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2021-10-05 / 2022-03-27

ISO 11593:1996 産業用ロボットの操作—自動エンドエフェクター交換システム—用語, 語彙と特性の提示 | ページ 6

この規格プレビューページの目次

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

3 用語と定義

この国際規格の目的のために、ISO 8373 で与えられた定義が適用されます。

いいえ。	学期	シンボル	単位	定義と説明
3.1 交換システムの外形と主要寸法

3.1.1	構造形状			デバイスの全体寸法:
		D	んん	外径（円形の場合）
		A	んん	幅	（ほかの人のため）
		B	んん	深さ
		L_r	んん	個々のロボット取り付け部分の長さ
		_tL	んん	個々のツール取り付け部分の長さ
3.1.2	面間寸法			ロボットインターフェースからツールインターフェースまでの距離:
		L_合計±Δ	んん	結合システムの長さ;
		L_cr ± Δ	んん	ロボット部分の連結長さ;
		L_ct ± Δ	んん	ツール部分の結合長さ。
				長さL_crおよびL_ctの許容誤差は、さまざまなツールを使用する場合、システム全体の姿勢の精度に大きな影響を与えます。
3.1.3	結合システムの重心。	L_g	んん	ロボットの機械的インターフェースの基準面から結合システムの重心までの距離。
3.1.4	の慣性モーメント結合システム	I	キロメートル₂	Z_m軸を中心とした結合システムの慣性モーメント。
3.1.5	質量	m_r m_t	kg kg	ロボット部分の質量。ツール部分の質量。
3.1.6	ロボット側とツール側のインターフェース			ISO 9409-1 および ISO 9409-2 に準拠したロボット部品およびツール部品の説明とマーキング。
3.1.7	ケーブル配線			1 つの図面内のロボットパーツとツールパーツのケーブルのルーティングとトラッキングの位置と寸法。
3.2 カップリング手順における位置決めと向き
3.2.1	結合方向			結合方向は、ロボットに取り付けられたパーツおよび/またはツールに取り付けられたパーツが互いに移動する方向です。結合方向の種類: カップリングの軸方向では、カップリングの動きはインターフェースの分離レベルに垂直になります。

				横方向のカップリング方向では、カップリングの動きは界面の分離レベルと平行になります。

3.2.2	接近距離の長さ	L_a	んん	アプローチ距離の長さは、ロボットに取り付けられた (および/またはツールに取り付けられた) パーツの、両方のパーツが完全に結合されるまでの、結合方向の操作の合計距離を示します。アプローチ距離は、次の単一結合距離の合計から得られます。
		L_a1	んん	センタリング操作の距離;
		L_a2	んん	センタリングの操作距離;
		L_a3	んん	その後、完全に結合するまでの動作距離
				L_a = L_a1 + L_a2 + L_a3 .
				軸方向の結合方向では、アプローチ距離は基準面に対して垂直に伸び、横方向の結合方向では基準面に対して平行に伸びます。軸結合方向の例:

3.2.3	開始位置	X_s Y_s Z_s	んんんんんん	開始位置は、結合プロセスが開始する直前にツールに取り付けられた部品に再調整された、交換デバイスのロボットに取り付けられた部品の位置を表します。開始位置が典型的な種類の配置に関連している場合、開始位置はロボットのデカルト座標系X₁ 、 Υ₁ 、 Z₁ (ISO 9787 に準拠) でX_s 、 Y_s 、 Z_sとして定義できます。 . 軸結合方向の例:

3.2.4	開始位置の位置公差	s f	んんんん	ex-the-change システムの両方のパーツを組み立てるためには、開始位置を定義された精度で固定する必要があります。開始位置での位置公差は、円筒空間内の到達ポーズによって決まります。
				コマンドの開始位置は、このように公差空間の中心を表し、円方向の直径 s と軸方向の高さfによってマークされます。軸結合方向の例:

3.2.5	開始位置での向きの公差			向きの公差は、サイス前の精度で固定する必要があります。向きの公差に関するすべての値は、メカニカルインターフェースの座標系X_m 、 Y_m 、 Z_mに関連しています。
				方向のコマンド値は、アラインメントX_m 、 K_m 、 Z_m 、 А 、 Â 、 Cによって与えられます。

