2024桁架式机器人技术要求

桁架式机器人通用技术要求桁架式机器人通用技术要求目次桁架机人通目次桁架机人通技1范围 1规范引文件 1术语定义 1产品类 2基本求 3一般求 4技术求 4试验法 7检验则 12标志包、输贮存 13质量诺 141234567891011（）（）器构型（由15验以及试的16（资料性附录）声点布置 19I桁架式机器人通用技术要求1范围本标准规定了桁架式机器人（以下简称机器人）的术语和定义、产品分类、基本要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。本标准适用于桁架式机器人，衍生机型可参照执行。2规范性引用文件GB/T191包装储运图示标志GB/T755旋转电机定额和性能GB/T3766液压传动系统及其元件的通用规则和安全要求GB/T3768声学声压法测定噪声源声功率级和声能量级采用反射面上方包络测量面的简易法GB/T5080.1可靠性试验第1部分：试验条件和统计检验原理GB/T5226.1—2019机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB/T7932气动对系统及其元件的一般规则和安全要求GB/T8162结构用无缝钢管桁架式机器人通用技术要求1范围本标准规定了桁架式机器人（以下简称机器人）的术语和定义、产品分类、基本要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。本标准适用于桁架式机器人，衍生机型可参照执行。2规范性引用文件GB/T191包装储运图示标志GB/T755旋转电机定额和性能GB/T3766液压传动系统及其元件的通用规则和安全要求GB/T3768声学声压法测定噪声源声功率级和声能量级采用反射面上方包络测量面的简易法GB/T5080.1可靠性试验第1部分：试验条件和统计检验原理GB/T5226.1—2019机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB/T7932气动对系统及其元件的一般规则和安全要求GB/T8162结构用无缝钢管GB/T10095.1圆柱齿轮ISO齿面公差分级制第1部分：齿面偏差的定义和允许值GB/T10095.2圆柱齿轮ISO齿面公差分级制第2部分：径向综合偏差的定义和允许值GB/Z10096齿条精度GB11291.1工业环境用机器人安全要求第1部分：机器人GB/T12643机器人与机器人装备词汇GB/T17395—2008无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差GB/Z19397—2003GB/T32798XPGB/T37415—2019GB50040JB/T5063—2014搬运机器人通用技术条件JB/T8896—1999工业机器人验收规则JB/T14402—2022上下料桁架机器人3术语和定义GB/T37415-2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1X轴 xaxis；横轴 horizontalaxis13.2Y轴 yaxis；前轴 cantileveredaxis指实现机器人前后运动的部件，组成方式同X轴。3.3Z轴 zaxis；上轴 verticalaxis指实现机器人上下运动的部件，组成方式同X轴。3.4抓手 gripper安装在Z轴末端，实现工件装夹和工位切换的部件。3.5横行程 horizontal3.2Y轴 yaxis；前轴 cantileveredaxis指实现机器人前后运动的部件，组成方式同X轴。3.3Z轴 zaxis；上轴 verticalaxis指实现机器人上下运动的部件，组成方式同X轴。3.4抓手 gripper安装在Z轴末端，实现工件装夹和工位切换的部件。3.5横行程 horizontalstroke抓手上一定点在X轴方向的有效运行范围。3.6前后程 forwardstroke抓手上一定点在Y轴方向的有效运行范围。