ГОСТ Р 60.0.0.3-2016
Роботы и робототехнические устройства. Системы координат и обозначение перемещений

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

Роботы и робототехнические устройства

СИСТЕМЫ КООРДИНАТ И ОБОЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

(ISO 9787:2013, IDT)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2016

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным бюджетным учреждением «Консультационно-внедренческая фирма в области международной стандартизации и сертификации «Фирма «интерстандарт» совместно с Федеральным государственным автономным научным учреждением «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики» (ЦНИИ РТК) и ООО «Корпоративные электронные системы» (ООО «КЭЛС-центр») на основе собственного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 459 «Информационная поддержка жизненного цикла изделий»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 8 ноября 2016 r.№ 1623-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 9787:2013 «Роботы и робототехнические устройства. Системы координат и обозначение перемещений» (ISO 9787:2013 «Robots and robotic devices — Coordinate systems and motion nomenclatures», IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты». а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ, 2016

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

II

ГОСТ Р 60.0.0.S—20АВ

5.6 Система координат задания Ok—Хк— Ук—1у Система координат задания показана на рисунке 7.

1 — глобальмаясистема координат, 2 — система координат основания, 3 — система координат механического интерфейса. 4 — система координат инструмента, 5 — система координат задания, б — система координат объекта, 7 — система координат камеры, 8 - ЦТИ, 9 — захватное устройство

Рисунок 7 — Системы координат при взятии объекта

5.7    Система координат объекта 0₍—Х₍—У,—Z.

Система координат объекта показана на рисунке 7.

5.8    Система координат камеры О— X— Y— Z_c

Система координат камеры показана на рисунке 7.

ГОСТ P 60.0.0.3—2016

Приложение ДА (справочное)

Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам

Таблица ДА.1

Обозначение ссылочного международного стандарта Степень соответствия Обозначение и наименование соответствующего национального стандарта ISO 8373:2012 ЮТ ГОСТ Р ИСО 8373-2014 «Роботы и робототехнические устройства. Термины и определения» Примечание — В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандарта: - ЮТ — идентичный стандарт.

Библиография

[1] IS014539:2000. Manipulating industrial robots — Object handling with grasp-type grippers — Vocabulary and presentation of characteristics

11

УДК 656.072:681.3:006.354    ОКС    25.040.30    П87    ОКСТУ    4002

Ключевые слова: роботы, робототехнические устройства, промышленные роботы, термины, определения. системы координат

Редактор Д.Е. Титов Технический редактор В Н Прусакова Корректор B E. Нестерова Компьютерная верстка И.А. НапойкиноО

Сдано в набор 15.11.2016 Подписано в печать 13.12 2016. Формат 60 » 84^ Гарнитура Ариал. Уел печ л. 1.86 Уч.-мэд л 1,68 Тираж 32 экз Зак 3136 Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

Издано и отпечатано во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ». 123995 Москва. Гранатный пер . 4. www gosbnfo.fu info@gostmforu

ГОСТ P 60.0.0.3—2016

Содержание

1    Область применения...................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................1

3    Термины и определения................................................1

4    Общие правила для систем координат и типов перемещений.........................3

4.1    Правые системы координат............................................3

4.2    Поступательные перемещения.........................................3

4.3    Вращения.......................................................3

4.4    Обозначение степеней подвижности манипуляторов............................4

5    Системы координат...................................................4

5.1 Глобальная система координат Оо—Хо— У₀—Z₀...............................4

5.2    Система координат основания Oi—Xi—Vi—Zi................................4

5.3 Система координат механического интерфейса От—X_m—V_m—Za,...................6

5.4 Система координат инструмента (СКИ) 0₍—X,—У₍—Z_t...........................6

5.5    Система координат мобильной платформы Op—Xp—Vp—Zp.......................6

5.6 Система координат задания Ок—X*—У_k—Z_k.................................7

5.7    Система координат объекта О—X— У,—Z,..................................7

5.8    Система координат камеры Ос—Х_с—У_с—Z_c..................................7

Приложение А (справочное) Примеры систем координат для разных механических конструкций. ... 8 Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

национальным стандартам.....................................11

Библиография........................................................11

III

Введение

Стандарты комплекса ГОСТ Р 60 распространяются на роботы и робототехнические устройства. Их целью является повышение интероперабельности роботов и их компонентов, а также снижение затрат на их разработку, производство и обслуживание за счет стандартизации и унификации процессов, интерфейсов и параметров.

