串联机器人检验规范

串联机器人检验规范1范围本规范规定了串联机器人在设计验证、出厂验收、安装调试及定期维护全生命周期阶段的检验要求、检验方法、判定规则及文档管理要求。本规范适用于负载范围0.5kg~500kg、自由度3~7轴的通用工业串联机器人，特殊行业专用串联机器人（如洁净环境用、防爆环境用、医疗领域用）可在本规范基础上补充专用检验条款，协作型串联机器人除符合本规范要求外，还应满足GB/T38124《协作机器人安全要求》相关规定。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。GB11291.1工业环境用机器人安全要求第1部分：机器人GB/T12642工业机器人性能规范及其试验方法GB/T12643工业机器人词汇GB/T16855.1机械安全控制系统有关安全部件第1部分：设计通则GB/T20868工业机器人性能试验方法位置准确度和位置重复性GB/T5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件JB/T10825工业机器人产品验收实施规范3术语和定义GB/T12643界定的以及下列术语和定义适用于本规范。3.1串联机器人serialrobot各运动轴依次串联连接，末端执行器的运动是各关节运动的合成，机械结构由基座、多个连杆、关节驱动器及末端法兰组成的机器人系统。3.2位姿准确度poseaccuracy同一指令位姿下，多次实测位姿的均值与理论位姿之间的偏差。3.3位姿重复性poserepeatability同一指令位姿下，多次重复运动后实测位姿的离散程度。3.4路径准确度pathaccuracy机器人沿预定路径运动时，实测路径与理论路径之间的偏差值。3.5软限位softlimit控制系统中设置的关节运动范围限制，用于防止机械结构超出设计允许的运动区间。3.6硬限位hardlimit安装在机械结构上的物理限位装置，作为软限位失效后的最后安全防护。4检验环境条件除特殊检验项目另有规定外，所有检验应在以下环境条件下开展：环境温度：15℃~30℃，检验过程中温度波动不超过±2℃；相对湿度：25%~75%，无凝露；大气压力：86kPa~106kPa；电源电压：额定电压的±10%范围内，频率波动不超过±1Hz；背景振动：检验场地地面振动加速度不超过0.1g，避免周围强电磁干扰源，环境磁场强度不超过0.5mT；光照条件：普通室内光照，无强直射光干扰视觉检测设备工作。5检验项目及要求5.1外观与机械结构检验5.1.1外观质量机器人本体表面应无明显划痕、磕碰、变形及锈蚀，喷涂涂层均匀，无起皮、脱落、流挂现象；各标识牌清晰完整，包含产品型号、序列号、负载能力、制造商信息、电气参数及安全警示标识，警示标识应符合GB2894要求；管线布局规整，无破损、裸露，拖拽链活动顺畅，无卡滞、异响，管线接头连接牢固，无松动、渗油（液压驱动型）、漏气（气动驱动型）现象。5.1.2机械结构装配各关节连接螺栓紧固力矩符合设计文件要求，扭矩偏差不超过±5%，关键连接部位应有防松措施（如锁紧螺母、螺纹胶、开口销）；减速器转动顺畅，无卡顿、异常异响，空程量符合设计指标，对于RV减速器，空程量不超过1arcmin，谐波减速器空程量不超过0.5arcmin；导轨、丝杆等传动部件表面清洁，无磕碰损伤，润滑脂加注量符合工艺要求，运动过程无爬行、抖动现象；末端法兰端面跳动不超过0.02mm，径向跳动不超过0.03mm，法兰安装螺纹孔无滑牙、损坏，孔位尺寸符合GB/T14468.1要求。5.2电气系统检验5.2.1电气安全绝缘电阻测试：动力电路与保护接地电路之间绝缘电阻不小于1MΩ，控制电路与保护接地电路之间绝缘电阻不小于0.5MΩ，测试电压为直流500V；耐压测试：动力电路对地施加1500V交流电压，历时1min无击穿、闪络现象，控制电路对地施加1000V交流电压，历时1min无击穿、闪络现象；接地连续性：保护接地端子与机器人本体所有外露金属部件之间的电阻不超过0.1Ω；剩余电流测试：额定负载运行状态下，漏电流不超过0.5mA；急停功能检验：按下任意急停按钮（本体急停、示教器急停、控制柜急停），机器人应在100ms内切断动力电源，所有运动立即停止，急停触发后系统应保持锁定状态，需人工复位后方可重新上电。5.2.2控制系统功能上电自检功能：系统上电后应自动完成驱动器、传感器、通信模块的状态检测，存在故障时应显示对应错误代码，禁止故障状态下启动运行；模式切换功能：手动模式（示教模式）下最大运动速度不超过250mm/s，自动模式下无法直接操作关节运动，模式切换需通过钥匙开关实现，切换过程无异常动作；编程功能：支持点位运动、直线运动、圆弧运动指令编写，程序存储、读取、删除功能正常，程序运行过程中暂停、继续、单步执行功能可靠；状态显示功能：示教器实时显示各关节位置、速度、电流、温度数据，误差不超过±2%，故障报警信息清晰可查，历史报警记录可保存至少1000条。5.3安全功能检验5.3.1限位保护软限位检验：在手动模式下缓慢移动各关节，到达软件设定的极限位置时系统应立即停止运动并触发报警，软限位值应比硬限位位置至少小5mm或0.5°；硬限位检验：屏蔽软限位后，低速移动关节触碰硬限位装置，机器人应立即切断动力并触发急停报警，硬限位装置无变形、损坏。