《機(jī)器人自適應(yīng)能力技術(shù)要求》征求意見(jiàn)

　　【儀表網(wǎng) 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)】近日，由北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所有限公司 、上海非夕機(jī)器人科技有限公司等單位起草，TC591(全國(guó)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì))歸口的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃《機(jī)器人自適應(yīng)能力技術(shù)要求》征求意見(jiàn)稿已編制完成，現(xiàn)公開(kāi)征求意見(jiàn)。
 

　　傳統(tǒng)機(jī)器人主要依靠快速、精準(zhǔn)的位置控制，來(lái)完成運(yùn)行“固定軌跡”實(shí)現(xiàn)任務(wù)執(zhí)行，但在非結(jié)構(gòu)化工況中，線(xiàn)下軌跡編程就難以發(fā)揮作用。針對(duì)機(jī)器人自適應(yīng)能力技術(shù)的不完善、描述不統(tǒng)一，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有關(guān)于機(jī)器人自適應(yīng)能力的技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)，更沒(méi)有相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重影響高端機(jī)器人“補(bǔ)短板”的進(jìn)程等問(wèn)題。
 

　　本文件在機(jī)器人自適應(yīng)能力的技術(shù)要求和等級(jí)等方面進(jìn)行了規(guī)范，可以指導(dǎo)相關(guān)方解決上述問(wèn)題。本文件按照GB/T 1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。
 

　　本文件規(guī)定了機(jī)器人自適應(yīng)能力的技術(shù)要求和等級(jí)。本文件適用于機(jī)器人的開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)單位、第三方評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)、使用方及相關(guān)人員，為其在進(jìn)行機(jī)器人自適應(yīng)能力技術(shù)的開(kāi)發(fā)、測(cè)試和應(yīng)用過(guò)程中提供指導(dǎo)。
 

　　能力測(cè)試步驟
 

　　1.通則
 

　　機(jī)器人按照測(cè)試準(zhǔn)備、測(cè)試用例、測(cè)試執(zhí)行、測(cè)試記錄、結(jié)果分析等步驟對(duì)機(jī)器人自適應(yīng)能力進(jìn)行測(cè)試。
 

　　2.位姿偏差容忍度
 

　　2.1 通過(guò)力控來(lái)確保靜態(tài)接觸力
 

　　通過(guò)力控來(lái)確保靜態(tài)接觸力的能力測(cè)試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
 

　　a) 在機(jī)器人末端固定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)力規(guī)；
 

　　b) 把上述力規(guī)固定在和機(jī)器人同個(gè)平臺(tái)上；
 

　　c) 驅(qū)動(dòng)機(jī)器人施加一個(gè)恒定的力或力矩；
 

　　d) 同步采集機(jī)器人的力感知數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)力規(guī)的數(shù)值，并分析兩者關(guān)系。
 

　　2.2 通過(guò)力控來(lái)確保動(dòng)態(tài)接觸力
 

　　通過(guò)力控來(lái)確保動(dòng)態(tài)接觸力的能力測(cè)試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
 

　　a) 在機(jī)器人末端固定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)力規(guī)；
 

　　b) 驅(qū)動(dòng)機(jī)器人末端在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平面和特定曲率的曲面上按照特定軌跡貼合滑動(dòng)；
 

　　c) 同步采集機(jī)器人的力感知數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)力規(guī)的數(shù)值，并分析兩者關(guān)系；
 

　　d) 利用激光跟蹤儀跟蹤機(jī)器人TCP與平/曲面的貼合軌跡。
 

　　2.3 通過(guò)力控來(lái)補(bǔ)償操作對(duì)象的位姿偏差
 

　　通過(guò)力控來(lái)補(bǔ)償操作對(duì)象位姿偏差的能力測(cè)試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
 

　　a) 準(zhǔn)備多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)銷(xiāo)孔裝配場(chǎng)景：在機(jī)器人末端安裝銷(xiāo)，在固定平臺(tái)上安裝帶有標(biāo)準(zhǔn)孔的治具，孔公差為H6；
 

　　b) 驅(qū)動(dòng)機(jī)器人把銷(xiāo)插入孔中；
 

　　c) 同步采集機(jī)器人的力感知數(shù)值。
 

　　2.4 通過(guò)視覺(jué)引導(dǎo)對(duì)操作對(duì)象位姿偏差的適應(yīng)能力
 

　　通過(guò)視覺(jué)引導(dǎo)來(lái)補(bǔ)償操作對(duì)象位姿偏差的能力測(cè)試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
 

　　a) 搭建機(jī)器人和視覺(jué)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)；
 

　　b) 準(zhǔn)備多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)銷(xiāo)孔裝配場(chǎng)景：在機(jī)器人末端安裝銷(xiāo)，在固定平臺(tái)上安裝帶有標(biāo)準(zhǔn)孔的治具, 孔公差為H6，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人把銷(xiāo)插入孔中；
 

　　c) 同步采集機(jī)器人的視覺(jué)數(shù)值。
 

　　2.5 通過(guò)力控借助外界定位面來(lái)輔助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)位置和角度定位的能力
 

