GB/T 39633-2020.General specification for integrated servo motors system for cooperative robot.
1范围
GB/T 39633规定了协作机器人用一体式伺服电动机系统的术语和定义、运行条件、功能和接口、技术要求和试验方法、检验规则和交付准备。
GB/T 39633适用于协作机器人用直流供电一体式伺服电动机系统(以下简称“系统”)的设计、制造、检验和验收。构成系统的伺服电动机(以下简称“电动机”)、伺服驱动器(以下简称“驱动器”)、减速器、制动器、传感器等可参照执行。
2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/T 191包装 储运图示标志
GB/T 2423.1-2008电工电子产 品环境试验第 2部分:试验方法试验 A:低温
GB/T 2423.2-2008电工电 子产品环境试验第 2部分:试验方法试验 B:高温
GB/T 2423.3环境试验第2部分:试验方法试验Cab:恒定湿热试验
GB/T 2423.5环境试验第2部分:试验方法试验 Ea和导则:冲击
GB/T 2423.10-2019环境试验第2 部分:试验方法试验 Fc:振动(正弦)
GB/T 2828.1-2012计数抽样检验程序第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划
GB/T 2900.26-2008电 工术语控制电 机
GB 4824-2019工 业、科学和医疗设备射频骚扰特性 限 值和测量方法
GB/T 5226.1-2019机械电气安全 机械电气设备 第 1部分:通用技术条件
GB/T 6113.101-2016无线 电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第1-1部分:无线电骚扰和抗扰度测量设备测量设 备
GB/T 6113.102-2018无线 电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第1-2部分:无线电骚扰和抗扰度测量设备传 导骚扰测量的耦合装置

ICS29.160.30
中华人民共和国国家标准
GB/T39633—2020
协作机器人用一体式伺服电动机系统通用规范
General specification for integrated servo motors system for cooperative robot2020-12-14发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-07-01实施
GB/T39633—2020
规范性引用文件
术语和定义
运行条件
功能和接口
技术要求和试验方法
检验规则·
交付准备
附录A（资料性附录）
系统的结构和组件
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国微电机标准化技术委员会（SAC/TC2)归口。GB/T39633—2020
本标准起草单位：西安微电机研究所、珞石（北京）科技有限公司、宁波中大力德智能传动股份有限公司、清能德创电气技术（北京）有限公司、杭州三相科技有限公司、西安西微智能科技有限公司、浙江大学、广东盈动高科自动化有限公司、南通振康焊接机电有限公司、南通大学、江苏宝控精密传动科技有限公司、江苏华源防爆电机有限公司、沈阳工业大学、厦门日拓电器科技有限公司、青岛创科源智能装备有限公司、浙江巨龙自动化设备有限公司、广东泰格威机器人科技有限公司、深圳市正德智控股份有限公司、浙江如晶科技有限公司、佛山市南海昇和电器有限公司、佛山市高明高盛铝业有限公司。本标准主要起草人：任虹霞、王健、韩峰涛、黄炳、刘波、郝鹤、段志军、沈建新、杜昭辉、汤子康、顾菊平、吴志明、秦文银、安忠良、倪僚勇、张树房、陈昭明、卢新建、李浩、王光建、郑康、王家华。1
1范围
协作机器人用一体式伺服电动机系统通用规范
GB/T39633-—2020
本标准规定了协作机器人用一体式伺服电动机系统的术语和定义、运行条件、功能和接口、技术要求和试验方法、检验规则和交付准备本标准适用于协作机器人用直流供电二体式伺服电动机系统（以下简称“系统”）的设计、制造、检验和验收。构成系统的伺服电动机（以下简称“电动机”）、伺服驱动器（以下简称“驱动器”）、减速器、制动器、传感器等可参照执行
