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《機器人自適應能力技術要求》征求意見

2023-10-09 14:34:23 來源：儀表網 閱讀量：9472

　　近日，由北京機械工業自動化研究所有限公司 、上海非夕機器人科技有限公司等單位起草，TC591(全國機器人標準化技術委員會)歸口的國家標準計劃《機器人自適應能力技術要求》征求意見稿已編制完成，現公開征求意見。
 
　　傳統機器人主要依靠快速、精準的位置控制，來完成運行“固定軌跡”實現任務執行，但在非結構化工況中，線下軌跡編程就難以發揮作用。針對機器人自適應能力技術的不完善、描述不統一，國內外還沒有關于機器人自適應能力的技術要求標準，更沒有相關產品標準，嚴重影響高端機器人“補短板”的進程等問題。
 
　　本文件在機器人自適應能力的技術要求和等級等方面進行了規范，可以指導相關方解決上述問題。本文件按照GB/T 1.1—2020《標準化工作導則 第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。
 
　　本文件規定了機器人自適應能力的技術要求和等級。本文件適用于機器人的開發機構、生產單位、第三方評測機構、使用方及相關人員，為其在進行機器人自適應能力技術的開發、測試和應用過程中提供指導。
 
　　能力測試步驟
 
　　1.通則
 
　　機器人按照測試準備、測試用例、測試執行、測試記錄、結果分析等步驟對機器人自適應能力進行測試。
 
　　2.位姿偏差容忍度
 
　　2.1 通過力控來確保靜態接觸力
 
　　通過力控來確保靜態接觸力的能力測試，可以按照如下步驟進行：
 
　　a) 在機器人末端固定一個標準力規；
 
　　b) 把上述力規固定在和機器人同個平臺上；
 
　　c) 驅動機器人施加一個恒定的力或力矩；
 
　　d) 同步采集機器人的力感知數值和標準力規的數值，并分析兩者關系。
 
　　2.2 通過力控來確保動態接觸力
 
　　通過力控來確保動態接觸力的能力測試，可以按照如下步驟進行：
 
　　a) 在機器人末端固定一個標準力規；
 
　　b) 驅動機器人末端在一個標準平面和特定曲率的曲面上按照特定軌跡貼合滑動；
 
　　c) 同步采集機器人的力感知數值和標準力規的數值，并分析兩者關系；
 
　　d) 利用激光跟蹤儀跟蹤機器人TCP與平/曲面的貼合軌跡。
 
　　2.3 通過力控來補償操作對象的位姿偏差
 
　　通過力控來補償操作對象位姿偏差的能力測試，可以按照如下步驟進行：
 
　　a) 準備多個標準銷孔裝配場景：在機器人末端安裝銷，在固定平臺上安裝帶有標準孔的治具，孔公差為H6；
 
　　b) 驅動機器人把銷插入孔中；
 
　　c) 同步采集機器人的力感知數值。
 
　　2.4 通過視覺引導對操作對象位姿偏差的適應能力
 
　　通過視覺引導來補償操作對象位姿偏差的能力測試，可以按照如下步驟進行：
 
　　a) 搭建機器人和視覺聯動系統；
 
　　b) 準備多個標準銷孔裝配場景：在機器人末端安裝銷，在固定平臺上安裝帶有標準孔的治具, 孔公差為H6，驅動機器人把銷插入孔中；
 
　　c) 同步采集機器人的視覺數值。
 
　　2.5 通過力控借助外界定位面來輔助機器人實現位置和角度定位的能力
 
　　通過力控借助外界定位面來輔助機器人實現位置和角度定位的能力測試，可以按照如下步驟進行：
 
　　a) 將機器人安裝在一個移動平臺上，在工作臺安裝定位工具；
 
　　b) 驅動機器人貼合到定位面，完成定位校準；
 
　　c) 驅動機器人到世界坐標系上的一個點，利用激光跟蹤儀或者球桿儀記錄機器人位置；
 
　　d) 移動機器人平臺，再次完成b，c動作，再次測量機器人位置。
 
　　3.抗干擾能力
 
　　3.1 抵抗來自機器人本體干擾的能力
 
　　抵抗來自機器人本體干擾的能力測試，可以按照如下步驟進行：
 
　　a) 給機器人底座添加5Hz的震動，重復7.2的測試步驟；
 
　　b) 實現機器人底座與工作臺的相對位置在±50mm的范圍內移動，每次移動后機器人可利用工作臺上的定位工具或視覺進行位置的重新校準，并測量機器人在世界坐標系下同一點的位置偏差；
 
　　c) 給機器人肘部添加2Hz的震動，重復7.2的測試步驟。
 
　　3.2 抵抗來自機器人操作工具干擾的能力
 
　　抵抗來自機器人操作工具干擾的能力測試，可以按照如下步驟進行：
 
　　a) 結合機器人系統，搭建位置測量的環境和力/力矩測量的環境；
 
　　b) 給工具添加100Hz的震動，重復7.2的測試步驟。
 
　　3.3 抵抗來自機器人操作對象干擾的能力
 
　　抵抗來自機器人操作對象干擾的能力測試，可以按照如下步驟進行：
 
　　a) 結合機器人系統，搭建位置測量的環境和力或力矩測量的環境；
 
　　b) 給操作對象添加10Hz的震動，重復7.2的測試步驟。
 
　　4.任務泛化能力
 
　　4.1 通過 AI 視覺實現相似物體操作/裝配能力
 
　　通過AI視覺實現對于相似物體的操作/裝配的能力測試，可以按照如下步驟進行：
 
　　a) 搭建機器人基于AI視覺完成操作/裝配任務的基本環境；
 
　　b) 訓練AI模型使機器人完成某一種物體的操作/裝配；
 
　　c) 選擇與上述物體相似但不同的物體，根據相似度分級；
 
　　d) 驅動機器人用b步驟的AI模型完成對于c步驟物體的操作/裝配；
 
　　e) 重復b,c,d步驟。
 
　　4.2 通過力控實現相似物體操作/裝配能力
 
　　通過力控實現對于相似物體操作/裝配的能力測試，可以按照如下步驟進行：
 
　　a) 搭建機器人基于力控完成操作/裝配任務的基本環境；
 
　　b) 驅動機器人完成某一種物體的操作/裝配；
 
　　c) 選擇與上述物體相似但不同的物體，根據相似度分級；
 
　　d) 重復b步驟；
 
　　b) 驅動機器人完成某一種物體的操作/裝配；
 
　　c) 選擇與上述物體相似但不同的物體，根據相似度分級；
 
　　d) 重復b步驟；
 
　　e) 重復c,d步驟。
 
　　自適應能力賦予機器人產品極佳的通用性和柔性，不僅在汽車、3C 電子、新能源、航空、家電等工業領域解決更多復雜的自動化需求，而且在醫療、農業、物流、服務、科研等領域實現突破性的創新應用，推動多行業多場景的先進自動化應用落地和商業化。
 
　　本文件將為機器人自適應能力技術的開發、測試提供指導，賦予機器人在非結構化工況下采用力位協同方式完成復雜任務的能力，降低機器人對于結構化工況的依賴性，有效提升機器人產品的通用性和柔性。本標準優先對工業領域的應用提供指導，將推動在裝配測試、表面處理、移動操作等工業場景的普及應用，涵蓋超千億元的市場容量。
 
　　更多詳情請見附件。

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