《机器人自适应能力技术要求》征求意见
- 2023/10/8 15:09:10 22109
- 来源：仪表网
【仪表网 行业标准】近日，由北京机械工业自动化研究所有限公司 、上海非夕机器人科技有限公司等单位起草，TC591(全国机器人标准化技术委员会)归口的国家标准计划《机器人自适应能力技术要求》征求意见稿已编制完成，现公开征求意见。
传统机器人主要依靠快速、精准的位置控制，来完成运行“固定轨迹”实现任务执行，但在非结构化工况中，线下轨迹编程就难以发挥作用。针对机器人自适应能力技术的不完善、描述不统一，国内外还没有关于机器人自适应能力的技术要求标准，更没有相关产品标准，严重影响高端机器人“补短板”的进程等问题。
本文件在机器人自适应能力的技术要求和等级等方面进行了规范，可以指导相关方解决上述问题。本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件规定了机器人自适应能力的技术要求和等级。本文件适用于机器人的开发机构、生产单位、第三方评测机构、使用方及相关人员，为其在进行机器人自适应能力技术的开发、测试和应用过程中提供指导。
能力测试步骤
1.通则
机器人按照测试准备、测试用例、测试执行、测试记录、结果分析等步骤对机器人自适应能力进行测试。
2.位姿偏差容忍度
2.1 通过力控来确保静态接触力
通过力控来确保静态接触力的能力测试，可以按照如下步骤进行：
a) 在机器人末端固定一个标准力规；
b) 把上述力规固定在和机器人同个平台上；
c) 驱动机器人施加一个恒定的力或力矩；
d) 同步采集机器人的力感知数值和标准力规的数值，并分析两者关系。
2.2 通过力控来确保动态接触力
通过力控来确保动态接触力的能力测试，可以按照如下步骤进行：
a) 在机器人末端固定一个标准力规；
b) 驱动机器人末端在一个标准平面和特定曲率的曲面上按照特定轨迹贴合滑动；
c) 同步采集机器人的力感知数值和标准力规的数值，并分析两者关系；
d) 利用激光跟踪仪跟踪机器人TCP与平/曲面的贴合轨迹。
2.3 通过力控来补偿操作对象的位姿偏差
通过力控来补偿操作对象位姿偏差的能力测试，可以按照如下步骤进行：
a) 准备多个标准销孔装配场景：在机器人末端安装销，在固定平台上安装带有标准孔的治具，孔公差为H6；
b) 驱动机器人把销插入孔中；
c) 同步采集机器人的力感知数值。
2.4 通过视觉引导对操作对象位姿偏差的适应能力
通过视觉引导来补偿操作对象位姿偏差的能力测试，可以按照如下步骤进行：
a) 搭建机器人和视觉联动系统；
b) 准备多个标准销孔装配场景：在机器人末端安装销，在固定平台上安装带有标准孔的治具, 孔公差为H6，驱动机器人把销插入孔中；
c) 同步采集机器人的视觉数值。
2.5 通过力控借助外界定位面来辅助机器人实现位置和角度定位的能力
通过力控借助外界定位面来辅助机器人实现位置和角度定位的能力测试，可以按照如下步骤进行：
a) 将机器人安装在一个移动平台上，在工作台安装定位工具；
b) 驱动机器人贴合到定位面，完成定位校准；
c) 驱动机器人到世界坐标系上的一个点，利用激光跟踪仪或者球杆仪记录机器人位置；
d) 移动机器人平台，再次完成b，c动作，再次测量机器人位置。
3.抗干扰能力
3.1 抵抗来自机器人本体干扰的能力
抵抗来自机器人本体干扰的能力测试，可以按照如下步骤进行：
a) 给机器人底座添加5Hz的震动，重复7.2的测试步骤；
b) 实现机器人底座与工作台的相对位置在±50mm的范围内移动，每次移动后机器人可利用工作台上的定位工具或视觉进行位置的重新校准，并测量机器人在世界坐标系下同一点的位置偏差；
c) 给机器人肘部添加2Hz的震动，重复7.2的测试步骤。
3.2 抵抗来自机器人操作工具干扰的能力
抵抗来自机器人操作工具干扰的能力测试，可以按照如下步骤进行：
a) 结合机器人系统，搭建位置测量的环境和力/力矩测量的环境；
b) 给工具添加100Hz的震动，重复7.2的测试步骤。
3.3 抵抗来自机器人操作对象干扰的能力
抵抗来自机器人操作对象干扰的能力测试，可以按照如下步骤进行：
a) 结合机器人系统，搭建位置测量的环境和力或力矩测量的环境；
b) 给操作对象添加10Hz的震动，重复7.2的测试步骤。
4.任务泛化能力
4.1 通过 AI 视觉实现相似物体操作/装配能力
通过AI视觉实现对于相似物体的操作/装配的能力测试，可以按照如下步骤进行：
a) 搭建机器人基于AI视觉完成操作/装配任务的基本环境；
b) 训练AI模型使机器人完成某一种物体的操作/装配；
c) 选择与上述物体相似但不同的物体，根据相似度分级；
d) 驱动机器人用b步骤的AI模型完成对于c步骤物体的操作/装配；
e) 重复b,c,d步骤。
4.2 通过力控实现相似物体操作/装配能力
通过力控实现对于相似物体操作/装配的能力测试，可以按照如下步骤进行：
a) 搭建机器人基于力控完成操作/装配任务的基本环境；
b) 驱动机器人完成某一种物体的操作/装配；
c) 选择与上述物体相似但不同的物体，根据相似度分级；
d) 重复b步骤；
b) 驱动机器人完成某一种物体的操作/装配；
c) 选择与上述物体相似但不同的物体，根据相似度分级；
d) 重复b步骤；
e) 重复c,d步骤。
自适应能力赋予机器人产品极佳的通用性和柔性，不仅在汽车、3C 电子、新能源、航空、家电等工业领域解决更多复杂的自动化需求，而且在医疗、农业、物流、服务、科研等领域实现突破性的创新应用，推动多行业多场景的先进自动化应用落地和商业化。
本文件将为机器人自适应能力技术的开发、测试提供指导，赋予机器人在非结构化工况下采用力位协同方式完成复杂任务的能力，降低机器人对于结构化工况的依赖性，有效提升机器人产品的通用性和柔性。本标准优先对工业领域的应用提供指导，将推动在装配测试、表面处理、移动操作等工业场景的普及应用，涵盖超千亿元的市场容量。
更多详情请见附件。
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