机器人可靠性分析研究平台需求说明

机器人可靠性分析研究平台需求说明一、项目基本信息针对国产大负载六关节工业机器人故障预测难题，开展技术攻关，服务区域经济发展，提升学校科研实力，扩大学校为企业提供技术服务的影响力，为国产替代战略提供智力支撑；随着国产机器人在新能源汽车行业的进口替代深入，国产机器人系统的产品寿命和可靠性是最大短板；通过对国产机器人系统性的分析，其可靠性的短板在内部线缆、平衡缸、齿轮传动、RV减速机、电机等需存在严重挑战，而在产业应用中若是发生故障停机对产线的影响巨大（产品报废，产能浪费等）研究机器人故障诊断与寿命预测对实现机器人的预维保有显著的社会价值和经济价值；二、货物需求明细序号采购计划编号货物名称数量单位备注1大负载六关节样机2台2大负载六关节测试监测平台2套3大负载样机控制柜与用户示教器系统2套4RV减速机耐久测试平台1套5平衡缸耐久测试与力矩监控平台1套6测试仪器1套三、技术要求序号货物技术参数1大负载六关节样机1.1大负载六关节样机，机器人本体样机可用于基于新能源汽车整车及锂电池pack端搬运场景的效率测试下，机器人系统各部件在机器人运行生命周期过程中部件的监控；1.2机器人结构形式需为垂直多关节串联结构；1.3机器人轴数不低于6轴；1.4机械臂最大运动半径不低于2700mm；1.5机器人重复定位精度正负误差不大于0.10mm；1.6机器人腕部负载最大值不低于220kg；1.7各关节最大运动速度：J1轴100~120°/s，J2轴90~105°/s，J3轴80~110°/s，J4轴100~140°/s，J5轴100~140°/s，J6轴160~220°/s；1.8腕部允许的最大惯量不低于：J4轴147kg*㎡，J5轴147kg*㎡J，6轴82kg*㎡；1.9设备满足不小于IP54防护等级；1.10为提高机器人可靠性研究在机器人本体精度上的先进性；1.11为提高机器人可靠性研究机器人轨迹速度曲线的平滑性；1.12为保证机器人各关节运行的运动控制能力；2大负载六关节测试监测平台2.1系统平台具备16位数字I/O带MOS隔离；2.2系统平台需支持四显示输出DP+HDMI+VGA+DVI-D和任意三口的异步三显；2.3网络具备6*RJ45:LAN1i219V，LAN2用i226-LM支持Vpro等；2.4.支持串口RS232/485，且串口数量不低于6个；2.5大负载机器人运动时可采集电流数据、振动数据、速度、定位精度等数据，并能通过平台进行分析；2.6控制测试监测平台主板HIT-613;CPU不低于I7-6700;内存不低于2*8G，硬盘:SATA-1T+256GSSD5千兆网卡；2.7系统支持变量监控、IO监控、AD监控、全局变量监控，所有变量及IO监控支持中文备注；3大负载样机控制柜与用户示教器系统3.1样机控制柜：大负载机器人专用控制柜，用于控制机器人的关节、轴线等运动部位；具备机器人轨迹规划算法，确保机器人能够实际模拟出机器人在新能源汽车及锂电PACK离散组装场景的轨迹动作；3.2具备高防护等级≥IP54,并支持拓展外部传感器接口，能够处理机器人外围环境信号，辅助机器人进行适应性动作和决策；3.3需具备外部电源线进线口、散热孔、进风滤网、防尘滤网、动力重载连接器、穿墙板、信号重载连接器、示教器航插口；3.4机器人运动方式：PTP,CP；3.5最大控制轴数：6（机器人轴）+3（外部轴）；3.6程序存储空间：单个程序最大行数2000；3.7单个程序文件最大存储空间不低于500kb；3.8最大点位数量不高于9999个点；3.9样机控制柜尺寸不低于700*460*1100mm；3.10输出最大功率：不低于19kw；3.11用户示教器系统：具备大负载机器人在运行下的编程调试、自定义运动轨迹规划、数据存储、机器人本体运行的监控与告警、通信与连接、外部传感器与内部传感器系统；3.12具备大负载机器人工作的测试数据的直观监控；3.13支持对关节自由插补，单关节点动，机器运行故障信息监控；3.14支持车身焊接预测性维护工艺研究、涂装工艺预测性研究，码垛；3.15为保证机器人运行控制的嵌入式系统控制的先进性和稳定性；4RV减速机耐久测试平台4.1机器人关键核心部件RV减速机的在高速应用场景下其关键特性如精度、摩擦力、铁粉浓度、噪声等外特性，需采集数据；4.2测试平台具备机器人基于真实应用场景的寿命评价测试；4.3测试平台，包含人机界面、运动控制器及驱动系统+D16；