GB/T 39266-2020
基本信息
标准号:
GB/T 39266-2020
中文名称:工业机器人机械环境可靠性要求和测试方法
标准类别:国家标准(GB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
工业
机器人
机械
环境
可靠性
测试方法
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
GB/T 39266-2020.Mechanical environment reliability requirements and test methods for industrial robots.
1范围
GB/T 39266规定了工业机器人的机械环境可靠性要求、机械环境试验、可靠性试验和结果报告。
GB/T 39266适用于工业机器人及其零部件。
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 2423.5环境试验 第2 部分:试验方法试验 Ea和导则:冲击
GB/T 2423.7环境试验第2 部分:试验方法试验 Ec:粗率操作造成的冲击(主要用于设备型样品)
GB/T 2423.10环境试验第 2部分:试验方法试验 Fe:振动(正弦)
GB/T 2423.43电工电子产品环境试验 第 2部分:试验方法振动 、冲击和类似动力学试验样品的安装
GB/T 4086.2统计分布数值表 X2分布
GB/T 4857.23包装运输包装件基本试验第23部分:随机振动试验方法
JB/T 10825工业 机器人产品验收实施规范
ISO 13355:2016包装满装运输 包装和单件货物垂 直随机振动试验( Packaging-Complete,filled transport packages and unit loads-Vertical random vibration)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
工业机器人 industrial robot
在工业自动化中使用自动控制的、可重复编程的、多用途的操作机,可对三个或三个以上轴进行编程,包括固定式(无振动环境)工业机器人和移动式(有振动环境)工业机器人。
注1:工业机器人包括:
操作机,含致动器;
控制器.含示教盒和某些通信接口(硬件和软件)。
注2:还包括某些集成的附加轴。
[GB/T 12643-2013,定义2.9]
标准内容
ICS29.020
中华人民共和国国家标准
GB/T39266—2020
工业机器人机械环境可靠性要求和测试方法
Mechanical environment reliability requirements and test methods forindustrial robots
2020-11-19发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-06-01实施
规范性引用文件
术语和定义
机械环境可靠性要求
机械环境要求
可靠性要求
5机械环境试验
试验条件
振动试验
冲击试验
倾跌试验
倾斜和摇摆试验
运输试验
可靠性试验
试验条件
可靠性试验方法
7结果报告
7.1机械环境试验报告
7.2可靠性试验报告
附录A(资料性附录)
附录B(资料性附录)
参考文献
综合环境应力面示例
试验记录
rKaeerKAca-
GB/T39266—2020
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国自动系统与集成标准化技术委员会(SAC/TC159)归口。GB/T39266—2020
本标准起草单位:上海电器科学研究院、安徽宝信信息科技有限公司、广东科鉴检测工程技术有限公司、哈工大机器人集团有限公司、安徽省配天机器人技术有限公司、杭州亿恒科技有限公司、华测检测认证集团股份有限公司、上海电器科学研究所(集团)有限公司、广东天太机器人有限公司、上海电器设备检测所有限公司、上海机器人产业技术研究院有限公司、南通振康机械有限公司、上海添唯认证技术有限公司。
本标准主要起草人:郭彬乾、邢琳、李广垒、高军、于振中、庞泰、张翔、黄庆、陈灏、何志雄、郑军奇、顾京君、王爱国。
rrkaerkAca
1范围
工业机器人机械环境可靠性要求和测试方法
GB/T39266-—2020
本标准规定了工业机器人的机械环境可靠性要求、机械环境试验、可靠性试验和结果报告。本标准适用于工业机器人及其零部件。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/T2423.5环境试验第2部分:试验方法试验Ea和导则:冲击GB/T2423.7王
环境试验第2部分:试验方法试验Ec:粗率操作造成的冲击(主要用于设备型样品)
GB/T2423.10
