中华人民共和国国家标准
GB/T 35127-2017
Integrated data exchange specification for robot design platform
中国国家标准化管理委员会 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布
前言
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草.
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.
本标准负责起草单位：北京机械工业自动化研究所、清华大学、杭州娃哈哈精密机械有限公司、山东山大华天软件有限公司、北京航空航天大学、天津大学、苏州大学、大连理工大学、中国水利水电科学研究院.
田永利、陈友东、李江华、杜峻、孙洁香、王海丹. 本标准主要起草人：尹作重、黄双喜、罗振军、王培刚、陶永、黎晓东、杨超英、杨秋影、陈国栋、郑国君、
引言
机器人设计开发平台是以高速、高精、重载等高性能工业机器人发展需求为牵引，以三维CAD建模以及运动学、CAE仿真分析算法等为核心工具，攻克工业机器人建模和仿真、动力学仿真设计、高性能儿何造型内核、知识驱动的设计导航等系列核心技术的基于CAD/CAE技术融合的工业机器人设计开发平台机器人设计开发平台的目的是改善我国工业机器人正向设计能力缺乏的现状进一步降低工 业机器人设计门槛，弥补传统的工业机器人设计方法的不足.
为了能更全面、深人和系统地理解机器人数字化设计平台的集成数据交换方式，结合机器人数字化设计平台的体系结构和设计流程中的具体特点，分析机器人数字化设计平台数据和模型，形成国家标准，以规范机器人数字化设计平台的建设，加快机器人相应软件集成度的提高，从而促进机器人产业化 的发展.
本标准对于机器人设计开发平台数据交换具有重要参考和指导意义.
机器人设计平台集成数据交换规范
1范围
本标准规定了机器人设计平台的数据集成框架、CAD系统与静力学分析系统、动力学仿真分析系统集成的流程和数据模型.
本标准适用于机器人设计开发平台的数据集成框架和数据模型的研发过程.
2术语和定义
下列术语和定义适用于本文件.
2.1
模型model
为了回答所研究的问题和表达真实事物的特定方面而采用任何形式（包括数学、物理、符号、图形或文字描述等）的、实际事物的抽象表达.
[GB/T 18757-2008 定义3.16]
2.2
几何模型geometricmodel
用来描述产品的形状、尺寸大小、位置与结构关系等几何信息的模型.
2.3
表明概念化实体各组成部分被此间相互关系的结构图.[GB/T18757-2008 定文3.9]
3缩略语
下列缩略语适用于本文件.CAD：计算机辅助设计（Computer Aided Design）CAE：计算机辅助分析（Computer Aided Engineering）
4机器人设计平台集成框架
如图1所示，CAE仿真分析主要包括静力学分析仿真和动力学分析仿真，静力学分析主要包括几何模型导人、属性定义、结合部等效建模、约束载荷施加、网格划分、仿真分析、仿真结果输出等核心功能 模块，动力学分析主要包括模型文件导人、动力学参数加载、坐标系信息加载、动力学求解器加载、动力学模型生成、动力学仿真分析、仿真结果输出等核心功能模块.
CAD系统与CAE系统集成主要包括了模型数据交换和集成接口调用，模型数据交换通过中间文件的方式提取CAD系统中的数据流信息，然后传送给CAE系统，并驱动其更新，模型数据信息包括三 维儿何模型、几何参数、分析特征参数等数据.集成接口调用主要是将静力学和动力学分析相关求解器通过接口的方式集成到机器人设计平台中，平台支持商业化的求解器也应支持第三方开发的求解器.
图1机器人设计平台集成框架
5基于中间文件的CAD系统与静力学分析系统集成
5.1基于中间文件的CAD系统与静力学分析系统集成流程
基于中间文件的CAD系统与静力学分析系统的集成流程如图2所示，主要流程如下：
b）对CAD模型进行细节简化，生成CAD简化模型，并将其转换为能够导人静力学分析系统的 中性文件格式；c）分析特征参数，生成分析特征模型；d）从简化模型中提取CAD模型当前状态的儿何参数，写人数据文件：e）从分析模型中提取分析特征，并自动将其映射为脚本文件：f 将儿何模型导人静力学分析系统中，并创建关键几何模型，加载几何参数文件和分析特征文 件，完成有限元建模.
