机器人广泛应用于工业制造、医疗、服务、物流等领域,而电机作为机器人的动力来源,其性能直接影响机器人的工作效率和使用寿命。由于不同应用场景对电机的要求不同,制定统一的测试标准显得尤为重要。国家标准(GB/T)的出台,有助于提高电机产品的互换性、可靠性和安全性,促进行业健康发展。
一、机器人电机相关国家标准
1、GB/T 43200-2023《机器人一体化关节性能及试验方法》
本标准文件规定了机器人一体化关节的性能并描述了试验方法。适用于协作机器人及腿足式机器人关节,其他机器人关节参照执行。
2、GB/T 30819-2024 《机器人用谐波齿轮减速器》
本标准规定了机器人用谐波齿轮减速器产品分类、型号、基本参数与结构尺寸、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。适用于机器人用谐波齿轮减速器。
3、GB/T 20868-2024 《工业机器人 性能试验应用规范》
本标准文件提供了制造商和用户等使用 GB/T 12642-2013 对工业机器人进行性能试验时的实施细则和操作步骤,并给出了运动程序的编制要点。适用于工业机器人制造商、检测机构和用户实施 GB/T 12642-2013。
4、GB/T 20867.1-2024 《机器人 安全要求应用规范 第1部分:工业机器人》
本标准文件规定了工业机器人安全标准 GB 11291.1-2011 应用实施的步骤和细则本文件适用于工业机器人的设计、生产、销售、管理和使用。
二、国家标准中机器人电机及一体化关节测试的关键技术指标
注意:以下为部分常规指标,完整版请查阅上述标准原文。
1、基本电气性能测试
1.1 额定电压、电流和功率:确保机器人电机在标称参数下稳定运行。
1.2 绝缘电阻和耐压测试:防止机器人电机因绝缘失效导致短路或漏电。
1.3 效率测试:衡量机器人电机能量转换效率,影响机器人的能耗和续航能力。
2、动态性能测试
2.1 转矩-转速特性:测试机器人电机在不同负载下的输出能力。
2.2 响应时间:衡量机器人电机从指令发出到达到目标转速或位置的时间,影响机器人的运动精度。
2.3 过载能力:测试机器人电机在短时超负荷运行时的稳定性。
2.4 回程间隙(GB/T 43200新增):针对一体化关节,测试其传动系统的反向间隙,影响定位精度。
3、环境适应性测试
3.1 高低温测试:验证机器人电机和一体化关节在极端温度下的工作性能。
3.2 防尘防水测试(IP等级):确保在恶劣环境中仍能可靠运行。
3.3 振动与冲击测试:模拟运输和使用过程中的机械应力,评估结构强度。
4、寿命与可靠性测试
4.1 耐久性测试:通过长时间运行或加速老化实验,评估机器人电机使用寿命。
4.2 综合精度测试(GB/T 43200重点):针对一体化关节,测试其重复定位精度和绝对定位精度。
4.3 故障模式分析:研究在异常工况下的失效机制,以优化设计。
三、机器人电机测试方法
1、机器人电机实验室检测
在受控环境下,使用专业设备(如机器人电机测试系统、测功机、高精度编码器等)进行精确测量,适用于研发阶段和出厂检验。GB/T 43200特别规定了一体化关节的测试台架要求。
2、机器人电机产线批量测试
现代智能制造产线采用自动化测试系统,实现电机和一体化关节的快速检测
3、机器人仿真测试
通过计算机建模(如MATLAB/Simulink、ANSYS)模拟不同工况下的表现,减少实物测试成本。
机器人电机及一体化关节测试国标的制定与完善,特别是GB/T 43200-2023的发布,对提升我国机器人产业的技术水平和国际竞争力具有重要意义。未来,随着智能化和绿色制造的发展,相关测试标准将不断优化,推动机器人行业向更高精度、更高可靠性方向发展。企业应密切关注标准更新,加强技术研发,以适应市场需求。
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