环境试验第2部分:试验方法试验Fc:振动(正弦)电工电子产品环境试验第2部分:试验方法振动、冲击和类似动力学试验样GB/T2423.43
品的安装
GB/T4086.2统计分布数值表X2分布GB/T4857.23包装运输包装件基本试验第23部分:随机振动试验方法
JB/T10825工业机器人产品验收实施规范ISO13355:2016包装满装运输包装和单件货物垂直随机振动试验(Packaging—Completefilled transportpackages and unit loads-Vertical random vibration)术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
工业机器人industrialrobot
在工业自动化中使用自动控制的、可重复编程的、多用途的操作机,可对三个或三个以上轴进行编程,包括固定式(无振动环境)工业机器人和移动式(有振动环境)工业机器人。注1:工业机器人包括:
操作机,含致动器;
控制器,含示教盒和某些通信接口(硬件和软件)。注2:还包括某些集成的附加轴:[GB/T12643—2013,定义2.9]
控制系统
control system
一套具有逻辑控制和动力功能的系统,能控制和监测机器人机械结构并与环境(设备和使用者)进行通信。
rKaeerKAca-
GB/T39266—2020
[GB/T12643—2013.定义2.7]
通电待机standbywithpoweron
工业机器人各关节驱动装置处于激活状态。3.4
试验姿态
testposture
工业机器人处于零位状态。
平均故障间隔时间meanoperatingtimebetweenfailures;MTBF可修复产品的一种基本可靠性参数。其度量方法为:在规定的条件下和规定的期间内,产品寿命单位总数与故障总次数之比。
MTBF检验下限值
直lowertestMTBF
可接收的最低MTBF值。若设备的MTBF的真值不大于检验下限,则设备被接收的概率至多为100%β。产品的MTBF检验下限值取值等于产品MTBF的最低可接受值。3.7
直uppertestMTBF
MTBF检验上限值
当产品的MTBF的真值不小于检验上限0。,则产品被接收的概率至少为100(1一α)%,试验方案以高概率接收产品。
producer'srish
生产方风险
MTBF的真值不小于检验上限6。时,判定MTBF真值小于检验上限6的最大概率3.9
consumer'srisk
使用方风险
MTBF的真值小于检验下限6,时,判定MTBF真值不小于检验上限9,的最大概率。3.10
鉴别比
discriminationratio
MTBF的检验上限值0。与检验下限值0的比值d=6./0
故障fault/failure
产品不能执行规定功能的状态。通常指功能故障。因预防性维修或其他计划性活动或缺乏外部资源造成不能执行规定功能的情况除外。注:实际应用中,特别是对硬件产品而言,故障与失效很难区分·故一般统称故障。3.12
independentfault
独立故障
不是由产品另外一个故障引起的故障,亦称原发故障。2
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间歇故障intermittentfailure
GB/T39266-—2020
产品发生故障后,不经修理而在有限时间内或适当条件下自行恢复功能的故障。非关联故障
non-relevant failure
已经证实是未按规定的条件使用而引起的故障;或已证实仅属某项不再采用的设计所引起的故障,否则为关联故障。
relevanttesttime
相关试验时间
指与试验样品关联故障数有关的用来验证可靠性要求或用来计算可靠性特征值的时间。注:改写GB/T5080.1—2012.定义7.4。4
机械环境可靠性要求
机械环境要求
工业机器人在运输、贮存和使用过程中会承受不同的机械环境应力包括振动、冲击等,在预计可能的各种环境的作用下应能实现其预定功能和性能,按照机械环境试验(见第5章)进行测试4.2可靠性要求
工业机器人在使用阶段会经受综合环境应力的作用,应能实现预定的功能和性能,达到规定的可靠性水平,按照可靠性试验(见第6章)进行测试。机械环境试验
5.1试验条件
除制造商另有规定外,应在下列指定大气条件下进行测量和试验:a)温度:15℃~35℃;
b)相对湿度:20%~80%;
c)大气压力:86kPa~106kPa。工业机器人的安装可按GB/T2423.43。工业机器人机械环境试验前和试验后被测工业机器人外观检查、功能性能检测应符合JB/T10825。5.2振动试验
5.2.1试前准备
振动试验时应将被测工业机器人安装在振动台面上,模拟实际使用安装方式,在试验姿态下按GB/T2423.10试验Fc进行试验,试验过程中被测工业机器人应处于通电待机空载状态。若实际条件不充许,本体和控制系统可分别按表1试验按表1规定值分别在三个相互垂直的轴线方向上进行试验。5.2.2初始振动响应检查
