桁架式机器人通用技术条件

桁架式机器人通用技术条件

国家标准 GB/T37415一2019 析架式机器人通用技术条件 Generalspeifeationsofgamtryrohot 2019-05-10发布 2019-12-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T37415一2019 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 产品分类 性能 技术要求 试验方法 8 检验规则 标志、包装、运输、贮存
GB/37415一2019 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 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:金石机器人常州股份有限公司、北京机械工业自动化研究所有限公司、江苏亨通 智能科技有限公司、杭州娃哈哈集团有限公司、宁夏巨能机器人股份有限公司深圳吉阳智能科技有限 公司 本标准主要起草人:刘金石、张有斌、张江涛、刘颖、程勋辉、王新炜、胡文轻、杨沛湛、李志博、 阳如坤、黄永衡
GB/37415一2019 析架式机器人通用技术条件 范围 本标准规定了衔架式机器人的产品分类、性能、技术要求,试验方法、检验规则及标志、包装、运输、 贮存 本标准适用于析架式机器人及其变型品种 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/T191一2008包装储运图示标志 GB/T37662001液压系统通用技术条件 GB/T47682008防霉包装 GB/T4879一2016防锈包装 防潮包装 GB/T50482017 可靠性试验第1部分;试验条件和统计检验原理 GB/T5080,1一2012 GB5226.1一2008机械电气安全机械电气设备第1部分;通用技术条件 对系统及其元件的一般规则和安全要求 GB/T79322017气动 工业环境用机器人安全要求第1部分:机器人 GB11291.1201l 机器人与机器人装备工业用机器人安全要求第2部分:机器人系统与 GB11291.22013 集成 GB/T126422013工业机器人性能规范及其试验方法 GB/T12643一2013机器人与机器人装备词汇 GB/T12644一20o1工业机器人特性表示 GB/T15706-2012机械安全设计通则风险评估与风险减小 GB/T17421.2-2016机床检验通则第2部分;数控轴线的定位精度和重复定位精度的确定 GB/Z19397一2003工业机器人电磁兼容性试验方法和性能评估准则指南 JB/T88961999工业机器人验收规则 术语和定义 GB/T12643一2013界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 析架式机器人gantryrobot 以笛卡尔直角或斜角坐标系配置的线性运动为主,以多自由度回转运动为辅,能够自动控制,可重 复编程的多用途操作机
GB/T37415一2019 产品分类 4.1按负载能力分类 析架机器人按负载能力分类,可以分为 轻负载析架式机器人,负载能力<100kg a b)中负载衔架式机器人,负载能力100kg一1000kg c 重负载杵架式机器人,负载能力>1000kg 4.2按伺服轴数量分类 析架机器人按轴数分类,可以分为 两轴架式机器人; a b) 三轴架式机器人; 多轴惭架式机器人 c 4.3按精度分类 架机器人按精度分类,可以分为 高精度架式机器人,定位精度<0.25nmm,重复定位精度<0.05mm a b) 中精度析架式机器人,0.25mm<定位精度<0.5mm,0.05mm<重复定位精度<0.1nmm -般精度衔架式机器人,定位精度>0.5mm,重复定位精度>0.1mm c 5 性能 析架机器人的性能指标,应在产品标准中加以规定,包括下列各项 a 坐标型式; b) 轴数 o 额定负载; d 各轴位移量; 工作空间; e fD 定位精度 重复定位精度 g 最小定位时间; 循环时间; j 单轴加速度; k 最大单轴速度 lD 合成加速度; m 合成速度 6 技术要求 6.1 一般要求 柠架式机器人应满足以下要求
