国家标准 GB/T40574一2021 大型工业承压设备检测机器人通用技术条件 Generalspeifeationfinspeectionrobtorlargeindstrialpressureeqipments 2021-10-11发布 2022-05-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花管理委员会国家标准
GB/40574一2021 目次前言范围规范性引用文件 2 3 术语和定义分类和型号编码分类 4.2型号编码技术要求 5.1 -般要求 5.2外观和结构 5.3功能移动性能 5.4 5.5安全保护性能检测能力 5,6 5." 连续运行时间 5.8 视频图像性能 5.9电源适应能力 .10通信能力 5.11环境适应性 5.12可靠性试验方法 6.1试验条件 6.2外观和结构检验 6,3功能检查 6.4移动性能试验 6.5安全保护性能试验 6. 检测能力试验 l0 10 6.7连续运行时间试验 10 6.8视频图像性能试验 1l 6.9电源适应能力试验 11 6.10通信能力试验 6.11环境适应性试验 11 6.12可靠性试验 12 12 检验规则 12 7.1检验分类 13 7.2检验项目
GB/T40574一202 13 7.3出厂检验 13 7.4型式检验 8 标志,包装、运输和贮存 14 8.1标志 14 8.2使用说明书 14 8.3包装 8.4运输 8.5贮存 15 附录A规范性附录测试目标参考文献
GB/40574一2021 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任本标准由机械工业联合会提出本标准由全国自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC/TC159)归口本标准起草单位;科学院沈阳自动化研究所,浙江省特种设备科学研究院、特种设备检测研究院、福建省特种设备检验研究院、华测检测认证集团股份有限公司、上海市特种设备监督检验技术研究院、沈阳特种设备检测研究院、南京市特种设备安全监督检验研究院、北京机械工业自动化研究所有限公司、沈阳新松机器人自动化股份有限公司、广东省科学院智能制造研究所、沈阳智能机器人创新中心有限公司、青岛海尔工业智能研究院有限公司本标准主要起草人:李斌、钟海见、胡斌、曾钦达、刘铜、黄庆、舒文华、郭伟灿、王聪、原可义、郑耿峰、任克华、韩那业、凌张伟,尹作重、李志海、杜振军、王挺、张诚、周雪峰,王虹,唐忠华,刘刚,张锋,秦修功任涛林、陈彬
GB/40574一2021 大型工业承压设备检测机器人通用技术条件范围本标准规定了大型工业承压设备检测机器人的术语和定义、分类和型号编码、技术要求,试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等本标准适用于在大型工业承压设备内部和外部执行检测任务的机器人本标准不适用于飞行检测机器人系统本标准不适用于易燃易爆、核辐射、高温、低温等特殊环境中使用的大型工业承压设备检测机器人规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T191包装储运图示标志 GB/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2部分;试验方法试验A低温 GB/T2423.22008电工电子产品环境试验第2部分;试验方法试验B,高温 GB/T2423.3一2016环境试验第2部分;试验方法试验Cab;恒定湿热试验 GB2894一2008安全标志及其使用导则人机界面标志标识的基本和安全规则指示器和操作器件的编码规则 GB/T4025一2010 GB/T4208一2017外壳防护等级(IP代码 GB/T5226.12019机械电气安全机械电气设备第1部分;通用技术条件 GB/T9969工业产品使用说明书总则 1533标准对数视力表 GB T GB/T12643一2013机器人与机器人装备词汇 GB/T13384机电产品包装通用技术条件 GB/T362392018特种机器人术语 GB/T36321特种机器人分类、符号、标志 GB/T377032019地面废墟搜救机器人通用技术条件 NB/T47013(所有部分承压设备无损检测术语和定义 GB/T126432013,GB/T36239-2018和GB/T37703一2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件为了便于使用,以下重复列出了GB/T126432013,G;B/T36239一2018和GB/T37703 2019中的某些术语和定义 3.1 大型工业承压设备 largeindustrialpressureequipments 用于工业生产的,可承受一个大气压及以上的压力的、容积在1000m以上的球形储罐或容积在