				注- 向きの公差は、「位置ずれの限界値」と「歪みの限界値」の 2 つの尺度から定義されます。
3.2.6	位置ずれの限界値	± 0.5α ± 0.5β	ラジアンまたは度ラジアンまたは度	X_m軸およびY_m軸 (それぞれ回転 ± αおよび ± β ) に従ってコマンドポーズから達成されたポーズの制限された偏差は、通常、同一とみなすことができ、ミスアライメント ± 0.5 αおよび ± 0.5 α の制限値として表されます。 ± 0.5β (3.2.5 の図を参照)
3.2.7	dis-alignmrnt の限界値	± 0.5γ	ラジアンまたは度ラジアンまたは度	Z_m軸に従った、ねじれマンドポーズからの達成されたポーズの偏差は、歪みの限界値 ± 0.5 γとして表されます (3.2.5 の図を参照)
3.2.8	結合経路の公差			結合経路の偏差は、開始位置で承認された位置許容範囲内でなければなりません。
3.2.9	カップリングの再現性			結合の再現性は、複数の結合操作の場合のロボットパーツとツールパーツ間の偏差を定義します。基準点は、機械座標系X_m 、 Y_m 、 Z_mにおけるロボットパーツ (ISO 9409-1 および ISO 9409-2 に準拠) および座標系X_tにおけるツールパーツ上のインターフェースの中心です。 Y_t 、 Z_t 。コマンドポーズはインターフェース座標系X_m , Y_m , Z_mのZ_m軸上に置かれ、 Z_m方向にL_aだけ変位します。偏差は位置の偏差に分解されます
		s_t	んん	— 横方向 ( s_t ),
		f_t	んん	— 軸方向 ( f_t )、と向きのずれ
		αt_tβt_t	ラジアンまたは度	— ミスアライメント ( α_t , β_t ),
		γt_t	ラジアンまたは度	— 歪み ( γ_t )

				◦ 結合後のインターフェースのツール部分のコマンドポーズ
				• 結合後のインターフェースのツール部分のポーズ
3.3 結合力と解放力
3.3.1	結合力	F_c	N	交換システムのロボットに取り付けられたパーツをツールに取り付けられたパーツと結合するために、ロボットによって加えられる力。このプロセスの間、ツールに取り付けられたパーツはツールマガジンに保持されていると見なされます。結合力には、すべての機械的、電気的、油圧または空気圧コネクタを結合するためのすべての外力が含まれます。
3.3.2	解放力	F_e	N	ツールに取り付けられた部品から交換システムのロボットに取り付けられた部品を解放するために、ロボットによって適用される力。このプロセスの間、ツールに取り付けられたパーツはツールマガジンに保持されていると見なされます。解放力には、すべての機械的、電気的、油圧または空気圧コネクタを解放するためのすべての外力が含まれます。
3.4 負荷特性
3.4.1	基準面			注 —負荷特性のすべての許容最大値は、静的負荷と動的負荷の両方の合計に対して有効です。すべての負荷特性は、基準面に対して記載されています。基準面は、ISO 9409-1 および ISO 9409-2 に準拠して設計された交換システムのツール部分のツール取り付け面です。

3.4.2	最大曲げ	M_bmax	Nm	曲げのみの負荷がかかる場合の許容曲げモーメントです。
3.4.3	最大ねじれ	M_マックス	Nm	ねじり荷重のみが発生する場合の許容ねじりモーメント。
3.4.4	最大引張力	F_nmax	N	張力の負荷のみが発生する場合の許容張力。
3.4.5	最大圧縮力	F_pmax	N	圧縮荷重のみが発生する場合の許容圧縮力。
3.4.6	最大横力	F_lmax	N	横力のみが発生する場合の許容横力。
3.5 ツール装着部のマガジンインターフェース
				ノート 1性能基準は、3.2 で使用したものと同じ意味で使用する必要があります。定義された座標系は、マガジンへのインサートの移動方向が工具交換時のカップリング方向と異なる場合でも有効です。 2F_y 、 F_v 、 M_y 、およびM_vは、ツールがマガジンに配置されるかマガジンから取り出される場合に、ロボットまたはツールとマガジンとの間に発生する力またはモーメントです。 . （例：ツールの脱落を防止するマガジンの安全関連要素を押しのける力。）それらの値と方向、およびツールパーツをアセンブリまたはツールから解放するために必要な結合作業の力が異なります。インターフェイスのロボット部分。
3.5.1	マガジン内のインターフェイスの向き			設計が異なるため、マガジン内のインターフェイスの向きを示す必要があります。

