標準解讀
《GB/T 38871-2020 工業(yè)環(huán)境用移動操作臂復(fù)合機器人通用技術(shù)條件》是針對在工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用的、具備移動能力和操作臂功能的一類復(fù)合型機器人制定的技術(shù)標準。該文件主要從術(shù)語定義、分類與命名、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則以及標志、包裝、運輸和貯存等方面對這類復(fù)合機器人進行了規(guī)范。
- 在術(shù)語定義部分,明確了“移動操作臂復(fù)合機器人”的概念,即指能夠在一定范圍內(nèi)自主移動,并且配備有可執(zhí)行各種作業(yè)任務(wù)的操作臂或末端執(zhí)行器的智能機器人系統(tǒng)。
- 分類與命名章節(jié)則根據(jù)機器人的使用場景、負載能力等因素對其進行劃分,并給出了相應(yīng)的命名規(guī)則,有助于用戶根據(jù)實際需求快速選擇適合的產(chǎn)品型號。
- 技術(shù)要求涵蓋了安全性、可靠性、性能指標等多個方面,例如:移動平臺需滿足特定的速度、爬坡能力等;操作臂應(yīng)達到一定的精度與重復(fù)定位精度;整機還需通過電磁兼容性測試以確保不會受到外界干擾而影響正常工作。
- 為了驗證上述各項技術(shù)要求是否達標,《GB/T 38871-2020》還詳細列出了相應(yīng)的試驗方法,包括但不限于耐久性測試、防撞測試等。
- 檢驗規(guī)則部分規(guī)定了產(chǎn)品出廠前必須經(jīng)過的質(zhì)量檢測流程及合格判定標準,保證每臺交付給客戶的機器人都符合國家標準的要求。
- 最后,在標志、包裝、運輸和貯存章節(jié)中,對如何正確標識產(chǎn)品信息、采用何種方式進行包裝以保護設(shè)備不受損、以及存儲條件等提出了具體指導(dǎo)建議。
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- 正在執(zhí)行有效
- 2020-07-21 頒布
- 2021-02-01 實施
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GB∕T 38871-2020 工業(yè)環(huán)境用移動操作臂復(fù)合機器人通用技術(shù)條件-免費下載試讀頁文檔簡介
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犻狀犱狌狊狋狉犻犪犾犲狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋
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目次
前言Ⅲ…………………………
1范圍
1………………………
2規(guī)范性引用文件
1…………………………
3術(shù)語和定義
1………………
4組成和分類
2………………
4.1組成2
…………………
4.2分類3
…………………
5性能
3………………………
6技術(shù)要求
4…………………
6.1外觀和結(jié)構(gòu)4
…………………………
6.2功能4
…………………
6.3氣動系統(tǒng)4
……………
6.4電氣系統(tǒng)4
……………
6.5調(diào)度系統(tǒng)4
……………
6.6安全要求4
……………
6.7電磁兼容性5
…………………………
6.8環(huán)境適應(yīng)性5
…………………………
7試驗方法
6…………………
7.1外觀和結(jié)構(gòu)檢查6
……………………
7.2功能檢查6
……………
7.3氣動系統(tǒng)試驗6
………………………
7.4電氣系統(tǒng)試驗6
………………………
7.5調(diào)度系統(tǒng)檢查6
………………………
7.6性能試驗6
……………