Стандарты комплекса ГОСТ Р 60 представляют собой совокупность отдельно издаваемых стандартов. Стандарты данного комплекса относятся к одной из следующих тематических групп: «Общие положения, основные понятия, термины и определения», «Технические и эксплуатационные характеристики», «Безопасность», «Виды и методы испытаний», «Механические интерфейсы», «Электрические интерфейсы», «Коммуникационные интерфейсы», «Методы программирования». «Методы построения траектории движения (навигация)», «Конструктивные элементы». Стандарты любой тематической группы могут относиться как ко всем роботам и робототехническим устройствам, так и к отдельным группам объектов стандартизации — промышленным роботам в целом, промышленным манипуляционным роботам, промышленным транспортным роботам, сервисным роботам в целом, сервисным манипуляционным роботам и сервисным мобильным роботам.

Настоящий стандарт относится к тематической группе «Общие положения, основные понятия, термины и определения» и распространяется на все роботы и робототехнические устройства наземного применения. Он идентичен международному стандарту ИСО 9787:2013. разработанному подкомитетом (ПК) 2 «Роботы и робототехнические устройства» Технического комитета (ТК) 184 ИСО «Системы автоматизации и их интеграция».

Примечание — С1 января 2016 года ИСОЯК184/ПК 2 «Роботы и робототехнические устройства» преобразован в ИСО/ТК 299 «Робототехника».

IV

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Роботы и робототехнические устройства СИСТЕМЫ КООРДИНАТ И ОБОЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Robots and robotic devices. Coordinate systems and motion nomenclatures

Дата введения — 2018—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт определяет и устанавливает системы координат роботов. Он также определяет типы основных перемещений роботов, включая их обозначения. Он предназначен для настройки, тестирования и программирования роботов.

Настоящий стандарт применим ко всем роботам и робототехническим устройствам, определенным в ИСО 8373.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий международный стандарт:

ИСО 8373:2012, Роботы и робототехнические устройства — Термины и определения (ISO 8373:2012, Robots and robotic devices — Vocabulary)

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения из ИСО 12100, а также следующие термины и определения:

конфигурация (configuration): Совокупность значений положения всех шарниров, которая полностью определяет форму робота в любой момент времени.

(ИСО 8373:2012.3.5)

3.1

установочная поверхность основания (base mounting surface): Поверхность сопряжения руки робота с основанием.

(ИСО 8373:2012,3.9)

3.2

мобильная платформа (mobile platform): Совокупность всех узлов мобильного робота, обеспечивающих его передвижение.

(ИСО 8373:2012.3.18, модифицировано: удалены примечания 1 и 2)

3.3

Издание официальное

3.4

глобальная система координат (world coordinate system): Неподвижная система координат, привязанная к месту нахождения робота, которая не зависит от перемещений робота.

|ИСО 8373:2012,4.7.1)

3.5

система координат основания (base coordinate system): Система координат, связанная с установочной поверхностью основания.

(ИСО 8373:2012.4.7.2]

3.6

система координат механического интерфейса (mechanical interface coordinate system): Система координат, связанная с механическим интерфейсом руки робота.

(ИСО 8373:2012.4 7.3]

3.7

система координат инструмента, СКИ (tool coordinate system, TCS): Система координат, связанная с инструментом или рабочим органом робота, прикрепленным к механическому интерфейсу.

(ИСО 8373:2012.4.7.5]

3.8

рабочее пространство (working space): Пространство, в котором может перемещаться базисная точка запястья с учетом диапазонов вращательных и поступательных движений степеней подвижности запястья.

(ИСО 8373:2012.4.8.4]

3.9

центральная точка инструмента, ЦТИ (tool centre point. TCP): Точка, определенная в системе координат механического интерфейса для конкретного применения робота.

(ИСО 8373:2012.4.9]

3.10

начало координат мобильной платформы, точка отсчета мобильной платформы (mobile platform origin, mobile platform reference point): Базисная точка системы координат мобильной платформы.

(ИСО 8373:2012,4.11]

3.11

система координат задания (task coordinate system): Система координат, связанная с местом выполнения задания, обозначаемая как O_k—X_k—Y_k—Z_k.

(ИСО 14539:2000.3.3.5]

3.12

система координат объекта (object coordinate system): Система координат, связанная с объектом, обозначаемая как О—X— У—Z .

