《工業(yè)自動化系統(tǒng)工程用工程數(shù)據(jù)交換格式 自動化標記語言 第3部分：幾何學和運動學gbt 39003.3-2023》詳細解讀

《工業(yè)自動化系統(tǒng)工程用工程數(shù)據(jù)交換格式自動化標記語言第3部分：幾何學和運動學gb/t39003.3-2023》詳細解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術語、定義和縮略語3.1術語和定義3.2縮略語4一致性5AML庫關于幾何學和運動學的擴展5.1概述contents目錄5.2AML基本角色類庫—角色類Frame5.3AML接口類庫6Frame屬性7COLLADA文檔整合8兩個AML對象的連接9COLLADA源工具的元信息附錄A(資料性)幾何學/運動學描述的引用方法A.1采用顯性引用的常規(guī)COLLADA文檔整合A.2COLLADA元素的隱性引用contents目錄A.3CAEX中對象之間的連接附錄B(資料性)運動學系統(tǒng)及AML組合的建模B.1概述B.2CAEX和COLLADA中線性單元的AML文檔建模B.3CAEX和COLLADA中機器人的AML文檔建模B.4CAEX和COLLADA中包含機器人和線性軸組合系統(tǒng)的AML文檔的建模contents目錄B.5CAEX和COLLADA中連接到機器人的抓手的AML文檔建模B.6CAEX和COLLADA中已連接工件的抓手的AML文檔建模附錄C(資料性)AML庫的XML表示C.1AML基礎角色類庫AutomationMLBaseRoleClassLibC.2AML接口類庫AutomationMLInterfaceClassLib011范圍1.1標準化對象本部分規(guī)定了工業(yè)自動化系統(tǒng)工程中，用于交換工程工具的幾何學和運動學信息的自動化標記語言格式。它適用于工廠自動化區(qū)域內(nèi)，不同工程工具之間的數(shù)據(jù)交換，確保信息的準確性與一致性。幾何學信息包括點、線、面、體等幾何元素的描述，以及它們在三維空間中的位置、方向和相互關系。運動學信息涉及機械系統(tǒng)中各部件之間的相對運動關系，包括位置、速度、加速度等動態(tài)參數(shù)。1.2涉及領域1.3應用場景自動化生產(chǎn)線設計在生產(chǎn)線規(guī)劃階段，使用本標準可以方便地在不同設計軟件之間交換機械部件的幾何學和運動學數(shù)據(jù)。機器人編程與仿真虛擬調(diào)試與驗證通過遵循本標準，機器人編程軟件能夠準確地獲取機械臂等設備的幾何學和運動學參數(shù)，從而實現(xiàn)精確的軌跡規(guī)劃和動作控制。在虛擬環(huán)境中，利用本標準交換的數(shù)據(jù)可以構建與實際生產(chǎn)環(huán)境高度一致的仿真模型，進行早期的錯誤檢測和性能優(yōu)化。1.4不包含內(nèi)容本標準未定義數(shù)據(jù)交換過程的細節(jié)，如通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳輸速率等。未涉及導入/導出工具的具體使用要求，這些工具可能因不同的應用環(huán)境和需求而有所差異。022規(guī)范性引用文件2.規(guī)范性引用文件COLLADA1.4.1本標準引用了COLLADA1.4.1，這是一個用于3D可視化工業(yè)數(shù)據(jù)的數(shù)字資產(chǎn)模式規(guī)范。通過引用這一規(guī)范，本標準能夠利用COLLADA框架來有效地描述和交換3D模型數(shù)據(jù)。IEC和ISO相關標準標準還引用了IEC62714-1、IEC62714-2-2015以及ISO17506，這些國際電工委員會和國際標準化組織制定的標準，為工業(yè)自動化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換提供了基礎架構和通用要求，確保了本標準與國際接軌，提高了通用性和兼容性。GB/T39003.1-2020此外，還規(guī)范性引用了國家標準GB/T39003.1-2020，這是工業(yè)自動化系統(tǒng)工程用工程數(shù)據(jù)交換格式自動化標識語言的第一部分，規(guī)定了架構和通用要求，為本標準提供了必要的背景和補充。033術語、定義和縮略語3.術語、定義和縮略語定義對于上述術語，本部分將給出明確的定義，解釋其在工業(yè)自動化系統(tǒng)工程中的具體含義和應用范圍，為理解和實施標準提供清晰的指導?？s略語為了方便表述和閱讀，標準中會使用一些縮略語，如“AML”代表自動化標記語言等。本部分將列出并解釋這些縮略語的含義，幫助讀者更快地理解和熟悉標準內(nèi)容。術語本部分將明確在工業(yè)自動化系統(tǒng)工程中，特別是與工程數(shù)據(jù)交換格式及自動化標記語言相關的專業(yè)術語，如“幾何數(shù)據(jù)”、“運動學數(shù)據(jù)”等，確保讀者能夠準確理解標準中使用的專業(yè)詞匯。030201043.1術語和定義3.1術語和定義指用于工業(yè)自動化系統(tǒng)工程中，實現(xiàn)不同系統(tǒng)、設備或軟件之間數(shù)據(jù)交換的標準格式。