标准搜索结果: 'GB/T 45509-2025'
| 标准编号 | GB/T 45509-2025 (GB/T45509-2025) | | 中文名称 | 工业机器人 动态稳定性试验方法 | | 英文名称 | Industrial robots - Dynamic stability test methods | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J28 | | 国际标准分类 | 25.040.30 | | 字数估计 | 18,135 | | 发布日期 | 2025-03-28 | | 实施日期 | 10/1/2025 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 45509-2025: 工业机器人 动态稳定性试验方法
ICS 25.040.30
CCSJ28
中华人民共和国国家标准
工业机器人 动态稳定性试验方法
2025-03-28发布
2025-10-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 试验条件 1
4.1 试验前提条件 1
4.2 试验环境条件 2
4.3 试验场地要求 2
4.4 试验设备 2
4.5 试验轨迹选择 2
5 试验步骤 3
5.1 末端抖动频率试验 3
5.2 末端抖动幅度试验 4
5.3 停位点稳定性试验 4
5.4 停位点抖动幅度试验 5
6 试验报告 5
附录A(资料性) 工业机器人动态稳定性试验设备 6
A.1 概述 6
A.2 动态信号测量分析系统 6
A.3 激光跟踪仪 6
附录B(资料性) 试验报告实例 8
B.1 实例内容 8
B.2 试验结果表 9
图1 工作空间中的立方体 2
图2 末端抖动频率/幅度试验 4
图A.1 用于机器人抖动特性测量的动态信号测量分析系统 6
图A.2 用于机器人运动特性测量的激光跟踪仪 7
图B.1 试验报告实例 8
表1 末端抖动频率试验条件 3
表2 停位点稳定性试验条件 5
表A.1 试验设备 6
表B.1 末端抖动频率 9
表B.2 末端抖动幅度 9
表B.3 停位点稳定性 9
表B.4 停位点抖动幅度 10
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
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化部软件与集成电路促进中心)、哈尔滨科能熔敷科技股份有限公司、重庆大学、成都越凡创新科技有限
公司、东莞市尔必地机器人有限公司、宁波城市职业技术学院、中控智动(山东)机械科技有限公司、华盛
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限公司、重庆金山医疗机器人有限公司、常州检验检测标准认证研究院、库卡机器人制造(上海)有限公
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工业机器人 动态稳定性试验方法
1 范围
本文件描述了工业机器人动态稳定性的试验方法。
本文件适用于工业机器人的动态稳定性试验。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 12643 机器人 词汇
3 术语和定义
GB/T 12643界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
动态稳定性 dynamicstability
机器人运动过程中,受到自身振动和外界扰动影响后,在自动调节和控制装置的作用下,保持稳定
运行的能力。
3.2
抖动 vibration
机器人运动过程中,其位置在某特定时刻相对于其理想轨迹上的短期偏离。
3.3
机器人从静态开始执行全关节参与的运动到停止的全过程中,其末端抖动幅度最大时的频率。
3.4
机器人从静态开始执行全关节参与的运动到停止的全过程中,其末端抖动的最大位移。
注:末端抖动幅度用峰-峰值表示。
3.5
机器人在最后一次进入门限带后,其末端抖动的最大位移。
注:停位点抖动幅度用峰-峰值表示。
4 试验条件
4.1 试验前提条件
机器人应装配完毕,并可全面操作。所有必要的校平操作、调整步骤及功能试验均应完成。试验开
始前应根据制造商的建议安装机器人。
4.2 试验环境条件
测试环境温度应满足20℃±2℃,采用其他环境温度应在试验报告中指明。为保证被测机器人及