7.7安全試驗8
……………
7.8電磁兼容性試驗9
……………………
7.9環(huán)境適應(yīng)性試驗9
……………………
8檢驗規(guī)則
9…………………
8.1檢驗分類9
……………
8.2型式檢驗9
……………
8.3出廠檢驗10
……………
8.4檢驗項目10
……………
9標志、使用說明書、
包裝、運輸和貯存11…………………
Ⅰ
犌犅/犜38871—2020
9.1標志11
…………………
9.2使用說明書11
…………………………
9.3包裝11
…………………
9.4運輸11
…………………
9.5貯存11
…………………
Ⅱ
犌犅/犜38871—2020
前言
本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。
本標準由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。
本標準由全國自動化系統(tǒng)與集成標準化技術(shù)委員會(SAC/TC159)歸口。
本標準起草單位:沈陽新松機器人自動化股份有限公司、中國科學院沈陽自動化研究所、蘇州蘇相
機器人智能裝備有限公司、蘇州傲特敏機器人技術(shù)服務(wù)有限公司、工業(yè)信息化部計算機與微電子發(fā)展研
究中心(中國軟件評測中心)、重慶魯班機器人技術(shù)研究院有限公司、上海沃迪智能裝備股份有限公司、
北京機械工業(yè)自動化研究所有限公司、東北大學、蘇州博眾機器人有限公司。
本標準主要起草人:徐方、鄒風山、李志海、孫立寧、瞿衛(wèi)新、尹作重、何國田、楊學志、童上高、姜楊、
蘇衍宇、宋吉來、劉世昌、于洪鵬、趙彬、孫銘澤、李遷。
Ⅲ
犌犅/犜38871—2020
工業(yè)環(huán)境用移動操作臂復(fù)合機器人
通用技術(shù)條件
1范圍
本標準規(guī)定了工業(yè)環(huán)境用移動操作臂復(fù)合機器人產(chǎn)品的組成及分類、性能、技術(shù)要求、試驗方法、檢
驗規(guī)則、標志、包裝、運輸和貯存等。
本標準適用于工業(yè)一般環(huán)境下使用的移動操作臂復(fù)合機器人(以下簡稱機器人)。
2規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T191包裝儲運圖示標志
GB/T2423.1電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗A:低溫
GB/T2423.2電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗B:高溫
GB/T2423.3環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗Cab:恒定濕熱試驗
GB/T2423.55—2006電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分:試驗方法試驗Eh:錘擊試驗
GB/T4768防霉包裝
GB/T4857.23—2012包裝運輸包裝件基本試驗第23部分:隨機振動試驗方法
GB/T4879防銹包裝
GB/T5048防潮包裝
GB/T5226.1機械電氣安全機械電氣設(shè)備第1部分:通用技術(shù)條件
GB/T7403.1牽引用鉛酸蓄電池第1部分:技術(shù)條件
GB/T7932氣動對系統(tǒng)及其元件的一般規(guī)則和安全要求
GB/T9969工業(yè)產(chǎn)品使用說明書總則
GB11291.1工業(yè)環(huán)境用機器人安全要求第1部分:機器人
GB11291.2機器人與機器人裝備工業(yè)機器人的安全要求第2部分:機器人系統(tǒng)與集成
GB/T12642—2013工業(yè)機器人性能規(guī)范及其試驗方法
GB/T12643—2013機器人與機器人裝備詞匯
GB/T13306標牌
GB/T17799.2—2003電磁兼容通用標準工業(yè)環(huán)境中的抗擾度試驗