工程數(shù)據(jù)交換格式一種專門用于描述工業(yè)自動化系統(tǒng)中各種元素（如設備、信號、功能塊等）及其相互關系的標記語言。指的是描述工業(yè)自動化系統(tǒng)中各元素（特別是機械部件）運動狀態(tài)的科學，包括位置、速度和加速度等運動參數(shù)。自動化標記語言在本標準中，幾何學主要涉及工業(yè)自動化系統(tǒng)中各元素的空間位置、形狀和大小等幾何特性的描述。幾何學01020403運動學053.2縮略語含義AutomationMarkupLanguage（自動化標記語言）說明一種用于工業(yè)自動化系統(tǒng)工程中數(shù)據(jù)交換的標記語言。AML含義中華人民共和國國家標準推薦標準說明GB/T是指推薦性國家標準（GB/T），"T"在此讀"推"。GB/TSEMIEquipmentCommunicationsStandard（半導體設備通訊標準）含義SECS是半導體制造設備之間的通訊標準，用于設備之間的數(shù)據(jù)交換和通訊。說明SECS含義GenericEquipmentModel（通用設備模型）說明GEM一種用于描述設備結構和功能的通用模型，便于不同設備之間的數(shù)據(jù)交換和互操作。0102064一致性標準化數(shù)據(jù)格式：該標準確保了在工業(yè)自動化系統(tǒng)工程中，使用AML（自動化標記語言）進行工程數(shù)據(jù)交換時，幾何學和運動學數(shù)據(jù)的格式具有一致性。這種一致性對于不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互至關重要。減少數(shù)據(jù)轉換錯誤：一致的數(shù)據(jù)格式有助于減少在數(shù)據(jù)轉換過程中可能出現(xiàn)的錯誤，因為所有數(shù)據(jù)都遵循相同的結構和規(guī)則。促進系統(tǒng)集成：在工業(yè)自動化領域，系統(tǒng)集成是一個重要環(huán)節(jié)。該標準的一致性要求有助于簡化集成過程，提高集成效率，降低集成成本?？缦到y(tǒng)兼容性：通過遵循GB/T39003.3-2023標準，不同的工業(yè)自動化系統(tǒng)能夠更容易地交換和理解彼此的幾何學和運動學數(shù)據(jù)，從而提高了系統(tǒng)的兼容性和互操作性。4.一致性075AML庫關于幾何學和運動學的擴展幾何學信息整合AML庫在幾何學和運動學方面的擴展，首先體現(xiàn)在對幾何學信息的全面整合。這包括但不限于點、線、面等幾何元素的定義與描述，以及它們在三維空間中的位置、方向和相互關系。通過AML，這些幾何學信息可以被標準化地交換和共享，從而提高工業(yè)自動化系統(tǒng)中各組件之間的兼容性和互操作性。運動學信息整合除了幾何學信息，AML還致力于整合運動學信息。這包括物體的運動軌跡、速度、加速度等動態(tài)參數(shù)，以及運動過程中的約束條件和優(yōu)化目標。通過AML，這些運動學信息可以被精確地定義和傳遞，從而支持更高級別的自動化控制和優(yōu)化。5.AML庫關于幾何學和運動學的擴展5.AML庫關于幾何學和運動學的擴展標準化數(shù)據(jù)交換AML在幾何學和運動學方面的擴展還體現(xiàn)在標準化數(shù)據(jù)交換上。通過制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和交換協(xié)議，AML確保了不同系統(tǒng)之間能夠無縫地傳遞和處理幾何學和運動學數(shù)據(jù)。這不僅降低了數(shù)據(jù)轉換和處理的復雜性，還提高了數(shù)據(jù)的準確性和一致性。支持高級自動化功能AML的擴展還支持更高級別的自動化功能。例如，在機器人編程、自動化生產(chǎn)線配置、仿真與優(yōu)化等領域，AML可以提供豐富的幾何學和運動學信息，從而支持更精細的控制策略、更高效的路徑規(guī)劃和更準確的性能評估。085.1概述該標準于2023年9月7日發(fā)布，并于2024年4月1日開始實施。發(fā)布與實施日期本部分由全國工業(yè)過程測量控制和自動化標準化技術委員會（TC124）歸口，并由其工業(yè)在線校準方法分會（TC124SC7）執(zhí)行。主管部門為中國機械工業(yè)聯(lián)合會。制定機構5.1概述主要起草單位包括上海佐竹冷熱控制技術有限公司、深圳市爾泰科技有限公司等多家單位共同參與了本部分的起草工作。標準內(nèi)容本部分通過AML（AutomationMarkupLanguage）的方式，規(guī)定了用于交換工廠自動化區(qū)域內(nèi)的工程工具的幾何學和運動學信息整合。但并未定義數(shù)據(jù)交換過程的細節(jié)以及導入/導出工具的使用要求。引用標準在編寫本部分時，引用了包括COLLADA1.4.1、IEC62714-1等在內(nèi)的多項相關標準。5.1概述目的與意義該標準的制定旨在實現(xiàn)工業(yè)自動化系統(tǒng)工程中，不同工具之間的幾何學和運動學信息的有效交換與整合，從而提高工程效率，促進工業(yè)自動化的發(fā)展。5.1概述“095.2AML基本角色類庫—角色類FrameFrame是AML中的一個基本角色類，用于描述工業(yè)自動化系統(tǒng)中的幾何學和運動學關系。