T∕CI 063-2023 移动机器人控制器.pdf

ICS 25.040.01 CCS N 18 T/CI 0632023 移动机器人控制器 Mobile robot controller 2023-5-25 发布 2023-5-25 实施 中国国际科技促进会 发 布 团体标准 学兔兔 标准下载T/CI 0632023 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 一般要求.2 5 技术要求.3 6 试验方法.7 7 检验规则.8 8 标志、包装、运输和贮存.9 学兔兔 标准下载T/CI 0632023 II 前 言 本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由浙江科聪控制技术有限公司提出。本文件由中国国际科技促进会归口管理。本文件起草单位：浙江科聪控制技术有限公司、浙江科聪软件技术有限公司、中科新松有限公司、华晓精密工业（苏州）有限公司、杭州毕博标准化技术有限公司。本文件主要起草人：陈健、庞文尧、徐威挺、王文伟、邱旭东、钟超凡、黄学宇、潘仲杰、汪焕超、刘忠亮、沈春霞、林增辉、王中超、凌毅、鲍鑫杰。本文件由浙江科聪控制技术有限公司制定、并负责解释。学兔兔 标准下载T/CI 0632023 1 移动机器人控制器 1 范围 本文件规定了移动机器人控制器（以下简称“控制器”）的术语和定义、一般要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。本文件适用于针对轮式移动机器人（AGV、AMR、自动叉车等）应用的控制器。注：AGV是（Automated Guided Vehicle）的缩写，意即“自动导引运输车”；AMR是（Automatic Mobile Robot）的缩写，意即“自主移动机器人”。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验 第 2 部分:试验方法 试验 A:低温 GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验 第 2 部分:试验方法 试验 B:高温 GB/T 2423.3 环境试验 第 2 部分:试验方法 试验 Cab:恒定湿热试验 GB/T 2423.5 环境试验 第 2 部分:试验方法 试验 Ea 和导则:冲击 GB/T 2423.10 环境试验 第 2 部分:试验方法 试验 Fc:振动（正弦）GB/T 2423.55 电工电子产品环境试验 第 2 部分:试验方法 试验 Eh:锤击试验 GB/T 4208 外壳防护等级（IP 代码）GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件 GB/T 15969.2 可编程序控制器 第 2 部分:设备要求和测试 GB/T 15969.3 可编程序控制器 第 3 部分:编程语言 GB/T 17626.2 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.4 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 36413.1 自动化系统 嵌入式智能控制器 第 1 部分:通用要求 IEC 62047-202014 半导体器件 微电机器件 第 20 部分:陀螺仪 3 术语和定义 GB/T 15969.2 和 GB/T 36413.1 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 移动机器人控制器 mobile robot controller 与移动机器人本体相连、接收用户指令，并控制移动机器人本体动作的装置。学兔兔 标准下载T/CI 0632023 2 4 一般要求 4.1 工作环境要求 使用环境应符合下列要求：a)环境温度：-40+80；b)相对湿度：10%RH90%RH（无凝露）；c)大气压力：62 kPa106 kPa。4.2 基本要求 基本要求应符合表 1 的规定。表1 基本要求 项 目 要 求 供电电源 18 VDC60 VDC 静态功耗 15 W 通讯方式 以太网，CAN，RS485/232/422，无线 2.4 GHz、5.8GHz 安装方式 螺丝安装 48 h 实时时钟（RTC）精度误差 2 s 电缆线径 现场信号端子 0.52 mm21.32 mm2 电源端子 RS485/232/422 连接 插拔式连接端子 CAN 连接 插拔式连接端子 以太网连接 M12 连接端子 隔离方式 同类信号统一隔离（AO），CAN 单独隔离 4.3 功能要求 4.3.1 导航方式 应支持激光导航、视觉有码导航、磁导航、GNSS 导航等方式，可混合使用。4.3.2 底盘类型 应支持两驱差速、四驱差速、单舵轮、双舵轮、四舵轮、麦克纳姆轮、单差速总成、双差速总成等底盘类型。4.3.3 接口 接口应符合下列要求：a)支持模拟量输入信号（AI），信号类型为 0 mA20 mA，0 VDC10 VDC；b)支持模拟量输出信号（AO），信号类型为 0 VDC10 VDC；c)支持数字量输入信号（DI），信号类型为 PNP，可与编码器接口复用；d)支持数字量输出信号（DO），信号类型为 PNP；e)支持以太网、RS232、RS485、RS422、CAN 等接口。