GB/37415一2019 制造机器人所用材料及外购元器件、部件应符合各元器件的有关标准规定， a b 机器人杵架结构上的运动部件应调整到位,保证机器人运动时的平稳性 电力线与信号线应分开,并对信号线采取屏蔽、双绞等抗干扰措施 c d) 控制柜应有良好的通风和散热措施; 各轴位置定位应具备可编程性和可控制性 e 6.2外观和结构 析架式机器人外观和结构应满足以下要求 机器人颜色应美观、协调,漆皮表面光洁,不应有漏漆,起皮、脱落等缺陷,金属零件不应有锈蚀 a 及其他机械损伤; b 机器人结构因行业环境因素,导轨推荐使用滚轮结构导轨; 机器人结构应布局合理,操作方便,造型美观,便于维修 c d 机器人成套设备中,所有紧固部分应无松动; e 机器人液压、气动系统不得有漏油、漏气现象,液压系统应符合GB/T3766一2001的规定,气 压系统应符合GB/T7932一2017的规定,活动部分润滑和冷却状况良好 文字、符号和标志应清晰端正,各直线伺服运动轴处应标明轴号及其运动方向; fD 机器人析架结构应比例协调,立柱固定牢靠稳定,机器人在其上运动时无非正常振动产生 8 6.3功能 架式机器人功能应满足以下要求 开关,按钮、显示、,报警及联锁装置,功能应正常 aa 各直线同服运动轴运动应平稳.正常， b 各种操作方式中指令与动作应协调- c -致; d 横梁长度超过25m,推荐采用横梁的热变形补偿功能 使用滑触式、感应式等非直接供电方式的,应具备电压稳定功能和不间断供电功能" e 应具备与其他自动化配套设备集成的功能 f 6.4安全 6.4.1基本要求 机器人的安全应符合GB1129- -2011、GB11291.22013、GB5226.l2008和GB/T15706 2012的规定 6.4.2接地 机器人操作机、控制装置,动力源都应有接地点 不能明显表明的接地点,应在其附近标注明显的 接地符号“" 接地点与机器人中因绝缘损坏可能带电的金属部件之间的电阻不得超过12Q. 6.4.3绝缘电阻 机器人控制装置动力交流电源电路与壳体之间绝缘电阻应不小于1MQ 6.4.4耐电强度 机器人动力交流电源电路与邻近的非带电导体间,应能承受交流(50H2)电压有效值1500V持续 n的耐电强度试验,无击穿、闪络及飞弧现象 lmin
GB/T37415一2019 6.4.5紧急停止功能 每个能启动杵架式机器人运动或造成其他危险状况的控制点都应有手动的急停功能,该急停功能 应符合以下要求: 终止所有危险; 切断衔架式机器人驱动器的驱动源; 消除可由杵架式机器人控制的任何其他危险; 保持有效值直至复位; 只能手动复位,复位后不会自动重启,只允许手动启动 析架式机器人系统如遇突然停电情况,在恢复供电时,不得自行接通 6.4.6短路保护装置 杭架式机器人的电源线和外接软线固定装置应安全可靠,应有防水的逃线座,并应有短路保护 装置 6.4.7安全保护装置 当衔架式机器人在工作过程中出现超负载、超运行速度,超最大行程等故障时,控制系统应能发出 报警信号,且应立即停止工作 6.4.8限位装置 架式机器人应有限制各运动轴最大位移的机械硬限位装置 6.4.9竖直轴(Z轴)安全装置 析架式机器人竖直轴(Z轴)安全装置应满足以下要求 机器人末端负载>100kg时,应配备外置制动系统(不包含电机的制动系统),该系统与机器 a 人竖直轴(Z轴)直接连接; b机器人竖直轴(Z轴)应配备维修时使用的防坠落锁紧机构 6.4.10执行机构安全装置 杵架式机器人执行机构安全装置应满足以下要求 所有执行机构应配备防坠落锁紧机构和防止滑动的锁紧机构; a b重要连接处应做防松设计 6.4.11安全防护 安全防护应满足以下要求 析架式机器人的运动区域应具有安全防护栅栏,操作人员不能触摸到析架式机器人上的运动 a 部件(运动部件的运动力<10N的除外); 因维护需要,需要预留安全门时,安全门应安装安全门锁,控制系统应具有相应的安全回路,在 b 系统不允许的情况下,安全门不能被打开; 在无安全门的情况下,安全维护栅栏开口距离危险源应>850mm 6.5噪声 测量条件:测量环境没有回音、距离机器人10m测量
GB/37415一2019 机器人在空载运行时所产生的噪声,应<80dBA) 6.6连续运行 机器人在额定负载和工作速度下,连续运行24h,工作应正常 6.7工艺操作 对机器人进行示教编程和工艺操作,工作应正常,可以满足正常上卸料 6.8电源适应能力 当供电电网电压波动,交流电源在额定电压的士10%范围内,频率为50×(1士1%)Hz时,机器人 工作应正常 6.9电磁兼容性 一般要求 6.9.1 机器人的电磁兼容性应符合GB/Z193972003中6.5的规定 6.9.2辐射敏感度 机器人在受到射频干扰时(ISM1组A级),工作应正常 6.9.3磁场敏感度 机器人在3V/m电平值的场中(相当于测试级2级),工作应正常 6.10环境气候适应性 机器人在表1规定的环境条件下使用.运输和贮存时,应保持正常 表1机器人使用环境条件 贮存、运输条件 环境条件 工作条件 环境温度 0C十40 -25C十55C 相对湿度 二85%(20C 大气压力 80kPa106kPa 6.11耐振性 机器人的操作机、控制装置在受到频率为5Hz~55Hlz、振幅为0.15mm的振动时,工作应正常 6.12耐运输性 机器人按要求包装和运输后,应保持正常 6.13可靠性 机器人的可靠性用平均无故障工作时间(MTBF)和平均修复时间MTTR)来衡量，一般MTBF> 5000h,MTTR30 tmin