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/T2423.1一2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T2423.2一2008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环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验GB/T2423.5环境试验第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击GB/T2423.10-2019环境试验第2部分：试验方法试验Fc：振动（正弦）GB/T2828.12012
计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划
GB/T2900.26—2008电工术语控制电机GB4824一2019工业、科学和医疗设备射频骚扰特性限值和测量方法GB/T5226.1一2019机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB/T6113.101一2016无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第1-1部分：无线电骚扰和抗扰度测量设备测量设备
GB/T6113.102—2018无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第1-2部分：无线电骚扰
和抗扰度测量设备传导骚扰测量的耦合装置GB/T6113.104—2016无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第1-4部分：无线电骚扰
和抗扰度测量设备辐射骚扰用测量天线和试验场地GB/T6113.2012018无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第2-1部分：无线电骚扰
和抗扰度测量方法传导骚扰测量GB/T6113.203—2016无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第2-3部分：无线电骚扰
和抗扰度测量方法辐射骚扰测量GB/T7345—2008控制电机基本技术要求GB/T7346—2015控制电机基本外形结构型式GB/T10069.1旋转电机噪声测定方法及限值第1部分：旋转电机噪声测定方法GB/T12643—2013机器人与机器人装备词汇GB/T39633—2020
GB/T17626.2一2018电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3一2016电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.42018电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.52019电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T18211微电机安全通用要求
GB/T36008
3机器人与机器人装备协作机器人3术语和定义
GB/T2900.26—2008、GB/T12643—2013界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为便于使用，以下重复列出了GB/T12643一2013中的某些术语和定义。3.1
协作机器人cooperativerobot
定义1：可与人在同一工作空间内进行安全的交互，合作完成工作任务的机器人。定义2：为与人直接交互而设计的机器人。3.2
一体式伺服电动机系统integratedservomotorssystem将电动机、驱动、传感和传动部件等集成优化的机电一体化系统，以实现协作机器人集成、安全、紧的关节应用要求