在三个轴向按表1规定参数进行试验,并记录每个轴向上的共振。当共振点较多时,每个轴向取4个振幅较天的共振点
rKaeerKAca-
GB/T39266—2020
在试验规定的频率范围内,当无明显的共振点或共振点超过4个时,则不做定频耐久试验,仅做扫频耐久试验
试验参数
试验项目
初始和最后振动
响应检查
定频耐久试验
扫频耐久试验
试验内容
频率范围
扫颜速度
持续时间
频率范围
扫频速度
循环次数
持续时间由工业机器人客户和制造商协商,并选择其5.2.3
定频耐久试验
5Hz~55Hz
≤1倍频程/min
0.75mm(5Hz~25Hz含25Hz)或
0.15mm(25Hz~55Hz)
5Hz~55Hz
≤1倍频程/min
用初始振动响应检查中共振点上的频率和共振点所处频段的驱动振幅,进行定频耐久试验。5.2.4扫频耐久试验
按5Hz~55Hz的频率范围由低到高,再由高到低,作为一次循环,共进行5次。已做过定频耐久试验的被测工业机器人,可不进行扫频耐久试验。5.2.5最后振动响应检查
经扫频耐久试验的被测工业机器人,可将最后一次扫频试验作为最后振动响应检查。将本试验记录的共振频率与初始振动响应检查记录的共振频率进行比较,若有明显变化,应对受试被测工业机器人进行修整,重新进行试验。5.2.6试验后检测要求
在试验后被测工业机器人应有一段恢复时间,使被测工业机器人处于与初始检测时相同的条件,被测工业机器人应通过外观检查和功能性能检测。5.3
冲击试验
5.3.1试验条件和方法
按GB/T2423.5试验Ea进行冲击试验,被测工业机器人应直接紧固到台面上或通过夹具紧固到台面上,试验过程中被测工业机器人应处于不带电状态,半正弦脉冲的加速度和持续时间从表2和表34
rKaeerKAca-
选取。
GB/T39266-—2020
对于非重复性冲击,除有关规定外,应对被测工业机器人的3个相互垂直方向的每一方向连续施加3次冲击,即共18次。当采用其他的量值或冲击方向时,应在报告中注明并说明采用的原因。表2非重复性冲击试验脉冲加速度和持续时间峰值加速度/(m/s)
脉冲持续时间/ms
对于重复性冲击,除有关规定外,应在被测工业机器人的3个互相垂直的轴线的每一方向上施加规定的冲击次数。每个方向的冲击次数为(100士5)次或(500士10)次。当采用其他的量值或冲击方向时,应在报告中注明并说明采用的原因。注:标称质量低于100kg的被测工业机器人,建议脉冲加速度采用150m/s或250m/s2,对100kg以上的被测工业机器人,通常采用脉冲加速度为100m/s更为合适表3重复性冲击试验脉冲加速度和持续时间峰值加速度/(m/s)
5.3.2试验后检测要求
脉冲持续时间/ms
在试验后被测工业机器人应有一段恢复时间,使被测工业机器人处于与初始检测时相同的条件,被测工业机器人应通过外观检查和功能性能检测。5.4倾跌试验
5.4.1面跌落
按GB/T2423.7进行试验,试验过程中被测工业机器人应处于不带电状态被测工业机器人应按照正常使用位置放置在一平滑、坚硬的刚性的混凝土或钢质台面上,且围绕条底边倾斜直至使相对边与试验台面的距离为100mm或使被测工业机器人底面与试验台面成30°夹角,两者取最小者。然后使被测工业机器人自由倾跌在试验台面上(如图1)。当采用其他的量值时,应在报告中注明采用的原因。
若被测工业机器人的底边数多于4条,则倾跌次数应以4次为限。5
KaeerKAca-
GB/T39266—2020
说明:
被测工业机器人的底边与试验台面间的距离:被测工业机器人的底面与试验台面间的夹角。图1面跌落试验示意图
5.4.2角跌落
按GB/T2423.7进行试验,试验过程中被测工业机器人应处于不带电状态。被测工业机器人应按正常使用位置放在一平滑、坚硬的刚性(混凝土或钢质)台面上,在被测工业机器人一个角放置一根10mm高的木柱,在与其邻边的另一个角放置一根20mm高的木柱,使被测工业机器人升高。然后,使被测工业机器人绕着上述二根木柱所架起的边缘转动,直到被测工业机器人另一边与10mm木柱相邻的角抬起100mm或使被测工业机器人与试验台面成30°夹角,两者取较小者。然后被测工业机器人自由跌落在试验台面上(如图2)。当采用其他的量值时,应在报告中注明并说明采用的原因。
若被测工业机器人的底角数多于4个,则倾跌次数应以4次为限。20ml
说明:
被测工业机器人的底边与试验台面间的距离;被测工业机器人的底面与试验台面间的夹角。图2角跌落
5.4.3试验后检测要求
在试验后被测工业机器人应有一段恢复时间,使被测工业机器人处于与初始检测时相同的条件,被测工业机器人应通过外观检查和功能性能检测6
rKaeerkAca-
5.5倾斜和摇摆试验
5.5.1试验条件和方法
GB/T39266-—2020