GB17799.4—2012電磁兼容通用標準工業(yè)環(huán)境中的發(fā)射
GB/T28867含堿性或其他非酸性電解質(zhì)的蓄電池和蓄電池組方形密封鎘鎳單體蓄電池
GB/T36276電力儲能用鋰離子電池
ISO186461:2016機器人服務(wù)機器人性能規(guī)范及其試驗方法第1部分:輪式機器人運動
(Robotics—Performancecriteriaandrelatedtestmethodsforservicerobots—Part1:Locomotionfor
wheeledrobots)
3術(shù)語和定義
GB/T12643—2013界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。
1
犌犅/犜38871—2020
3.1
操作機犿犪狀犻狆狌犾犪狋狅狉
用來抓取和(或)移動物體、由一些相互鉸接或相對滑動的構(gòu)件組成的多自由度機器。
注1:操作機可由操作員、可編程控制器、或某些邏輯系統(tǒng)(如凸輪裝置,線路)來控制。
注2:操作機不包括末端執(zhí)行器。
[GB/T12643—2013,定義2.1]
3.2
移動平臺犿狅犫犻犾犲狆犾犪狋犳狅狉犿
能使移動機器人實現(xiàn)運動的全部部件的組裝件。
注1:移動平臺包含一個用于支撐負載的底盤。
注2:改寫GB/T12643—2013,定義3.18。
3.3
控制系統(tǒng)犮狅狀狋狉狅犾狊狔狊狋犲犿
一套具有邏輯控制和動力功能的系統(tǒng),能控制和監(jiān)測機器人機械結(jié)構(gòu)并與環(huán)境(設(shè)備和使用者)進
行通信。
[GB/T12643—2013,定義2.7]
3.4
移動操作臂復(fù)合機器人犿狅犫犻犾犲犿犪狀犻狆狌犾犪狋狅狉犺狔犫狉犻犱狉狅犫狅狋狊
由操作機(3.1)、移動平臺(3.2)和控制系統(tǒng)(3.3)組成的工業(yè)機器人。
注:操作機通常安裝在移動平臺上。
4組成和分類
4.1組成
主要包括操作機、移動平臺和控制系統(tǒng),見圖1。
說明:
1———操作機;
2———移動平臺;
3———控制系統(tǒng);
犔———移動平臺沿運動方向的長度。
圖1機器人組成示意圖
2
犌犅/犜38871—2020
4.2分類
4.2.1按負載重量分類
分類如下:
a)輕型機器人,操作機負載小于20kg;
b)重型機器人,操作機負載大于或等于20kg且小于或等于100kg;
c)超重型機器人,操作機負載大于100kg。
4.2.2按移動方式分類
分類如下:
a)輪式機器人,移動平臺通過輪子實現(xiàn)移動;
b)履帶式機器人,移動平臺通過履帶實現(xiàn)移動;
c)其他移動方式機器人,移動平臺通過除輪子和履帶之外的方式實現(xiàn)移動。
4.2.3按導(dǎo)航方式分類
分類如下:
a)激光導(dǎo)航機器人;
b)視覺導(dǎo)航機器人;
c)慣性導(dǎo)航機器人;
d)磁導(dǎo)航機器人;
e)衛(wèi)星導(dǎo)航機器人;
f)其他導(dǎo)航機器人。
5性能
機器人的性能指標參數(shù)應(yīng)在產(chǎn)品標準中規(guī)定,包括但不限于以下各項:
a)操作機技術(shù)參數(shù)如下(移動平臺靜態(tài)):
1)最大單軸速度;
2)位姿準確度和重復(fù)性;
3)位置穩(wěn)定時間;
4)軌跡準確度和重復(fù)性;
5)軌跡速度;
6)靜態(tài)柔順性。
b)移動平臺技術(shù)參數(shù)如下(操作機靜態(tài)):
1)最大速度;
2)平臺重復(fù)定位精度;
3)制動距離。
c)機器人整體技術(shù)參數(shù)如下(整體動態(tài)):
1)最大工作循環(huán);
2)系統(tǒng)重復(fù)定位精度;
3)續(xù)航能力。
3
犌犅/犜38871—2020
6技術(shù)要求
6.1外觀和結(jié)構(gòu)
機器人外觀和結(jié)構(gòu)的要求如下:
a)機器人表面應(yīng)光潔,不能有明顯的凹痕、裂紋和變形,不應(yīng)存在劃痕、裂紋、縮孔等缺陷。漆膜
及鍍層應(yīng)均勻,無氣泡、劃傷、脫落和磨損等缺陷;
b)金屬部件不應(yīng)有腐蝕及其他機械損傷;
c)機器人設(shè)備中的所有緊固件部分應(yīng)無松動、活動部分的潤滑狀態(tài)良好;
d)文字、符號和標志應(yīng)清晰、端正;
e)機器人外形尺寸應(yīng)滿足設(shè)計要求;結(jié)構(gòu)應(yīng)布局合理,操作方便,便于維護;
f)機器人部件質(zhì)量應(yīng)可靠,并符合相關(guān)標準。
6.2功能
機器人應(yīng)包括但不限于以下功能:
a)手動運動控制;
b)自動運動控制;
c)點到點運動控制;
d)作業(yè)編輯和地圖編輯;
e)安全保護功能,例如碰撞保護、自主避障、空間預(yù)警、異常報警等功能;
f)手動充電和/或自主充電。
6.3氣動系統(tǒng)
機器人氣動系統(tǒng)應(yīng)符合GB/T7932的規(guī)定。
6.4電氣系統(tǒng)
機器人電氣系統(tǒng)應(yīng)符合GB/T5226.1的規(guī)定。
6.5調(diào)度系統(tǒng)
機器人調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)包括但不限于以下功能:
a)機器人分配;
b)路徑搜索;
c)運行控制;
d)機器人的退出與恢復(fù);
e)故障處理;
f)信息采集。
6.6安全要求
6.6.1基本要求
機器人的安全應(yīng)符合GB11291.1和GB11291.2的規(guī)定。針對機器人應(yīng)用特點,要求如下:
a)機器人在應(yīng)用過程中不應(yīng)損壞應(yīng)用產(chǎn)品;
b)機器人在產(chǎn)品預(yù)期使用用途時物料(工件、器件、半成品等)不應(yīng)發(fā)生掉落、滑動;
4
犌犅/犜38871—2020
c)機器人運行過程中,不應(yīng)對人或周圍環(huán)境造成傷害;前方有障礙物時,機器人應(yīng)停止或繞開障
礙物;
d)應(yīng)在產(chǎn)品說明書中規(guī)定制動距離、最小安全距離及其測試條件。
6.6.2機械強度
機器人外殼應(yīng)具有足夠的機械強度。
6.6.3防護罩和外殼
機器人中構(gòu)成危險因素的電氣、氣壓等部件應(yīng)具有固定的防護罩和外殼,且在正常運行期間不應(yīng)打
開;當需要打開防護罩和外殼時,應(yīng)采用工具才能卸下或打開。
6.6.4機械穩(wěn)定性
操作機在最大負載及最大工作范圍條件下,機器人整體不應(yīng)失衡。
6.6.5電池安全
電池應(yīng)符合GB/T7403.1、GB/T28867、GB/T36276的規(guī)定。
電池管理系統(tǒng)應(yīng)具備充電過壓控制、放電電壓控制、充電電流控制、放電電流控制、充放電溫度控制
等功能。
6.7電磁兼容性
6.7.1電磁發(fā)射
機器人本體及配套充電設(shè)備應(yīng)符合GB17799.4—2012中表1和表2的要求。
6.7.2電磁抗擾度
機器人本體及配套充電設(shè)備應(yīng)符合GB/T17799.2—2003中第8章的要求。
6.8環(huán)境適應(yīng)性
6.8.1氣候環(huán)境適應(yīng)性
機器人在表1規(guī)定的工作、貯存條件下應(yīng)能正常工作。
表1工作、貯存條件
環(huán)境條件工作條件貯存條件
環(huán)境溫度0℃~40℃-40℃~55℃
相對濕度≤95%(40℃)≤93%(40℃)
大氣壓力86kPa~106kPa
6.8.2機械環(huán)境適應(yīng)性
機器人帶包裝模擬運輸試驗后,結(jié)構(gòu)及零件應(yīng)無損傷,無彎曲變形,緊固件應(yīng)無松動,并能正常
運行。
5
犌犅/犜38871—2020
7試驗方法
7.1外觀和結(jié)構(gòu)檢查
目測檢查機器人外觀和結(jié)構(gòu),使用卷尺或其他工具檢測外形尺寸。
