/

ISO 18646-3:2021 ロボット工学—サービスロボットの性能基準と関連するテスト方法—パート3：操作 | ページ 2

※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。

序文

ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

この文書の作成に使用された手順と、今後の維持のために意図された手順は、ISO/IEC 指令のPart 1 で説明されています。特に、さまざまな種類の ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令Part 2 部の編集規則に従って起草されました ( www.iso.org/directives を参照)

このドキュメントの一部の要素が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。ドキュメントの開発中に特定された特許権の詳細は、序文および/または受信した特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)

このドキュメントで使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、保証を構成するものではありません。

規格の自発的な性質の説明、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および技術的貿易障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) の原則への ISO の準拠に関する情報については、以下を参照してください。 www.iso.org/iso/foreword.html .

この文書は、技術委員会 ISO/TC 299, ロボティクスによって作成されました。

ISO 18646 シリーズのすべての部品のリストは、ISO Web サイトで見つけることができます。

序章

このドキュメントでは、サービス ロボットの操作パフォーマンスの特性を定義し、それらを指定してテストする方法について説明します。このドキュメントの読者は、特定の要件に従って、テストするパフォーマンス特性を選択することを意図しています。

このドキュメントで指定されている性能基準は、安全要件の検証または妥当性確認として解釈されることを意図していません。安全要件の検証と妥当性確認は、ISO/TC 299 によって開発された安全関連規格で指定されています。

このドキュメントで指定されているテストに加えて、マニピュレータの位置と経路の精度に関するテストが ISO 9283 で提供されています。

ISO 18646-1 では、定格速度や停止特性などの移動ロボットの移動に関するテストが提供されています。 ISO 18646-2 では、移動ロボットのポーズ精度とポーズ再現性のテストも提供されています。

1 スコープ

このドキュメントでは、サービス ロボットの操作パフォーマンスを指定および評価する方法について説明します。

  • 把握サイズ;
  • 強さを把握します。
  • 滑り抵抗を把握。
  • ヒンジ付きドアを開く;他の
  • スライドドアの開閉。

サービスロボットの操作には、他の把持特性とユースケースがあります。これらは、将来の改訂に含まれることが期待されます。

このドキュメントでは、屋内環境のみを扱います。ただし、示されたテストは、屋外環境で動作するロボットにも適用できます。

このドキュメントは、安全要件の検証または妥当性確認には適用されません。

2 参考文献

以下のドキュメントは、その内容の一部またはすべてがこのドキュメントの要件を構成するように、テキスト内で参照されています。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。

3 用語と定義

このドキュメントでは、次の用語と定義が適用されます。

ISO および IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。

3.1

ロボット

移動、操作、または位置決めを実行するための、ある程度の自律性を備えたプログラムされた作動メカニズム

注記1ロボットには制御システムが含まれる。

例：

マニピュレーター、モバイル プラットフォーム、ウェアラブル ロボット。

[出典: ISO 8373:2012, 2.6, 修正 — 「2 つ以上の軸でプログラム可能な作動メカニズム」というフレーズは「プログラムされた作動メカニズム」に置き換えられ、「意図したタスクを実行するためにその環境内で移動する」というフレーズは「移動、操作、または配置を実行する」、エントリの注 1 が変更され、注 2 が削除され、例が追加されます]

3.2

サービスロボット

産業用オートメーションアプリケーションを除く、人間または機器にとって有用なタスクを実行するロボット

注記 1:産業用自動化アプリケーションには、製造、検査、パッケージング、および組み立てが含まれますが、これらに限定されません。

注記 2:生産ラインで使用される多関節ロボットは産業用ロボットですが、食品の提供に使用される同様の多関節ロボットはサービス ロボットです。

[出典: ISO 8373:2012, 2.10]

3.3

モバイルプラットフォーム

移動を可能にする移動ロボットのすべてのコンポーネントのアセンブリ

注記 1可動プラットフォームには、負荷を支えるために使用できるシャーシを含めることができます。

注記2 「ベース」という用語と混同される可能性があるため、「モバイルベース」という用語を使用してモバイルプラットフォームを説明しないことをお勧めします。

[出典: ISO 8373:2012, 3.18]

