制造技术先进标准(智能制造检测标准)

以下文章来源于智造苑，作者小智

作者：王进峰、吴自高

「1.数控机床与工业机器人测评」

标准GB/T39561.6—2020规定了面向智能制造中数控机床与数控装备间的通信互联、信息互通及互操作的测试与评价。标准GB/T39561.7—2020规定了面向智能制造中工业机器人通信互联、信息互通及互操作的测试与评价。

1）测试系统结构

数控机床与工业机器人测试系统包括被测设备、测试设备，两者之间通过网络连接，根据实际需求可使用交换机等网络设备进行桥接。对于内置式实现互联互通的数控装置可以直接通过网络访问。对于外置适配器实现互联互通的数控装置，需通过适配器实现网络访问。例如，数控机床互联互通及互操作测试系统结构示意见图1。

2）测试内容

（1）网络连通性测试

网络连通性测试应包括：检测是否能利用机床数控装置（工业机器人）的网络接口实现数据字典所规定的方法的准确调用；检测网络接口是否具备传输文件的功能以及传输不同大小文件的传输速度；检测客户端访问服务器时的最大响应时间；检测数据包误码率以及丢包率等。

（2）数据字典一致性测试

数据字典一致性测试应包括：检测是否能利用网络接口按数控机床（工业机器人）数据字典的内容准确读取索引号对应的静态、过程及配置属性信息；检测是否能利用数控装置（工业机器人）的网络接口按数据字典内容准确修改索引号对应的属性信息。

3）测试流程

首先，进行网络连通性测试；在确认连通之后，数控机床（工业机器人）按GB/T39561.4—2020（GB/T39561.5—2020）规定的内容，按照索引顺序，对数控机床（工业机器人）数据字典的存在性、访问权限以及数据字典内容和结构的一致性进行测试，测试结果分别按照属性对象集和组件对象集类别进行统计，并形成测试文档。例如，数控机床互联互通及互操作的测试流程见图2。

4）测试结果评价

数控装备（工业机器人）应支持IP协议。按YD/T1381—2005的规定，进行网络连通性测试评价。数控机床（工业机器人）数据字典一致性测试结果评价可分为以下部分：必选项测试评价为通过和不通过；可选项根据测试通过率进行评价，数控装备（工业机器人）符合GB/T39561.4—2020（GB/T39561.5—2020）规定的可选项的数据字典格式的百分比为测试得分；自定义项的数量为附加得分。

测试完成后应输出测试文档（参见GB/T39561.6—2020附录A）。

「2.控制系统性能评估与测试」

标准GB/T39360—2020规定了工业机器人控制系统性能模型、性能指标、测试评价方法等。本标准适用于工业机器人控制系统，可供工业机器人控制系统设计开发人员、测试人员以及评价人员等使用。

1）工业机器人控制系统性能模型

工业机器人控制系统性能模型是进行性能评估与测试的依据。控制系统性能模型由7个特性组成：易用性、维护性、功能性、实时性、扩展及开放性、可靠性、安全性。每个特性可进一步分解为多个子特性，如易用性包含可辨识性、易学性、易操作性、用户差错防御性、用户界面舒适性、易访问性、易用性的依从性7个子特性，如图3所示。

2）特性说明

（1）易用性：易用性的说明参见GB/T25000.10—2016中4.3.2.4。

（2）维护性：维护性的说明参见GB/T25000.10—2016中4.3.2.7。

（3）功能性：在指定条件下使用时，控制系统提供满足明确和隐含要求功能的程度，包括功能完备性、准确性、精度补偿、节拍、平顺性、路径混合。

（4）实时性：机器人控制系统的实时性表示当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内做出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的能力。机器人系统任务分实时性任务和非实时性任务，实时性任务又分实时周期性任务如系统运行监控任务、伺服接口任务、I/O接口任务等，实时非周期性任务包括机器人插补运算器任务等，非实时性任务如设备接口管理任务等。实时性的评价指标包括但不限于图4。

（5）扩展性及开放性：机器人控制系统的扩展性为扩展新功能的容易程度，系统具有功能扩展能力。机器人控制系统的开放性为具有二次开发接口，在接口函数内完成机器人路径规划、速度规划、坐标系转换、运动学正逆解模块等。

（6）可靠性：机器人控制系统可以对输入信息进行检查，具有使其不超出限定范围的功能，具备对误操作或异常输入的识别、定位、记录与防范的能力，确保工业机器人系统在存在单一硬件或软件故障的情况下仍能正常或降级工作。包括对外部输入指令、输入参数进行有效性检查，对外部输入I/O信号进行滤波处理和抗干扰功能。

（7）可恢复性：机器人控制系统可恢复性为在发生中断或失效的情况时，能够恢复直接受影响的数据并重建期望的系统状态的功能。工业机器人控制系统软件应具有在掉电重启后恢复对机器人本体的控制能力，根据使用场景保持在掉电时刻位置并发出报警或恢复至安全工况。

（8）安全性。

故障采集与防护：机器人控制系统在采集到控制过程中的故障或在异常情况下，能做出故障处理响应，同时能够对故障信息进行记录和报告。

限位保护：机器人控制系统应具备的限位保护能力，确保机械臂或运动部件达到异常位置或超出特定运行空间时能够及时停止或做出危险规避动作。

空间监控：机器人控制系统应具备空间监控能力，所监控的空间类型有工作空间、障碍物空间、受监控空间等。

单点控制：按GB11291.1—2011中5.3.5的要求，应确保本机或其他示教盒装置控制下的机器人不能被任何别的控制源启动其运动或改变本机控制方式。

保护性停止：机器人控制系统应具备启动保护性停止电路的功能，能够在检测到危险状况(逼近安全距离或超出降速速度门限等)、通信链路故障等情况下停止机器人本体的运动。

3）测试评价方法

工业机器人控制系统功能性特性的测试方法有如下几种：A视觉检查；B实际试验；C测量；D分析相关设计图纸[结构化分析或大致浏览电路图设计（包括电气、气动、水动等）和相关说明；E仿真测试；F硬件在环仿真。详见标准GB/T39360—2020。

转自公众号：PLM之神