(高清版)GB∕T 38872-2020 工業(yè)機器人與生產(chǎn)環(huán)境通信架構(gòu)

ICS25.040.30工業(yè)機器人與生產(chǎn)環(huán)境通信架構(gòu)國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T38872—2020 12規(guī)范性引用文件 1 1 2 26通信方式與接口 36.1一般要求 36.2工業(yè)機器人與主控系統(tǒng) 36.3工業(yè)機器人與管理系統(tǒng) 36.4工業(yè)機器人與生產(chǎn)設(shè)備 46.5工業(yè)機器人與機器人附屬裝置 5 5 57.2任務(wù)信息 57.3協(xié)作信息 67.4環(huán)境信息 67.5產(chǎn)品信息 67.6人員信息 7參考文獻 8ⅢGB/T38872—2020本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本標準由全國自動化系統(tǒng)與集成標準化技術(shù)委員會(SAC/TC159)歸口。本標準起草單位：北京機械工業(yè)自動化研究所有限公司、航空工業(yè)成都飛機工業(yè)(集團)有限責任公司、博眾精工科技股份有限公司、中國檢驗認證集團湖北有限公司、重慶德新機器人檢測中心有限公司上海沃迪智能裝備股份有限公司、東莞市李群自動化技術(shù)有限公司、重慶郵電大學、廣州數(shù)控設(shè)備有限1GB/T38872—2020工業(yè)機器人與生產(chǎn)環(huán)境通信架構(gòu)本標準適用于工業(yè)機器人的研發(fā)和應(yīng)用集成。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB/T29825—2013機器人通信總線協(xié)議JB/T11962—2014工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)安全工業(yè)自動化和控制系統(tǒng)信息安全技術(shù)IEC62591工業(yè)網(wǎng)絡(luò)無線通信網(wǎng)絡(luò)和通信子協(xié)議無線HARTTM(Industrialnetworks—Wirelesscommunicationnetworkandcommunicationprofiles—WirelessHARTTM)IEC62601工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線規(guī)范WIA-PA通信網(wǎng)絡(luò)與通信協(xié)議(Industrialcommuni-cationnetworks—Fieldbusspecifications—WIA-PAcommunicationnetworkandcommunicationpro-IEC62734工業(yè)網(wǎng)絡(luò)無線通信網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議ISA100.1la(Industrialnetworks—Wirelesscommunicationnetworkandcommunicationprofiles—ISA100.1la)IEC62948工業(yè)網(wǎng)絡(luò)無線通信網(wǎng)絡(luò)和通信概況WIA-FA(Industrialnetworks—Wirelesscommunicationnetworkandcommunicationprofiles—WIA-FA)3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1自動控制的、可重復(fù)編程、多用途的操作機，可對三個或三個以上軸進行編程。3.2工業(yè)機器人與其他裝置有機集成在一起形成的具備完成某種生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)所需的各項功能的系統(tǒng)。3.3機器人附屬裝置auxiliarydevi在一個機器人系統(tǒng)中，除工業(yè)機器人本體以外的裝置。2GB/T38872—20203.4附屬裝置進行協(xié)同控制從而有效完成生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)的控制系統(tǒng)。3.5在一條由多個生產(chǎn)設(shè)備組成的生產(chǎn)線(或生產(chǎn)單元)中，接收生產(chǎn)任務(wù)和各類信息進行綜合分析處4通信對象1)生產(chǎn)單元管控系統(tǒng)；2)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES);3)企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP);4)云服務(wù)平臺；5)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(PDM);6)產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)(PLM);b)生產(chǎn)設(shè)備包括：3)檢測設(shè)備；5)其他設(shè)備。c)機器人附屬裝置包括：1)末端執(zhí)行器；4)人機交互裝置。工業(yè)機器人與生產(chǎn)環(huán)境采用如圖1所示通信架構(gòu)，并應(yīng)符合JB/T11962—2014的要求。工業(yè)機器人通過主控系統(tǒng)在機器人系統(tǒng)內(nèi)部與機器人附屬裝置通信，在機器人系統(tǒng)外部與生產(chǎn)管理系統(tǒng)3GB/T38872—2020和其他生產(chǎn)設(shè)備通信。