GB/T40574一2021 5000m以上的立式储罐等压力容器 3.2 移动平台mobileplatform 能使移动机器人整体位姿发生改变的载体 [GB/T36239一2018,定义2.1.8] 3.3 检测装置inspeectiondevice 安装在移动机器人上的用于检测承压设备壁厚、缺陷、腐蚀程度等装置 3.4 操控单元operationcontrolunit 通过操作员与机器人间的信息交互,实现操作、控制机器人的装置注:包含手持式控制器 [GB/T362392018,定义2.5.2] 3.5 uipments 大型工业承压设备检测机器人inspeetiorobotforlargeindustrial pressureequ" 可在承压设备壁面上移动,代替检测人员在大型工业承压设备内部或外部执行特定检测作业的机器人注，机器人通常由移动平台、控制系统、检测装置,通信装置、操控单元等组成 3.6 遥控控制teleoperat ationc0ntrol 由操作员从本地连续控制远地机器人或机器人装置的作用力与运动,有目的地执行预期任务 [GB/T377032019,定义3.10 3.7 半自主控制 Semi-aut0n0m0uScOntrol 基于当前状态和感知信息,由人类、机器人共同合作控制,有目的地执行预期任务 [GB/T377032019,定义3.l1] 3.8 自主控制 autonomouscontrol 基于当前状态和感知信息,无人为干预条件下,有目的地执行预期任务 [GB/T37703一2019,定义3.12] 3.9 连续运行时间continuousoperationtime 机器人在单次充电完成后,不充电情况下连续使用的最长时间分类和型号编码 4.1分类 4.1.1按吸附方式可分为永磁式 a b) 电磁式; 永磁电磁复合式 c d) 负压式; 仿生式 e D 其他方式
GB/40574一2021 4.1.2按控制方式可分为: 遥控控制 a 半自主控制 b 自主控制 c 4.1.3按通信方式可分为: 有线通信; aa bb 无线通信; 有线无线兼备通信 4.1.4按供电方式可分为: 内部供电式; a b 外部供电式 c 复合供电式 4.2型号编码大型工业承压设备检测机器人型号编码由企业代号、名称代号、行业代号、空间代号、运动方式代号功能代号、产品特征代号,设计顺序代号组成,产品型号编码应尽可能简单,在表达清楚的前提下部分代号可省略型号编码结构见图1 设计版序代号产品特征代号功能代号运动方式代号空间代号行业代号名称代号企业代号图1型号编码结构其中,名称代号、空间代号、功能代号分别为“TZ”“DM”“JC”,企业代号、行业代号、运动方式代号、应符合GB/T36321的规定设计代号由产品特征代号和设计顺序代号组成设计顺序代号为最后两位,用阿拉伯数字表示,由企业自定义产品特征代号由8位字母组成,表示吸附方式分类代号、控制方式分类代号,通信方式分类代号和供电方式分类代号,分别见表1表4 表1吸附方式分类代号分类汉语拼音符号基础 Yo Y 水磁 ongC DianC DC 电磁水磁电磁复合 YongCiDianC YD FuYa 负压 FY 仿生 FangSheng FS 其他 QiTa QT
GB/T40574一202 表2控制方式分类代号分类汉语拼音符号基础遥控控制 YaoKong YK 半自主控制 BanZiZhu BZ ziha Z2 自主控制表3通信方式分类代号分类中文拼音符号基础有线通信 YouXian YX 无线通信 WuXian wX JB 有线无线兼备通信 JianBei 表4供电方式分类代号分类中文拼音符号基础内部供电 NeiBu NB 外部供电 WB WaiBu FuHe FH 复合供电示例，由国家检测公司生产的设备检测机器人,永磁,轮式,遥控控制,有线通信,外部供电,为设计原型,其型号编码为:国检TDMLSJCYCYKYXWB01 技术要求 5 5.1一般要求大型工业承压设备检测机器人(以下简称机器人)应满足以下一般要求: 机器人应按规定程序批准的设计图样和工艺文件进行制造 a 制造机器人所用材料及外购元器件、部件,人厂时需经检验部门复检,并应符合有关标准 b 规定; 当机器人配有检测装置时,其性能应符合产品标准规定 5.2外观和结构机器人外观和结构应符合以下要求表面应无裂纹、明显的凹陷和变形,不应存在其他有损结构强度的质量缺陷 a b 金属零件不应有锈蚀; 所有连接件,紧固件均应有防松脱落措施 c 5.3功能 5.3.1按钮功能机器人移动平台、操控单元等各部分的按钮开关布局应简单合理,利于操作人员的安全操作,各个