对于在船舶上使用的工业机器人,模拟实际使用时安装的方位和方式,直接或通过安装架安装在试验台台面上,试验过程中被测工业机器人应处于通电待机空载状态。对于通过船舶运输的工业机器人,模拟实际运输时固定的方位和方式,直接或通过安装架安装在试验台台面上,试验过程中被测工业机器人应处于不带电状态。当有数种安装方式时,应选取可能承受到最严酷条件作用的那种方式或对数种安装方式都进行试验。
除另有规定外,一般仅进行纵/横倾斜试验和纵/横摇摆试验试验参数可参照表4确定,试验顺序为先倾斜后摇摆,先纵向后横向。表4倾斜与摇摆试验
试验项目
5.5.2试验后检测要求
角度/()
5或10
15或22.5
周期/s
试验持续时间
前后各不小于15min
左右各不小于15min
≥30.min
≥30minbzxZ.net
在试验后被测工业机器人应有一段恢复时间,使被测工业机器人处于与初始检测时相同的条件,被测工业机器人应通过外观检查和功能性能检测。5.6运输试验
5.6.1试验条件和方法
随机振动试验按照GB/T4857.23执行。试验条件应来自从运输环境中实际采集的数据。若无实际采集数据可用,优先使用IS013355:2016规定的频谱,如表5和图3所示。安装被测工业机器人时,当包装件能够以多种方式固定在运输车辆上时,应选择使包装件破损最易发生的方式。如果不确定,则应从各种可能方式中选择最严酷的方式。如果包装件不固定在运输车辆上:或者有一定的活动空间,则在试验时通常使用不固定方式放置,被测工业机器人用围栏围住,以免振动过程中从台上坠落。根据包装件运输环境条件,试验强度分为以下3个等级:等级1:非常长距离运输(大于2500km),或预期运输路况较差,试验时间180min;等级2:长距离运输(大于或等于200km,小于或等于2500km).公路、铁路设施较为完备,气候温和,试验时间90min;
等级3:短距离国内运输(小于200km),预期没有特殊的危害,试验时间15minKaeerKAca-
GB/T39266—2020
.01000
n. Don a1
5.6.2试验后检测要求
5功率谱密度(PSD)
加速度均方根值(grms):0.60410
数率/112
功率谱密度
图3一般以公路为主的运输随机振动PSD曲线1000
在试验后被测工业机器人应有一段恢复时间,使被测工业机器人处于与初始检测时相同的条件,被测工业机器人应通过外观检查和功能性能检测。可靠性试验
工业机器人及其部件的可靠性试验方法分为可靠性摸底试验和可靠性验证试验。试验场所分为实验室和现场两种。原则上要求在实验室进行可靠性试验,不具备实验室试验条件时,在现场进行可靠性试验。
KaeerKAca-
6.2样品
GB/T39266-—2020
被测工业机器人应从能代表技术状态的同一批次产品中随机抽取,若无具体规定时,可靠性摸底试验应随机抽取1台产品进行试验,可靠性验证试验应随机抽取至少2台产品进行试验。功能性能测试、安规测试与电磁兼容测试、环境试验应安排在可靠性摸底试验和可靠性验证试验前进行,被测工业机器人技术状态已基本固化在试验前和试验后,被测工业机器人应进行外观检查功能性能检测等,测试项目参照产品技术规格书或研制任务书等规定,
在试验中,按照规定的时间点进行检测,检测项目为主要功能性能项目,对于试验中无法进行的检测项自应进行原因说明。
6.3试验条件
6.3.1实验室试验条件
6.3.1.1概述
应根据工业机器人实际使用和任务环境特征确定供可靠性试验用的环境参数与时间的关系图。无其他特殊要求时,可靠性试验应在振动、温度、湿度、电压和其他相关试验条件的综合作用下进行。产品规范中无特殊规定时,振动、温度和相对湿度应力容差应分别符合以下要求:a)振动:对于正弦振动,保持在规定振幅的士10%之内。对于随机振动,试验控制信号功率谱密度偏离规定要求最天不应超出3dB,最小不应超出一1.5dB:b)
温度:±2℃:
c)相对湿度:±5%。
2振动应力
振动应力量值和剖面应按产品的实际使用类别、产品的安装位置和预期使用情况确定。在确定实际振动应力时,至少应考虑振动类型、振动频率、振动量值以及振动施加的方向和方式,6.3.1.3温度应力
应根据工业机器人的工作环境条件来确定温度应力。确定温度应力时,应至少考虑起始温度、开始工作时间、工作温度(范围、变化率和变化频率)以及每一任务的实验剖面的温度循环次数。6.3.1.4湿度应力
试验循环期间对湿度一般不加控制,需要时包括实际使用时有冷凝、结霜或结冰等情况在试验循环的适当阶段喷人水蒸气,以模拟使用中经历的环境条件6.3.1.5电应力
应根据工业机器人的工作环境条件来确定电应力。确定电应力时,应至少考虑产品的通断电循环、规定的工作模式及工作周期、规定的输人标称电压及其最大允许偏差。6.3.1.6样品试验工况
被测工业机器人试验工况应模拟实际运行工况nKaeerKAca-
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