它代表了一個坐標系或者一個參考框架，用于定義和描述其他幾何元素的位置和方向。Frame角色類的定義ID屬性唯一標識一個Frame角色類實例。Description屬性提供關于Frame角色類實例的詳細描述信息。Type屬性定義Frame的類型，如笛卡爾坐標系、極坐標系等。Origin屬性定義Frame的原點位置。Frame角色類的屬性01030504Name屬性為Frame角色類實例提供一個可讀的名稱。02Frame角色類的關系Frame可以與其他Frame或幾何元素建立關系，如父子關系、相對位置關系等。通過這些關系，可以構建一個復雜的幾何學和運動學模型，用于描述工業(yè)自動化系統(tǒng)中的各種設備和部件之間的相對位置和運動關系。Frame角色類的應用在工業(yè)自動化系統(tǒng)工程中，F(xiàn)rame角色類被廣泛應用于各種場景，如機器人路徑規(guī)劃、設備布局優(yōu)化等。通過使用AML中的Frame角色類，可以方便地描述和交換不同系統(tǒng)之間的幾何學和運動學數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)系統(tǒng)之間的無縫集成和協(xié)同工作。105.3AML接口類庫它提供了一套標準化的接口，使得不同系統(tǒng)之間能夠進行高效、準確的數(shù)據(jù)交換。AML接口類庫支持幾何學和運動學數(shù)據(jù)的交換，為工業(yè)自動化系統(tǒng)的集成提供了便利。AML接口類庫是工業(yè)自動化系統(tǒng)工程中用于數(shù)據(jù)交換的重要組件。AML接口類庫概述標準化AML接口類庫遵循國家標準GB/T39003.3-2023，確保了數(shù)據(jù)交換的規(guī)范性和一致性。擴展性AML接口類庫具有良好的擴展性，可以支持新的數(shù)據(jù)類型和交換需求。高效性通過優(yōu)化數(shù)據(jù)結構和交換協(xié)議，AML接口類庫實現(xiàn)了高效的數(shù)據(jù)傳輸和處理。AML接口類庫的特點在生產(chǎn)線自動化系統(tǒng)中，AML接口類庫可以用于實現(xiàn)設備之間的數(shù)據(jù)交換，提高生產(chǎn)效率和準確性。生產(chǎn)線自動化在工業(yè)機器人集成應用中，AML接口類庫可以支持機器人與周邊設備的協(xié)同工作，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。工業(yè)機器人集成在智能制造系統(tǒng)中，AML接口類庫可以助力實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，提升系統(tǒng)的智能化水平。智能制造系統(tǒng)AML接口類庫的應用場景隨著工業(yè)自動化技術的不斷發(fā)展，AML接口類庫將不斷完善和優(yōu)化，以適應新的應用需求。同時，AML接口類庫也將面臨安全性和隱私保護等方面的挑戰(zhàn)，需要不斷加強技術研發(fā)和安全管理。未來，AML接口類庫有望支持更多的數(shù)據(jù)類型和交換協(xié)議，進一步提高數(shù)據(jù)交換的效率和準確性。AML接口類庫的發(fā)展趨勢116Frame屬性在工業(yè)自動化系統(tǒng)工程中，數(shù)據(jù)交換格式的標準化至關重要。GB/T39003.3-2023標準針對工程數(shù)據(jù)交換格式中的幾何學和運動學部分進行了詳細規(guī)定。雖然此標準主要關注的是數(shù)據(jù)交換格式，與編程中的“frame”對象屬性無直接關系，但我們可以從更廣義的角度理解“frame”這一概念在工業(yè)自動化中的應用。6.Frame屬性在工業(yè)自動化領域，“frame”可以被理解為一種數(shù)據(jù)結構或者信息框架，它用于組織和存儲與幾何學和運動學相關的數(shù)據(jù)。這樣的“frame”需要具備以下屬性以確保數(shù)據(jù)的準確性和高效交換：1.**結構性**：Frame需要有一個清晰的結構來組織和存儲數(shù)據(jù)。在幾何學和運動學中，這可能包括點的坐標、向量的方向、物體的形狀和大小等信息。2.**標準化**：為了實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，frame中的數(shù)據(jù)格式需要遵循統(tǒng)一的標準。GB/T39003.3-2023正是為了這一目的而制定的。6.Frame屬性3.**可擴展性**隨著技術的進步和工業(yè)自動化需求的增加，frame需要能夠容納更多的信息。因此，設計時應考慮其可擴展性。4.**兼容性**Frame應能與其他數(shù)據(jù)格式和系統(tǒng)兼容，以便在不同平臺和應用之間進行無縫的數(shù)據(jù)交換。6.Frame屬性127COLLADA文檔整合場景元素<scene>，定義了場景中的節(jié)點和實例信息，是文檔的核心部分。根元素<COLLADA>，包含整個COLLADA文檔的內(nèi)容和結構。資產(chǎn)元素<asset>，提供關于文檔的元數(shù)據(jù)，如作者、創(chuàng)建日期等。