注：系统组件包括电动机、驱动器、制动器、角度位置传感器等（A类，或称为一体化伺服电动机装置），也可进一步包括减速器、力传感器等（B类，或称为一体化关节模组，其结构图参见附录A)。3.3
安全转矩关断saftytorqueoff
在任何控制方式下，系统处于空载、带载运行状态，当安全转矩关断功能开关闭合时，系统关断主回路信号，且不再输出转矩。
转矩限制safelimitedtorque
在任何控制方式下，系统处于带载运行状态，当负载转矩达到转矩设定的限制值时，电动机输出转矩最天值为限制设定值，并且输出一个转矩限制信号。3.5
转速限制safelimitedspeed
在任何控制方式下，系统处于空载、带载运行状态，当系统转速达到或超过设定的限制值时，电动机以设定的限制值输出转速。
安全制动safebrake
在任何控制方式下，系统处于任何工作状态，当安全转矩关断功能被激活且检测到安全故障时，系统提供一路输出信号，驱动制动器制动。3.7
频带宽度bandwidth
系统输人正弦波指令，随着指令信号频率的提高，系统输出的波形曲线对指令正弦波曲线的相位滞后逐渐增大，而幅值逐渐减小。相位滞后增大至90°时或幅值减小至1//2时的输入指令频率。2
电磁骚扰
electromagneticdisturbance
GB/T39633-—2020
任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对生物或非生物产生不良影响的电磁现象。electromagnetic interference;EMI电磁干扰
电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能下降注1：术语“电磁骚扰”和“电磁干扰”分别表示“起因”和“后果”。注2：过去“电磁骚扰”和“电磁干扰”常混用。3.10
systemefficiency
系统效率
系统至稳定工作温度，测量系统在额定状态下的输人功率与输出功率，输出功率对输入功率之比值。
瞬时最大转矩
instantaneousmaximumtorque
在规定的条件下，以短时工作而不会引起系统损坏或性能不可恢复为条件，系统所能输出的转矩最大值。
系统转动惯量
system inertia
相对于转轴旋转中心的转子惯性矩。注：包含电动机、减速机、制动器、编码器的旋转部分惯性矩4运行条件
使用环境条件
除另有规定外，系统的使用环境条件应符合下列规定：a）环境温度：0℃～55℃；
b）相对湿度：5%~95%，无凝露
试验环境条件
4.2.1正常的试验大气条件
所有试验若无其他规定，均应在下列气候条件下进行：环境温度：15℃~35℃；
b）相对湿度：45%~75%；Www.bzxZ.net
气压：86kPa~106kPa。
4.2.2仲裁试验的标准大气条件
当因气候条件对试验结果有争议时，则以下述条件的试验结果为裁定产品的依据：环境温度：25℃±1℃；
相对湿度：48%~52%；
c）气压：86kPa~106kPa。
4.2.3基准的标准大气条件
作为计算依据的基准条件如下：GB/T39633—2020
a）环境温度：20℃；
相对湿度：65%；
气压：101.3kPa。
4.2.4测试仪表
检验测试仪表精度不低于1级
5功能和接口
5.1功能
控制功能：主要包括位置控制、转速控制、力矩控制三种控制指令监视功能与反馈功能：反馈的参数包括位置、转速、力和力矩、电源电压、温度、故障代码、预警信息。必要时可增加噪声或振动的监视与反馈功能等安全功能与保护功能：功率模块短路、电动机失速、电动机超速、系统过载、功率模块过热、电源过/欠压、给定与反馈位置偏差过大、安全转矩关断、转矩限制、转速限制、安全制动等智能功能：系统的预防性维护、系统控制参数自动调谐、振动抑制、摩擦力补偿等。5.2接口
5.2.1电气接口
系统的电气接口包括通信接口、电源接口（电源电压一般不大于直流48V），必要时可包括安全接口。通信可采用现场总线（如CAN总线）或工业以太网（如EtherCAT）等数字通信接口。电气连接可采用电缆和连接器等方式
5.2.2机械接口
机械连接方式为轴输出，其接口形式与安装尺寸由产品专用技术条件规定6技术要求和试验方法
6.1总则
系统试验对象包括A、B两类系统，系统包含组件参见附录A，2外观及安装尺寸
6.2.1外观
6.2.1.1技术要求
