计和开发。
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/T 5226.1-2019 机械电气安全 机械电气设备 第1部分:通用技术条件
GB/T 15706-2012 机械安全 设计通则 风险评估与风险减小
GB/T 16855.1-2018 机械安全 控制系统安全相关部件 第1部分:设计通则
IEC 62061 机械安全 与安全有关的电气、电子和可编程序电子控制系统的功能安全(Safetyof
trolsystems)
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
工业机器人 industrialrobot
自动控制的、可重复编程、多用途的操作机,可对三个或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。
[GB/T 12643-2013,定义2.9]
3.2
驱动模块 drivermodule
在工业机器人中,由伺服电机、减速器、制动器、位置反馈编码器、伺服驱动器等组成的具有独立功
能的驱动单元。
3.3
通信总线 communicationbus
用于驱动模块之间、驱动模块与控制器之间通信的总线。
3.4
一体化 uniform
在驱动模块中集成电源和通信总线并统一外部接口。
3.5
可重构化 reconfiguration
根据不同给定任务的需求,工业机器人可基于通用驱动模块构建具有不同构型设计和功能。
4 通用驱动模块设计原则
通用驱动模块应遵循接口统一、可靠性高和安全性高等设计原则,并满足快速更换和互操作等要
求。如图1所示,各驱动模块提供统一的机械、电气和通信接口,且为双向,模块两端均可与其他模块相
, 。:
a) 驱动模块的支撑机构、电机及传动装置设计应实现一体化驱动模块的结构紧凑、装配方便以及
可重构化,并针对伺服电机、减速器、制动器、高精度位置反馈数字电位器、控制电路等组成部
件进行优化设计;
b) 在设计多自由度(含1自由度)机械臂时,应采用即插即用连接机构以实现电气和机械的快速
连接,并且在模块功能出现异常时应支持快速替换,保证结构和功能的快速修复;
c) 设计驱动模块时,为简化参数设置,内部应预置ID、校正和配准等信息;
d) 驱动模块的拆装要保证其供电、通信和安全性不受损害,避免造成模块功能失常、失效或不安
全的行为;
e) 系统硬件平台的设计在兼顾散热和可靠性的前提下应采用小型化及集成化技术。
5 通用驱动模块化结构
5.1 概述
每个通用驱动模块内部应包含完整的机械结构和控制电路,并能实现机械与电气上的即插即用。
每一个伺服驱动模块内部存储器应保存配置、校准、位置等信息,以保证其可插拔和快速替换。
一体化通用驱动模块的设计主要包括壳体及支撑结构、伺服电机、位置传感器、电子刹车或机械刹
车/抱闸、伺服驱动器(实现伺服控制,内置电流传感器,实现电流环控制算法,具有过热、过流、过压/欠
压等保护功能,并接出通信接口或高速现场总线,如CAN、RS232和EtherCAT等)和减速机构等。具
体示例参见附录A。
5.2 机械接口
通用驱动模块应具有统一的机械接口,便于驱动模块之间的连接,以及驱动模块与连接件互联,并
保证模块间的物理连接、数据和电源对应的接口连接在装配和拆卸过程中不易损坏,避免驱动模块在使
用过程出现性能和安全风险。驱动模块机械接口相关参数要求参见附录B。
为保证模块间的连接和功能的有效性,通用驱动模块的机械接口应遵循以下原则:
a) 采用合适的机械设计方法,如限位开关或机械限位接口等,保证通用驱动模块间的对齐和定
位,以及在静态和动态运动条件下的连接强度;
b) 保证模块间的电气和电源连接不易被损坏;
c) 适当采用同轴和/或圆锥体的结构设计,使得角度和径向运动误差最小,防止连接点损坏;
d) 机械接口处宜采用环形结构,并提供具有一定分布的连接点,保证驱动模块连接的准确性。
其他电气机械连接应符合IEC 61076-1:2006的要求。
另外,根据机器人的应用场景,通用驱动模块的材料应具备特定的性质,包括强度、韧性、质量、形状
和热电参数等。材料选择应遵循以下原则:
a) 所使用材料不能对周围环境造成化学污染;
b) 所使用材料应防火,避免引发火灾,具体要求应符合IEC 61076-1:2006;
c) 所使用材料在特定的操作环境中应具有一定的抗疲劳度;
d) 选择材料时应考虑在机器人操作过程中由于跌落、拉伸和挤压等对伺服驱动模块造成的可能
损害。
5.3 电气接口
通用驱动模块电气接口应包括电源和传感器接口等,在保证驱动模块功能的前提下,尽量简化电气
连接,最大限度地防止机器人运动造成线路损坏,降低安全隐患。另外,不同模块间的电气接口应易于
连接,不需要任何工具手动即可完成,便于机器人集成和模块更换。
根据实际应用需求,通用驱动模块电源可为直流12V~48V、100V~240V单相或三相交流等供
电方式,采用串行方式,便于通用驱动模块的扩展和维护。相关线缆应采用中空孔走线方式,避免电源
或通信线暴露在驱动模块外部,在运行过程中与其他外设产生干涉。另应考虑EMC和EMI问题,并
采用适当的测量设备,确保电源线和通信信号线等之间没有相互干扰。EMC和EMI具体要求应符合
GB/T 5226.1-2019和IEC 61076-1:2006。
除上述电源和通信电气接口外,驱动模块应装配位置、加速度、电流和温度等检测传感器,用于模块
控制和状态观测。电机电流传感器宜根据关节型号确定各数值。
电气连接器应考虑机械操作的耐用性,以及绝缘性和耐压性等电气性能指标要求。由于工业机
器人工作环境的差异,应考虑连接器耐温、耐湿、耐盐雾、抗振动和冲击等参数。具体要求应符合
GB/T 5226.1-2019和IEC 61076-1:2006。
5.4 通信协议接口
通信接口可支持一种或多种国际通用标准总线协议,宜采用RS232、CAN、双CAN、EtherCAT总
线和Powerlink等,并提供API支持,开放通信协议,便于用户自主开发。
5.5 模块安全性要求
每个通用驱动模块需要危险评估以确......
|