GB/40574一2021 按钮应灵活可靠,能完成操作人员操作的各种指令 5.3.2显示功能机器人移动平台,操控单元等各部分上的指示灯,按钮等颜色应符合GB/T4025一2010中4.2.1.1 中的规定 5.3.3联锁功能机器人操控单元上的联锁功能应正常可靠 5.3.4动作指令机器人在各种操作方式下,动作与指令应保持协调一致 5.4移动性能 5.4.1通行入口机器人应能通过直径为450mm的圆形孔 5.4.2运动速度机器人在空载下的最大运动速度应不小于0.1m/s. 5.4.3越障高度机器人应能越过不小于4mm的障碍 5.4.4转弯半径机器人最大转弯半径应不大于0.5m 5.5安全保护性能 5.5.1机器人自身安全性能机器人在承压设备表面静止或运动时不应脱离壁面发生倾翻 5.5.2机器人使用保护在机器人作业时,应有安全防护装置,确保机器人即使掉落,也不会对周围人员或环境造成伤害 5.5.3绝缘电阻电源插头与机壳间的绝缘电阻应大于2MQ. 5.6检测能力 5.6.1检测或辅助检测功能搭载检测设备的检测型机器人应能实现大型工业承压设备内表面或外表面的检测,检测方式应保证精度满足要求;搭载辅助检测设备辅助型机器人应能实现大型工业承压设备内表面或外表面检测作业前后所需的辅助作业
GB/T40574一2021 5.6.2设备数据传输与更换机器人本体应能实现与不同检测设备或辅助检测设备之间的安装、调换,检测设备应能实现与机器人本体之间的数据传输 5.7连续运行时间无外接动力源时,连续运行时间应不小于1h. 5.8视频图像性能具备图像实时获取功能,在外界环境0.001lx光照条件下应正常工作 5.9电源适应能力当供电电网电压波动,在额定电压的一15%十15%范围内,频率为50Ha时,机器人工作应正常 5.10通信能力 5.10.1数据与图像传输能力机器人具有数据和图像传输能力 5.10.2无线通信能力采用无线通信时,空旷无遮挡条件下,通信距离应不小于10o m 5.10.3有线通信能力采用有线通信时,线缆的直线长度不小于30m的情况下,应能实现良好通信 5.11环境适应性 5.11.1环境温度机器人在0"一40"环境温度条件下使用时,应能正常工作 5.11.2环境湿度机器人在20%90%环境湿度条件下使用时,应能正常工作 5.11.3防护等级机器人的工作防护等级不小于IP5！ 5.12可靠性平均无故障工作时间应不小于72h,平均修复时间不大于3h 6 试验方法 6.1试验条件本标准中除有另行规定外,均在下述条件下进行试验温度;:0C40
GB/40574一2021 相对湿度:20%~90% 大气压力:86kPa106kPa 6.2外观和结构检验应在常规环境条件、机器人处于初始状态下进行目测观察检验 6.3功能检查 6.3.1按钮功能检查检查机器人本体、操控单元按钮开关是否布局合理,操作方便全部按钮开关动作灵活可靠、正确完成按钮的指令功能 6.3.2显示检查视检,功能应正常 6.3.3联锁功能检查按照机器人的技术要求,检查全部联锁功能 6.3.4动作指令检查按照机器人使用说明书进行人工操作,检查动作与指令的 -致性 6.4移动性能试验 6.4.1通行入口建立如图2所示的圆形通道,尺寸为直径d为450mm,目测机器人是否能完整通过该圆形通道说明 -承压设备罐体; -通行人口; -通行人口直径图2通行入口示意图 6.4.2运动速度竖直钢板的高度为3.5m,宽度为2m,厚度为10" mm， ,在高度1.25m处做标识起点A,在高度 2.25m处做标识终点B,A、B点之间做标志线,该标志线与地面垂直,如图3所示
GB/T40574一2021 操纵机器人以最大速度通过A点,开始计时,机器人沿标志线保持最大速度运动,当机器人通过终点B时,停止计时,测得时间s)即可算出最大移动速度u,U=1/L 最大移动速度值应符合5,4.2的要求测试过程不准许人工干预,重复完成试验3次,取速度的最大值作为最大运动速度单位为米 1.25 2.25 3.5 说明 -运动测量标识起点; -运动测量标识终点图3运动速度试验示意图 6.4.3越障高度竖直钢板的高度为3.5m,宽度为2m,厚度为10mm,在高度1.75m处设置焊缝,焊缝长度为 2m,焊缝宽度为l,焊缝最高点距钢板表面高度为H,H不小于4mm.l不小于20mm,如图4所示机器人在初始区域A,应能越过障碍区域B,到达最终区域c,此过程应平稳可靠如果成功越过障碍,记录一次成功试验;如果穿越过程中发生穿越失败或自身故障,记录一次失败试验测试过程不准许人工干预,重复完成试验10次,允许失败1次
