2023機(jī)器人用精密減速器重復(fù)定位精度測試方法

機(jī)器人用精密減速器重復(fù)定位精度測試方法目??次前言 IV引言 IV范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1試驗(yàn)件 2參數(shù)測試系統(tǒng) 2參數(shù)測試系統(tǒng)構(gòu)成 2測試裝置 3數(shù)據(jù)采集裝置 3校準(zhǔn) 4安裝要求 4參數(shù)測試方法 5通則 5測試條件 5測試方法及順序 6參數(shù)測試數(shù)據(jù)的過濾和粗大誤差的清除處理 8扭轉(zhuǎn)剛度測試結(jié)果 9扭轉(zhuǎn)剛度的評估方法 9齒隙的評估 9空程的評估 10重復(fù)定位精度測試方法 10重復(fù)定位精度測試內(nèi)容 10減速器的安裝方式 10重復(fù)定位精度測試步驟 11測試數(shù)據(jù)處理 11測試報(bào)告 12附錄A（資料性）精密減速器重復(fù)定位精度測試報(bào)告（第三方用） 13附錄B（資料性）精密減速器重復(fù)定位精度測試報(bào)告（制造單位用） 14附錄C（資料性）精密減速器重復(fù)定位精度測試報(bào)告（用戶單位用） 15圖1參數(shù)測試系統(tǒng)構(gòu)成示意圖 3圖2螺釘?shù)逆i緊順序 5圖3轉(zhuǎn)矩-扭轉(zhuǎn)角關(guān)系圖 6圖4被測試減速器加載和漸減載示意圖 7圖5轉(zhuǎn)矩-扭轉(zhuǎn)角度關(guān)系圖（原始遲滯曲線系圖） 8圖6遲滯曲線系圖 9I圖7水平安裝測試裝置示意圖 10圖8立式安裝測試裝置示意圖 11表1螺釘?shù)逆i緊力矩 4表A.1 第三方用精密減速器重復(fù)定位精度測試報(bào)告樣式 13表B.1 制造單位用精密減速器重復(fù)定位精度測試報(bào)告樣式 14表C.1 用戶單位用精密減速器重復(fù)定位精度測試報(bào)告樣式 15IIPAGEPAGE13PAGEPAGE10機(jī)器人用精密減速器重復(fù)定位精度測試方法范圍規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T1184-1996形狀和位置公差未注公差值GB/T2828.1計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序第1部分：按接收質(zhì)量限（AQL）檢索的逐批檢驗(yàn)抽樣計(jì)劃ISO16610-21產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）-過濾-第21部分：線性輪廓濾波器：高斯濾波器（Geometricalproductspecifications（GPS）-Filtration-Part21:Linearprofilefilters:Gaussianfilters）術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1遲滯曲線hysteresiscurve（，以此時額定轉(zhuǎn)矩點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩值和扭轉(zhuǎn)角度值為第一組數(shù)據(jù)；從反向額定轉(zhuǎn)矩開始，逐漸均勻地減載至零，3.2扭轉(zhuǎn)剛度torsionalrigidity在遲滯曲線（3.1）上選取評估的區(qū)間。用評估區(qū)間的末端轉(zhuǎn)矩值減去評估區(qū)間的起始轉(zhuǎn)矩值，所得的差值，與評估區(qū)間的末端轉(zhuǎn)矩點(diǎn)對應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角度值減去評估區(qū)間的起始轉(zhuǎn)矩點(diǎn)對應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角度值，所得的差值之比，為該區(qū)間的扭轉(zhuǎn)剛度。3.3齒隙gearclearance在遲滯曲線（3.1）上，機(jī)器人用精密減速器輸出端在反向加載和反向減載的過程中通過負(fù)載為003.4空程invaliddistance在遲滯曲線（3.1）上，機(jī)器人用精密減速器輸出端在正向加載到3%額定轉(zhuǎn)矩時的扭轉(zhuǎn)角度值與反向減載到3%額定轉(zhuǎn)矩時的扭轉(zhuǎn)角度值的平均值，減去被測減速器輸出端在正向減載到-3%額定轉(zhuǎn)矩時的扭轉(zhuǎn)角度值與反向加載到-3%額定轉(zhuǎn)矩時的扭轉(zhuǎn)角度值的平均值，所得的值為被測減速器的空程。