3.7上下程 verticalstroke抓手上一定点在Z轴方向的有效运行范围。3.8最大度 maximumspeed各运动轴空载运行时所能达到的最高速度。3.9最大速度 maximumspeed各运动轴空载运行时所能达到的最高加速度。3.10稳定间 positionstabletime从机器人Z轴下降到位后发出到位信号开始至抓手上一定点的衰减震荡运动到达规定界限所经历的时间段。3.11最大振幅maximumamplitude从机器人Z轴下降到位后,在稳定时间段内，抓手上一定点由于衰减震荡运动，其瞬时位置与实到稳定位置的最大距离。4产品分类4.1按负载能力分类机器人按负载能力分类，可以分为：——轻负荷型机器人，负载能力≤100kg；——中负荷型机器人，100kg＜负载能力≤1000kg；——重负荷型机器人，负载能力＞1000kg。4.2按伺服轴数量分类2机器人按伺服轴数量分类，可以分为：4.3按重复定位精度分类机器人按重复定位精度分类，可以分为：——一般精度机器人，重复定位精度＞0.1mm；——中精度机器人，0.05＜重复定位精度≤0.1mm；——高精度机器人，重复定位精度≤0.05mm。5基本要求5.1设计研发5.1.1度、强度以及模态进行计算分析和优化。5.1.2横梁应采用挠度变形设计和分析，主要考虑最大挠度、最大弯曲角度、弹性挠度、临界载荷、挠度曲线等方面。5.2材料与零部件5.2.1Q235、Q345BGB/T8162GB/T17395—20085.2.2GB/T7555.2.3机器人按伺服轴数量分类，可以分为：4.3按重复定位精度分类机器人按重复定位精度分类，可以分为：——一般精度机器人，重复定位精度＞0.1mm；——中精度机器人，0.05＜重复定位精度≤0.1mm；——高精度机器人，重复定位精度≤0.05mm。5基本要求5.1设计研发5.1.1度、强度以及模态进行计算分析和优化。5.1.2横梁应采用挠度变形设计和分析，主要考虑最大挠度、最大弯曲角度、弹性挠度、临界载荷、挠度曲线等方面。5.2材料与零部件5.2.1Q235、Q345BGB/T8162GB/T17395—20085.2.2GB/T7555.2.3GB/T327985.2.4GB/T10095.1GB/T10095.25.2.5GB/Z100965.3工艺装备5.3.1横梁拼接应配备平行度测量仪、精度调整装置、精密加工设备等装备。5.3.2线轨、齿条、电机、减速机等紧固过程应配备可追溯定值扭力扳手。5.3.3焊接应配备自动焊接机器人。5.3.4横梁应采用四轴龙门铣床一体加工成型。5.3.5应配备喷塑流水线。5.3.6应配备焊接后去应力热处理工艺。5.3.7钣金加工应配备激光切板机、折弯机等设备。5.4检验检测35.4.1I/O按钮、指令与动作协一致、显示、运行速度、联机功能、急停、切断自动运行、连续运行、操作方式、机器人与机械加工设备联机信号传输、短路保护装置、安全保护装置、限位装置、吊装装置、成套性等项目的检测能力。5.4.2应配备三坐标测量仪、硬度计、激光跟踪仪、表面粗糙仪等检测设备。6一般要求6.1GB11291.16.2机器人除满足JB/T5063—2014中6.1的要求外，还应满足以下要求：5.4.1I/O按钮、指令与动作协一致、显示、运行速度、联机功能、急停、切断自动运行、连续运行、操作方式、机器人与机械加工设备联机信号传输、短路保护装置、安全保护装置、限位装置、吊装装置、成套性等项目的检测能力。5.4.2应配备三坐标测量仪、硬度计、激光跟踪仪、表面粗糙仪等检测设备。6一般要求6.1GB11291.16.2机器人除满足JB/T5063—2014中6.1的要求外，还应满足以下要求：e)I/O7技术要求7.1结构要求机器人结构应布局合理、操作方便、造型美观、便于维修；所有紧固、连接部分应无松动；运动部件的润滑和冷却状况应良好。