工业机器人运动可靠性评估方法

1工业机器人运动可靠性评估方法GB/T12642-2013工业机ANSIRIAR15.05-3-1992工业机器人和机器人系统可靠性验收测试指南3.1关键部件criticalco3.2非关键部件non-criticalcom3.6测试循环次数testc23.7运动失效motionfa3.9点到点运动point-to-po3.10连续轨迹运动continuouspath3.11运动性能指标motionperformance3.12运动可靠性motionr3.13运动可靠度degreeofmotionrel3.14运动可靠性测试motionreliabi3.15过程能力指数Cpkprocesscap表征在技术指标范围内由普通因素引起的过程变化程度的指3.16过程性能指数PpkprocessperformanceindexPpk3.18移动极差平均值averagemoving4.1前期准备流程3运动可靠性测试的前期准备分三个部分，包括24小时单轴运动测试、48小时多轴联动测试和1小时4.2测试条件测试中所使用的操作条件和环境条件应符合GB/T12642-2013中6.4.3测试方法前期准备试验中的24小时单轴运动测试和48小时多轴联动测试的测试方法应符合ANSI/RIAR15.05-3-1992中6、7的相测试在制造商规定负载75%的状态下进行。机器人每根轴的速度、加速度和移动范围都被限制在其机器人第一轴在其最大运动范围的75%内连续往返运动，即机器人末端执行器对应在A点和B点之间24小时单轴运动测试第一部分至少2424小时单轴运动测试维修或替换；记录；继续测试维修或替换；记录；继续测试关键和非关键部件失效关键和非关键部件失效否48小时多轴联动测试是否非关键部件失效是否非关键部件失效第二部分至少48小时继续测试是关键部件失效维修或替换；记录；是关键部件失效重新开始测试否1小时极限运动测试是否非关键部件失效第三部分是否非关键部件失效第三部分至少1小时继续测试是否关键部件失效是否关键部件失效重新开始测试4机器人基座的第一轴。每根轴运动30分钟后交替循环直至运动时间达到24小时停止测试。测试在制造商规定负载75%的状态下进行。机器人每根轴的速度、加速度和移动范围在循环运动中完成这么一组运动就称为一个循环（见图3）。极限运动测试时间达到1小时停返回路径返回路径55.1正常工作状态试验位姿和跟踪轨迹的选取置按照GB/T12642-2013中的6.8.2节确定，如图4的C1C2C3C4-C5C6C7C8。当机器人某轴运动范围较其他轴5.2极限工作状态试验位姿的选取试验位姿位于5.1节确定的一平面上对角线与工业机器人工作空间边缘相交点附近的四个合适位置，如图4所示的F1、F2、F3、F4。测量点到工作空间边缘相交点的距离等于对角边缘相交点距离的(106人的负载为100%额定负载，末端执行器的速度为100%额定速度和50%额定速度。针对每一给定速度，所假设总的测试循环次数为Np，重复定位精度满足要求的测试循环次数为Mp，则该工业机器人的点使用满足测量精度要求的测量设备，针对5.1中所规定的测试轨迹进行轨迹重复性精度测量。机器人的负载为100%额定负载，末端执行器的速度为100%额定速度和50%额定速度。针对每一给定速度，所有测量循环都执行完后再切换到另一速度。每个运动循环内进行30次试验来计算连续轨迹的重复性精障前采集的数据可以使用。如果由关键部件失效故障引起的试验中止，待故障消除后需按照本标准第4Rcp=Mcp/Ncp 该测量阶段是对工业机器人在极限工作状态下的运动可靠性评估。按照本标准4.3.3节中的试验前期准备要求，完成至少一小时的极限运动评估测试，从而进行极限工作状态运动可靠性7 σ=R/d2R——移动极差平均值。 Cpk=(USL-X)/3σ(4)X——所有重复定位精度结果的平均值；σ——估算标准偏差。在理想状态下，工业机器人的重复定位精度的理想度的平均值X会偏离目标值，并存在固有的偏差σ。 (Xi2)-X(Xi)Xi——单次测试循环所得的重复定位精度值；X——所有重复定位精度结果的平均值； Ppk=(USL-X)/3s(6)使用满足测量精度要求的测量设备对本标准第5节规定的测量点和跟踪轨迹进行测试。测量设备可参考GB/T12642-2013中的附录NA。测量设备需等机器人的运动处于稳定状态时方可采集数据。对采集8到的数据需要做剔除粗大误差的预处理。为保证测试的连续性，对本标准第5节规定的每个测量点进行于机器人极限工作状态下的测试，每个测试循环中机器人的重复定位精度为4个测量点重复定位精度的平均值。按照第6节的计算方式计算运动可靠度、Cpk和Ppk。复性精度后，按照第6节的计算方式计算运动可靠度、Cpk和P——制造商或者系统重建者认为与测试有关的其9运动可靠性测试报告测试报告应由封面及测试结果表格组成，附录A给出了实验报告实例。封面应提供关于机器人的测9试验报告应详细记录试验用设备、试验环境、试验条件、试验内容和基本结论，格式见表质量（kg）重心位置（坐标Lx,Ly,Lz）