GB/T 39005-2020 工业机器人视觉集成系统通用技术要求

犐犆犛２５．０４０．３０

犑２８

／—

犌犅犜３９００５２０２０

犌犲狀犲狉犪犾狋犲犮犺狀犻犮犪犾狉犲狌犻狉犲犿犲狀狋狊狅犳狏犻狊犻狅狀犻狀狋犲狉犪狋犲犱狊狊狋犲犿犳狅狉

狇犵狔

犻狀犱狌狊狋狉犻犪犾狉狅犫狅狋狊

２０２００９２９２０２１０４０１

／—

犌犅犜３９００５２０２０

目次

前言…………………………Ⅰ

１范围………………………１

２规范性引用文件…………………………１

、………………………

３术语定义和缩略语２

４分类………………………３

５组成………………………５

６功能………………………５

７要求………………………７

８安装要求…………………９

９通信协议…………………１０

（）…………

附录Ａ资料性附录工业机器人视觉集成系统坐标系标定１５

（）……………………

附录资料性附录部件参数编码

Ｂ１８

／—

犌犅犜３９００５２０２０

前言

本标准按照／—给出的规则起草。

ＧＢＴ１．１２００９

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（／）归口。

ＳＡＣＴＣ１５９

：、、

本标准起草单位深圳市大富科技股份有限公司深圳市标准技术研究院浙江瓿达机器人制造有

限公司、配天机器人技术有限公司、博众精工科技股份有限公司、北京机械工业自动化研究所有限公司、

、、、

浙江明泉工业装备科技有限公司广州数控设备有限公司杭州海康威视数字技术股份有限公司广州

、、、、

智能装备研究院有限公司北京理工大学重庆邮电大学深圳市维图视技术有限公司上海沃迪智能装

、、、

备股份有限公司深圳众为兴技术股份有限公司深圳市巴伦技术股份有限公司中国科学院沈阳自动

、、、

化研究所苏州市产品质量监督检验院宁夏巨能机器人股份有限公司张家港清研再制造产业研究院

、、、

有限公司深圳市全球通检测服务有限公司中国科学院自动化研究所沈阳新松机器人自动化股份有

、（）、

限公司工业和信息化部计算机与微电子发展研究中心中国软件评测中心北京市商汤科技开发有限

、、、、

公司浙江瓿达科技有限公司深圳吉阳智能科技有限公司深圳市杨森工业机器人股份有限公司杭州

、、、、

海康机器人技术有限公司华南理工大学浙江今跃机械科技开发有限公司深圳市山龙智控有限公司

、、、

南京汇川图像视觉技术有限公司北京发那科机电有限公司浙江国自机器人技术有限公司深圳市机

、、、

器人标准检测技术学会深圳市宝安区机器人产业技术创新促进中心广东省标准化研究院中国电子

学会。

：、、、、、、、、、、

本标准主要起草人徐志根杨舸孙影索利洋陈良锋王泽涵于丽娜尹作重肖竞茅立安

、、、、、、、、、、、、、

温尔文王益群张振华李博马宏宾魏博曾庆好童上高王亮陈国芬齐昊吴清潇杨夏喜

、、、、、、、、、、、、、、

李志博包胜超胡杰杨国栋姜楠李梦玮蒋慧罗云慎阳如坤杨国森陈祖文张铁葛捷曾雨权

、、、、、、。

董蓉郭树伽葛隽魏相相彭声亮赵婧高麟鹏

Ⅰ

／—

犌犅犜３９００５２０２０

工业机器人视觉集成系统

通用技术要求

１范围

、、、、、、

本标准规定了工业机器人视觉集成系统的术语和定义分类组成功能性能要求安装要求通信

协议以及视频流协议。

本标准适用于工业机器人视觉集成系统在引导、定位、检测、测量、识别中的应用。

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

。，（）。

件凡是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

／（）

外壳防护等级代码

ＧＢＴ４２０８ＩＰ

／：

机械电气安全机械电气设备第部分通用技术条件

ＧＢＴ５２２６．１１

：

工业环境用机器人安全要求第部分机器人

ＧＢ１１２９１．１１

／机器人与机器人装备词汇

ＧＢＴ１２６４３

／：

工业机器人机械接口第部分板类

ＧＢＴ１４４６８．１１

／：

工业机器人机械接口第部分轴类

ＧＢＴ１４４６８．２２

／机器人与机器人装备坐标系和运动命名原则

ＧＢＴ１６９７７

／基于协议的工业自动化网络规范第部分：应用协议

ＧＢＴ１９５８２．１Ｍｏｄｂｕｓ１Ｍｏｄｂｕｓ

／测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线类型：规范

