style="width:6.08056in;height:6.62708in" /> 本文是学习GB-T 33262-2016 工业机器人模块化设计规范. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了工业机器人(以下简称"机器人")模块化设计的术语、模块化分类、模块化设计要求和
模块化设计方法等。
本标准适用于工业机器人(包括串联型、并联型、SCARA 型)模块化设计。
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 146.1 标准轨距铁路机车车辆限界
GB 1589 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值
GB/T 11291.1—2011 工业环境用机器人 安全要求 第1部分：机器人
GB/T 12642—2013 工业机器人 性能规范
GB/T 12644—2001 工业机器人 特性表示
GB/T 14468.1—2006 工业机器人 机械接口 第1部分：板类
GB/T 14468.2—2006 工业机器人 机械接口 第2部分：轴类
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
模块 module
构件 component
能够单独命名并独立地完成一定功能的单元。
3.1.2
机构模块 mechanism module
用于机器人运动的传递和运动形成的转换的模块。
3.1.3
控制模块 control module
记录机器人当前运行状态，实现机器人控制功能的模块。
3.2.1
关节模块 joint module
实现机器人旋转、移动等运动功能的模块。
GB/T 33262—2016
3.2.2
连杆模块 link module
实现关节模块间连接的模块。
3.2.3
模块接口 module interface
机构模块与机构模块相互对接的部位。
3.3.1
伺服驱动模块 servo motor module
控制伺服电机动作的模块。
3.3.2
主控模块 main control module
对机器人姿态和运动轨迹进行规划，完成机器人的运动学计算，并输出相应信号量。
3.3.3
传感模块 sensing module
实现机器人内部状态或外部环境感知功能，完成机器人本体或作业对象物理信息反馈的测量。
3.3.4
I/O 模块 I/0 module
输入输出模块。
3.3.5
安全模块 security module
实现过流、过热和缺相等保护的模块。
机器人模块化的分类原则如下：
——模块的划分不能影响系统的主要功能；
—模块划分时应使各模块间相互作用最小，模块功能独立性最大，保持每个模块单元在功能及结
构上有一定的独立性和完整性；
— 模块单元间的接合要素要便于联接和分离；
—— 以尽可能少的模块组成尽可能多的产品，且模块结构尽量简单、规范；
—
相同模块在结构和功能上应具有互换性，性能和结构各异而功能相同的模块也应能互换使用；
— 注意模块在整个系统中的作用、可更换性与扩展性。
机器人模块分类如下：
——机构模块；
— 控制模块。
GB/T 33262—2016
机器人的机构模块主要由下列模块构成：
— 关节模块；
— 连杆模块。
机构模块的动作距离与动作角度的范围由模块的技术规范规定，设计模块时应符合相应的机器人
机构的模块化功能构件规范。
机构模块的特性表达应符合GB/T 12642—2013 和 GB/T 12644—2001 的规定。
机构模块的接口应符合GB/T 14468.1—2006 和 GB/T 14468.2—2006 的规定。
5.1.5.1 关节模块自由度
关节模块的自由度数可有若干个，其中旋转和移动两种单自由度模块为基本关节模块。
5.1.5.2 连杆模块设计要求
连杆模块应简单可靠，并且能够在模块之间传递动力或信息。
5.1.5.3 连杆模块接口
不同长度的连杆模块具有不同方位的标准接口，以使模块关节之间的连接能满足机器人不同运动
学和动力学的要求。
遵循模块化划分原则，工业机器人控制器可划分为以下模块：
——主控模块；
— 伺服驱动模块；
——I/O 模块；
— 安全模块；
— 传感模块。
GB/T 33262—2016
5.2.2.1 环境要求
控制器在使用、贮存和运输过程中应满足表1的环境要求。
表 1 环境要求
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5.2.2.2 模块通信协议要求