系统表面不应有锈蚀、碰伤、划痕，涂覆层不应剥落，紧固件连接应牢固，引出线或接线端应完整无损，颜色和标志应正确、牢固，铭牌清晰易辨、不易除去。6.2.1.2
试验方法
目检系统外观。
6.2.2外形安装尺寸
6.2.2.1技术要求
GB/T39633-—2020
系统外形及安装尺寸应符合产品专用技术条件的规定。如无其他说明，外形及安装尺寸包括尺寸公差。
6.2.2.2试验方法
试验时，按系统的外形及安装尺寸要求选用量具种类及精度等级，将系统放置在常温条件下，达到稳定非工作温度后，逐项进行测量。6.2.3引出线或接线端
6.2.3.1技术要求
6.2.3.1.1总则
系统出线方式可采用引出线或接线端方式，引出线标记应符合GB/T7346-2015中与引出线方式和标记相关的规定。
引出线或接线端应有足够的强度和抗弯曲次数6.2.3.1.2引出线标记及强度
系统引出线应有明显标识，或由产品专用技术条件规定。除另有规定外，100W及以下功率的系统引出线，每根引出线应能承受4.5N的拉力，100W以上功率的系统引出线，每根引出线应能承受9.0N的拉力。试验后，引出线不应断开，绝缘层和线芯不应损坏，引出线被夹持部位与卡紧装置不应有相对位移的现象。抗弯曲试验后，引出线不应发生断裂或短路，绝缘表层不应出现龟裂、破损及其他异常现象，或由产品专用技术条件规定6.2.3.1.3接线端标记及强度
系统采用引出线端子接线时，引出线端子接线板的接线位置上均应有相应的标志。接线端的结构尺寸、牢固程度应符合GB/T18211的规定。6.2.3.2试验方法
6.2.3.2.1引出线标记及强度
当采用引出线时，系统每根引出线应能承受规定拉力历时1min。试验时，系统放置在结构上允许的任意位置，以使夹紧装置能受到拉力的作用。6.2.3.2.2接线端标记及强度
检查接线端的结构和标记，按GB/T18211的规定进行试验6.2.3.2.3引出线抗弯曲次数
引出线样品线长1.1m，将导线固定在U型反复弯折试验机内，调整弯曲半径，行程设置范围为0mm900mm，试验装置按表1规定的试验条件进行往复运动。5
GB/T39633—2020
电缆特性
电缆护套硬材质（如ETFE）
电缆护套软材质（如高柔PVC、TPU）6.3安全
6.3.1电气安全
6.3.1.1绝缘介电强度
技术要求
6.3.1.1.1
引出线抗弯曲试验条件
弯曲半径R
次/min
≥1000
≥1000
电气接口与系统壳体之间应能承受表2规定的试验电压，应无击穿、飞弧、闪络现象。漏电流应不大于表2规定值，或由产品专用技术条件规定。当进行批量生产常规试验时，1min试验可用约5s的试验代替，试验电压不变；也可用1s试验来代替，但试验电压值为规定值的120%。表2绝缘介电试验条件
输入额定电压
>24~48
6.3.1.1.2试验方法
电源功率
(最小值）
试验电压
(有效值）
电压持续
漏电流
系统试验时，应断开电源后进行。对于不能承受试验电压的元件（如浪涌抑制器、半导体元件、电容器等）应将其断开或旁路。安装在电路和裸露部件之间的抗扰性电容器不应断开试验电压的有效值不应超过规定值的土5%。开始施加时的试验电压不应超过规定值的50%。然后在几秒钟内将试验电压平稳增加到规定的最大值并保持1min。不应重复进行本项试验。除另有规定外，允许在安装后开始运行前再进行一次额外试验，其试验电压值应不超过上述规定值的80%。6.3.1.2绝缘电阻
6.3.1.2.1技术要求
在正常试验条件及产品专用技术条件规定的极限低温条件下，电气接口与系统机壳之间的绝缘电阻应不小于50M2，在极限高温条件下绝缘电阻应不小于10MQ，经受恒定湿热试验后绝缘电阻应不小于1MQ。
绝缘电阻检查选用绝缘电阻表的电压值为250V。6
6.3.1.2.2
2试验方法
按GB/T7345—2008中5.18.2的方法进行试验。6.3.1.3
系统接地
6.3.1.3.1技术要求
GB/T39633-—2020
系统可设置保护接地端子，并有PE标志。电源的地线与PE在系统内部连接，应符合GB/T5226.1-2019中第8章的规定。接地电路的连续性要求应符合GB/T5226.1一2019中5.2和8.2.3的规定6.3.1.3.2试验方法
试验设备及基本参数应符合下列规定：a）保护接地电路连续测试仪；
b）测试误差：≤0.05V。
利用测试仪电源（频率50Hz低压，电流≥10A，时间≥10s）在受试品的PE端和电路部件各不同点进行，保证实测电阻应不小于0.12。6.3.2功能安全