5.3.2碰撞检测功能对于配置碰撞检测功能的机器人，在自动运行过程中，使用标准测力装置以100N~500N的力碰撞机器人臂体任意位置，机器人应立即停止运动，碰撞触发力误差不超过设定值的±15%；碰撞发生后系统应记录碰撞位置、碰撞力数据，排除障碍物后可通过复位操作恢复运行，无永久性损坏。5.3.3超速保护各关节以120%额定速度运行时，控制系统应立即触发超速报警并停止运动，无飞车、失控现象；速度反馈传感器故障时，系统应在200ms内切断动力输出，避免运动失控。5.4性能指标检验5.4.1位姿准确度与重复性检验方法：按照GB/T12642规定，在机器人工作空间内选取5个典型测试点位（包含工作空间中心、边缘角落、高低不同高度位置），每个点位从相同方向重复趋近30次，使用激光跟踪仪或三坐标测量仪记录实际位姿数据；指标要求：位姿准确度不低于设计值的120%，位姿重复性不低于设计值的80%。例如设计指标为位姿准确度±0.1mm、位姿重复性±0.05mm，则实测位姿准确度最大偏差不超过±0.12mm，位姿重复性最大离散度不超过±0.04mm。5.4.2路径准确度与重复性检验方法：规划长度不小于1000mm的直线路径和半径不小于500mm的圆弧路径，分别以20%、50%、100%额定速度运行，每个路径重复测试10次，使用动态测量装置记录路径偏差；指标要求：直线路径准确度不超过设计值的150%，路径重复性不超过设计值的100%；圆弧路径准确度不超过设计值的200%，路径重复性不超过设计值的120%。5.4.3额定负载能力末端法兰安装额定负载配重，配重重心位置符合设计规定的最大允许偏移量，机器人以100%额定速度在全工作空间内连续运行8小时；运行过程中无过载报警，各关节电流不超过额定电流的110%，减速器温度不超过80℃，电机温度不超过100℃，停机后位姿重复性偏差不超过检验初期的10%。5.4.4最大速度检验空载状态下，机器人沿最长直线路径运动，实测末端最大速度不低于设计额定速度的95%，各关节最大运动角速度符合设计指标，误差不超过±2%。5.5环境适应性检验5.5.1高低温运行试验将机器人置于环境试验箱内，温度升至40℃，恒温2小时后连续运行2小时，所有功能正常，性能指标偏差不超过常温下的15%；温度降至0℃，恒温2小时后连续运行2小时，无结露、启动困难、润滑凝固现象，性能指标偏差不超过常温下的20%。5.5.2抗振试验机器人固定在振动试验台上，施加频率10Hz~200Hz、加速度0.5g的随机振动，持续1小时，试验后所有紧固件无松动，电气连接可靠，性能指标无明显变化。5.5.3电磁兼容性按照GB/T17626系列标准进行静电放电、射频电磁场辐射、电快速瞬变脉冲群、浪涌冲击抗扰度试验，试验过程中机器人无意外停机、误动作，性能指标符合要求，试验后无永久性损坏。5.6可靠性检验5.6.1连续运行试验机器人搭载额定负载，按照典型作业循环（包含点位移动、直线运动、取放动作）连续运行1000小时，平均无故障时间（MTBF）不低于800小时；试验过程中允许出现可复位的minor故障，故障次数不超过3次，不允许出现需要更换零部件的major故障。5.6.2关键部件寿命试验关节减速器在额定负载下连续运行10000小时后，backlash增量不超过初始值的20%，传动效率下降不超过10%；伺服电机额定负载运行20000小时后，输出扭矩下降不超过额定值的5%，绝缘性能符合5.2.1要求。6检验方法6.1外观及结构检验方法外观检查采用目视检查结合5倍放大镜观测表面缺陷，使用精度1mm的钢直尺测量划痕、磕碰尺寸；螺栓紧固力矩使用经校准的扭矩扳手复核，关键螺栓100%检验，普通螺栓抽样比例不低于30%；减速器空程量使用角度编码器或千分表测量，在关节输出端施加10%额定扭矩正反方向加载，记录角度偏差值。6.2电气安全检验方法绝缘电阻使用500V兆欧表测量，测量前断开所有电子元件，避免过压损坏；耐压测试使用耐压测试仪，电压缓慢升至规定值后保持1分钟，试验完成后充分放电；接地电阻使用毫欧表测量，测量点选取距离接地端子最远的外露金属部件。6.3性能指标测量方法位姿测量优先采用激光跟踪仪，测量不确定度不低于0.01mm，采样频率不低于100Hz；动态路径测量采用高速视觉测量系统或拉线式位移传感器，采样频率不低于1000Hz；负载试验使用标准配重块，配重质量误差不超过±0.5%，重心位置通过三坐标测量确认。7判定规则7.1合格判定所有检验项目符合以下要求时判定产品合格：A类项目（电气安全、急停功能、限位保护、额定负载能力）全部合格，无不符合项；B类项目（外观质量、结构装配、控制系统功能、性能指标）不合格项不超过2项，且经整改后符合要求；C类项目（标识、外观轻微瑕疵）不合格项不超过5项，不影响使用和安全。7.2不合格判定出现以下任意一种情况时判定产品不合格：A类项目存在1项及以上不符合；B类项目不合格项超过3项，或整改后仍不符合要求；性能指标低于设计值的70%，无法通过调整修复。7.3复检规则首次检验不合格的产品，允许针对不合格项进行整改，整改完成后申请复检，复检仅针对不合格项