(ИСО 14539:2000.3.3.5]

ГОСТ P 60.0.0.3—2016

система координат камеры (camera coordinate system): Система координат, связанная с сенсором. который контролирует место выполнения задания, обозначаемая как O_c—X_c—Y_c—Z_c.

Примечание — Система технического зрении может быть установлена для определении положения и ориентации произвольно расположенных обьектов.

(ИСО 14539:2000,3.3.7]

3.13

захватное устройство зажимного типа (grasp-type gripper): Захватное устройство, которое удерживает объект с помощью пальцеобразных механизмов.

[ИСО 14539:2000.4.1.2.1]

3.14

4 Общие правила для систем координат и типов перемещений

4.1 Правые системы координат

Все системы координат, использованные в настоящем стандарте, определены как ортогональные правые системы координат, как показано на рисунке 1.

4.2    Поступательные перемещения

Поступательные перемещения вдоль осей X. У и Z обозначаются следующим образом:

+ или — х вдоль оси X;

+ или — у вдоль оси У;

+ или — г вдоль оси Z.

4.3    Вращения

Вращения вокруг осей X, У и Z обозначаются следующим образом:

+ или — А вокруг оси X;

+ или — б вокруг оси У;

+ или — С вокруг оси Z.

Л. б и С называются также углами крена, тангажа и рыскания, соответственно.

Положительные значения А. б и С отсчитываются в направлении завинчивания винта с правой резьбой в положительном направлении осей X, У и Z, соответственно (см. рисунок 2).

Общие вращения формируются за счет комбинации индивидуальных вращений.

3

Z

А — угол крона, В — угол тангажа; С — угол рыскания Рисунок 2 — Вращения

4.4 Обозначение степеней подвижности манипуляторов

Если степени подвижности обозначить числами, то степень подвижности 1 должна соответствовать первому подвижному соединению, ближайшему к установочной поверхности основания, степень подвижности 2 — второму подвижному соединению и так далее, а степень подвижности т — подвижному соединению, на котором установлен механический интерфейс.

Примечание — Примеры приведены в приложении А.

5 Системы координат

5.1    Глобальная система координат О₀—Х₀—У₀—Z₀

Начало глобальной системы координат О₀ должно быть определено пользователями в соответствии с их требованиями. Ось +Z₀ коллинеарна направлению ускорения вектора силы тяжести, но направлена в противоположную сторону. Ось +Х₀ должна быть определена пользователями в соответствии с их требованиями (см. рисунок 3).

5.2    Система координат основания О,—X,—У,—Z,

Начало системы координат основания О, должно быть определено изготовителем робота. Ось +Z, направлена в сторону механической конструкции робота перпендикулярно к установочной поверхности основания. Ось +Х, направлена из начала координат и проходит через проекцию центра рабочего пространства С_w на плоскость установочной поверхности основания (см. рисунки 3 и 4). Если конфигурация робота препятствует выполнению данного соглашения, то направление оси +Х, должно быть определено изготовителем.

Примечание — Примеры систем координат основания и механического интерфейса приведены в приложении А.

4

5.3    Система координат механического интерфейса О_т—Х_т—Y_m—Z_m

Началом системы координат механического интерфейса О_т является центр механического интерфейса О_т. Ось +Z_m направлена перпендикулярно в сторону от механического интерфейса. Ось +Х_т определена как линия, параллельная оси +Z, (+Х,). когда механический интерфейс расположен параллельно плоскости Y,Z, (X, У,), а основные и дополнительные степени подвижности робота находятся вблизи своих средних положений. Если конфигурация робота препятствует выполнению данного соглашения. то положение основных степеней подвижности должно быть определено изготовителем (см. рисунок 3).

Примечание — Примеры систем координат основания и механического интерфейса приведены в приложении А.

5.4    Система координат инструмента (СКИ) О,—X,—У,—Z,

Началом системы координат инструмента О, является центральная точка инструмента (ЦТИ) О, (см. рисунок 5). Направление оси +Z, зависит от инструмента, обычно она направлена в сторону от инструмента. В случае плоского захватного устройства зажимного типа ось ♦ Y_m расположена в плоскости перемещения пальцев.

Z,

X.

5.5 Система координат мобильной платформы О_р—Х_р—У_р—Z_p

Началом системы координат мобильной платформы является исходная точка мобильной платформы О . Направление оси +Х_р обычно соответствует направлению движения вперед мобильной платформы. Ось +Z_P обычно направлена вверх от мобильной платформы (см. рисунок 6).

6