ＧＢＴ２０５４０．６３ＰＲＯＦＩＢＵＳ

第部分：应用层协议规范

６

／工业控制计算机系统功能模块模板第部分：数字量输入输出通道模板通用

ＧＢＴ２６８０４．５５

技术条件

／机器人通信总线协议

ＧＢＴ２９８２５

／工业以太网现场总线第部分：应用层协议规范

ＧＢＴ３１２３０．６ＥｔｈｅｒＣＡＴ６

／：

电线电缆机械和理化性能试验方法第部分弯曲试验

ＪＢＴ１０６９６．３３

／工业机器人产品验收实施规范

ＪＢＴ１０８２５

用户数据报文协议（）

ＩＥＴＦＲＦＣ７６８ＵｓｅｒＤａｔａｒａｍＰｒｏｔｏｃｏｌ

ｇ

传输控制协议（）

ＩＥＴＦＲＦＣ７９３ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ

采用串行二进制数据交换的数据终端设备和数据电路终接设备之间的接口（

ＴＩＡ２３２Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ

—

ＢｅｔｗｅｅｎＤａｔａＴｅｒｍｉｎａｌＥｕｉｍｅｎｔａｎｄＤａｔａＣｉｒｃｕｉｔＴｅｒｍｉｎａｔｉｎＥｕｉｍｅｎｔＥｍｌｏｉｎＳｅｒｉａｌ

ｑｐｇｑｐｐｙｇ

）

ＢｉｎａｒＤａｔａＩｎｔｅｒｃｈａｎｅ

ｙｇ

（）（）（

ＴＩＡ４８５用于平衡差分数字多点连接系统的生成器和接收器的电气特性ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＣｈａｒａｃ

）

ｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＧｅｎｅｒａｔｏｒｓａｎｄＲｅｃｅｉｖｅｒｓｆｏｒＵｓｅｉｎＢａｌａｎｃｅｄＤｉｉｔａｌＭｕｌｔｉｏｉｎｔＳｓｔｅｍｓ

ｇｐｙ

１

／—

犌犅犜３９００５２０２０

３术语、定义和缩略语

３．１术语和定义

／和／界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

ＧＢＴ１２６４３ＧＢＴ１６９７７

３．１．１

视觉单元狏犻狊犻狅狀狌狀犻狋

，（、、

用于采集目标环境的图像并对之分析处理以获取目标物相关信息如几何参数位置姿态表面形

）。

态及对象质量等的软硬件系统

３．１．２

主控单元犿犪犻狀犮狅狀狋狉狅犾狌狀犻狋

通过执行用户编写的程序对与之相连接的工业设备进行控制的软硬件系统。

：（）。

注如可编程逻辑控制器ＰＬＣ

３．１．３

工业机器人视觉集成系统狏犻狊犻狅狀犻狀狋犲狉犪狋犲犱狊狊狋犲犿犳狅狉犻狀犱狌狊狋狉犻犪犾狉狅犫狅狋狊

犵狔

、，。

包含主控单元工业机器人和视觉单元或实现相同功能的设备组合

注：如工业机器人与视觉单元组成的系统。

３．１．４

世界坐标系狑狅狉犾犱犮狅狅狉犱犻狀犪狋犲狊狊狋犲犿

狔

工业机器人视觉集成系统中作为基准的参照坐标系。

注：通常可选取绝对坐标系作为世界坐标系。

３．１．５

视觉单元坐标系狏犻狊犻狅狀狌狀犻狋犮狅狅狉犱犻狀犪狋犲狊狊狋犲犿

狔

相机坐标系和图像坐标系的总称。

３．１．６

相机坐标系犮犪犿犲狉犪犮狅狅狉犱犻狀犪狋犲狊狊狋犲犿

狔

以相机为参照的坐标系。

３．１．７

图像坐标系犻犿犪犲犮狅狅狉犱犻狀犪狋犲狊狊狋犲犿

犵狔

以图像为参照的坐标系。

３．１．８

工件坐标系狑狅狉犽犻犲犮犲犮狅狅狉犱犻狀犪狋犲狊狊狋犲犿

狆狔

以目标工件为参照的坐标系。

３．１．９

视觉传感器狏犻狊犻狅狀狊犲狀狊狅狉

获取目标图像信息的装置。

３．１．１０

硬触发犺犪狉犱狋狉犻犲狉

犵犵

采用硬件信号来触发视觉传感器获取图像的方式。

３．１．１１

软触发狊狅犳狋狋狉犻犲狉

犵犵

采用软件信号来触发视觉传感器获取图像的方式。

２

／—

犌犅犜３９００５２０２０

３．２缩略语

下列缩略语适用于本文件。

：（）

ＣＡＮ控制器局域网络ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ

／：（／）

ＤＩＤＯ开关量输入和开关量输出ＤｉｓｃｒｅｔｅＩｎｕｔＤｉｓｃｒｅｔｅＯｕｔｕｔ

ｐｐ

：（）

ＥｔｈｅｒＣＡＴ以太网控制自动化技术ＥｔｈｅｒｎｅｔｆｏｒＣｏｎｔｒｏｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

