近日，由北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所有限公司 、上海非夕機(jī)器人科技有限公司等單位起草，TC591(全國機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會)歸口的國家標(biāo)準(zhǔn)計劃《機(jī)器人自適應(yīng)能力技術(shù)要求》征求意見稿已編制完成，現(xiàn)公開征求意見。
傳統(tǒng)機(jī)器人主要依靠快速、精準(zhǔn)的位置控制，來完成運(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，線下軌跡編程就難以發(fā)揮作用。針對機(jī)器人自適應(yīng)能力技術(shù)的不完善、描述不統(tǒng)一，國內(nèi)外還沒有關(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)程等問題。
本文件在機(jī)器人自適應(yīng)能力的技術(shù)要求和等級等方面進(jìn)行了規(guī)范，可以指導(dǎo)相關(guān)方解決上述問題。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。本文件適用于機(jī)器人的開發(fā)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)單位、第三方評測機(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)的開發(fā)、測試和應(yīng)用過程中提供指導(dǎo)。
能力測試步驟
1.通則
機(jī)器人按照測試準(zhǔn)備、測試用例、測試執(zhí)行、測試記錄、結(jié)果分析等步驟對機(jī)器人自適應(yīng)能力進(jìn)行測試。
2.位姿偏差容忍度
2.1 通過力控來確保靜態(tài)接觸力
通過力控來確保靜態(tài)接觸力的能力測試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
a) 在機(jī)器人末端固定一個標(biāo)準(zhǔn)力規(guī)；
b) 把上述力規(guī)固定在和機(jī)器人同個平臺上；
c) 驅(qū)動機(jī)器人施加一個恒定的力或力矩；
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 通過力控來確保動態(tài)接觸力
通過力控來確保動態(tài)接觸力的能力測試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
a) 在機(jī)器人末端固定一個標(biāo)準(zhǔn)力規(guī)；
b) 驅(qū)動機(jī)器人末端在一個標(biāo)準(zhǔn)平面和特定曲率的曲面上按照特定軌跡貼合滑動；
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 通過力控來補(bǔ)償操作對象的位姿偏差
通過力控來補(bǔ)償操作對象位姿偏差的能力測試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
a) 準(zhǔn)備多個標(biāo)準(zhǔn)銷孔裝配場景：在機(jī)器人末端安裝銷，在固定平臺上安裝帶有標(biāo)準(zhǔn)孔的治具，孔公差為H6；
b) 驅(qū)動機(jī)器人把銷插入孔中；
c) 同步采集機(jī)器人的力感知數(shù)值。
2.4 通過視覺引導(dǎo)對操作對象位姿偏差的適應(yīng)能力
通過視覺引導(dǎo)來補(bǔ)償操作對象位姿偏差的能力測試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
a) 搭建機(jī)器人和視覺聯(lián)動系統(tǒng)；
b) 準(zhǔn)備多個標(biāo)準(zhǔn)銷孔裝配場景：在機(jī)器人末端安裝銷，在固定平臺上安裝帶有標(biāo)準(zhǔn)孔的治具, 孔公差為H6，驅(qū)動機(jī)器人把銷插入孔中；
c) 同步采集機(jī)器人的視覺數(shù)值。
2.5 通過力控借助外界定位面來輔助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)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(jī)器人實(shí)現(xiàn)位置和角度定位的能力測試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
a) 將機(jī)器人安裝在一個移動平臺上，在
工作臺安裝定位工具；
b) 驅(qū)動機(jī)器人貼合到定位面，完成定位校準(zhǔn)；
c) 驅(qū)動機(jī)器人到世界坐標(biāo)系上的一個點(diǎn)，利用激光跟蹤儀或者球桿儀記錄機(jī)器人位置；
d) 移動機(jī)器人平臺，再次完成b，c動作，再次測量機(jī)器人位置。
3.抗干擾能力
3.1 抵抗來自機(jī)器人本體干擾的能力
抵抗來自機(jī)器人本體干擾的能力測試，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，重復(fù)7.2的測試步驟；
b) 實(shí)現(xiàn)機(jī)器人底座與工作臺的相對位置在±50mm的范圍內(nèi)移動，每次移動后機(jī)器人可利用工作臺上的定位工具或視覺進(jìn)行位置的重新校準(zhǔn)，并測量機(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，重復(fù)7.2的測試步驟。
3.2 抵抗來自機(jī)器人操作工具干擾的能力
抵抗來自機(jī)器人操作工具干擾的能力測試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
a) 結(jié)合機(jī)器人系統(tǒng)，搭建位置測量的環(huán)境和力/力矩測量的環(huán)境；
b) 給工具添加100Hz的震動，重復(fù)7.2的測試步驟。
3.3 抵抗來自機(jī)器人操作對象干擾的能力
抵抗來自機(jī)器人操作對象干擾的能力測試，可以按照如下步驟進(jìn)行：
a) 結(jié)合機(jī)器人系統(tǒng)，搭建位置測量的環(huán)境和力或力矩測量的環(huán)境；
b) 給操作對象添加10Hz的震動，重復(fù)7.2的測試步驟。
4.任務(wù)泛化能力
4.1 通過 AI 視覺實(shí)現(xiàn)相似物體操作/裝配能力
通過AI視覺實(shí)現(xiàn)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(jìn)行：
a) 搭建機(jī)器人基于AI視覺完成操作/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；
d) 驅(qū)動機(jī)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(fù)b,c,d步驟。
4.2 通過力控實(shí)現(xiàn)相似物體操作/裝配能力
通過力控實(shí)現(xiàn)對于相似物體操作/裝配的能力測試，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；
d) 重復(fù)b步驟；
b) 驅(qū)動機(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；
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、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，推動多行業(yè)多場景的先進(jìn)自動化應(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)的開發(fā)、測試提供指導(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)器人對于結(jié)構(gòu)化工況的依賴性，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)先對工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供指導(dǎo)，將推動在裝配測試、表面處理、移動操作等工業(yè)場景的普及應(yīng)用，涵蓋超千億元的市場容量。
更多詳情請見附件。
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