3.5.2	許容範囲を前方に向けるドライブイン			マガジンへのドライブインのコミット時に TCP で測定されたポーズトレランス。ポーズはサプライヤによって修正されなければなりません (たとえば、描画によって)
3.5.3	強制解雇	F_y	N	マガジンへのツールのレイオフに必要な力。
3.5.4	解雇の瞬間	M_y	Nm	マガジンへのツールのレイオフに必要な瞬間。
3.5.5	除去力	F_v	N	マガジンからツールを取り外すために必要な力。
3.5.6	除去の瞬間	M_v	Nm	マガジンからツールを取り出すのに必要な瞬間。
3.6 ツール交換時期
3.6.1	工具交換時期	t_完全に	s	工具交換時間は、以下に説明する完全な操作に必要なすべての単一動作の結果です。工具交換時期は、指定された外周、指定された交換サイクルのみ有効です。

				ノート 1時間t_1.2 、 t_3.4 、 t_5.6およびt_7.8は、ツールに取り付けられた部品のマガジン化の方法、および安全距離と承認された速度の要求によって影響を受けます。これらの時間は、特定の周辺機器に固有のものです。 2時間t_r 、 t_r_s 、 t_r_c 、およびt_kは、エンドエフェクタ交換システムの種類に依存し、使用されるエンドエフェクタ交換システムの特性です。
3.6.2	ドライブインタイム	t_{_}	s	ロボットに取り付けられ、結合されたパーツのマガジンへの打ち込みが減少します (位置 1 から位置 2 へ)
3.6.3	リリース時間	t_2.2 = t_r	s	ロッキング要素のロックを解除して交換システムを解放し、ロボットに取り付けられた部品とツールに取り付けられた部品を分離できるようにします (位置 2)
3.6.4	分離時間	t_2.3_st	s	ロボット搭載部品とマガジン内の部品を、結合方向とは逆のアプローチ距離 L _aに沿った動作 (ポジション 2 からポジション 3) で分離します。
3.6.5	時間を追い払う	t_{_}	s	ロボット搭載部品の駆動は、部品近くの中間位置 4 に減少します (位置 3 から位置 4 へ)
3.6.6	時間を伝える	t_{_}	s	工具が取り付けられた部品の近くの 2 番目の中間位置 5 (適切な開始位置の上部) まで駆動します。時間t_4.5は、レイオフされたツール取り付け部品の位置と、結合されるツール取り付け部品の位置との間の距離に関連し、外周、マガジン、および交換サイクル (位置 4 から位置まで) に固有のものです。 5)
3.6.7	間に合わせる	t₌t_{_}	s	ロボット搭載部品を、連結するツール搭載部品との連結動作の開始位置まで駆動します（ポジション5からポジション6まで）。
3.6.8	結合時間	t_6.7_ct ₌t	s	ロボット搭載部品とツール搭載部品を結合方向にアプローチ距離L_aに沿って結合します (位置 6 から位置 7)
3.6.9	ロック時間	t_kt_{_}	s	ロッキング要素を使用してパーツをツールに取り付けられたパーツに接続することによるエンドエフェクタ交換システムのロッキング (位置 7)
3.6.10	ドライブオフタイム	t₌_t1.2t	s	マガジンからのエンドエフェクター交換システムの減速した速度でのドライブオフ (位置 7 から位置 8 へ)
3.6.11	システム固有の交換時間	t_c_r_ktttt_s_X	s	システム固有交換時間は、合計交換時間のすべての特定交換システム時間項目の合計です。

3 Terms and definitions

For the purposes of this International Standard, the definitions given in ISO 8373 apply.

No.	Term	Symbol	Unit	Definition and description
3.1 External shape and main dimensions оf the exchange system

3.1.1	structural shape			Overall dimensions of device:
		D	mm	external diameter (for circular shape)
		A	mm	width	(for other)
		В	mm	depth
		L_r	mm	length of the individual robot-mounted part
		L_t	mm	length of the individual tool-mounted part
3.1.2	face-to-face dimension			Distance measured from the robot interface to the tool interface:
		L_total ± Δ	mm	length of the coupled systems;
		L_cr ± Δ	mm	coupling length of the robot part;
		L_ct ± Δ	mm	coupling length of the tool part.
				The tolerance of the length L_cr and L_ct has a significant effect on the pose accuracy of the complete system when using different tools.
3.1.3	centre of gravity in the coupled system.	L_g	mm	Distance of the centre of gravity in the coupled system from the reference plane of the mechanical interface of the robot.
3.1.4	moment of inertia of the coupled system	I	kg·m₂	Moment of inertia of the coupled system about the Z_m axis.
3.1.5	mass	m_r m_t	kg kg	Mass of the robot part. Mass of the tool part.
3.1.6	interface for robot side and tool side			Description and marking for robot part and tool part according to ISO 9409-1 and ISO 9409-2.
3.1.7	cable routing			Position and dimension of routing and tracking of cable for robot part and tool part in one drawing.
3.2 Positioning and orientation in coupling procedures
3.2.1	coupling direction			The coupling direction is the direction in which the robot-mounted and/or the tool-mounted part are moved to each other. Kinds of coupling direction: On axial coupling direction the motion of coupling runs vertical to the level of separation of the interface.