庫元素包括幾何體庫`<library_geometries>`、控制器庫`<library_controllers>`、材質(zhì)庫`<library_materials>`等，用于存儲和管理各種資源。COLLADA文檔結構首先，需要收集并準備好所有要在COLLADA文檔中使用的資源，如3D模型、貼圖、動畫等。根據(jù)收集的資源，創(chuàng)建相應的庫元素，如幾何體庫、材質(zhì)庫等，以便在場景中使用這些資源。通過`<scene>`元素和`<node>`元素構建場景圖，定義場景中各個物體的位置、旋轉和縮放等屬性。完成COLLADA文檔的編輯后，需要導出為.dae文件，并使用相關工具進行驗證，確保文檔的正確性和兼容性。COLLADA文檔的整合流程收集資源創(chuàng)建庫元素構建場景圖導出與驗證COLLADA文檔的優(yōu)勢COLLADA文檔是一種基于XML的格式，具有良好的跨平臺性，可以在不同的3D軟件和平臺之間進行數(shù)據(jù)交換?？缙脚_性COLLADA支持多種3D特性，包括幾何體、材質(zhì)、動畫、燈光等，可以滿足復雜的3D場景需求。豐富的特性支持由于基于XML格式，COLLADA文檔易于閱讀和編輯，同時也方便進行擴展和維護。易于擴展和維護影視制作在影視制作中，可以使用COLLADA文檔來交換和管理3D角色、場景等資產(chǎn)，提高制作效率和質(zhì)量。游戲開發(fā)在游戲開發(fā)中，可以使用COLLADA文檔來導入和導出3D模型、動畫等資源，提高開發(fā)效率。虛擬現(xiàn)實在虛擬現(xiàn)實領域，COLLADA文檔可以用于構建虛擬場景，實現(xiàn)沉浸式的交互體驗。COLLADA文檔的應用領域138兩個AML對象的連接關聯(lián)關系建立在AML中，對象之間的連接是通過建立關聯(lián)關系來實現(xiàn)的。這些關系可以是類與實例之間的關系，也可以是實例與實例之間的關系。通過這些關聯(lián)，可以構建一個完整的工廠自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型。MirrorObject與MasterObject當一個AML對象與另一個AML對象有關聯(lián)時，可以稱之為MirrorObject，而與其關聯(lián)的對象則被稱為MasterObject。MirrorObject被視為與MasterObject相同，這使得一個對象實例可以被放置在不同的工廠層次結構中，從而實現(xiàn)對具有交叉結構的復雜對象網(wǎng)絡的建模。8兩個AML對象的連接關聯(lián)的應用這種關聯(lián)關系在工業(yè)自動化系統(tǒng)工程中非常重要，它允許工程師們更有效地組織和理解系統(tǒng)中的各個組件及其相互關系。例如，在設計和優(yōu)化生產(chǎn)線時，通過這種關聯(lián)可以清晰地了解各個設備和工序之間的依賴和影響。數(shù)據(jù)一致性與完整性通過建立和維護這些關聯(lián)關系，可以確保數(shù)據(jù)的一致性和完整性。當某個對象發(fā)生變化時，與其關聯(lián)的對象也會相應地更新，從而保持整個數(shù)據(jù)模型的準確性。8兩個AML對象的連接“149COLLADA源工具的元信息9.COLLADA源工具的元信息COLLADA概述COLLADA（COLLAborativeDesignActivity）是一種用于交互式3D應用程序的交換文件格式，由非營利性技術聯(lián)盟KhronosGroup管理，并已被ISO采納為公開可用的規(guī)范。文件結構特點COLLADA定義了一個開放標準的XML模式，用于在各種圖形軟件應用程序之間交換數(shù)字資產(chǎn)。其文件通常以.dae為擴展名，具有高度的可讀性和可編輯性，因為所有元素都是由XML標簽定義的。在工業(yè)自動化中的應用在工業(yè)自動化系統(tǒng)工程中，COLLADA格式可以作為一種中間格式，用于在不同的工程工具之間交換幾何學和運動學信息。這有助于實現(xiàn)不同軟件之間的數(shù)據(jù)互通，提高工程設計的效率和準確性。與其他三維模型標準的比較與其他常見的三維模型標準如FBX、OBJ等相比，COLLADA具有更好的跨平臺兼容性和可讀性。它支持對幾何體、著色器、效果、物理系統(tǒng)、動畫等的描述，因此非常適合用來描述復雜的工業(yè)場景。在GB/T39003.3-2023中的角色在本標準中，COLLADA被指定為一種可選的數(shù)據(jù)交換格式，用于工業(yè)自動化系統(tǒng)工程中的幾何學和運動學信息的整合與交換。這體現(xiàn)了COLLADA在工業(yè)自動化領域的重要性和應用價值。9.COLLADA源工具的元信息15附錄A(資料性)幾何學/運動學描述的引用方法通過引用方法，規(guī)范數(shù)據(jù)交換過程中幾何學/運動學信息的描述方式，確保數(shù)據(jù)的準確性和可讀性。明確幾何學/運動學數(shù)據(jù)交換的需求統(tǒng)一的引用方法有助于不同系統(tǒng)之間實現(xiàn)幾何學/運動學數(shù)據(jù)的共享與交換，提高工業(yè)自動化系統(tǒng)的互操作性。實現(xiàn)跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享引用目的幾何形狀描述包括點、線、面等基本幾何元素的描述，以及復雜幾何形狀的組合與變換。