7.2外观要求外观和结构应满足以下要求：c)——基准导轨直线度误差不大于0.04mm/1000mm；——导轨接缝小于0.02mm，高度差不大于0.02mm；——辅助导轨与基准导轨的相对平行度误差在托板宽度范围内不大于0.04mm；4——齿条与基准导轨的平行度误差在托板宽度范围内不大于0.04mm。7.3功能要求7.3.1机器人对工件进行操作时，各轴动作应平稳、准确可靠。7.3.2机器人的操作开关、按钮、指示灯、报警装置及联锁功能应正常、灵活、安全、可靠。7.3.3在操作过程中，指令与动作应协调一致。7.3.4显示装置应清晰显示各轴运行时的负载、速度及位移量等信息，数据应准确、可靠。7.3.5机器人的运行速度应能实现倍率控制。7.3.6机器人应具有与其他自动化设备联机运行的功能。7.3.7机器人控制柜的急停功能应符合以下要求：a)符合GB/T5226.1—2019中9.2.5.4.2e)f)机器人只能手动复位，复位后不会重启，只允许再次启动。7.3.8机器人系统如果遇突然停电情况，在恢复供电时，具有切断自动运行功能。7.3.9夹持器在非正常断电、断气的情况下，应仍能保持可靠夹持。7.3.10机器人使用滑触式、感应式等非直接供电方式时，应具备电压稳定功能和不间断供电功能。7.4性能指标机器人的主要性能指标见表1。机器人的主要性能指标7.5操作方式7.5.1手动方式用于机器人慢速运行、编程、教导、维修及功能部件程序验证。7.5.2JB/T14402—20225.6.25额定负载≤100kg100kg＜额定负载≤1000kg额定负载＞1000kg噪音dB(A)——齿条与基准导轨的平行度误差在托板宽度范围内不大于0.04mm。7.3功能要求7.3.1机器人对工件进行操作时，各轴动作应平稳、准确可靠。7.3.2机器人的操作开关、按钮、指示灯、报警装置及联锁功能应正常、灵活、安全、可靠。7.3.3在操作过程中，指令与动作应协调一致。7.3.4显示装置应清晰显示各轴运行时的负载、速度及位移量等信息，数据应准确、可靠。7.3.5机器人的运行速度应能实现倍率控制。7.3.6机器人应具有与其他自动化设备联机运行的功能。7.3.7机器人控制柜的急停功能应符合以下要求：a)符合GB/T5226.1—2019中9.2.5.4.2e)f)机器人只能手动复位，复位后不会重启，只允许再次启动。7.3.8机器人系统如果遇突然停电情况，在恢复供电时，具有切断自动运行功能。7.3.9夹持器在非正常断电、断气的情况下，应仍能保持可靠夹持。7.3.10机器人使用滑触式、感应式等非直接供电方式时，应具备电压稳定功能和不间断供电功能。7.4性能指标机器人的主要性能指标见表1。机器人的主要性能指标7.5操作方式7.5.1手动方式用于机器人慢速运行、编程、教导、维修及功能部件程序验证。7.5.2JB/T14402—20225.6.25额定负载≤100kg100kg＜额定负载≤1000kg额定负载＞1000kg噪音dB(A)≤75dB(A)最大速度（m/s）≥2.5≥2.0≥1.25最大加速度（m/s2）≥8≥5≥3重复定位精度≤0.05≤0.08≤0.1连续运行时间30hI/O点数≥16输入（IN），16输出（OUT）程序模组容量≥100个7.6机器人与机械加工设备联机信号传输7.6.1机械加工设备发给机器人信号指令应包括但不限于以下信息：——上料请求；——卸/换料请求；——机器人服务使能；——清洗/气吹完成；——主轴定向完成；——单机清空。7.6.2机器人发给机械加工设备的信号指令应包括但不限于以下信息：——上料完成；——卸/换料完成；——清洗/气吹完成；——主轴定向；——机器人服务中；——单机清空。7.6.37.6机器人与机械加工设备联机信号传输7.6.1机械加工设备发给机器人信号指令应包括但不限于以下信息：——上料请求；——卸/换料请求；——机器人服务使能；——清洗/气吹完成；——主轴定向完成；——单机清空。7.6.2机器人发给机械加工设备的信号指令应包括但不限于以下信息：——上料完成；——卸/换料完成；——清洗/气吹完成；——主轴定向；——机器人服务中；——单机清空。7.6.3JB/T14402—20225.7.37.7液压系统使用液压驱动的机器人部件，其液压系统应符合GB/T3766的规定。