GB/T37415一2019 6.14成套性 机器人的成套性应满足以下要求 机器人应包括操作机、控制装置、动力源装置、连接管线等成套设备及可供用户选用的抓手等 a 配套装置; 机器人出厂时,应备有供正常生产使用的附件、维修用的备件及专用工具 b e 机器人出厂时,应提供特性数据表、技术说明书或操作、安装、维修说明书等技术文件以及产品 合格证明书 试验方法 7.1试验条件 除有另行规定外,均在下述条件下进行 温度:0C40C; 相对湿度;<85% 大气压力:86kPa106kPa 7.2功能检查 机器人功能检查主要确认各个指令和动作的有效性和准确性 按钮功能和显示装置检查按各类工业机器人的技术要求,检查各按钮的功能和显示装置的 a 显示是否正常; b 联锁功能检查按衔架式机器人的要求,检查全部联锁功能,特别是按下“停止”或“急停”按钮 后,不按“复位”和“启动”按钮,则其他按钮均不能使运动部件动作; e 各轴动作检查人工操作按钮,使每个轴往复运行三次,检查各轴动作是否正确; d 指令动作检查按各类工业机器人所规定的操作,检查各轴指令与动作的一致性 7.3性能测试 7.3.1 各轴位移测量 以机座坐标系为基准,测出机器人末端执行器各直线轴上的位移量 7.3.2工作空间测量 测试条件:空载状态 测试程序:根据工作空间作图法(按GB/T12644一2001)绘制出工作空间简图 以机座坐标系为基准,测出工作空间上的各特殊点(极限位置点和拐点)的坐标值 7.3.3定位精度 机器人停止时,实际到达的位置和要求到达位置的误差 矩阵式测量目标位置选择见图1,其测量 方法如下: 定义和符号:按GB/T17421.2一2016中第2章的规定 a D)检验条件;按GB/T17421.2一2016中3.1的规定 被测机器人;被测机器人应完成装配并充分运转;在开始检验精度之前,机器人的调平、几何精 度和功能检验都应完全符合要求;检验期间若使用机器人内部补偿程序,应记录在检验报
GB/37415一2019 告中 d 按机器人编制程序使运动部件沿着或者围绕轴线运动到一系列的目标位置,并在各目标位置 停留足够的时间,以便测量和记录实际位置 测量目标位置的选择;每个目标位置的距离可以自由选择，一般应根据技术工艺规范要求,技 术工艺要求规定的上卸料的部位,对矩阵式的上卸料参考图1涂圈位置选择,中位点(A点)、 四周最突出点(B,DF、H点)应测量 fD 测量:每个目标位置在每个目标方向上应至少测量5次 测量结果;精度评定是按5次或n次的平均值做统计 8 矩阵式测量目标位置选择示意图 7.3.4重复定位精度 同一个位置多次定位产生的误差,其测量方法 定义和符号;按GB/T17421.22016中第2章的规定 a b)检验条件;按GB/T17421.22016中第3章的规定 被测机器人;被测机器人应完成装配并充分运转;在开始检验精度之前,机器人的调平、几何精 n 度和功能检验都应完全符合要求;检验期间若使用机器人内部补偿程序,应记录在检验报 告中 按机器人编制程序使运动部件沿着或者围绕轴线运动到一系列的目标位置,并在各目标位置 停留足够的时间,以便测量和记录实际位置 测量目标位置的选择;按7.3.3的规定 测量;每个目标位置在每个目标方向上应至少测量5次,统计出来位置偏差值,位置偏差值是 运动部件到达实际位置减去目标位置之差 测量结果;精度评定是按5次或"次的平均值做统计 9 7.3.5最小定位时间测量 按GB/T12642一2013中第9章进行试验 7.3.6循环时间 在最大行程条件下,按图2机器人循环运行轨迹所示从A点运动到D点,并从D点返回到A点 按ABCD-DCBA)进行循环运行
GB/T37415一2019 图2机器人循环运行轨迹 用仪表计时,取10次循环动作所需时间,求平均值 重复3次,其结果应符合各个型号的产品对应 的要求 (其中L 和!的具体尺寸由各个型号的产品的要求给出,循环时间的测量主要是确定能否满 足加工节拍 7.3.7单轴加速度 某一轴在运动时的加速度 测量方法按GB/T12642一2013中6.7的规定 7.3.8最大单轴速度 使被测轴进人稳定的工作状态,其他轴固定 令机器人被测轴以最大速度做最大范围的运动,测出 速度的最大值 重复测量10次,以10次所测结果的平均值为测量结果 7.3.9合成加速度 被测轴进人稳定的工作状态,其他轴固定 被测轴以最大加速度做运动,测出各轴加速度的分量合 成的加速度 重复测量10次,以10次所测结果的平均值为测量结果 7.3.10合成速度 各轴速度分量合成的速度 测量方法按GB/T126422013中6.7的规定 7.3.11额定负载 在工业机器人规定的性能范围内机械接口处能承受负载的允许值 测量方法按GB/T12642一2013中6.6的规定 7.4安全测试 7.4.1接地电阻测量 按GB5226.1一2008中18.2进行试验 7.4.2绝缘电阻测量 按GB5226.12008中18.3进行试验 7.4.3耐电强度试验 按GB5226.1一2008中18.4进行试验