運動學參數(shù)表達涉及位置、速度、加速度等運動學參數(shù)的描述，以及它們之間的關系和約束。引用范圍引用方式擴展性引用在標準化引用的基礎上，根據(jù)實際需求進行必要的擴展，以適應特定領域或應用場景的幾何學/運動學數(shù)據(jù)交換需求。標準化引用遵循國際或國內(nèi)相關標準，采用標準化的數(shù)據(jù)格式和描述方法，確保引用的規(guī)范性和通用性。幾何形狀描述示例通過引用標準的幾何形狀描述方法，如使用CAD軟件生成的DXF或DWG文件，來準確表達設備的幾何形狀和結構特征。運動學參數(shù)表達示例在描述機器人運動時，可以引用標準的運動學參數(shù)表達方法，如Denavit-Hartenberg參數(shù)（D-H參數(shù)），來明確各關節(jié)之間的相對位置和姿態(tài)關系。引用示例16A.1采用顯性引用的常規(guī)COLLADA文檔整合顯性引用方式本部分標準通過顯性引用的方式，整合了常規(guī)COLLADA（COLLAborativeDesignActivity）文檔。這種引用方式使得幾何學和運動學的數(shù)據(jù)交換格式更加明確和標準化。COLLADA文檔的特點COLLADA是一個用于交互式3D應用程序的數(shù)字資產(chǎn)交換格式，它支持多種3D建模軟件和游戲引擎之間的數(shù)據(jù)交換。在本標準中，COLLADA文檔被用于描述工業(yè)自動化系統(tǒng)中的幾何學和運動學信息。A.1采用顯性引用的常規(guī)COLLADA文檔整合整合的意義通過整合COLLADA文檔，本標準提供了一種通用的數(shù)據(jù)交換格式，使得不同的工業(yè)自動化系統(tǒng)能夠更加方便地進行數(shù)據(jù)交換和共享。這有助于降低數(shù)據(jù)轉換的成本，提高數(shù)據(jù)的一致性和準確性，從而推動工業(yè)自動化領域的發(fā)展。應用前景隨著工業(yè)自動化技術的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)交換和共享的需求將越來越強烈。本標準通過整合COLLADA文檔，為工業(yè)自動化系統(tǒng)提供了一種高效、通用的數(shù)據(jù)交換格式。未來，這種格式有望在更多的工業(yè)自動化場景中得到應用，推動行業(yè)的進步和發(fā)展。A.1采用顯性引用的常規(guī)COLLADA文檔整合17A.2COLLADA元素的隱性引用A.COLLADA元素的隱性引用隱性引用的定義在GB/T39003.3-2023標準中，COLLADA元素的隱性引用指的是在不直接明確指出具體元素名稱的情況下，通過結構、屬性或關系等方式間接引用COLLADA文件中的相關元素。隱性引用的作用隱性引用在工業(yè)自動化系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)交換中發(fā)揮著重要作用，它允許在不同系統(tǒng)或工具之間以一種更加靈活和高效的方式共享和交換幾何學和運動學信息。通過隱性引用，可以減少數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)交換的效率和準確性。隱性引用的實現(xiàn)方式隱性引用通常通過定義特定的數(shù)據(jù)結構和關系來實現(xiàn)。例如，在GB/T39003.3-2023中，可能定義了某種數(shù)據(jù)格式或標記語言，用于描述幾何學和運動學元素之間的關系。這些關系可以是父子關系、兄弟關系或更復雜的關聯(lián)關系，從而實現(xiàn)元素之間的隱性引用。A.COLLADA元素的隱性引用在使用隱性引用時，需要確保引用的準確性和一致性。為了避免混淆和錯誤，最好在相關的文檔或說明中明確隱性引用的具體規(guī)則和實現(xiàn)方式。此外，還需要考慮不同系統(tǒng)或工具之間的兼容性問題，以確保隱性引用能夠在各種環(huán)境下正確無誤地工作。注意事項由于我無法直接訪問外部資源，以上內(nèi)容主要基于您提供的參考文章以及我對相關領域的理解進行編寫。如有需要，您可以進一步參考相關標準文檔或咨詢專業(yè)人士以獲取更準確的信息。）（注A.COLLADA元素的隱性引用18A.3CAEX中對象之間的連接A.CAEX中對象之間的連接3.**運動學連接**運動學連接則關注于部件之間的運動關系。在工業(yè)自動化系統(tǒng)中，這通常涉及到機械臂、傳送帶、齒輪等運動部件的協(xié)同工作。CAEX通過定義運動學約束和參數(shù)，如速度、加速度、運動軌跡等，來實現(xiàn)對這些復雜運動關系的準確描述。2.**幾何關系連接**幾何關系連接主要用于描述部件之間的空間位置關系。例如，一個部件可能相對于另一個部件有特定的位置偏移或旋轉角度。這些連接在CAEX中通過精確的幾何參數(shù)來定義，確保在數(shù)據(jù)交換過程中能夠準確還原部件之間的相對位置。1.**連接類型與定義**在CAEX（AutomationMarkupLanguage）中，對象之間的連接是通過特定的標記和屬性來實現(xiàn)的。這些連接可以表示數(shù)據(jù)流向、控制關系、物理連接等。