3.4

マニピュレータ

機構:通常、複数の自由度で物体をつかんだり動かしたりする目的で、ジョイントによって互いに接続された一連のセグメントからなる機構。

注記1マニピュレータにはエンドエフェクタは含まれない。

[出典: ISO 8373:2012, 2.1, 修正 — 「機構が通常構成される機械」という句は「通常構成される機構」に置き換えられ、「相互に接合またはスライドする」という句は「接続された」に置き換えられます。ジョイントによって互いに」、「（ピースまたはツール）」というフレーズが削除され、注1が削除されます]

3.5

エンドエフェクター

ロボットがそのタスクを実行できるようにするために、機械的インターフェースに取り付けるように特別に設計されたデバイス。

例：

グリッパー、ナットランナー、溶接ガン、スプレーガン。

[出典: ISO 8373:2012, 3.11]

3.6

グリッパー

つかんで保持するように設計されたエンドエフェクター

[出典: ISO 8373:2012, 3.14]

3.7

手のひら

指の第 1 関節が固定される、グリッパーの基本的な機械構造の固体部材。

注記1:手のひらは物体に直接接触することがある.

[出典: ISO 14539:2000, 4.2.1.2]

3.8

通常の動作条件

メーカーが指定した範囲内でロボットが動作すると予想される環境条件およびその他のパラメータの範囲

注記 1:環境条件には、例えば、温度と湿度が含まれます。

注記2:その他のパラメータには、電力供給の不安定性、電磁界などが含まれます。

[出典: ISO 8373:2012, 6.1, modified — 「メーカーが指定したロボットの性能 (2,6) が有効なロボットの性能 (電力供給の不安定性、電磁界など) に影響を与える可能性がある」というフレーズは、 「ロボットが製造業者によって指定された範囲内で動作すると予想される」に置き換えられ、エントリに注 2 が追加されます]

3.9

自律モード

人間の直接の介入なしにロボット機能が割り当てられたタスクを遂行する動作モード。

[出典: ISO 13482:2014, 3.24.2, 修正 — 「ミッション」という単語は「タスク」に置き換えられ、例は削除されました。]

3.10

テスト構成

テストオブジェクトの特定の配置

3.11

トライアル

同一のテスト構成で実行されるテスト手順の単一インスタンス

グレード 1 ～ エントリー:トライアルは複数回繰り返すことができます。

参考文献

[1]ISO 8373:2012, ロボットおよびロボット装置 — 語彙
[2]ISO 13482:2014, ロボットおよびロボット装置 — パーソナル ケア ロボットの安全要件
[3]ISO 14539:2000, 産業用ロボットの操作 — 把持型グリッパーによる物体の取り扱い — 語彙と特徴の提示
[4]Falco J, Hemphill D, Kimble K, Messina E, Norton A, Ropelato R, Yanko H, Benchmarking Protocols for Evaluating Grasp Strength of Robotic Grippers "、 IEEE RA-L Special Issue on Benchmarking Protocols in Robotic Manipulation 、 2019
[5]Falco J.、Van Wyk K.、Liu S.、Carpin S.、Grasping the Performance: Facilitating Replicable Performance Measures via Benchmarking and Standardized Methodologies "、 Robotics & Automation Magazine, IEEE 22 ( 4 )、pp.125- 136, 2015

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html .

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 299, Robotics.

A list of all parts in the ISO 18646 series can be found on the ISO website.

Introduction

This document defines characteristics for the manipulation performance of service robots and describes how to specify and test them. It is intended that the reader of this document selects which performance characteristics to test, in accordance with the specific requirements.

The performance criteria specified in this document are not intended to be interpreted as the verification or validation of safety requirements. The verification and validation of safety requirements are specified in safety related standards developed by ISO/TC 299.

Tests for position and path accuracy of manipulators, which can be useful in addition to the tests specified in this document, are provided in ISO 9283.

Tests for locomotion of mobile robots, such as rated speed and stopping characteristics are provided in ISO 18646-1. Tests for pose accuracy and pose repeatability for mobile robots are also provided in ISO 18646-2.

1 Scope

This document describes methods of specifying and evaluating the manipulation performance of service robots, notably:

  • grasp size;
  • grasp strength;
  • grasp slip resistance;
  • opening a hinged door; and
  • opening a sliding door.

There are other grasping characteristics and use cases for manipulation of service robots. It is expected that these will be included in a future revision.

This document deals with the indoor environment only. However, the depicted tests can also be applicable for robots operating in outdoor environments.