				On lateral coupling direction the motion of coupling runs parallel to the level of separation of the interface.

3.2.2	length of the approach distance	L_a	mm	The length of the approach distance shows the total distance of operation of the robot-mounted (and/or tool-mounted) part in coupling direction until the complete coupling of both parts. The approach distance results from the total of the following single coupling distances:
		L_a1	mm	distance of operation for precentring;
		L_a2	mm	distance of operation for centring;
		L_a3	mm	distance of operation thereafter until the complete coupling
				L_a = L_a1 + L_a2 + L_a3.
				On axial coupling direction the approach distance runs vertical to the reference plane, on lateral coupling direction it runs parallel to the reference plane. Example for axial coupling direction:

3.2.3	start position	X_s Y_s Z_s	mm mm mm	The start position represents the position of the robot-mounted part of the exchange device in re-mm lation to the tool-mounted part shortly before the coupling process begins. If the start position is related to a typical kind of arrangement, the start position can be defined in the cartesian coordinate system X₁, Υ₁, Z₁ of the robot (according to ISO 9787) as X_s, Y_s, Z_s . Example for axial coupling direction:

3.2.4	position tolerance in start position	s f	mm mm	To permit the assembly of both parts of the ex-the change system, the start position must be fixed with a defined accuracy. The position tolerance in the start position is fixed by the attained pose within a cylindrical space.
				The command start position represents the centre of thus tolerancing space, which is marked by the diameter s in circular direction and the height f in axial direction. Example for axial coupling direction:

3.2.5	orientation tolerance in start position			The orientation tolerance must be fixed with a pre-the cise accuracy. All values concerning the orientation tolerance are related to the mechanical interface coordinate system X_m, Y_m, Z_m.
				The command value for the orientation is given by the alignment X_m, K_m, Z_m, А, В, C.

				NOTE— The orientation tolerance is defined from the two measures"limit value of the misalignment" and"limit value of distortion".
3.2.6	limit value of the mis-alignment	± 0,5 α ± 0,5 β	rad or degree rad or degree	The limited deviations of the attained pose from the command pose according to the X_m and Y_m axis (rotations ± α and ± β respectively) can normally be regarded as identical and are represented as limit values of the misalignment ± 0,5 α and ± 0,5 β (see the figure in 3.2.5).
3.2.7	limit value of the dis-alignmrnt	± 0,5 γ	rad or degree rad or degree	The deviation of the attained pose from the com-tortion mand pose according to the Z_m axis is represented as limit value of the distortion ± 0,5 γ (see the figure in 3.2.5).
3.2.8	tolerance of the coupling path			The deviation of the coupling path shall be within the approved position tolerance in the start position.
3.2.9	coupling repeatability			The coupling repeatability defines the deviation between the robot part and the tool part in case of multiple coupling operations. Reference point is the centre of the interface on the robot part (according to ISO 9409-1 and ISO 9409-2) in the mechanical coordinate system X_m, Y_m, Z_m and on the tool part in the coordinate system X_t, Y_t, Z_t. The command pose is placed on the Z_m axis of the interface coordinate system X_m, Y_m, Z_m and is displaced by L_a in the direction of Z_m. The deviations will be decomposed into deviation of position
		s_t	mm	— in lateral direction (s_t),
		f_t	mm	— in axial direction (f_t), and deviation of orientation
		α_t, β_t	rad or degree	— misalignment (α_t, β_t),
		γ_t	rad or degree	— distortion (γ_t).

				◦ command pose of the tool part of the interface after coupling
				• attained pose of the tool part of the interface after coupling
3.3 Coupling and releasing forces
3.3.1	coupling force	F_c	N	The force to be applied by the robot in order to couple the robot-mounted part of the exchange system with the tool-mounted part. During this process the tool-mounted part is considered to be held in the tool magazine. The coupling force includes all external forces to couple all mechanical, electrical, hydraulic or pneumatic connectors.
3.3.2	releasing force	F_e	N	The force to be applied by the robot in order to release the robot-mounted part of the exchange system from the tool-mounted part. During this process the tool-mounted part is considered to be held in the tool magazine. The releasing force includes all external forces to release all mechanical, electrical, hydraulic or pneumatic connectors.
3.4 Load characteristics
3.4.1	reference plane			NOTE — All permissible maximum values for the load characteristics are valid for the sum of both static and dynamic loads. All load characteristics are stated for the reference plane. The reference plane is the tool mounting surface on the tool part of the exchange system designed to ISO 9409-1 and ISO 9409-2.