GB/37415一2019 7.5噪声测试 按JB/T88961999中5.7进行试验 7.6连续运行试验 按JB/T8896一1999中5.6进行试验 7.7工艺操作试验 在正常工艺条件下,按工艺要求进行示教编程,并启动机器人自动运行,工作正常 7.8电源能力试验 按JB/T8896一1999中5.8进行试验 7.9电磁敏感度试验 7.9.1辐射敏感度试验 按GB/Z193972003中第6章进行试验 7.9.2磁场敏感度试验 按GB/Z19397一2003中第6章进行试验 7.10环境气候适应性试验 按JB/T88961999中5.10进行试验 7.11振动试验 按JB/T8896一1999中5.11进行试验 7.12运输试验 按JB/T8896一1999中5.12进行试验 7.13可靠性试验 按GB/T5080.12012,平均无故障工作时间(MTBF)和平均修复时间(MTTR)来衡量，一般 MTBF>5000h,MTTR30min 8 检验规则 8.1产品检验分为出厂检验和型式检验 8.2有下列情况之一时，一般应进行型式检验: a 新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定 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 正常生产的产品,每隔3年或累计台数达到500台; c d 产品停产3年恢复生产; 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异
GB/T37415一2019 8.3每台析架机器人都应进行出厂检验 8.4检验项目见表2 8.5其他检验规则按JB/T88961999中第3章进行 表2析架机器人检验项目 检验方法 序号 检验项目 技术要求 出厂检验 型式检验 外观和结构 6.2 功能 6.3 7.2 各轴位移量 5d 7.3.1 工作空间 5e) 7.3.2 定位精度 7.3.3 重复定位精度 7.3.4 5g 5h 7.3.5 最小定位时间 循环时间 5) 7.3.6 能 单轴加速度 5j 7.3,7 10 最大单轴速度 5k) 7.3.8 合成加速度 5lD 7.3.9 12 合成速度 5m 7.3.10 5 3 额定负载 7.3. .1 c) 6.4.2 7.4. 14 接地电阻 15 绝缘电阻 6.4.3 7.4.2 16 耐电强度 6,4.4 7.4.3 l7 噪声 6.5 7.5 连续运行 18 6.6 7.6 工艺操作 7. 6.7 20 电源适应能力 7.8 6,.8 21 6.9.2 7.9. 辐射敏感度 22 磁场敏感度 6.9.3 7.9.2 6.10 23 环境气候适应性 7.10 24 耐震性 6.11 7.11 25 耐运输性 6.12 7.12 26 可靠性 6,13 7.13 “O"为检测项目 注: 9 标志、包装、运输,、贮存 g.1标志 9.1.1析架式机器人机应具有铭牌,铭牌上至少应标明 10
GB/37415一2019 产品名称 a b 产品型号; 动力源参数及耗电功率; e d) 净质量,kg; e 生产编号; fD 制造单位及名称; 出厂年期月 g g.1.2包装箱外表面上,应按GB/T191一2008规定做图示标志 9.2包装 9.2.1机器人在包装前,应将各伺服轴和活动部分牢靠固定 9.2.2机器人在拆除后,推荐单元部件分体包装,确保包装箱固定牢靠 9.2.3包装材料应符合GB/T4768一2008,GB/T4879一2016,GB/T5048一2017的规定 若有其他特殊包装要求,应在对应的产品要求中规定 9.2.4 包装箱内应有下列文件 9.2.5 a 产品合格证明书; 使用说明书或操作、安装、维修说明书 b 随机备件、,附件及其请单 ce 装箱清单及其他有关技术资料 d 9.3运输 运输,装卸时,应保持包装箱的竖立位置,并不得堆放 9.4贮存 长期存放机器人产品的仓库,其环境温度为-25C+55C,相对湿度不得大于85%,其周围环 境无腐蚀、易燃气体,无强烈机械振动、冲击及强磁场作用 贮存期限及维护要求由相应产品标准规定