7.8气动系统使用气压驱动的机器人部件，其气动系统应符合GB/T7932的规定。7.9安全7.9.1接地电阻0.1c)7.9.2绝缘电阻机器人交流动力电源电路与机壳之间的绝缘电阻应大于10MΩ。7.9.3耐压强度机器人交流动力电源电路与邻近的非带电导体间，应能承受交流50Hz、电压有效值为1500V、持续1min的耐电压试验，不应出现击穿、闪络及飞弧现象。67.9.4短路保护装置机器人的电源线和外接软线固定装置应安全可靠，应有防水的进线座，并应有短路保护装置。7.9.5安全保护装置安全保护装置应符合JB/T14402—2022中5.10.6的要求。7.9.6限位装置7.9.7吊装装置需要拆分包装的机器人组件应预留吊装工艺装置。7.10 7.10.1 机器人在受到射频干扰时(ISM1组A级)，工作应正常。7.10.2 机器人在3V/m电平值的磁场中(相当于测试级2级)，工作应正常。7.11噪声机器人在额定载荷下运行，其A声级的平均值应≤75dB(A)。7.12电源适应能力+10%和-1515正常。7.9.4短路保护装置机器人的电源线和外接软线固定装置应安全可靠，应有防水的进线座，并应有短路保护装置。7.9.5安全保护装置安全保护装置应符合JB/T14402—2022中5.10.6的要求。7.9.6限位装置7.9.7吊装装置需要拆分包装的机器人组件应预留吊装工艺装置。7.10 7.10.1 机器人在受到射频干扰时(ISM1组A级)，工作应正常。7.10.2 机器人在3V/m电平值的磁场中(相当于测试级2级)，工作应正常。7.11噪声机器人在额定载荷下运行，其A声级的平均值应≤75dB(A)。7.12电源适应能力+10%和-1515正常。7.13负荷运行试验对机器人按图1所示的动作进行示教编程，在额定负载状态下连续运行24h，应工作正常。横行行程B上下行AC运行周期8试验方法7O程8.1结构及外观检测按7.2a）～d）的规定采用目测进行验证，使用百分表、塞尺、游标卡尺等检具对7.2e）进行检查。8.2功能检测8.2.1107.3.1～7.3.67.3.8～7.3.10要求进行逐条检验。8.2.257.3.77.3.8～7.3.108.3横行行程8.1结构及外观检测按7.2a）～d）的规定采用目测进行验证，使用百分表、塞尺、游标卡尺等检具对7.2e）进行检查。8.2功能检测8.2.1107.3.1～7.3.67.3.8～7.3.10要求进行逐条检验。8.2.257.3.77.3.8～7.3.108.3横行行程ZY（过程中始终保持不变，仅运动X轴直至移动到最大位移后（受限于软极限或硬极限），读取控制器上显示的坐标值作为横行行程。8.4前后行程XZ（），作为前后行程。8.5上下行程机器人控制参数设定完毕并确认无误后，使机器人回零。机器人的X轴和Y轴(若存在）坐标在测试过程中始终保持不变，仅运动Z轴直至移动到最大位移后（受限于软极限或硬极限），读取控制器上显示的坐标值作为上下行程。8.6最大速度在空载条件下，令机器人被测轴以最大速度沿/绕轴线作最大范围运动并进入稳定工作状态（其他轴固定）。用速度传感设备测量最大值。测量3次，取平均值。8.7最大加速度在空载条件下，令机器人被测轴以最大加速度沿/绕轴线作最大范围运动并进入稳定工作状态（其他轴固定）。用加速度传感设备测量最大值。测量3次，取平均值。8.8重复定位精度5最后按照公式计算每个目标位置的重复定位精度。l3Sl (1)81nnj1ll (2)jlj (xjx)(yy)(zz) (3)2 2 2j j1nnj1xx (4)j1nn1nnj1ll (2)jlj (xjx)(yy)(zz) (3)2 2 2j j1nnj1xx (4)j1nnjyy (5)j11nnjzz (6)j1Sl....................................