学兔兔 标准下载T/CI 0632023 3 4.3.4 LED 指示灯 应具备若干指示灯，用于指示模块的电源、运行状态、通信状态等信息。4.3.5 二次开发 4.3.5.1 应提供应用程序接口，具有可编程功能。可编程功能的实现形式可有以下几种：a)直接对控制器的控制程序或相关配置进行变更；b)利用控制器的编程语言进行二次开发，对控制器程序进行升级，以实现某种特定的功能。4.3.5.2 编程规范应符合 GB/T 15969.3 的规定，支持 ST、FBD、LD 语言定义。4.3.6 系统自恢复 应具有在报警消除或重新上电后，接续中断任务恢复作业的功能。5 技术要求 5.1 外观 5.1.1 外观不应有锈蚀、锈斑、裂纹、褪色、污渍、变形、镀涂层脱落等现象，无明显划痕、毛刺。5.1.2 塑料件表面应光滑、色泽均匀，无起泡、开裂、变形。5.1.3 结构件与控制组件应完整，无机械损伤。5.1.4 所有紧固件应连接牢固，不应有松动脱落现象。5.1.5 控制器应有清晰的标签并粘贴在外表面的醒目位置。5.1.6 控制器接口等部位应有文字，图形等标志。5.2 输入输出（I/O）模块 5.2.1 数字量输入模块 数字量输入模块应符合表 2 的规定。表2 数字量输入模块 参 数 指 标 通道闭合电流 0.1 mA0.65 mA ON、OFF 条件 电平 ON:15 VDC30 VDC（24V 情况下）OFF:5 VDC 信号类型 有源触点输入 隔离电压 非隔离 5.2.2 数字量输出模块 数字量输出模块应符合表 3 的规定。学兔兔 标准下载T/CI 0632023 4 表3 数字量输出模块 参 数 指 标 单路最大驱动电流 3 000 mA 输出 ON：通道压降2 V OFF：通道漏电流0.1 mA 输出延迟 ON-OFF：10 ms OFF-ON：10 ms 5.2.3 模拟量输入模块 模拟量输入模块应符合表 4 的规定。表4 模拟量输入模块 参 数 指 标 分辨率 16 位 采样周期 50 ms 隔离电压 非隔离 精度 0.20%FS 20 信号测量范围 0 mA20 mA，0 mA10 V 信号最大输入范围 0 mA22 mA，0 V11 V 5.2.4 模拟量输出模块 模拟量输出模块应符合表 5 的规定。表5 模拟量输出模块 参 数 指 标 分辨率 12 位 负载能力 1 k 信号输出范围 010 V 响应时间 10%90%阶跃10 ms 信号最大输出范围 0 V11 V 精度 0.20%FS 20 5.3 通信模块 5.3.1 内部通信方式 5.3.1.1 应具备通过现场总线、工业以太网等内部通信接口与具有相应接口的驱动器、传感器等设备通信并实现机器人控制的功能。5.3.1.2 内部通信网络应满足移动机器人控制器所需的实时性、同步性、可靠性和安全性等要求。注：内部通信通常包括RS232、RS485、CAN、实时以太网等。学兔兔 标准下载T/CI 0632023 5 5.3.2 外部通信方式 5.3.2.1 应具备通过外部通信接口与其他控制装置、上层管理网络进行通信，实现设备的协调控制和远程管理的功能。5.3.2.2 外部通信网络应满足系统所需的实时性、可靠性和安全性的要求。注：外部通信包括CAN、以太网、移动无线网络、自定义通信协议等。5.4 惯导模块 应内置三轴陀螺仪和加速度计，支持输出三轴角度、角速度、加速度信息并符合表 6 的规定。表6 惯导模块要求 参 数 指 标 量程 精度 加速度 16 g 0.01 g 角速度 2 000/s 0.05/s 角度 180 2/h 5.5 外壳防护 外壳防护等级应不低于 GB/T 4208 规定的 IP65 等级。5.6 气候环境适应性 应能经受表 7 所列条件下的气候环境适应性试验。试验后，不应有严重变形、破裂、漆面松脱等现象，通电工作后所有功能应正常。表7 气候环境适应性 项 目 条 件 持续时间 低温 温度：-405 24 h 高温 温度：805 24 h 恒定湿热 温度：401 湿度：90%RH2%RH 72 h 5.7 机械环境适应性 5.7.1 振动 应能经受在表 8 和表 9 中所列的试验条件下的连续和随机振动。振动试验后，其外观和装配质量不允许改变，不应有机械结构上的损坏、变形和紧固部位松动等现象，通电工作后所有功能应正常。表8 连续振动 参 数 指 标 频率范围 5 Hz9 Hz 9 Hz200 Hz 200 Hz500 Hz 加速度/位移 3.3 mm 1 g 1.5 g 振动方向 X、Y、Z 轴 振动时间 20 min/轴 学兔兔 标准下载T/CI 0632023 6 表9 随机振动 参 数 指 标 频率范围 10 Hz200 Hz 200 Hz500 Hz 功率谱密度 1 m2/s3 0.3 m2/s3 振动方向 X、Y、Z 轴 振动时间 20 min/轴 5.7.2 冲击 应能经受表 10 所列条件下的冲击。试验后，其外观和装配质量不允许改变，不应有机械结构上的损坏、变形和紧固部位松动等现象，通电工作后所有功能应正常。