7.2功能檢查
按產(chǎn)品說明書中規(guī)定的操作方法檢查6.2中各項功能。
7.3氣動系統(tǒng)試驗
按GB/T7932中規(guī)定進行檢查。
7.4電氣系統(tǒng)試驗
按GB/T5226.1中規(guī)定進行檢查。
7.5調(diào)度系統(tǒng)檢查
按產(chǎn)品說明書中規(guī)定的操作方法檢查6.5中各項調(diào)度系統(tǒng)功能。
7.6性能試驗
7.6.1最大單軸速度
在額定負載條件下,使操作機的關(guān)節(jié)進行穩(wěn)定工作,其他關(guān)節(jié)固定。令被測關(guān)節(jié)以最大速度做最大
范圍的運動,測出速度的最大值。重復(fù)測量10次,取平均值作為測量結(jié)果。
7.6.2位姿準確度和重復(fù)性
按GB/T12642—2013中7.2的規(guī)定進行。
7.6.3位置穩(wěn)定時間
按GB/T12642—2013中7.4的規(guī)定進行。
7.6.4軌跡準確度和重復(fù)性
按GB/T12642—2013中8.2、8.3的規(guī)定進行。
7.6.5軌跡速度
按GB/T12642—2013中8.6.4的規(guī)定進行。
7.6.6靜態(tài)柔順性
按GB/T12642—2013中第10章的規(guī)定進行。
7.6.7最大速度
按ISO186461:2016中5.1~5.4規(guī)定的設(shè)備及方法進行試驗。
7.6.8平臺重復(fù)定位精度
如圖2所示,試驗步驟如下:
6
犌犅/犜38871—2020
a)使機器人到達位置犃,并在地圖中建立目標;
b)移動機器人使其到達位置犅,位置犃和位置犅間的距離應(yīng)不小于5犔,且之間無障礙物;
c)對機器人下達指令,讓其回到位置犃,用測量設(shè)備記錄機器人當前的位置;
d)重復(fù)步驟b)、c)至少30次,并按式(1)計算試驗結(jié)果。
犚犘犾=犾+3犛犾……(1)
犾=1
狀∑
狀
犼=1
犾犼
犾犼=(狓-狓犼)
2+(
狔-狔犼)槡
2
犛犾=
∑
狀
犼=1(
犾-犾犼)
2
狀-1槡
狓=1
狀∑
狀
犼=1狓
犼
狔=1
狀∑
狀
犼=1狔
犼
式中:
犚犘犾———目標定位,單位為毫米(mm);
犾犼———第犼個位置和測量點的距離,單位為毫米(mm);
狓———坐標狓的平均值,單位為毫米(mm);
狔
———坐標狔的平均值,單位為毫米(mm);
狓犼———第犼次測量的坐標狓值,單位為毫米(mm);
狔犼
———第犼次測量的坐標狔值,單位為毫米(mm);
犛犾———標準偏差;
狀———測試次數(shù),狀≥30。
圖2平臺重復(fù)定位精度測試
7.6.9制動距離
按ISO186461:2016中6.1~6.4規(guī)定的設(shè)備及方法進行試驗。
注:負載在空載到最大負載范圍內(nèi)選取。
7.6.10最大工作循環(huán)
如圖3所示,試驗步驟如下:
7
犌犅/犜38871—2020
a)機器人充滿電后,使機器人按犃犅犆犇犇犆犅犃四點間循環(huán)運行;其中犃犅點間距為5犔,犆犇間
距為操作機GB/T12642—2013的6.8.2中立方體對角線長度;犃犅點間僅移動平臺運行,到
犅點移動平臺停止后,操作機從犆點運行到犇點再返回犆點后停止,移動平臺返回犃點后為
一個循環(huán);
b)機器人在額定負載和最大速度條件下,按圖3的運動路徑,在單位時間內(nèi),記錄完成的循環(huán)次
數(shù)作為試驗結(jié)果(取整數(shù)值)。
說明:
●
———移動平臺運行點(犃點和犅點);
▲
———操作機運行點(犆點和犇點)。
圖3最大工作循環(huán)試驗路徑
7.6.11系統(tǒng)重復(fù)定位精度
試驗步驟如下:
a)機器人充滿電后,使機器人按圖3試驗路徑循環(huán)運行,在犇點預(yù)留停止時間,記錄初始位置;
b)機器人在額定負載和最大速度條件下,每次運動到犇點時記錄位置數(shù)據(jù);
c)重復(fù)記錄至少30次,并按式(1)計算試驗結(jié)果。