4.4平台包含温度及湿度控制系统；4.5数据采集系统采集通道，个数和内容灵活设置，默认可设置反馈电流、反馈转速、d轴电流、d轴电流瞬时值、U、V、W相电流等；多个通道必须同步采集，采样频率相同；4.6采样频率，灵活设置，默认可设置为2560Hz；4.7采样间隔，灵活设置，默认可设置为24h；4.8采样时段和触发条件，采样时段要能够灵活设置，每次采样时段相同；采样时段若不好灵活设置，则默认采集完整3个循环工况的数据；4.9每隔24h后并不一定在起始采集点，系统要自动识别到起始采集点再开始采集系统能够保存至少1个月的数据；4.10系统要能够方便移植，数据要能够导出来，供算法研究，当机器人轨迹是随机的，不是周期往复的时候，要能够设定一条自检轨迹，固定采集这条自检轨迹的数据；4.11在线监测系统

具备数据采集后监测，快速采集20-60条正常状态的数据，根据正常状态数据计算参考状态；采集一次数据，通过和参考状态联合运算，计算得到状态指标，通过状态指标和阈值进行对比，判断是否有异常；4.12机器人数据采样需具备多样性；5平衡缸耐久测试与力矩监控平台5.1需具备平衡缸特性研究趋势功能，研究弹簧平衡缸在实际产业应用场景中弹力等关键特性的变化趋势；5.2测试平台需包含人机界面、运动控制器及驱动系统；5.3承载能力测试需通过施加不同代销的负载来测试弹簧平衡缸的承载能力功能；5.4行程测试功能需具备检测弹簧平衡缸的实际行程是否与设计要求的行程一致；5.5平台测试弹簧平衡缸包括弹簧的补偿力是否能够平衡负载、是否能够稳定支撑负载等；5.6需具备寿命测试功能，测试弹簧平衡缸在长时间使用过程中的寿命和可靠性；5.7需具备环境适应性测试功能，测试弹簧平衡缸在不同环境条件下的工作表现，如温度变化、湿度变化环境等；5.8具备测试数据优化功能，通过测试过程中的数据，对平衡缸进行不断的迭代优化调整，最后保证弹簧平衡缸达到高可靠性要求；5.9为保证具备有搭建测试监控平台的能力；5.10为提高机器人可靠性研究的检测精度；5.11配置丰富的通信接口，支持通讯协议包括但不限于TCP/IP、ModbusTCP、Ethernet/IP、MC、EtherCAT,支持RS232/RS485、USB2.0等通讯接口，实现更高扩展性，支持机器人与系统间互联互通；5.12支持多种控制方式：PC编程平台控制、示教器控制、远程IO控制、远程Modbus控制、API控制；5.13具备机器人控制与调试功能；1）通过配置IP地址，可支持与不少于4个不同IP地址的机器人建立通信连接；2）支持机器人远程控制功能，包括但不限于控制权、复位、启动、暂停、停止、急停、使能；3）支持机器人远程调试功能，支持点位示教、点位执行、点位上传的功能；6测试仪器6.1激光测距仪参照距离：30mm，测试范围：±5mm；6.2激光测距仪光源需为红色半导体激光；6.3激光测距仪波长不低于655mm(可见光)；6.4激光测距仪线性F.S.的误差值不大于0.05%；6.5激光测距仪重复精度在±0.05um区间；6.6激光测距仪取样率在20/50/100/200/500/1000us等；6.7LED显示接近测量范围中心，发绿色光在测量范围内发橙色光，在测量范围外闪橙色光；6.8数据采集仪插槽主机具有内置22bit位数字万用表和8种开关及控制插入式模块；6.9支持测量和转换11种不同的输入信号:温度(热电偶、RTD和热敏电阻);直流/交流电压、2线和4线电阻、频率和周期;直流/交流电流；6.10具备1GbitLAN、USB(34972A)、GPIB和RS-232接口(34970A)，可轻松连接至您的PC；6.11支持图形Web界面，通过点击的方式执行监测和控制(34972A)；6.12内含软件可配置和控制测试、显示测量结果以及收集数据，以便进行进一步分析；6.13非易失存储器可存储不低于5万个读数；6.14可支持提供多达96个矩阵交叉点或120个单端通道；6.15每个输入通道的HI/LO告警极限值,以及4个TTL告警输出；6.16具备原始数据转换为用户定义单位的标度功能；6.17实时信号分析仪压电加速度计，灵敏度约41mV/m·s-2，频率范围：1Hz～80Hz，支持48dB～158dB，64k字节的FLASHRAM可以保存128组测量结果，也可将数据转存到U盘中，240×160点阵LCD显示器，有LED背光，具备数字信号处理技术，稳定性强；6.18数显式推拉力计峰值保持时间（1~