控制器各模块的通信总线应优先满足以下几种通信协议形式中的一种或几种，各模块之间应满足
统一的通信协议形式：
——CANopen 协议；
——EtherNET 协议；
EtherCAT 协议；
——DeviceNet 协议；
——PowerLink 协议。
5.2.2.3 控制器推荐的物理接口
控制器应具备以下几种接口：
——USB 接口；
——VGA 接口；
—— 以太网接口；
— RS232 接口；
— RS485 接口；
CAN 接口。
5.2.2.4 供电要求
各模块的控制电源的供电电压应为直流24 V±2.4 V、12V±1.2V或 5 V±0.5V。
5.2.3.1 控制器模块化设计的总体框图
控制器模块化设计总体框图见图1。
GB/T 33262—2016
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注：各模块之间通信尽可能采用同一总线协议，也可按需求采用不同的总线协议。
图 1 控制器模块化设计总体框图
5.2.3.2 主控模块
5.2.3.2.1 功能要求
主控模块作为机器人控制器的核心模块，其设计应具备以下功能：
——运动计算与轨迹规划；
——机器人语言及操作命令的解释处理；
——人机交互控制；
— 传感器信息处理；
——故障检测与诊断；
——总线通信；
—— 日志信息记录。
5.2.3.2.2 接口要求
主控模块接口应满足以下要求：
5.2.2.3 ;
5.2.2.4 。
5.2.3.2.3 主控模块的总线交互信息
主控模块通过总线与上位机、驱动器、I/O
模块、视觉模块、力控制等模块通信，总线交互信息应包
括以下内容：
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——与驱动器交互信息：主控模块配置驱动器的工作模式、控制其状态机切换、设置运动控制参数，
5.2.3.3 。
与 I/O 模块交互信息；主控模块配置 I/O
模块状态机切换、配置地址映射、I/O 极性、I/O 输
出、传输模式等参数，并读取输出 I/O 模块的 I/O 信息和状态信息。 I/O
模块参数要求见
5.2.3.4 。
——与视觉模块交互信息：主控模块获取当前图像采集、设定图像处理任务参数、启动图像处理任
务，并获取视觉模块类型、图像处理状态参数、工件信息描述参数、工件基本特征点坐标值以及
报警信息参数等。视觉模块参数要求见5.2.3.6.3。
——与力控制模块交互信息：主控模块设置力控模块配置信息、标定信息、门限值、通信参数、坐标
设置参数等，并接收力控模块返回的力、扭矩值和状态字等。力控制模块参数要求见
5.2.3.6.4。
5.2.3.3 伺服驱动模块
5.2.3.3.1 功能要求
机器人控制器的最终执行端，完成主控模块轨迹规划的各种运动，其中驱动器根据主控模块的轨迹
规划指令控制伺服电机运行，完成机器人各轴的运动控制。伺服驱动模块应具备以下功能：
5.2.2.3 要求的任一种总线接口形式；
— 操作模式：插补位置模式；
——控制功能：位置反馈闭环控制功能；
——安全报警：报警保护功能；
— 通信对象：应具备 PDO (过程数据对象)、SDO
(服务数据对象)、同步、紧急事件处理和网络管
理功能；
—对象字典：电机参数、控制参数、编码器参数应具有对象字典读写功能；
——状态机功能：根据主控模块命令及内部错误切换驱动器状态，应具有上电禁止、上电使能、错误
处理三种状态；
—控制参数：位置环和速度环的 PID
参数、前馈参数、滤波参数、限位参数应允许通过总线配置；
——插补模式：具备插补功能，如线性插补或样条插补等。
5.2.3.3.2 接口要求
伺服驱动模块的接口要求如下：
5.2.2.3 ;
— 动力电源接口：驱动器的动力电源输入，电压要求为三相电压为380 V、50
Hz,单相电压为
220 V 、50 Hz;
— 电机驱动接口：驱动伺服电机的三相动力线接口；
——位置反馈接口：伺服电机的码盘反馈接口。
注：位置反馈接口的接口形式推荐以下任 一 种：
● RS485 接 口 ；
● EnDat 接 口 ；
● HIPERFACE 接 口 ；
● SSI 接 口 。
— — 通
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力控制模块的总线交
TF业而水明止
GB/T 33262—2016
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