在幾何學和運動學部分，這些連接主要用于描述機械部件之間的相對位置和運動關系。為了確保數(shù)據(jù)交換的準確性和可靠性，CAEX還提供了可視化和驗證工具。通過這些工具，工程師可以直觀地查看和檢查對象之間的連接關系，確保它們在數(shù)據(jù)交換過程中得到正確保留和傳遞。4.**連接的可視化與驗證**GB/T39003.3-2023標準確保了CAEX的兼容性和擴展性。這意味著不同廠商和系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換將更加順暢，同時該標準也支持未來可能出現(xiàn)的新連接類型和屬性，以適應工業(yè)自動化系統(tǒng)的不斷發(fā)展。5.**兼容性與擴展性**A.CAEX中對象之間的連接19附錄B(資料性)運動學系統(tǒng)及AML組合的建模定義運動學參數(shù)包括位置、速度和加速度等，用于描述物體的運動狀態(tài)。建立運動學方程基于運動學參數(shù)，構建描述物體運動的數(shù)學方程。運動學約束處理考慮物體之間的相對運動關系，建立約束方程，確保運動的協(xié)調(diào)性和準確性。運動規(guī)劃根據(jù)任務需求，規(guī)劃物體的運動軌跡和速度，實現(xiàn)預期的運動目標。運動學系統(tǒng)建模AML組合建模AML文件結構了解AML文件的基本結構，包括頭部信息、數(shù)據(jù)部分和尾部信息等。組合元素定義明確AML中用于組合建模的元素，如組合體、部件、連接關系等。組合建模步驟按照AML規(guī)范，逐步完成組合建模，包括創(chuàng)建組合體、添加部件、定義連接關系等。驗證與優(yōu)化對建立的AML組合模型進行驗證，確保其準確性和完整性，并根據(jù)需要進行優(yōu)化調(diào)整。AML中的運動學約束表達利用AML的表達能力，描述運動學約束條件，確保模型運動的正確性。AML與運動學的協(xié)同仿真通過AML與運動學仿真軟件的結合，實現(xiàn)自動化系統(tǒng)的虛擬仿真和驗證，縮短開發(fā)周期，降低成本?；贏ML的運動規(guī)劃實現(xiàn)結合AML的組合建模功能，實現(xiàn)復雜的運動規(guī)劃任務，提高自動化系統(tǒng)的靈活性和智能性。在AML中描述運動學參數(shù)將運動學參數(shù)以AML格式進行描述，便于數(shù)據(jù)的交換和共享。運動學與AML的結合應用20B.1概述產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求隨著工業(yè)自動化系統(tǒng)的快速發(fā)展，對于工程數(shù)據(jù)交換格式的統(tǒng)一性和規(guī)范性提出了更高要求。特別是在幾何學和運動學領域，數(shù)據(jù)的精準交換對于確保自動化系統(tǒng)的高效運行至關重要。國際接軌趨勢國際上在工業(yè)自動化領域已經(jīng)形成了一系列的數(shù)據(jù)交換標準，中國作為制造業(yè)大國，有必要與國際標準接軌，以促進國內(nèi)工業(yè)自動化系統(tǒng)的國際競爭力。B.1.1標準制定背景幾何學和運動學數(shù)據(jù)定義本部分標準詳細定義了工業(yè)自動化系統(tǒng)中涉及的幾何學和運動學數(shù)據(jù)的描述方法、數(shù)據(jù)結構和交換格式。AML（自動化標記語言）應用通過采用AML作為數(shù)據(jù)交換的標記語言，實現(xiàn)了對幾何學和運動學數(shù)據(jù)的高效、準確描述，便于不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和交換。B.1.2標準主要內(nèi)容推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展標準的制定和實施將推動工業(yè)自動化系統(tǒng)的技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級，提高整個行業(yè)的國際競爭力。提升數(shù)據(jù)交換效率通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換格式，減少了數(shù)據(jù)轉換和解析的時間成本，提高了工業(yè)自動化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)交換的效率。促進系統(tǒng)互聯(lián)互通標準的實施有助于不同廠商開發(fā)的工業(yè)自動化系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)互通，降低系統(tǒng)集成的難度和成本。B.1.3標準實施意義本部分標準由全國工業(yè)過程測量控制和自動化標準化技術委員會（TC124）歸口，并由多個行業(yè)內(nèi)的知名企業(yè)和研究機構共同起草。起草過程中充分吸收了國內(nèi)外相關領域的最新研究成果和實踐經(jīng)驗。起草單位與專家團隊在標準制定過程中，廣泛征求了行業(yè)內(nèi)外的意見和建議，并經(jīng)過了嚴格的審查和修改，以確保標準的科學性和實用性。