(7)式中：RPl是第l个位置点的多轴重复定位精度；x、y和z是对同一目标位置重复响应n次后所得点集的中心坐标；xjyjzjjlj是第j次实到位置点的标准差；l是第l个位置点的实到位置标准差的平均值；Sl是第l个位置点的标准差。将以上计算结果填入机器人重复定位精度表格中，并附上有关的数据与图表。8.9横行梁刚性图（算这两个位置的距离。总共测试3次，取平均值。9n(ll)2jj1n1横梁刚性采集位置8.10工作气压机器人进气端的双点组合上安装有压力表，直接读取数值即可，读数时需正面读取。8.11空气消耗量1所示的动作运行一个周期所消耗的基本空气消耗量，测量3次，取最大值。8.12操作方式8.12.1在手动方式下选择慢速控制方式进行试验。8.12.2在自动方式下，机器人执行自动运动程序进行试验。8.13机器人与机械加工设备联机信号传输按JB/T14402—2022中6.10的规定进行。8.14液压系统107.7好，无渗漏现象。8.15横梁刚性采集位置8.10工作气压机器人进气端的双点组合上安装有压力表，直接读取数值即可，读数时需正面读取。8.11空气消耗量1所示的动作运行一个周期所消耗的基本空气消耗量，测量3次，取最大值。8.12操作方式8.12.1在手动方式下选择慢速控制方式进行试验。8.12.2在自动方式下，机器人执行自动运动程序进行试验。8.13机器人与机械加工设备联机信号传输按JB/T14402—2022中6.10的规定进行。8.14液压系统107.7好，无渗漏现象。8.15气动系统107.8好，无渗漏现象。8.16 8.16.1 接地按GB/T5226.1—2019中18.2的规定进行。108.16.2 按GB/T5226.1—2019中18.3的规定进行。8.16.3 耐电压按GB/T5226.1—2019中18.4的规定进行。8.16.4 按7.9.4的规定目测检查。8.16.5 按7.9.5的规定目测检查。8.16.6 按7.9.6的规定目测检查。8.16.7 按7.9.7的规定目测检查。8.17 8.17.1 8.16.2 按GB/T5226.1—2019中18.3的规定进行。8.16.3 耐电压按GB/T5226.1—2019中18.4的规定进行。8.16.4 按7.9.4的规定目测检查。8.16.5 按7.9.5的规定目测检查。8.16.6 按7.9.6的规定目测检查。8.16.7 按7.9.7的规定目测检查。8.17 8.17.1 按GB/Z19397—2003中第6章的规定进行。8.17.2 按GB/Z19397—2003中第6章的规定进行。8.18噪声1.5m1.0参见附录C）3～5310.0dB(A3.0dB(A若各测试点所测得的机器人运行噪声和背景噪声之差在3.0dB(A)～10.0dB(A)之间，则所测得的结果需按表2进行背景噪声修正。背景噪声修正值11机器人运行时测得的声压级与背景噪声声压级之差/dB(A)3.04.05.06.07.08.09.010.0>10.08.19电源适应能力按JB/T8896-1999中5.8的规定进行。8.20负荷运转试验每台机器人出厂前，应按照图1的标准程序由低速到最大速度逐步运转，进行不少于30h的连续负（9检验规则9.1基本要求产品检验分为出厂检验和型式检验，检验项目按表3的规定进行。检验项目12序号检验项目技术要求检验方法出厂检验型式检验1结构7.18.1√√2外观7.28.1√√3功能机器人动作7.3.18.2.1√√4按钮7.3.28.2.1√√5指令与动作协调一致7.3.38.2.1√√6显示7.3.48.2.1√√7运行速度7.3.58.2.1√√8联机功能7.3.68.2.1√√9急停7.3.78.2.2√√10切断自动运行7.3.88.2.1√√11夹持器7.3.98.2.1×√12稳压和不间断供电7.3.108.2.1×√13性能横行行程7.48.3√√14前后行程8.4√√15上下行程8.5√√16最大速度8.6√√17最大加速度8.7×√18重复定位精度8.8√√19横行梁刚性8.9×√20工作气压8.10√√21空气消耗量8.11×√22操作方式7.58.12√√23机器人与机械加工设备联机信号传输7.68.13√√应从运行时的声压级测量值中减去的背景噪声修正值/dB(A)8.19电源适应能力按JB/T8896-1999中5.8的规定进行。