ГОСТ Р 60.0.0.3-2016 /ИСО 9787:2013 Роботы и робототехнические устройства. Системы координат и обозначение перемещений.

    ГОСТ Р 60.0.0.3-2016/ИСО 9787:2013

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Роботы и робототехнические устройства

СИСТЕМЫ КООРДИНАТ И ОБОЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Robots and robotic devices. Coordinate systems and motion nomenclatures

ОКС 25.040.30

Дата введения 2018-01-01

      Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным бюджетным учреждением "Консультационно-внедренческая фирма в 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 англоязычной версии 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. N 1623-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 9787:2013* "Роботы и робототехнические устройства. Системы координат и 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

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2020 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях 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 (www.gost.ru)

 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 и определения" и распространяется на все роботы и робототехнические устройства наземного применения. Он идентичен международному стандарту ИСО 9787:2013, разработанному подкомитетом SC 2 "Роботы и робототехнические устройства" Технического комитета ISO/TC 184 "Системы автоматизации и их интеграция".

Примечание - С 1 января 2016 года ISO/TC 184/SC 2 "Роботы и робототехнические устройства" преобразован в ISO/TC 299 "Робототехника".

      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

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).

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

      3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 12100, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

3.6

3.7

3.8

3.9

3.10

3.11

система координат задания (task coordinate system): Система координат, связанная с местом выполнения задания, обозначаемая как - - - .   [ИСО 14539:2000, 3.3.5]

3.12

система координат объекта (object coordinate system): Система координат, связанная с объектом, обозначаемая как - - - .   [ИСО 14539:2000, 3.3.5]

3.13

система координат камеры (camera coordinate system): Система координат, связанная с сенсором, который контролирует место выполнения задания, обозначаемая как - - - .   Примечание - Система технического зрения может быть установлена для определения положения и ориентации произвольно расположенных объектов.           [ИСО 14539:2000, 3.3.7]

3.14

      4 Общие правила для систем координат и типов перемещений

      4.1 Правые системы координат

Все системы координат, использованные в настоящем стандарте, определены как ортогональные правые системы координат, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1 - Правая система координат

      4.2 Поступательные перемещения

Поступательные перемещения вдоль осей X, Y и Z обозначаются следующим образом:

+ или - x вдоль оси X;

+ или - y вдоль оси Y;

+ или - z вдоль оси Z.

      4.3 Вращения

Вращения вокруг осей X, Y и Z обозначаются следующим образом:

+ или - A вокруг оси X;

+ или - B вокруг оси Y;

+ или - C вокруг оси Z.

A, B и C называются также углами крена, тангажа и рыскания, соответственно.

Положительные значения A, B и C отсчитываются в направлении завинчивания винта с правой резьбой в положительном направлении осей X, Y и Z, соответственно (см. рисунок 2).

Общие вращения формируются за счет комбинации индивидуальных вращений.

A - угол крена; B - угол тангажа; C - 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 в приложении А.

      5 Системы координат

      5.1 Глобальная система координат

-

-

-

Начало глобальной системы координат

должно быть определено пользователями в соответствии с их требованиями. Ось +

коллинеарна направлению ускорения вектора силы тяжести, но направлена в противоположную сторону. Ось +

должна быть определена пользователями в соответствии с их требованиями (см. рисунок 3).

      5.2 Система координат основания

-

-

-

Начало системы координат основания

должно быть определено изготовителем робота. Ось +

направлена в сторону механической конструкции робота перпендикулярно к установочной поверхности основания. Ось +

направлена из начала координат и проходит через проекцию центра рабочего пространства

на плоскость установочной поверхности основания (см. рисунки 3 и 4). Если конфигурация робота препятствует выполнению данного соглашения, то направление оси +

должно быть определено изготовителем.

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

Рисунок 3 - Примеры систем координат

Рисунок 4 - Примеры рабочего пространства робота

      5.3 Система координат механического интерфейса

-

-

-

Началом системы координат механического интерфейса

является центр механического интерфейса

. Ось +

направлена перпендикулярно в сторону от механического интерфейса. Ось +

определена как линия, параллельная оси +

(+

), когда механический интерфейс расположен параллельно плоскости

(

(

), 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).

), 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)

-

-

-

Началом системы координат инструмента

является центральная точка инструмента (ЦТИ)

(см. рисунок 5). Направление оси +

зависит от инструмента, обычно она направлена в сторону от инструмента. В случае плоского захватного устройства зажимного типа ось +

расположена в плоскости перемещения пальцев.

Рисунок 5 - Пример системы координат инструмента

      5.5 Система координат мобильной платформы

-

-

-

Началом системы координат мобильной платформы является исходная точка мобильной платформы

. Направление оси +

обычно соответствует направлению движения вперед мобильной платформы. Ось +

обычно направлена вверх от мобильной платформы (см. рисунок 6).

Рисунок 6 - Пример системы координат мобильной платформы

      5.6 Система координат задания

-

-

-

Система координат задания показана на рисунке 7.

1 - глобальная система координат; 2 - система координат основания; 3 - система координат механического интерфейса; 4 - система координат инструмента; 5 - система координат задания; 6 - система координат объекта; 7 - система координат камеры; 8 - ЦТИ; 9 - захватное устройство

Рисунок 7 - Системы координат при взятии объекта

      5.7 Система координат объекта

-

-

-

Система координат объекта показана на рисунке 7.

      5.8 Система координат камеры

-

-

-

Система координат камеры показана на рисунке 7.

Приложение А

(справочное)

 Примеры систем координат для разных механических конструкций

Рисунок А.1 - Робот с прямоугольной системой координат

Рисунок А.2 - Робот с цилиндрической системой координат

Рисунок А.3 - Робот с полярной системой координат

Рисунок А.4 - Шарнирный робот

Рисунок А.5 - Робот типа SCARA

Приложение ДА

(справочное)

 Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам

Таблица ДА.1

 Библиография