7.6.12續(xù)航能力
試驗步驟如下:
a)機器人充滿電后,按說明書開啟機器人,使機器人全部軟件處于運行狀態(tài),運動部件按說明書
要求工作;
b)機器人在邊長不小于5犔的正方形內(nèi)額定負載條件下以額定速度連續(xù)運行,直到自動停止或
不能重新啟動,以記錄的開始時間和結(jié)束時間計算出整個操作時間;
c)測試過程可以是手動模式、自動模式或其他設(shè)定方式,使機器人從起點循環(huán)運行;
d)以上步驟重復(fù)3次,計算平均工作時間。
7.7安全試驗
7.7.1基本要求檢查
按GB11291.1和GB11291.2的規(guī)定進行檢查。
7.7.2機械強度試驗
按GB/T2423.55—2006中第3章規(guī)定的方法對外殼進行試驗,試驗裝置使用彈簧錘,測試點不少
于10個點。
注:嵌入外殼內(nèi)的按鈕、燈罩等部件不需測試。
8
犌犅/犜38871—2020
7.7.3防護罩和外殼檢查
目測檢查。
7.7.4機械穩(wěn)定性試驗
操作臂額定負載、額定速度條件下,在移動平臺移動方向上和移動平臺移動垂直方向上分別做最大
臂展運動時目測檢查。
7.7.5電池安全試驗
按電池廠商規(guī)定的試驗方法進行試驗。
7.8電磁兼容性試驗
7.8.1電磁發(fā)射試驗
按GB17799.4—2012中表1和表2規(guī)定的基本標準方法進行試驗。
7.8.2電磁抗擾度試驗
機器人本體及配套充電設(shè)備應(yīng)按GB/T17799.2—2003中第8章規(guī)定的基礎(chǔ)標準方法進行試驗。
7.9環(huán)境適應(yīng)性試驗
7.9.1氣候環(huán)境適應(yīng)性
按GB/T2423.1、GB/T2423.2、GB/T2423.3中規(guī)定的試驗方法,按表1溫濕度指標進行試驗。其
中工作條件試驗時間為4h,貯存條件試驗時間為8h。
7.9.2機械環(huán)境適應(yīng)性
按GB/T4857.23—2012附錄A中公路運輸推薦嚴酷水平Ⅱ級進行隨機振動試驗,試驗時間為
8h。
8檢驗規(guī)則
8.1檢驗分類
檢驗分為型式檢驗和出廠檢驗。
型式檢驗應(yīng)包括但不限于本標準規(guī)定的所有試驗項目。出廠檢驗為機器人產(chǎn)品交貨時應(yīng)進行的各
項試驗。
8.2型式檢驗
當有下列情況之一時,應(yīng)進行型式檢驗:
a)新產(chǎn)品試制定型投產(chǎn)時;
b)因工藝,材料或結(jié)構(gòu)的變化而影響產(chǎn)品質(zhì)量時;
c)出廠檢驗結(jié)果與上次型式檢驗有較大差異時;
d)停產(chǎn)超過三年恢復(fù)生產(chǎn)時;
e)國家質(zhì)量監(jiān)管機構(gòu)提出型式試驗要求時。
9
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8.3出廠檢驗
每臺機器人都應(yīng)進行出廠檢驗,并由制造單位的質(zhì)量檢驗部門負責實施。
8.4檢驗項目
檢驗項目見表2。
表2檢驗項目
序號檢驗項目技術(shù)要求檢驗方法出廠檢驗型式檢驗
1外觀和結(jié)構(gòu)6.17.1○○
2功能6.27.2○○
3氣動系統(tǒng)6.37.3○○
4電氣系統(tǒng)6.47.4○○
5調(diào)度系統(tǒng)6.57.5○○
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
性能
最大單軸速度5a)7.6.1—○
位姿準確度和重復(fù)性5a)7.6.2—○
位置穩(wěn)定時間5a)7.6.3—○
軌跡準確度和重復(fù)性5a)7.6.4—○
軌跡速度5a)7.6.5—○
靜態(tài)柔順性5a)7.6.6—○
最大速度5b)7.6.7—○
平臺重復(fù)定位精度5b)7.6.8—○
制動距離5b
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