主控系統(tǒng)為機器人系統(tǒng)完成作業(yè)任務(wù)的通信和控制中心，工業(yè)機器人為接收主控系統(tǒng)指令執(zhí)行作業(yè)任務(wù)的運動裝置。生產(chǎn)管理系統(tǒng)既與機器人系統(tǒng)通信，也與生產(chǎn)設(shè)備通信。加工設(shè)備工藝裝備檢測設(shè)備物流設(shè)備其他設(shè)備附屬裝置圖1工業(yè)機器人與生產(chǎn)環(huán)境通信架構(gòu)6通信方式與接口工業(yè)機器人與主控系統(tǒng)、工業(yè)機器人與管理系統(tǒng)、工業(yè)機器人與生產(chǎn)設(shè)備、工業(yè)機器人與機器人附屬裝置之間的通信接口應(yīng)符合GB/T29825—2013的要求。6.2工業(yè)機器人與主控系統(tǒng)工業(yè)機器人與主控系統(tǒng)之間的通信可采用現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等通信方式。6.3工業(yè)機器人與管理系統(tǒng)工業(yè)機器人與管理系統(tǒng)之間的通信可采用以太網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)以及近場通信(NFC)、無線保真通信技術(shù)(WIFI)等無線通信方式，接口為以太網(wǎng)接口和無線網(wǎng)絡(luò)接口。如采用EtherCAT接口，管理系統(tǒng)通過通信協(xié)議給工業(yè)機器人控制器發(fā)送控制指令并驗證其指令的響應(yīng)，工業(yè)機器人接收到指令后，通過EtherCAT及時做出響應(yīng)，同時管理系統(tǒng)通過通信協(xié)議及時了解工業(yè)機器人生產(chǎn)情況，并作出相應(yīng)調(diào)整和安排。工業(yè)機器人與管理系統(tǒng)之間通信接口與要求見表1,但不限于表1所述。表1工業(yè)機器人與管理系統(tǒng)之間接口與要求接口類型接口要求以太網(wǎng)接口EtherNet/IPPROFINET4GB/T38872—2020表1(續(xù))接口類型接口要求以太網(wǎng)接口VirtualNetwork/IP(Vnet/IP)EtherCATEthernetPOWERLINKEthernetforPlantAutomation(EPA)Modbus/TCPSerialrealtimecommunicationspecification(SERCOS)IIReal-timeAutomationProtocolforIndustrialEthernet(RAPIEnet)MECHATROLINK-IIIOPCUnifiedArchitecture(OPC-UA)無線網(wǎng)絡(luò)接口6.4工業(yè)機器人與生產(chǎn)設(shè)備工業(yè)機器人與生產(chǎn)設(shè)備之間的通信可采用現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)以及NFC、WIFI等無線通信方式。EtherCAT接口、EtherNet/IP接口，可以實現(xiàn)高速和高可靠性。面向無連接的可以采用IEC62591:WirelessHART無線接口。通過I/O通信接口FoundationFieldbus、Control&.CommunicationLink(CC-Link)、HighwayAddressableRemoteTransducer(HART)等可以實現(xiàn)高實時性。工業(yè)機器人與生產(chǎn)設(shè)備接口與要求見表2,但不限于表2所述。表2工業(yè)機器人與生產(chǎn)設(shè)備之間接口與要求接口類型接口要求工業(yè)總線接口FoundationFieldbusCommonIndustrialProtocol(CIP)PROFIBUSP-NETWorldFIPHARTModbusSERCOSMECHATROLINKCC-Link5GB/T38872—2020表2(續(xù))接口類型接口要求通用串行總線(UniversalSerialBus,簡稱USB)接口工業(yè)機器人與機器人附屬裝置之間的通信可采用現(xiàn)場總線、I/O、工業(yè)以太網(wǎng)以及NFC、WIFI等無線通信方式。如EtherCAT接口、E與驅(qū)動器之間可以通過EtherCAT接口進行通信，可以實現(xiàn)高速和高可靠性?？偩€接口的數(shù)據(jù)通信可3和表2、表1,但不限于以上所述。接口類型接口要求串行接口RS485RS232RS422并行接口7通信內(nèi)容機器人信息一般包括：a)與狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)；b)與運動有關(guān)的數(shù)據(jù)；c)與負荷有關(guān)的數(shù)據(jù)；d)與健康運行有關(guān)的數(shù)據(jù)；e)與歷史有關(guān)的數(shù)據(jù)；f)其他信息。任務(wù)信息一般包括：a)任務(wù)指令信息；6GB/T38872—2020b)任務(wù)內(nèi)容信息；d)任務(wù)準備狀態(tài)信息；e)任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)信息；f)任務(wù)執(zhí)行過程監(jiān)控信息；示例：各類傳感器采集的原始數(shù)據(jù)、傳感器原始數(shù)據(jù)經(jīng)分析計算后產(chǎn)生的有效數(shù)據(jù)。g)其他信息。a)工業(yè)機器人自身的任務(wù)信息(見7.2);b)協(xié)作對象的任務(wù)信息(見7.2);c)工作協(xié)同信息；環(huán)境信息一般包括