GB/40574一2021 单位为米 H 3.5 1.5 1.5 >20mm >4mm 说明 A.C 竖直钢板; 钢板焊缝区图4越障高度试验示意图 6.4.4转弯半径操作机器人在水平地面上顺时针,逆时针方向旋转,测量机器人旋转半径要求顺时针旋转重复完成试验5次,逆时针旋转重复完成试验5次,取旋转半径最小值为转弯半径,该转弯半径应不大于0.5m 注:旋转半径为旋转圆心到机器人形心的距离 6.5安全保护性能试验 6.5.1机器人自身安全性能试验将厚度10mm以上的钢板竖直固定,如图5a)所示,机器人应能稳定吸附于钢板上进行检测或辅助检测作业,并能在A区域和B区域之间实现前进后退和转弯动作,不发生倾翻掉落将厚度10mm以上的钢板水平固定在距地面至少1.5m高度处,如图5b)所示,机器人置于钢板底部,应能稳定吸附于钢板上进行检测或辅助检测作业,并能在C区域和D区域之间实现前进后退和转弯动作,不发生倾翻掉落
GB/T40574一2021 单位为米竖直面倾翻试验水平面倾翻试验 1.75 1.5 1.75 3.5 3.5 说明 A、B,C,D 竖直钢板区域; 地面图5倾翻试验示意图 6.5.2机器人使用保护试验按照机器人的技术要求,检查机器人本体是否有安全防护装置 6.5.3绝缘电阻绝缘电阻应按照GB/T5226.12019中18.3的规定进行 6.6检测能力试验 6.6.1检测或辅助检测功能试验机器人搭载的检测设备或辅助检测设备试验应按照NB/T47013(所有部分)中的规定执行 6.6.2设备数据传输与更换试验按照机器人的技术要求,检查机器人能否实现不同检测设备或辅助检测设备的安装与更换安装完成后,检查检测设备与机器人之间的数据传输是否通畅 6.7连续运行时间试验机器人在额定负载状态和实际工作下,单次充满电后,连续运行1h,应工作正常要求试验过程中不允许机器人补充能源 6.8视频图像性能试验建立如图6所示的密闭空间,空间内无光源,机器人检查距离为2m,标准视力表应满足 10
GB/T40574一2021 GB/T11533的规定用操控单元显示机器人采集的现场视频信息,检测机器人应能够清晰观察到视力表中视力4.0以上的“E”形视标要求重复完成试验10次,允许失败2次测试环境照度不低于300lx,且避免阳光或强光直射单位为米 >1.2 >1.2 3.2 说明测试停止线; -标准视力表图6视觉测试环境示意图 6.9电源适应能力试验机器人能源为电池、外供电源等,也可以是组合供电当供电电压波动时,使机器人在额定电压的 -15%+15%范围,频率为50Hz时,持续运行15min,机器人应能正常工作 6.10通信能力试验 6.10.1数据与图像传输能力试验视检机器人传输数据和图像能力 6.10.2无线通信能力试验试验应在长度大于120m,宽度大于15m的平坦路面上进行,建立如图7所示的无外界干扰测试环境,测试目标符合附录A要求,操控单元与测试目标的距离1不小于100m 测试过程中,机器人沿测试圆周路径线移动,顺次在4个测试点处停留,搜索到警示标志后停止要求在4个测试点处,操控单元能够呈现警示标志影像及声音 11
GB/T40574一2021 说明操控单元 -机器人操控单元与测试目标距离图7无线通信测试环境 6.10.3有线通信能力试验参照6.10.2建立测试环境,要求操控单元距测试目标不小于30m,在4个测试点处,操控单元能够呈现警示标志影像 6.11环境适应性试验 6.11.1环境温度试验温度下限试验应按照GB/T2423.1一2008中“试验Ad”的规定进行温度上限试验应按照GB/T2423.22008中“试验Bd”的规定进行 6.11.2环境湿度试验恒定湿热试验应按照GB/T2423.3一2016的规定进行 6.11.3防护等级试验防尘防水试验应按照GB/T42082017中13.4和l4.2.4的要求进行 6.12可靠性试验按照用户规格书中的约定进行平均无故障工作时间、平均修复时间试验检验规则 7.1检验分类 7.1.1产品检验分为出厂检验(交收检验)和型式检验例行检验 7.1.2产品交货时应进行的各项试验，统称为出厂检验 7.1.3对产品质量进行全面考核,及按产品标准中规定的技术要求全部进行检验,称为型式检验 7.1.4有下列情况之一时，一般应进行型式检验新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定时; a 12
