工業(yè)機器人運動可靠性評估方法

1工業(yè)機器人運動可靠性評估方法GB/T12642-2013工業(yè)機ANSIRIAR15.05-3-1992工業(yè)機器人和機器人系統(tǒng)可靠性驗收測試指南3.1關(guān)鍵部件criticalco3.2非關(guān)鍵部件non-criticalcom3.6測試循環(huán)次數(shù)testc23.7運動失效motionfa3.9點到點運動point-to-po3.10連續(xù)軌跡運動continuouspath3.11運動性能指標(biāo)motionperformance3.12運動可靠性motionr3.13運動可靠度degreeofmotionrel3.14運動可靠性測試motionreliabi3.15過程能力指數(shù)Cpkprocesscap表征在技術(shù)指標(biāo)范圍內(nèi)由普通因素引起的過程變化程度的指3.16過程性能指數(shù)PpkprocessperformanceindexPpk3.18移動極差平均值averagemoving4.1前期準(zhǔn)備流程3運動可靠性測試的前期準(zhǔn)備分三個部分，包括24小時單軸運動測試、48小時多軸聯(lián)動測試和1小時4.2測試條件測試中所使用的操作條件和環(huán)境條件應(yīng)符合GB/T12642-2013中6.4.3測試方法前期準(zhǔn)備試驗中的24小時單軸運動測試和48小時多軸聯(lián)動測試的測試方法應(yīng)符合ANSI/RIAR15.05-3-1992中6、7的相測試在制造商規(guī)定負(fù)載75%的狀態(tài)下進行。機器人每根軸的速度、加速度和移動范圍都被限制在其機器人第一軸在其最大運動范圍的75%內(nèi)連續(xù)往返運動，即機器人末端執(zhí)行器對應(yīng)在A點和B點之間24小時單軸運動測試第一部分至少2424小時單軸運動測試維修或替換；記錄；繼續(xù)測試維修或替換；記錄；繼續(xù)測試關(guān)鍵和非關(guān)鍵部件失效關(guān)鍵和非關(guān)鍵部件失效否48小時多軸聯(lián)動測試是否非關(guān)鍵部件失效是否非關(guān)鍵部件失效第二部分至少48小時繼續(xù)測試是關(guān)鍵部件失效維修或替換；記錄；是關(guān)鍵部件失效重新開始測試否1小時極限運動測試是否非關(guān)鍵部件失效第三部分是否非關(guān)鍵部件失效第三部分至少1小時繼續(xù)測試是否關(guān)鍵部件失效是否關(guān)鍵部件失效重新開始測試4機器人基座的第一軸。每根軸運動30分鐘后交替循環(huán)直至運動時間達到24小時停止測試。測試在制造商規(guī)定負(fù)載75%的狀態(tài)下進行。機器人每根軸的速度、加速度和移動范圍在循環(huán)運動中完成這么一組運動就稱為一個循環(huán)（見圖3）。極限運動測試時間達到1小時停返回路徑返回路徑55.1正常工作狀態(tài)試驗位姿和跟蹤軌跡的選取置按照GB/T12642-2013中的6.8.2節(jié)確定，如圖4的C1C2C3C4-C5C6C7C8。當(dāng)機器人某軸運動范圍較其他軸5.2極限工作狀態(tài)試驗位姿的選取試驗位姿位于5.1節(jié)確定的一平面上對角線與工業(yè)機器人工作空間邊緣相交點附近的四個合適位置，如圖4所示的F1、F2、F3、F4。測量點到工作空間邊緣相交點的距離等于對角邊緣相交點距離的(106人的負(fù)載為100%額定負(fù)載，末端執(zhí)行器的速度為100%額定速度和50%額定速度。針對每一給定速度，所假設(shè)總的測試循環(huán)次數(shù)為Np，重復(fù)定位精度滿足要求的測試循環(huán)次數(shù)為Mp，則該工業(yè)機器人的點使用滿足測量精度要求的測量設(shè)備，針對5.1中所規(guī)定的測試軌跡進行軌跡重復(fù)性精度測量。機器人的負(fù)載為100%額定負(fù)載，末端執(zhí)行器的速度為100%額定速度和50%額定速度。針對每一給定速度，所有測量循環(huán)都執(zhí)行完后再切換到另一速度。每個運動循環(huán)內(nèi)進行30次試驗來計算連續(xù)軌跡的重復(fù)性精障前采集的數(shù)據(jù)可以使用。如果由關(guān)鍵部件失效故障引起的試驗中止，待故障消除后需按照本標(biāo)準(zhǔn)第4Rcp=Mcp/Ncp 該測量階段是對工業(yè)機器人在極限工作狀態(tài)下的運動可靠性評估。按照本標(biāo)準(zhǔn)4.3.3節(jié)中的試驗前期準(zhǔn)備要求，完成至少一小時的極限運動評估測試，從而進行極限工作狀態(tài)運動可靠性7 σ=R/d2R——移動極差平均值。 Cpk=(USL-X)/3σ(4)X——所有重復(fù)定位精度結(jié)果的平均值；σ——估算標(biāo)準(zhǔn)偏差。在理想狀態(tài)下，工業(yè)機器人的重復(fù)定位精度的理想度的平均值X會偏離目標(biāo)值，并存在固有的偏差σ。 (Xi2)-X(Xi)Xi——單次測試循環(huán)所得的重復(fù)定位精度值；X——所有重復(fù)定位精度結(jié)果的平均值； Ppk=(USL-X)/3s(6)使用滿足測量精度要求的測量設(shè)備對本標(biāo)準(zhǔn)第5節(jié)規(guī)定的測量點和跟蹤軌跡進行測試。測量設(shè)備可參考GB/T12642-2013中的附錄NA。測量設(shè)備需等機器人的運動處于穩(wěn)定狀態(tài)時方可采集數(shù)據(jù)。對采集8到的數(shù)據(jù)需要做剔除粗大誤差的預(yù)處理。為保證測試的連續(xù)性，對本標(biāo)準(zhǔn)第5節(jié)規(guī)定的每個測量點進行于機器人極限工作狀態(tài)下的測試，每個測試循環(huán)中機器人的重復(fù)定位精度為4個測量點重復(fù)定位精度的平均值。按照第6節(jié)的計算方式計算運動可靠度、Cpk和Ppk。復(fù)性精度后，按照第6節(jié)的計算方式計算運動可靠度、Cpk和P——制造商或者系統(tǒng)重建者認(rèn)為與測試有關(guān)的其9運動可靠性測試報告測試報告應(yīng)由封面及測試結(jié)果表格組成，附錄A給出了實驗報告實例。封面應(yīng)提供關(guān)于機器人的測9試驗報告應(yīng)詳細(xì)記錄試驗用設(shè)備、試驗環(huán)境、試驗條件、試驗內(nèi)容和基本結(jié)論，格式見表質(zhì)量（kg）重心位置（坐標(biāo)Lx,Ly,Lz）