意見征集與審查B.1.4標準制定過程21B.2CAEX和COLLADA中線性單元的AML文檔建模線性單元的定義在AML中，線性單元被描述為具有確定長度和方向的幾何元素，用于表示機械系統(tǒng)中的直線運動部分。線性單元的屬性AML文檔詳細記錄了線性單元的長度、方向、位置等關鍵屬性，確保在工業(yè)自動化系統(tǒng)中的準確應用。線性單元AML描述CAEX（ComputerAidedEngineeringExchange）文件用于描述自動化設備的結構和功能。在AML中，CAEX文件為線性單元提供了詳細的設備描述和配置信息。CAEX文件中的角色AML通過引入更多的幾何學和運動學特性，對CAEX進行了擴展，使其能夠更全面地描述線性單元的動態(tài)行為。AML對CAEX的擴展CAEX與AML的關聯(lián)COLLADA（COLLAborativeDesignActivity）是一種用于交換數(shù)字資產(chǎn)的格式，包括3D模型、動畫和光照等。在AML中，COLLADA文件為線性單元提供了三維模型數(shù)據(jù)。COLLADA文件的作用通過結合COLLADA，AML能夠更直觀地展示線性單元的三維形態(tài)，有助于工程師在設計和調(diào)試過程中更準確地理解和應用線性單元。AML利用COLLADA的優(yōu)勢COLLADA與AML的結合提高工程數(shù)據(jù)的交換效率AML文檔建模為工業(yè)自動化系統(tǒng)中的線性單元提供了一種標準化的數(shù)據(jù)交換格式，便于不同軟件平臺之間的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作。增強系統(tǒng)的可擴展性和可維護性通過AML文檔建模，可以方便地添加、修改或刪除線性單元的相關數(shù)據(jù)，從而提高系統(tǒng)的可擴展性和可維護性。AML文檔建模的意義22B.3CAEX和COLLADA中機器人的AML文檔建模CAEX與AML文檔建模01CAEX(ComputerAidedEngineeringeXchange)是一種中性的數(shù)據(jù)格式，它基于XML，用于互聯(lián)不同的數(shù)據(jù)格式，在AML中扮演著頂層數(shù)據(jù)格式的角色。在工業(yè)自動化系統(tǒng)工程中，機器人模型的建立、數(shù)據(jù)交換和集成是至關重要的。CAEX支持通過XML文件交換CAE數(shù)據(jù)，包括機器人的幾何、運動學和動力學信息。AML利用CAEX作為其數(shù)據(jù)交換格式的核心，允許對工廠拓撲、幾何模型、動力學與邏輯等信息進行建模和數(shù)據(jù)交換。0203CAEX概述機器人建模應用AML與CAEX的結合COLLADA與AML文檔建模COLLADA介紹COLLADA(CollaborativeDesignActivity)是一種用于數(shù)字資產(chǎn)交換的數(shù)據(jù)格式，它支持不同對象和復雜場景的幾何信息進行自動派生。機器人在COLLADA中的表示通過COLLADA數(shù)據(jù)格式，可以存儲和交換機器人的幾何學與運動學信息。這些信息可以被AML文檔引用，并通過CAEX格式進行互聯(lián)。AML與COLLADA的協(xié)同工作AML通過引用COLLADA文檔中的幾何與運動學信息，豐富了其數(shù)據(jù)交換的能力。這種協(xié)同工作使得AML能夠更全面地描述和交換工業(yè)自動化系統(tǒng)中的復雜對象，如機器人。23B.4CAEX和COLLADA中包含機器人和線性軸組合系統(tǒng)的AML文檔的建模CAEX在AML文檔建模中的應用定義對象層次結構CAEX作為AML的核心，允許定義一個對象的層次結構來模擬現(xiàn)實世界的事物，這對于機器人和線性軸組合系統(tǒng)的建模至關重要。實現(xiàn)數(shù)據(jù)建模的元語言作為一種面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)建模的元語言，CAEX提供了創(chuàng)建AML文檔所需的基礎結構和語法規(guī)則。確?；ゲ僮餍酝ㄟ^遵循CAEX標準，不同系統(tǒng)之間可以交換和理解AML文檔，從而實現(xiàn)機器人和線性軸組合系統(tǒng)的無縫集成。COLLADA在AML文檔建模中的作用實現(xiàn)信息的自動派生通過COLLADA，不同對象和復雜場景的幾何信息能夠進行自動派生，這簡化了AML文檔中機器人和線性軸組合系統(tǒng)的建模過程。確保數(shù)據(jù)的兼容性和可擴展性COLLADA格式具有良好的兼容性和可擴展性，可以與其他數(shù)據(jù)格式進行交互，從而滿足機器人和線性軸組合系統(tǒng)在不同應用場景中的需求。支持幾何學和運動學信息的交換COLLADA是一種用于3D可視化數(shù)據(jù)的格式，它支持幾何學和運動學信息的交換，這對于機器人和線性軸組合系統(tǒng)的動態(tài)模擬和可視化至關重要。0302011.確定系統(tǒng)組件：明確機器人和線性軸組合系統(tǒng)中的各個組件，如機器人本體、線性軸、傳感器等。012.創(chuàng)建CAEX對象層次結構：使用CAEX定義各個組件的對象層次結構，包括它們的屬性、接口和內(nèi)部結構。023.