　　通過(guò)力控借助外界定位面來(lái)輔助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)位置和角度定位的能力測(cè)試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
 

　　a) 將機(jī)器人安裝在一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)上，在工作臺(tái)安裝定位工具；
 

　　b) 驅(qū)動(dòng)機(jī)器人貼合到定位面，完成定位校準(zhǔn)；
 

　　c) 驅(qū)動(dòng)機(jī)器人到世界坐標(biāo)系上的一個(gè)點(diǎn)，利用激光跟蹤儀或者球桿儀記錄機(jī)器人位置；
 

　　d) 移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)，再次完成b，c動(dòng)作，再次測(cè)量機(jī)器人位置。
 

　　3.抗干擾能力
 

　　3.1 抵抗來(lái)自機(jī)器人本體干擾的能力
 

　　抵抗來(lái)自機(jī)器人本體干擾的能力測(cè)試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
 

　　a) 給機(jī)器人底座添加5Hz的震動(dòng)，重復(fù)7.2的測(cè)試步驟；
 

　　b) 實(shí)現(xiàn)機(jī)器人底座與工作臺(tái)的相對(duì)位置在±50mm的范圍內(nèi)移動(dòng)，每次移動(dòng)后機(jī)器人可利用工作臺(tái)上的定位工具或視覺(jué)進(jìn)行位置的重新校準(zhǔn)，并測(cè)量機(jī)器人在世界坐標(biāo)系下同一點(diǎn)的位置偏差；
 

　　c) 給機(jī)器人肘部添加2Hz的震動(dòng)，重復(fù)7.2的測(cè)試步驟。
 

　　3.2 抵抗來(lái)自機(jī)器人操作工具干擾的能力
 

　　抵抗來(lái)自機(jī)器人操作工具干擾的能力測(cè)試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
 

　　a) 結(jié)合機(jī)器人系統(tǒng)，搭建位置測(cè)量的環(huán)境和力/力矩測(cè)量的環(huán)境；
 

　　b) 給工具添加100Hz的震動(dòng)，重復(fù)7.2的測(cè)試步驟。
 

　　3.3 抵抗來(lái)自機(jī)器人操作對(duì)象干擾的能力
 

　　抵抗來(lái)自機(jī)器人操作對(duì)象干擾的能力測(cè)試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
 

　　a) 結(jié)合機(jī)器人系統(tǒng)，搭建位置測(cè)量的環(huán)境和力或力矩測(cè)量的環(huán)境；
 

　　b) 給操作對(duì)象添加10Hz的震動(dòng)，重復(fù)7.2的測(cè)試步驟。
 

　　4.任務(wù)泛化能力
 

　　4.1 通過(guò) AI 視覺(jué)實(shí)現(xiàn)相似物體操作/裝配能力
 

　　通過(guò)AI視覺(jué)實(shí)現(xiàn)對(duì)于相似物體的操作/裝配的能力測(cè)試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
 

　　a) 搭建機(jī)器人基于AI視覺(jué)完成操作/裝配任務(wù)的基本環(huán)境；
 

　　b) 訓(xùn)練AI模型使機(jī)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(jù)相似度分級(jí)；
 

　　d) 驅(qū)動(dòng)機(jī)器人用b步驟的AI模型完成對(duì)于c步驟物體的操作/裝配；
 

　　e) 重復(fù)b,c,d步驟。
 

　　4.2 通過(guò)力控實(shí)現(xiàn)相似物體操作/裝配能力
 

　　通過(guò)力控實(shí)現(xiàn)對(duì)于相似物體操作/裝配的能力測(cè)試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
 

　　a) 搭建機(jī)器人基于力控完成操作/裝配任務(wù)的基本環(huán)境；
 

　　b) 驅(qū)動(dòng)機(jī)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(jù)相似度分級(jí)；
 

　　d) 重復(fù)b步驟；
 

　　b) 驅(qū)動(dòng)機(jī)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(jù)相似度分級(jí)；
 

　　d) 重復(fù)b步驟；
 

　　e) 重復(fù)c,d步驟。
 

　　自適應(yīng)能力賦予機(jī)器人產(chǎn)品極佳的通用性和柔性，不僅在汽車(chē)、3C 電子、新能源、航空、家電等工業(yè)領(lǐng)域解決更多復(fù)雜的自動(dòng)化需求，而且在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、物流、服務(wù)、科研等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破性的創(chuàng)新應(yīng)用，推動(dòng)多行業(yè)多場(chǎng)景的先進(jìn)自動(dòng)化應(yīng)用落地和商業(yè)化。
 

　　本文件將為機(jī)器人自適應(yīng)能力技術(shù)的開(kāi)發(fā)、測(cè)試提供指導(dǎo)，賦予機(jī)器人在非結(jié)構(gòu)化工況下采用力位協(xié)同方式完成復(fù)雜任務(wù)的能力，降低機(jī)器人對(duì)于結(jié)構(gòu)化工況的依賴(lài)性，有效提升機(jī)器人產(chǎn)品的通用性和柔性。本標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)先對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供指導(dǎo)，將推動(dòng)在裝配測(cè)試、表面處理、移動(dòng)操作等工業(yè)場(chǎng)景的普及應(yīng)用，涵蓋超千億元的市場(chǎng)容量。
 

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