测试设备在试验开始前处于热稳定状态,需要将它们置于试验环境中至少24h。
4.3 试验场地要求
测试设备不应放在靠近热源,空调出风口、窗口、门口、地板接缝处及阳光能够直射到的地方。工作
地周围不应有大型机械及车辆工作,不应有噪声、振动干扰,周围无强电磁场、无腐蚀性液体。
4.4 试验设备
4.4.1 数据采集设备的采样速率应不小于200Hz,以确保获得被测特性的充分描述。
4.4.2 试验中所用的试验设备应进行校准,测量的不确定度不应超过被测特性数值的25%。
4.4.3 部分适用的试验设备见附录A。
4.5 试验轨迹选择
试验轨迹的选择满足以下要求:
a) 试验轨迹应从图1所示的4个平面(P2-P3-P4-P5)中选择,图1所示机器人工作空间中的立
方体边长由制造商确定,对于六轴机器人,除制造商特殊规定外,应选择平面一进行试验,少于
六轴的机器人应由制造商选择用哪个平面进行试验;
b) 在动态稳定性试验时,机械接口的中心位置应始终位于选用平面上,且姿态相对于该平面应保
持不变;
c) 图1所示平面一给出了在试验平面上的一条直线轨迹和两条圆形轨迹的位置示例;
d) 在立方体对角线上的直线轨迹,轨迹长度应是所选平面相对于顶点间距离的80%,如图1中
P2到P4的距离是一实例;
e) 对于圆形轨迹试验,需测试两个不同的圆,如图1所示,大圆的直径应为立方体边长的
80%,圆心为P1;小圆的直径应为同一平面中大圆直径的10%,圆心为P1。
a) 平面一P2-P3-P4-P5 b) 平面二P2-P3-P4-P5
图1 工作空间中的立方体
c) 平面三P2-P3-P4-P5 d) 平面四P2-P3-P4-P5
图1 工作空间中的立方体 (续)
5 试验步骤
5.1 末端抖动频率试验
本项目试验步骤如下:
a) 机器人按表1要求进行编程,使其运行一条轨迹(直线、大圆、小圆、直角);
b) 在机器人回零状态下,将试验设备传感器刚性连接在机器人的末端(见图2中的测点位置),传
感器的X、Y、Z 方向应与机座坐标系平行;
c) 启动机器人,试验设备实时记录机器人运动过程中的数据;
d) 分别读取(或计算)机器人末端X、Y、Z 方向的末端抖动频率。每种轨迹循环测试次数不少于
10次,按式(1)~式(3)计算平均值。
fx=
n∑
j=1
fxj,n≥10 (1)
fy=
n∑
j=1
fyj,n≥10 (2)
fz=
n∑
j=1
fzj,n≥10 (3)
式中:
fx、fy、fz ---X、Y、Z 方向的末端抖动频率平均值,单位为赫兹(Hz);
fxj、fyj、fzj---X、Y、Z 方向的末端抖动频率实测值,单位为赫兹(Hz)。
表1 末端抖动频率试验条件
负载 速度 轨迹形状 循环次数
100%额定负载
100%额定速度
50%额定速度
10%额定速度
额定负载降至10%
(选用)
100%额定速度
50%额定速度
10%额定速度
直线轨迹:P2-P4;
圆形轨迹:大圆、小圆;
直角轨迹:P2-P3-P4
不少于10次
图2 末端抖动频率/幅度试验
5.2 末端抖动幅度试验
本项目试验步骤与5.1相同,记录试验数据后,分别读取(或计算)机器人末端X、Y、Z 方向的末端
抖动幅度。每种轨迹循环测试次数不少于10次,按式(4)~式(6)计算平均值。
Ax=
n∑
j=1
Axj,n≥10 (4)
Ay=
n∑
j=1
Ayj,n≥10 (5)
Az=
n∑
j=1
Azj,n≥10 (6)
式中:
Ax、Ay、Az ---X、Y、Z 方向的末端抖动幅度平均值,单位为毫米(mm);
Axj、Ayj、Azj ---X、Y、Z 方向的末端抖动幅度实测值,单位为毫米(mm)。
5.3 停位点稳定性试验
停位点稳定性用停位点的稳定时间T 和超调量D 表征,即机器人末端从第一次进入门限带的瞬间
到不再超出门限带的瞬间过程中,所经历的时间T 及瞬时位置与实到稳定位置的最大距离D,其试验
步骤如下:
a) 按4.5选择机器人测试轨迹(P2-P1),并选择P1点进行停位点稳定时间T 和超调量D 的
测量;
b) 按表2的试验条件,在100%额定负载的工况下,分别设置机器人以100%、50%及10%的额定
速度运行a)中的轨迹;
c) 机器人末端从位姿点P2开始移至P1,再回到P2,为一个运动循环,运动时采用连续轨迹控
制即可;
d) 使用试验设备记录机器人末端数据,并读取(或计算)停位点稳定时间T 和超调量D,每种速