6.3.2.1总则
在对本系统进行功能安全规定时，应先根据整机的安全功能要求和功能安全等级进行分解，以确定系统具备的安全功能及等级。当系统及组件发生重大设计变更时或使用环境条件变更时，应重新根据整机要求进行分解。常用的安全功能为：安全转矩关断、转矩限制、转速限制、安全制动等。6.3.2.2安全转矩关断
6.3.2.2.1
技术要求
系统应具有安全转矩关断功能。6.3.2.2.2试验方法
试验时系统在额定电源电压下运行，当安全转矩关断信号有效时，处理时序满足安全控制要求，驱动器停止功率输出，电动机轴进人自由状态6.3.2.3转矩限制
6.3.2.3.1
技术要求
系统应具有转矩限制功能。力矩限制值应按照GB/T36008的规定进行转矩限制的计算6.3.2.3.2试验方法
试验时系统在额定电源电压下运行，当系统的负载转矩达到转矩限制设定值时，系统的转矩输出维持在限制转矩值持续运行
GB/T39633—2020
转速限制
6.3.2.4.1
技术要求
系统应具有转速限制功能。
6.3.2.4.2
2试验方法
试验时系统在额定电源电压下运行，外部输入的转速指令值天于设定的转速限制值时，系统转速维持在转速限制值持续运行。
5安全制动
6.3.2.5.1
技术要求
系统应具有安全制动控制功能
6.3.2.5.2
2试验方法
试验时系统在额定电源电压下运行，触发安全转矩关断功能、转矩限制功能、转速限制功能。6.4
功能与性能
6.4.1功能
6.4.1.1过压保护
6.4.1.1.1
技术要求
系统应具有电源电压过压保护功能，系统电源电压超过设定过压保护值，系统应停止工作，输出保护信号。
6.4.1.1.2
2试验方法
试验时系统在电源电压达到设定过压值运行时，保护功能动作。6.4.1.2
欠压保护
6.4.1.2.1
技术要求
系统应具有电源电压欠压保护功能，系统电源电压超过设定欠压保护值，系统应停止工作，输出保护信号。当电压恢复正常，系统应能正常运行6.4.1.2.2试验方法
试验时系统在电源电压达到设定欠压值运行时保护功能动作。6.4.1.3
过载保护
6.4.1.3.1
技术要求
系统应具有过载保护功能，当系统负载持续超过过载倍数达到规定时间时，系统应停止工作，输出保护信号。
6.4.1.3.2试验方法
GB/T39633-—2020
试验时系统在额定电压下运行，电动机运行在10%的额定转速下，将负载增加到规定的过载倍数，同时记录进入过载保护时间，应符合产品专用技术条件规定。6.4.1.4过热保护
6.4.1.4.1技术要求
系统应具有过热保护功能，过热保护包括电动机绕组热保护和驱动功率器件热保护。6.4.1.4.2试验方法
过热保护功能应由产品专用技术条件规定进行试验，试验时系统在额定电压下，通过外部加热环境，系统加载监测温度，观察是否在超过过热保护值之后，保护功能动作，上报过热保护故障。当去除故障信号，系统重新通电应能正常运行，或符合产品专用技术条件规定6.4.2性能
6.4.2.1额定数据
6.4.2.1.1
技术要求
系统的额定输人电压、额定输入电流、额定输人功率、额定输出转速、额定输出转矩、额定输出功率等应符合产品专用技术条件的规定。额定输人功率按式（1)计算，额定输出功率按式（2)计算P-UDcXIDo
式中：
P：——额定输入功率，单位为瓦(W)；Ue
额定输入电压，单位为伏特（V)；Ix
式中：
额定输入电流，单位为安培（A）。TXnNX2元
额定输出功率，单位为瓦（W)；TN
额定输出转矩，单位为牛米（N·m）；额定输出转速，单位为转每分（r/min）。n
6.4.2.1.2
2试验方法
....(1)
......(2)
系统通过专用测试工装与规定负载连接，向驱动器施加额定电压.调节系统转速为额定转速·调节负载至额定转矩，运行至产品专用技术条件规定的系统稳定工作温度，测量额定电流，计算额定功率，6.4.2.2
调速范围
6.4.2.2.1
技术要求
系统在额定电压下工作时，调节驱动器的转速指令，系统应符合产品专用技术条件的规定。6.4.2.2.2
试验方法
按照产品专用技术条件规定的转速波动率条件，测量系统的最低转速和额定转速。分别记录两利
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