8.20负荷运转试验每台机器人出厂前，应按照图1的标准程序由低速到最大速度逐步运转，进行不少于30h的连续负（9检验规则9.1基本要求产品检验分为出厂检验和型式检验，检验项目按表3的规定进行。检验项目12序号检验项目技术要求检验方法出厂检验型式检验1结构7.18.1√√2外观7.28.1√√3功能机器人动作7.3.18.2.1√√4按钮7.3.28.2.1√√5指令与动作协调一致7.3.38.2.1√√6显示7.3.48.2.1√√7运行速度7.3.58.2.1√√8联机功能7.3.68.2.1√√9急停7.3.78.2.2√√10切断自动运行7.3.88.2.1√√11夹持器7.3.98.2.1×√12稳压和不间断供电7.3.108.2.1×√13性能横行行程7.48.3√√14前后行程8.4√√15上下行程8.5√√16最大速度8.6√√17最大加速度8.7×√18重复定位精度8.8√√19横行梁刚性8.9×√20工作气压8.10√√21空气消耗量8.11×√22操作方式7.58.12√√23机器人与机械加工设备联机信号传输7.68.13√√应从运行时的声压级测量值中减去的背景噪声修正值/dB(A)3.02.01.00.509.2出厂检验9.2.1每台机器人都应进行出厂检验。9.2.2判定出厂检验不合格。9.3型式检验9.3.1有下列情况之一时，应进行型式检验：c)d)f)国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时。9.3.219.3.3判定型式检验不合格。10 10.1固定标牌b)1324液压系统7.78.14×√25气动系统7.88.15×√安全要求接地电阻7.9.18.16.1×√绝缘电阻7.9.28.16.2×√耐压强度7.9.38.16.3×√短路保护装置7.9.48.16.4－√安全保护装置7.9.58.16.5√√限位装置7.9.68.16.6√√吊装装置7.9.78.16.7√√电磁兼容性7.108.17×√9.2出厂检验9.2.1每台机器人都应进行出厂检验。9.2.2判定出厂检验不合格。9.3型式检验9.3.1有下列情况之一时，应进行型式检验：c)d)f)国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时。9.3.219.3.3判定型式检验不合格。10 10.1固定标牌b)1324液压系统7.78.14×√25气动系统7.88.15×√安全要求接地电阻7.9.18.16.1×√绝缘电阻7.9.28.16.2×√耐压强度7.9.38.16.3×√短路保护装置7.9.48.16.4－√安全保护装置7.9.58.16.5√√限位装置7.9.68.16.6√√吊装装置7.9.78.16.7√√电磁兼容性7.108.17×√噪声要求7.118.18×√电源适应能力7.128.19×√负荷运转试验7.138.20√√c)e)g)重量。10.2包装10.2.1GB/T19110.2.2机器人在包装前，必须将活动部分固定牢靠，外露易损坏零件拆下放置在安全位置。10.2.3包装箱内应有下列文件：a)10.3c)e)g)重量。10.2包装10.2.1GB/T19110.2.2机器人在包装前，必须将活动部分固定牢靠，外露易损坏零件拆下放置在安全位置。10.2.3包装箱内应有下列文件：a)10.3运输机器人在运输过程中应防潮、防腐蚀，不应倒置和摔落。10.4贮存机器人应贮存温度为0℃～40℃、干燥、通风的环境中，空气中不得含有腐蚀性介质，相对湿度不得大于85%，其周围环境无易燃气体，无强烈机械振动、冲击及强磁场作用。11 11.124h48h11.21者其他非质量问题导致机器人无法正常使用，制造厂应根据用户的需求协助解决。11.3机器人应具备唯一性标识，可实现按台追溯。 14（资料性