(高清版)GB∕T 38872-2020 工业机器人与生产环境通信架构

ICS25.040.30工业机器人与生产环境通信架构国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T38872—2020 12规范性引用文件 1 1 2 26通信方式与接口 36.1一般要求 36.2工业机器人与主控系统 36.3工业机器人与管理系统 36.4工业机器人与生产设备 46.5工业机器人与机器人附属装置 5 5 57.2任务信息 57.3协作信息 67.4环境信息 67.5产品信息 67.6人员信息 7参考文献 8ⅢGB/T38872—2020本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC/TC159)归口。本标准起草单位：北京机械工业自动化研究所有限公司、航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司、博众精工科技股份有限公司、中国检验认证集团湖北有限公司、重庆德新机器人检测中心有限公司上海沃迪智能装备股份有限公司、东莞市李群自动化技术有限公司、重庆邮电大学、广州数控设备有限1GB/T38872—2020工业机器人与生产环境通信架构本标准适用于工业机器人的研发和应用集成。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文GB/T29825—2013机器人通信总线协议JB/T11962—2014工业通信网络网络和系统安全工业自动化和控制系统信息安全技术IEC62591工业网络无线通信网络和通信子协议无线HARTTM(Industrialnetworks—Wirelesscommunicationnetworkandcommunicationprofiles—WirelessHARTTM)IEC62601工业通信网络现场总线规范WIA-PA通信网络与通信协议(Industrialcommuni-cationnetworks—Fieldbusspecifications—WIA-PAcommunicationnetworkandcommunicationpro-IEC62734工业网络无线通信网络和通信协议ISA100.1la(Industrialnetworks—Wirelesscommunicationnetworkandcommunicationprofiles—ISA100.1la)IEC62948工业网络无线通信网络和通信概况WIA-FA(Industrialnetworks—Wirelesscommunicationnetworkandcommunicationprofiles—WIA-FA)3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1自动控制的、可重复编程、多用途的操作机，可对三个或三个以上轴进行编程。3.2工业机器人与其他装置有机集成在一起形成的具备完成某种生产作业任务所需的各项功能的系统。3.3机器人附属装置auxiliarydevi在一个机器人系统中，除工业机器人本体以外的装置。2GB/T38872—20203.4附属装置进行协同控制从而有效完成生产作业任务的控制系统。3.5在一条由多个生产设备组成的生产线(或生产单元)中，接收生产任务和各类信息进行综合分析处4通信对象1)生产单元管控系统；2)制造执行系统(MES);3)企业资源计划系统(ERP);4)云服务平台；5)产品数据管理系统(PDM);6)产品生命周期管理系统(PLM);b)生产设备包括：3)检测设备；5)其他设备。c)机器人附属装置包括：1)末端执行器；4)人机交互装置。工业机器人与生产环境采用如图1所示通信架构，并应符合JB/T11962—2014的要求。工业机器人通过主控系统在机器人系统内部与机器人附属装置通信，在机器人系统外部与生产管理系统3GB/T38872—2020和其他生产设备通信。主控系统为机器人系统完成作业任务的通信和控制中心，工业机器人为接收主控系统指令执行作业任务的运动装置。生产管理系统既与机器人系统通信，也与生产设备通信。加工设备工艺装备检测设备物流设备其他设备附属装置图1工业机器人与生产环境通信架构6通信方式与接口工业机器人与主控系统、工业机器人与管理系统、工业机器人与生产设备、工业机器人与机器人附属装置之间的通信接口应符合GB/T29825—2013的要求。6.2工业机器人与主控系统工业机器人与主控系统之间的通信可采用现场总线、工业以太网等通信方式。6.3工业机器人与管理系统工业机器人与管理系统之间的通信可采用以太网、工业以太网以及近场通信(NFC)、无线保真通信技术(WIFI)等无线通信方式，接口为以太网接口和无线网络接口。如采用EtherCAT接口，管理系统通过通信协议给工业机器人控制器发送控制指令并验证其指令的响应，工业机器人接收到指令后，通过EtherCAT及时做出响应，同时管理系统通过通信协议及时了解工业机器人生产情况，并作出相应调整和安排。工业机器人与管理系统之间通信接口与要求见表1,但不限于表1所述。表1工业机器人与管理系统之间接口与要求接口类型接口要求以太网接口EtherNet/IPPROFINET4GB/T38872—2020表1(续)接口类型接口要求以太网接口VirtualNetwork/IP(Vnet/IP)EtherCATEthernetPOWERLINKEthernetforPlantAutomation(EPA)Modbus/TCPSerialrealtimecommunicationspecification(SERCOS)IIReal-timeAutomationProtocolforIndustrialEthernet(RAPIEnet)MECHATROLINK-IIIOPCUnifiedArchitecture(OPC-UA)无线网络接口6.4工业机器人与生产设备工业机器人与生产设备之间的通信可采用现场总线、工业以太网以及NFC、WIFI等无线通信方式。EtherCAT接口、EtherNet/IP接口，可以实现高速和高可靠性。面向无连接的可以采用IEC62591:WirelessHART无线接口。通过I/O通信接口FoundationFieldbus、Control&.CommunicationLink(CC-Link)、HighwayAddressableRemoteTransducer(HART)等可以实现高实时性。工业机器人与生产设备接口与要求见表2,但不限于表2所述。表2工业机器人与生产设备之间接口与要求接口类型接口要求工业总线接口FoundationFieldbusCommonIndustrialProtocol(CIP)PROFIBUSP-NETWorldFIPHARTModbusSERCOSMECHATROLINKCC-Link5GB/T38872—2020表2(续)接口类型接口要求通用串行总线(UniversalSerialBus,简称USB)接口工业机器人与机器人附属装置之间的通信可采用现场总线、I/O、工业以太网以及NFC、WIFI等无线通信方式。如EtherCAT接口、E与驱动器之间可以通过EtherCAT接口进行通信，可以实现高速和高可靠性。总线接口的数据通信可3和表2、表1,但不限于以上所述。接口类型接口要求串行接口RS485RS232RS422并行接口7通信内容机器人信息一般包括：a)与状态有关的数据；b)与运动有关的数据；c)与负荷有关的数据；d)与健康运行有关的数据；e)与历史有关的数据；f)其他信息。任务信息一般包括：a)任务指令信息；6GB/T38872—2020b)任务内容信息；d)任务准备状态信息；e)任务执行状态信息；f)任务执行过程监控信息；示例：各类传感器采集的原始数据、传感器原始数据经分析计算后产生的有效数据。g)其他信息。a)工业机器人自身的任务信息(见7.2);b)协作对象的任务信息(见7.2);c)工作协同信息；环境信息一般包括