GB/T40574一2021 b 已定型的产品,如设计,关键工艺、材料有较大改变,可能影响产品性能时正常生产的产品,每隔3年或累计台数大于50台时; c 产品停产3年恢复生产时 d 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时 ee f 国家质量监督机构提出要求时 7.2检验项目检验项目见表5 表5检验项目序号检验项目技术要求检验方法出厂检验型式检验外观和结构 5,2 6,.2 5.3 6.3 功能 5,4.1 6,4.1 通行人口移运动速度 5.4.2 6.4.2 越障高度 5.4.3 6.4.3 转弯半径 5.4.4 6.4.4 自身安全性能 5,5.1 6.5.1 使用保护 5.5.2 6.5.2 绝缘电阻 5.5.3 6.5.3 5.6 6.6 l0 检测能力连续运行 5.7 6.7 1 12 视频图像性能 5.8 6.8 13 电源适应能力 5,9 6.9 14 通信能力 5.10 6.10 环境适应性 15 5,11 6.11 可靠性 16 5.12 6.12 注;“o"为检查项目,“-”为不检项目 7.3出厂检验 7.3.1每台机器人都应进行出厂检验,并由制造单位的质量检验部门负责实施 73.2出厂检验项目全部检验合格后,出具产品合格证 7.3.3检验中出现某项目不符合要求或发生故障时,需查明原因,进行返修,对该项重新检验在重新检验中,该项目再次出现不符合要求或发生故障时,则该产品被判为不合格 7.4型式检验 7.4.1进行型式检验的机器人,应是出厂检验合格的产品,受检台数由制造商产品标准规定 7.4.2型式检验由制造单位质量检验部门负责实施,或由上级主管部门指定的有型式检验资格的单位实施 13
GB/T40574一202 7.4.3检验中任一项目不符合要求或出现故障时,需查明原因,进行返修,经修复后,从该项目开始重新进行检验如再次出现故障或某项不符合要求时,在查明原因后,应提出分析报告,经修复后,则应重新进行各项型式检验在重新检验中,又出现该项不符合要求时,判定该批产品没有通过型式试验在查明原因后,应提出分析报告,制造商对该批产品全部采取措施,重新交付型式检验经型式检验的样品 ,应印有标记 7.4.4检验后出具型式检验报告 8 标志,包装运输和贮存 8.1标志大型工业承压设备检测机器人应有永久性标签,标签上应包括:产品名称、型号编码、电源额定电压和功率、生产编号、生产日期、制造单位名称、制造单位地址等 8.2使用说明书使用说明书应按照GB/T9969的规定编写 8.3包装包装箱应选用轻质材料,符合GB/T138的规定,耐振,.耐拌 8.3.1 包装标志应符合GB/T191中的规定 8.3.2 8.3.3包装箱内用衬垫定位,机器人不应串动、相碰撞包装箱应防尘,防雨 8.3.4 包装箱内应附装箱清单,产品合格证,使用说明书、备件及专用工具 8.3.5 8.4运输运输、装卸时应小心轻放,严禁抛掷和碰撞,避免雨雪淋,防止剧烈撞击,振动 8.5贮存 8.5.1应存放在室内或能避雨、雪风,沙的干燥场所,环境温度为一10C十50C,相对湿度应小于80% 8.5.2其周围环境应无腐蚀、易燃气体,无强烈机械振动、冲击和强磁场作用防止雨淋受潮 14
GB/40574一2021 附录 A 规范性附录) 测试目标测试目标为直径不小于0.5m、容量不小于200L，的塑料圆桶在圆桶外壁对称开4个直径为 0.2m的孔,作为声源孔,声源孔中心距圆桶底面距离强度为40dB80dB的声源位于圆桶中心线、距圆桶底面距离在圆桶外壁均布放置“禁止停留”“禁止通行”“禁止跨越”和“禁止跳下”等4个警示标志,警示标志的中心距圆桶底面距离le 圆桶开孔及警示标志位置见图A.1 单位为米声谢孔声源声源孔 40.2 0.2 0.4 图A.1圆桶及警示标志位置示意图警示标志应符合GB2894一2008的规定,见图A.2 b) 禁止停留禁止通行 a e d 禁止跨越禁止跳下图A.2警示标志示意图测试站环境由测试目标和半径R为2m的测试圆周路径线组成,圆周路径上均布4个测试点测 15
GB/T40574一202 试目标底面圆心与圆周路径线中心重合,测试点与警示标志或声源孔相对应,见图A.3 测试点4 测试点3 测试点1 测试点2 图A.3测试站环境示意图 16
GB/40574一2021 考文参献 GB/T4458.4一2003机械制图尺寸注法 [[2]GB4793.1一2007测量、控制和实验室用电气设备的安全要求第1部分;通用要求 [3 GB/T14691一1993技术制图字体 [4]GB/T20722一2006激光加工机器人通用技术条件 [5幻 JB/T8896一1999工业机器人验收规则 [[6]GA/T142一1996排爆机器人通用技术条件