3.4.2	maximum bending	M_bmax	N·m	Permissible bending moment, if only load of bending occurs.
3.4.3	maximum torsional	M_omax	N·m	Permissible torsional moment, if only load of torsion occurs.
3.4.4	maximum tensile force	F_nmax	N	Permissible tensile force, if only load of tension occurs.
3.4.5	maximum compressive force	F_pmax	N	Permissible compressive force, if only load of compression occurs.
3.4.6	maximum lateral force	F_lmax	N	Permissible lateral force, if only lateral force occurs.
3.5 Magazine interface of the tool mounted part
				NOTES 1 Performance criteria should be used in the same sense as those used in 3.2. The defined coordinate system is still valid even if the direction of insert movement into the magazine is different from the coupling direction at the exchange of the tool. 2F_y, F_v, M_y, and M_v are forces or moments, to be produced between robot or tool on one hand and the magazine on the other hand if a tool will be laid off into the magazine or will be removed from the magazine. (Example: Force to push away safety relevant elements at the magazine that prevent the dropping of the tool.) They differ in their value and their direction as well as in the force of coupling work which is required to assemble or release the tool part from the robot part of the interface.
3.5.1	interface orientation in the magazine			For reasons of different design the interface orientation in the magazine should be shown.

3.5.2	pose tolerance ahead drive-in			Pose tolerance measured at the TCP at the beging of the drive-in to the magazine. The pose must be fixed by the supplier (e.g. by drawing).
3.5.3	lay-off force	F_y	N	Force necessary for the lay-off of the tool into the magazine.
3.5.4	lay-off moment	M_y	N·m	Moment necessary for the lay-off of the tool into the magazine.
3.5.5	removal force	F_v	N	Force necessary for the removal of the tool from the magazine.
3.5.6	removal moment	M_v	N·m	Moment necessary for the removal of the tool from the magazine.
3.6 Tool exchange time
3.6.1	tool exchange time	t_total	s	The tool exchange time is the result of all single motions which are necessary for a complete operation as described below. The tool exchange time is valid only for a specified periphery and a specified exchange cycle.

				NOTES 1 The times t_1,2,t_3,4, t_5,6 and t_7,8 are influenced by the way of magazining the tool-mounted part and by the demands of the safety distance and the approved velocities. These times are specific for a particular periphery. 2 The times t_r, t_r_s, t_r_c, and t_k depend upon the kind of the end effector exchange system and are characteristics for the used end effector exchange system.
3.6.2	drive-in time	t_1,2	s	Drive-in of the robot-mounted and coupled part into the magazine with reduced (from position 1 to position 2).
3.6.3	releasing time	t_2,2 = t_r	s	Releasing of the exchange system by unlocking the locking elements to allow the separation between the robot-mounted part and the tool-mounted part (at position 2).
3.6.4	separation time	t_2,3 = t_s	s	Separation of the robot-mounted part and the part in the magazine by operation along the approach distance L_a contrary to the coupling direction (from position 2 to position 3).
3.6.5	drive-away time	t_3,4	s	Drive of the robot-mounted part with reduced to the intermediate position 4 near the part (from position 3 to position 4).
3.6.6	convey time	t_4,5	s	Drive to a second intermediate position 5 near the tool-mounted part (appropriate on the top of the start position). The time t_4,5 is relevant to the distance between the position of the tool-mounted part laid off and the position of the tool-mounted part to be coupled and is specific to the periphery, magazine and the exchange cycle (from position 4 to position 5).
3.6.7	bring-on time	t_5,6 = t_3,4	s	Drive of the robot-mounted part with reduced to the start position of the coupling action with the tool-mounted part to be coupled (from position 5 to position 6).
3.6.8	coupling time	t_6,7 = t_c = t_2,3	s	Coupling of robot-mounted part and tool-mounted part along the approach distance L_a in the coupling direction (from position 6 to position 7).
3.6.9	locking time	t_7,7 = t_k	s	Locking of the end effector exchange system by using the locking elements to connect the part with the tool-mounted part (at position 7).
3.6.10	drive-off time	t_6,8 = t_1,2	s	Drive-off of the end effector exchange system from the magazine with reduced velocity (from position 7 to position 8).
3.6.11	system-specific exchange time	t_X = t_r + t_s + t_c+ t_k	s	The system specific exchange time is the total of all specific exchange system time items of the total exchange time.

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