This document is not applicable for the verification or validation of safety requirements.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

  • ISO 9379:2005, Operating forces — Test method — Doors

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

3.1

robot

programmed actuated mechanism with a degree of autonomy to perform locomotion, manipulation or positioning

Note 1 to entry: A robot includes the control system.

EXAMPLE:

Manipulator, mobile platform, and wearable robot.

[SOURCE: ISO 8373:2012, 2.6, modified — The phrase “actuated mechanism programmable in two or more axes” is replaced with “programmed actuated mechanism”, the phrase “moving within its environment, to perform intended tasks” is replaced with “to perform locomotion, manipulation or positioning”, note 1 to entry is modified, note 2 is removed, and EXAMPLES are added]

3.2

service robot

robot that performs useful tasks for humans or equipment excluding industrial automation applications

Note 1 to entry: Industrial automation applications include, but are not limited to, manufacturing, inspection, packaging, and assembly.

Note 2 to entry: While articulated robots used in production lines are industrial robots, similar articulated robots used for serving food are service robots.

[SOURCE: ISO 8373:2012, 2.10]

3.3

mobile platform

assembly of all components of the mobile robot which enables locomotion

Note 1 to entry: A mobile platform can include a chassis which can be used to support a load.

Note 2 to entry: Because of possible confusion with the term “base”, it is advisable not to use the term “mobile base” to describe a mobile platform.

[SOURCE: ISO 8373:2012, 3.18]

3.4

manipulator

mechanism usually consisting of a series of segments, connected to one another by joints, for the purpose of grasping and/or moving objects usually in several degrees of freedom

Note 1 to entry: A manipulator does not include an end-effector.

[SOURCE: ISO 8373:2012, 2.1, modified — The phrase “machine in which the mechanism usually consists of” is replaced with “mechanism usually consisting of”, the phrase “jointed or sliding relative to one another” is replaced with “connected to one another by joints”, the phrase “(pieces or tools)” is removed, and note 1 is removed]

3.5

end effector

device specifically designed for attachment to the mechanical interface to enable the robot to perform its task

EXAMPLE:

Gripper, nut runner, welding gun, spray gun.

[SOURCE: ISO 8373:2012, 3.11]

3.6

gripper

end effector designed for seizing and holding

[SOURCE: ISO 8373:2012, 3.14]

3.7

palm

solid member in the basic mechanical structure of a gripper on which the first joints of fingers are fixed

Note 1 to entry: A palm may make direct contact to objects.

[SOURCE: ISO 14539:2000, 4.2.1.2]

3.8

normal operating conditions

range of environmental conditions and other parameters within which the robot is expected to perform as specified by the manufacturer

Note 1 to entry: Environmental conditions include, for example, temperature and humidity.

Note 2 to entry: Other parameters include electrical supply instability, electromagnetic fields, etc.

[SOURCE: ISO 8373:2012, 6.1, modified — The phrase “which can influence robot performance (such as electrical supply instability, electromagnetic fields) within which the performance of the robot (2,6) specified by the manufacturer is valid” is replaced with “within which the robot is expected to perform as specified by the manufacturer”, and note 2 to entry is added]

3.9

autonomous mode

operational mode in which the robot function accomplishes its assigned task without direct human intervention

[SOURCE: ISO 13482:2014, 3.24.2, modified — The word “mission” is replaced with “task” and the EXAMPLE has been removed.]

3.10

test configuration

particular arrangement of test objects

3.11

trial

single instance of test procedure performed under identical test configuration

Note 1 to entry: A trial can be repeated multiple times.

Bibliography

[1]ISO 8373:2012, Robots and robotic devices — Vocabulary
[2]ISO 13482:2014, Robots and robotic devices — Safety requirements for personal care robots
[3]ISO 14539:2000, Manipulating industrial robots — Object handling with grasp-type grippers — Vocabulary and presentation of characteristics
[4]Falco J., Hemphill D., Kimble K., Messina E., Norton A., Ropelato R., Yanko H., Benchmarking Protocols for Evaluating Grasp Strength of Robotic Grippers", IEEE RA-L Special Issue on Benchmarking Protocols in Robotic Manipulation, 2019
[5]Falco J., Van Wyk K., Liu S., Carpin S., Grasping the Performance: Facilitating Replicable Performance Measures via Benchmarking and Standardized Methodologies", Robotics & Automation Magazine, IEEE 22 (4),pp. 125-136, 2015

ISO PDF プレビュー