大型工业承压设备检测机器人通用技术条件GB/T40574-2021解读

一、标准简介

GB/T40574-2021是我国针对大型工业承压设备检测机器人的通用技术条件标准，主要适用于制造、使用和维护过程中的检测要求。该标准的出台，旨在规范我国大型工业承压设备的检测程序，并提高其安全生产水平。

二、适用范围

GB/T40574-2021标准适用于在大型工业承压设备的制造、使用和维护过程中，进行检测的机器人。主要包括以下几个方面：

大型压力容器、反应器等工业承压设备；
各种材质和结构形式的工业承压设备；
使用机器人进行检测的情况。

三、技术要求

GB/T40574-2021标准对检测机器人的技术要求从以下几个方面进行了规定：

机器人的安全性能要求：机器人必须具备完善的安全保护措施，并满足我国相关法律法规的要求；
机器人的检测能力要求：机器人需要能够完成对大型工业承压设备的各项检测任务，并在检测过程中尽可能减少操作人员的干预；
机器人的数据采集和处理能力要求：机器人需要具备一定的数据采集和处理能力，以确保检测结果的准确性和及时性；
机器人的机械手臂运动范围和精度要求：机器人的机械手臂需要能够完成各项检测任务，并保证运动的范围和精度；
机器人的控制系统要求：机器人的控制系统需要具备一定的自主学习和智能化能力，以提高其检测效率。

四、未来发展趋势

随着工业向数字化、智能化方向的发展，大型工业承压设备检测机器人市场前景广阔。在未来，检测机器人将更加智能化和自主化，利用先进的技术手段为工业生产提供更加高效和便捷的解决方案。