：千兆以太网（）

ＧｉＥＧｉａｂｉｔＥｔｈｅｒｎｅｔ

ｇｇ

：（）

ＩＤ身份识别文件ＩｄｅｎｔｉｔＤｏｃｕｍｅｎｔ

ｙ

／：输入和输出（／）

ＩＯＩｎｕｔＯｕｔｕｔ

ｐｐ

：（）

ＪＰＥＧ联合图像专家组ＪｏｉｎｔＰｈｏｔｏｒａｈｉｃＥｘｅｒｔｓＧｒｏｕ

ｇｐｐｐ

：光学字符识别（）

ＯＣＲＯｔｉｃａｌＣｈａｒａｃｔｅｒＲｅｃｏｎｉｔｉｏｎ

ｐｇ

：（）

Ｐｎ便携式网络图形ＰｏｒｔａｂｌｅＮｅｔｗｏｒｋＧｒａｈｉｃｓ

ｇｐ

：（）

ＰｒｏｆｉＢｕｓ程序总线网络ＰｒｏｃｅｓｓＦｉｅｌｄＢｕｓ

：传输控制协议（）

ＴＣＰＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ

／：传输控制协议和互联协议（／）

ＴＣＰＩＰＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ

：（）

ＵＤＰ用户数据报协议ＵｓｅｒＤａｔａｒａｍＰｒｏｔｏｃｏｌ

ｇ

：（）

ＵＳＢ通用串行总线ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ

４分类

４．１按照功能应用

工业机器人视觉集成系统按功能应用分为：

ａ）引导系统；

ｂ）定位系统；

）测量系统；

ｃ

ｄ）检测系统；

）识别系统。

ｅ

４．２按目标采集自由度

工业机器人视觉集成系统按目标采集自由度分为：

）系统；

ａ１Ｄ

）系统；

ｂ２Ｄ

）系统。

ｃ３Ｄ

４．３按安装方式

工业机器人视觉集成系统按安装方式分为：

）（）；

ａ外置式系统见图１

）（）；

ｂ固定式系统见图２

）运动式系统（见图）。

ｃ３

注：外置式系统通常也称为手眼式系统。

３

／—

犌犅犜３９００５２０２０

图外置式系统示意图

１

图２固定式系统示意图

图运动式系统示意图

３

４

／—

犌犅犜３９００５２０２０

５组成

５．１组成概述

工业机器人视觉集成系统由主控单元、工业机器人和视觉单元组成，主控单元、工业机器人和视觉

。，，

单元可集成为一个软硬件平台主控单元进行流程总控工业机器人负责运动控制视觉单元负责视觉

，：

信息处理主控单元根据应用的实际情况和复杂程度可有如图所示几种形式

４

）、，

ａ主控单元工业机器人和视觉单元相对独立工业机器人和视觉单元分别与主控单元进行交

，（）；

互如图中的所示

４１

），（）。

工业机器人同时作为主控单元如图中的所示

ｂ４２

图４工业机器人视觉集成系统组成

５．２主控单元

、，

主控单元应提供与视觉单元工业机器人以及外部系统之间进行信息传递的通信接口以及用户进

行操控的人机接口。

５．３工业机器人

工业机器人应提供与主控单元和视觉单元之间进行信息传递的通信接口，以及用户进行操控的人

机接口。

５．４视觉单元

，、

视觉单元应提供与主控单元和工业机器人之间进行信息传递的通信接口以及用户进行流程定制

参数修改、二次开发等功能的可编程接口。

６功能

６．１工业机器人

、

工业机器人应具备接收和执行主控单元或者视觉单元指令向主控单元或者视觉单元发送数据和

。，：

请求等功能根据不同的应用场景工业机器人视觉集成系统宜具有以下特定的应用功能

），；

ａ对于运动物体的识别以及拾取系统应具备同步跟踪功能

５

／—

犌犅犜３９００５２０２０

），。

ｂ在连续轨迹加工应用中系统应具备实时轨迹跟踪功能

６．２视觉单元

６．２．１图像数据获取功能

、（）。

视觉传感器应支持硬触发软触发含连续触发的图像获取方式

６．２．２数据处理功能

视觉单元应能对获取的图像数据进行处理，可包括但不限于以下单项或者多项功能：

）：、、；

ａ图像预处理包括滤波二值化形态学操作等

ｂ）特征识别与拟合：能够查找直线、圆、圆弧等；

）：；

ｃ斑点功能能够查找与背景区分明显的斑点

）：；

ｄ模式匹配在图像中查找与模型相似的图形

）：；

ｅＯＣＲ光学字符识别在图像中识别字符

）：；

ｆＩＤ识别在图像中识别一维码和二维码

）：、（，，）（，，

３Ｄ识别与定位功能包括对物体进行识别定位