表10 冲击 参 数 指 标 冲击类型 半正弦波 峰值加速度 10 g 6 g 脉冲持续时间 11 ms 6 ms 方向 X、Y、Z 轴 次数 3 次/轴 5.7.3 锤击 应能经受在表 11 中所列的试验条件下的锤击。锤击试验后，其外观和装配质量不允许改变，不应有机械结构上的损坏、变形和紧固部位松动等现象，通电工作后所有功能应正常。表11 锤击 参 数 指 标 试具重量 1.7 kg（相当于 5 焦耳撞击能量）锤击高度 300 mm 锤击部位 外壳 试验次数 3 次 5.8 电磁兼容性 5.8.1 电快速瞬变脉冲群抗扰度 运行时，分别在交流电源端口与保护接地端口之间加入峰值为 2 kV、重复频率为 5 kHz 的脉冲群，时间为 1 min；在 I/O 信号、数据、控制及测量端口（或接口）电缆上用耦合夹加入峰值为 1 kV，重复频率为 5 kHz 的脉冲群，时间为 1 min。试验中控制器具备的所有控制、显示等功能应均正常。5.8.2 静电放电抗扰度 运行时，对外壳端口、操作人员经常触及的所有部位与保护接地端口间进行静电放电试验，接触放电电压为 6 kV，空气放电为 8 kV。试验中控制器具备的所有控制、显示等功能均应正常。学兔兔 标准下载T/CI 0632023 7 6 试验方法 6.1 外观 在自然光线下，目视及手动检查。6.2 输入输出（I/O）模块 按制造厂的程序对控制器的输入和输出功能进行测量和验证，结果应符合 5.2 的规定。6.3 通信模块 按制造厂的程序对控制器的通信功能进行测量和验证，结果应符合 5.3 的规定。6.4 惯导模块 按 IEC 62047-202014 中第 5 章的规定进行。6.5 外壳防护 按 GB/T 4208 的规定进行。6.6 气候环境适应性 6.6.1 低温 按 GB/T 2423.1 的规定进行。6.6.2 高温 按 GB/T 2423.2 的规定进行。6.6.3 恒定湿热 按照 GB/T 2423.3 的规定进行。6.7 机械环境适应性 6.7.1 振动 按 GB/T 2423.10 的规定进行。6.7.2 冲击 按 GB/T 2423.5 的规定进行。6.7.3 锤击 按 GB/T 2423.55 的规定进行。6.8 电磁兼容性 6.8.1 电快速瞬变脉冲群抗扰度 按 GB/T 17626.4 的规定进行。学兔兔 标准下载T/CI 0632023 8 6.8.2 静电放电抗扰度 按 GB/T 17626.2 的规定进行。7 检验规则 7.1 检验分类 检验分为出厂检验和型式检验，检验项目见表 12。表12 检验项目 序号 检验项目 要求 试验方法 出厂检验 型式检验 1 外观 5.1 6.1 2 输入输出（I/O）模块 5.2 6.2 3 通信模块 5.3 6.3 4 惯导模块 5.4 6.4 5 外壳防护 5.5 6.5-6 气候环境适应性 5.6 6.6-7 机械环境适应性 5.7 6.7-8 电磁兼容性 5.8 6.8 注：“”为检测项目；“-”为不检测项目。7.2 组批 在同一生产条件下，同一型号、同一规格的产品组成一个检验批。7.3 出厂检验 每台产品应进行出厂检验，项目应按表 12 的规定进行。7.4 型式检验 7.4.1 当有下列情况之一时，应进行型式检验：a)新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；b)当生产的产品在设计、工艺、生产设备、管理等方面有较大改变而可能影响产品性能时；c)正常生产时，每 12 个月应周期性进行 1 次检验；d)停产 12 个月，恢复生产时；e)出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时。7.4.2 型式检验样品应从出厂检验合格品中随机抽取，抽取样品数应不少于 3 台。7.5 判定规则 7.5.1 出厂检验 经出厂检验发现不合格项，应查明原因，修复后重新进行检验，经检验合格后，判定出厂检验合格。出厂检验合格的产品，应出具产品合格证明。学兔兔 标准下载T/CI 0632023 9 7.5.2 型式检验 按表 12 的规定进行型式检验，若型式检验项目全部符合要求，则判该批产品型式检验合格，项目中若有不合格的，允许加倍抽样对不合格项目进行复检，若复检仍有不合格项，则判该批产品不合格。8 标志、包装、运输和贮存 8.1 标志 产品应在醒目位置设置标签，应至少包括以下内容：a)产品型号、名称及商标；b)输入电压；c)出厂日期；d)生产编号；e)MAC 地址。8.2 包装 8.2.1 包装盒应牢固可靠并符合 GB/T 13384 的通用要求。8.2.2 产品应套在防潮袋中并封存于包装盒内。8.2.3 包装盒内应附有产品合格证。8.3 运输 8.3.1 产品在运输过程中应固定牢靠，避免阳光直射，具有防雨、防雪、防碰撞等措施。8.3.2 装卸时应轻装轻卸，防止撞击，防止倒置。8.4 贮存 8.4.1 包装完好的控制器应贮存在环境温度为-40 +85，相对湿度 5%RH95%RH（无凝露），通风、干燥、周围无腐蚀性气体、无强磁场干扰的环境中。8.4.2 若在生产厂商处存放超过 12 个月，则应在出厂前重新进行逐批检验。_ 学兔兔 标准下载