桁架式机器人通用技术条件GB/T37415-2019解读

随着工业自动化的发展，机器人越来越得到广泛应用，而桁架式机器人则是其中一种重要的类型。桁架式机器人以其高强度、高稳定性和高精度的特点，在复杂的工作环境中得到了广泛的应用。为了规范桁架式机器人的生产和使用，我国制定了桁架式机器人通用技术条件GB/T37415-2019。

机器人末端执行器

机器人末端执行器是机器人完成任务的重要组成部分。根据GB/T37415-2019标准，机器人末端执行器应满足以下技术要求：

• 具备精确定位和力控能力；
• 能够快速、准确地完成任务；
• 具有防抖动和抗干扰能力；
• 易于更换和维修；
• 操作简单、可靠性高。

控制器

机器人的控制器是机器人运行的大脑，能够实现机器人的各种功能。根据GB/T37415-2019标准，机器人控制器应满足以下技术要求：

• 支持多轴控制；
• 具有高速度和高精度的运动控制能力；
• 具备自我诊断和异常报警功能；
• 具有数据采集和处理功能；
• 对外接口友好，易于与其他设备联动。

传感器

传感器是机器人获取外界信息的重要手段，也是保证机器人正常运行的关键。根据GB/T37415-2019标准，机器人传感器应满足以下技术要求：

• 适应机器人工作环境的温度、湿度等条件；
• 具有高灵敏度和高精度的测量能力；
• 具有抗干扰和防误差能力；
• 易于安装和维护；
• 对外接口友好，易于与其他设备联动。

总之，桁架式机器人通用技术条件GB/T37415-2019为机器人的生产和使用提供了明确的技术要求和测试方法，能够保证机器人的性能和质量，同时也为机器人在各个领域的应用提供了更加可靠的技术支持。

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2022/8/5 22:24:49 现行