集成COLLADA數(shù)據(jù)：將機器人和線性軸組合系統(tǒng)的幾何學和運動學信息以COLLADA格式集成到AML文檔中，確保數(shù)據(jù)的準確性和可視化效果。034.驗證和優(yōu)化模型：通過仿真和實際測試驗證AML文檔的準確性和性能，并根據(jù)需要進行優(yōu)化調(diào)整。045.發(fā)布和共享AML文檔：將完成的AML文檔發(fā)布到適當?shù)钠脚_或共享給相關團隊，以便他們能夠在自己的系統(tǒng)中使用或進一步開發(fā)。05機器人和線性軸組合系統(tǒng)的AML文檔建模步驟24B.5CAEX和COLLADA中連接到機器人的抓手的AML文檔建模抓手AML文檔是描述機器人抓手結構和屬性的標準化文件。抓手AML文檔建模的基本概念該文檔遵循AML（AutomationMarkupLanguage）規(guī)范，用于在工業(yè)自動化系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)交換。通過AML文檔，可以方便地實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的信息共享和互操作。01CAEX（ComputerAidedEngineeringExchange）是一種用于描述自動化系統(tǒng)組件、設備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換格式。CAEX和COLLADA在抓手AML文檔建模中的應用020304在抓手AML文檔建模中，CAEX用于描述抓手的機械結構、電氣接口和參數(shù)等信息。COLLADA（COLLAborativeDesignActivity）是一種用于3D模型交換的文件格式，支持多種3D建模軟件和渲染引擎。在抓手AML文檔建模中，COLLADA用于表示抓手的3D幾何形狀和動畫效果，實現(xiàn)逼真的可視化效果。抓手AML文檔建模的關鍵步驟根據(jù)實際需求，使用3D建模軟件創(chuàng)建抓手的3D模型，并導出為COLLADA格式。1.定義抓手模型使用AML編輯器或相關工具，創(chuàng)建一個新的AML文檔，并按照AML規(guī)范填寫抓手的相關信息。對AML文檔進行驗證，確保其符合AML規(guī)范，并根據(jù)需要進行優(yōu)化，以提高數(shù)據(jù)交換的效率和準確性。2.創(chuàng)建AML文檔將CAEX文件中描述的抓手機械結構、電氣接口和參數(shù)等信息集成到AML文檔中。3.集成CAEX數(shù)據(jù)010204034.驗證和優(yōu)化確保使用的3D建模軟件和AML編輯器或工具兼容，以避免格式轉換或數(shù)據(jù)丟失的問題。在填寫AML文檔時，務必遵循AML規(guī)范，以確保數(shù)據(jù)的準確性和可讀性。在集成CAEX數(shù)據(jù)時，需要注意數(shù)據(jù)的完整性和一致性，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突或錯誤的情況。抓手AML文檔建模的注意事項01020325B.6CAEX和COLLADA中已連接工件的抓手的AML文檔建模CAEX（ComputerAidedEngineeringExchange）的應用2.數(shù)據(jù)交換的靈活性CAEX作為AML的核心，可以與其他子模型如COLLADA進行互連，使得幾何學和運動學的數(shù)據(jù)能夠在不同工具和系統(tǒng)之間進行交換。3.抓手的幾何學和運動學描述通過AML，可以精確地描述抓手的幾何形狀、運動軌跡以及與其他工件的連接方式。這有助于實現(xiàn)精確的自動化控制和操作。1.對象層次建模CAEX允許我們定義一個對象的層次結構，模擬事物的世界。在抓手的AML文檔建模中，可以利用CAEX來描述抓手的各個組成部分以及它們之間的關系。0302011.3D建模數(shù)據(jù)的交換COLLADA是一種用于3D建模數(shù)據(jù)的交換格式，它可以與AML協(xié)同工作，為抓手提供詳細的3D幾何信息和動畫數(shù)據(jù)。COLLADA（COLLAborativeDesignActivity）的整合2.跨領域建模通過整合COLLADA，AML文檔能夠支持跨領域的建模需求，使得抓手的幾何學和運動學數(shù)據(jù)能夠在不同領域的應用中得到充分利用。3.精確的模擬和可視化利用COLLADA提供的詳細幾何學和動畫數(shù)據(jù)，AML文檔可以實現(xiàn)抓手的精確模擬和可視化，有助于工程師更好地理解和優(yōu)化抓手的設計和使用。26附錄C(資料性)AML庫的XML表示AML庫的XML表示以`<AMLLibrary>`作為根元素，包含整個庫的定義。根元素AML庫使用XML命名空間來區(qū)分不同的元素和屬性，確保元素的唯一性。命名空間AML庫中的元素通過`<ElementType>`元素進行定義，包括元素名稱、數(shù)據(jù)類型、默認值等。元素定義AML庫的基本結構010203點元素通過`<Line>`元素表示空間中的一條直線，由起點和終點坐標組成。線元素面元素<Plane>元素用于表示空間中的一個平面，由法向量和原點到平面的距離定義。使用`<Point>`元素表示空間中的一個點，包含X、Y、