度循环试验次数不少于3次,按式(7)计算停位点稳定时间平均值,按式(8)计算停位点超调量
最大值。
T=
n∑
j=1
Tj,n≥3 (7)
Dmax=maxDi,i≥3 (8)
式中:
T ---停位点稳定时间平均值,单位为秒(s);
Tj ---停位点稳定时间实测值,单位为秒(s);
Dmax---停位点超调量最大值,单位为毫米(mm);
Di ---停位点超调量实测值,单位为毫米(mm)。
表2 停位点稳定性试验条件
负载 速度 位姿 循环次数
100%额定负载
100%额定速度
50%额定速度
10%额定速度
P2-P1 3
额定负载降至10%
(选用)
100%额定速度
50%额定速度
10%额定速度
P2-P1 3
5.4 停位点抖动幅度试验
停位点抖动幅度试验的目的是测量机器人最后一次进入门限带后,其末端抖动的最大位移。
本项目试验步骤与5.3相同,需要在进行5.3试验的同时,采用抖动特性试验设备同步采集末端抖
动特性,可采用同步触发器保证运动特性和抖动特性试验设备在同一时间下进行采集,记录试验数据
后,分别读取(或计算)停位点稳定时间T 后的机器人末端X、Y、Z 方向的末端抖动幅度。
分析机器人末端不再超出门限带的瞬间的时刻t后的抖动幅度,即为停位点抖动幅度测试的最终
结果。循环测试次数不少于3次,按式(9)计算平均值。
As=
n∑
j=1
Asj,n≥3 (9)
式中:
As---停位点抖动幅度平均值,单位为毫米(mm);
Asj---停位点抖动幅度实测值,单位为毫米(mm)。
6 试验报告
试验报告应由封面及一张或多张试验结果表格组成。报告内容应包括试验条件、样品信息和试验
结果等,试验结果应包含所进行的各项试验数据的汇总。
附录B给出了一个试验报告的实例,它说明了封面与试验结果表所必需的一些信息。
附 录 A
(资料性)
工业机器人动态稳定性试验设备
A.1 概述
不同试验项目需使用的设备见表A.1。
表A.1 试验设备
试验类别 试验项目 试验设备
工业机器人动态稳定性
末端抖动频率 动态信号测量分析系统
末端抖动幅度 动态信号测量分析系统
停位点稳定性 激光跟踪仪
停位点抖动幅度
激光跟踪仪
动态信号测量分析系统
A.2 动态信号测量分析系统
动态信号测量分析系统可用于机器人抖动特性测量及分析。图A.1表示用于机器人抖动特性测
量的动态信号测量分析系统的典型配置。动态信号测量分析系统主要由加速度传感器、信号采集仪、分
析软件组成。加速度传感器可实时测量机器人运动过程中的单轴或三轴的加速度,并通过信号采集仪
实时采集传输到电脑软件端,通过对采集的信号分析计算可得到机器人运动过程中的抖动频率、抖动幅
度等参数信息。
图A.1 用于机器人抖动特性测量的动态信号测量分析系统
A.3 激光跟踪仪
激光跟踪仪可用于机器人运动特性测量及分析。固定的跟踪仪可逐点测量机器人实到位置的坐标
信息。机器人运动过程中的实到位姿和轨迹可用跟踪仪进行测量,测量时用于激光溯源的靶球固定安
装于被测机器人上,测量过程中激光跟踪仪始终跟踪靶球。通过分析计算测量得到的机器人位置坐标
或轨迹坐标集合,得到机器人停位点稳定时间、超调量等参数信息。图A.2表示用于机器人运动特性
测量的激光跟踪仪的典型配置。
图A.2 用于机器人运动特性测量的激光跟踪仪
附 录 B
(资料性)
试验报告实例
B.1 实例内容
实例内容包括待测机器人信息、试验条件、试验项目等,宜根据制造商要求进行填写,见图B.1。
---机器人
制造商: 类型:
型号: 系列号:
安装方向: 软件版本:
编程方法: 试验场所:
---物理环境
环境温度:
不正常状态:
注:对超出预期范围状态的说明。
预热时间: 测量时间:
测量停顿时间:
---试验设备
类型: 型号:
系列号: 说明:
软件版本:
---试验条件
机器人回零状态: 额定负载条件:
传感器安装方式:□磁吸、□胶粘、□其他 试验轨迹选择:
---试验项目
□末端抖动频率 □末端抖动幅度
□停位点稳定性 □停位点抖动幅度
试验者: 日期:
审核者: 日期:
图B.1 试验报告实例
B.2 试验结果表
表B.1~表B.4分别为末端抖动频率、末端抖动幅度、停位点稳定性、停位点抖动幅度的试验结
果表。
表B.1 末端抖动频率
负载 速度 路径形状 末端抖动频率/Hz
100%额定负载
100%额定速度
50%额定速度
10%额定速度
直线 X: Y: Z:
大圆 X: Y: Z:
......
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