3.5定位誤差positioningerror3.6重復(fù)定位精度repetitivepositioningaccuracy3.7空載重復(fù)定位精度no-loadrepetitivepositioningaccuracy3.8負(fù)載重復(fù)定位精度loadrepetitivepositioningaccuracy試驗(yàn)件試驗(yàn)件為被測機(jī)器人用精密減速器（以下簡稱減速器）產(chǎn)品或樣機(jī)，數(shù)量由試驗(yàn)?zāi)康暮鸵鬀Q定。若為抽樣檢測，試驗(yàn)件數(shù)量應(yīng)依據(jù)GB/T2828.1進(jìn)行確定。參數(shù)測試系統(tǒng)參數(shù)測試系統(tǒng)構(gòu)成參數(shù)測試系統(tǒng)包括：測試裝置和數(shù)據(jù)采集裝置，如圖1所示。其中測試裝置的組裝形式可采用臥式亦可采用立式。也可根據(jù)減速器的結(jié)構(gòu)形式確定測試裝置的立式和臥式型式。997816標(biāo)引序號說明：1—輸入軸鎖緊機(jī)構(gòu)；2—被測試減速器；3—角度測量圓光柵；6—驅(qū)動裝置；7—角度測量顯示儀；8—轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率測試儀；9—工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。圖1參數(shù)測試系統(tǒng)構(gòu)成示意圖測試裝置測試裝置的組成測試裝置精度及要求驅(qū)動裝置的額定轉(zhuǎn)矩應(yīng)大于或等于加載減速器的額定轉(zhuǎn)矩除以加載減速器的傳動比。轉(zhuǎn)矩傳感器的精度應(yīng)為±0.2F?S。角度測量圓光柵或其他角度測量儀器的精度應(yīng)為±0.5ar?sec。1.5~23數(shù)據(jù)采集裝置數(shù)據(jù)采集裝置組成數(shù)據(jù)采集裝置由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率測試儀、角度測量顯示儀和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成。精度等級及要求轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率測試儀的轉(zhuǎn)矩精度為±0.2F?S，轉(zhuǎn)速精度為±0.2r/min。0.5arc?sec。校準(zhǔn)安裝要求被測樣機(jī)及測試系統(tǒng)所必須的所有測試設(shè)備，應(yīng)可靠固定在相應(yīng)基礎(chǔ)或剛度足夠的平臺上。GB/T1184-199650.03mm被測試減速器安裝前應(yīng)加注符合說明書要求的潤滑油脂。0.03mm1±5%。表1螺釘?shù)逆i緊力矩螺釘規(guī)格M3M4M5M6M8M10M12M16M20M24鎖緊力矩N?m249143070120200390530減速器安裝螺釘?shù)臄Q緊順序按圖2所示。1151298347101162圖2螺釘?shù)臄Q緊順序參數(shù)測試方法通則參數(shù)測試包括扭轉(zhuǎn)剛度、齒隙和空程測試。測試條件環(huán)境溫度測試環(huán)境溫度范圍應(yīng)為（23±5）℃。環(huán)境濕度測試環(huán)境濕度不應(yīng)大于80%。環(huán)境電磁干擾環(huán)境振動要求測試系統(tǒng)在測試過程中應(yīng)無影響正常工作的穩(wěn)態(tài)振動、無規(guī)則振動和沖擊振動。安全防護(hù)測試現(xiàn)場應(yīng)具有完善的安全防護(hù)措施和操作規(guī)程。測試方法及順序轉(zhuǎn)矩-扭轉(zhuǎn)角關(guān)系圖建立的方法轉(zhuǎn)矩-扭轉(zhuǎn)角關(guān)系圖如圖3所示。扭轉(zhuǎn)角度（arc?min）+最大扭轉(zhuǎn)角額定轉(zhuǎn)矩 0

+

轉(zhuǎn)矩（N?m）-最大扭轉(zhuǎn)角圖3轉(zhuǎn)矩-扭轉(zhuǎn)角關(guān)系圖建立轉(zhuǎn)矩-扭轉(zhuǎn)角度關(guān)系坐標(biāo)系Nmrcmi。轉(zhuǎn)矩-扭轉(zhuǎn)角度坐標(biāo)系范圍的約定轉(zhuǎn)矩-扭轉(zhuǎn)角度坐標(biāo)系范圍約定如下：轉(zhuǎn)矩值坐標(biāo)的范圍：以原點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，向左右兩邊分別延延伸至被測試減速器額定轉(zhuǎn)矩值的1.2倍；2轉(zhuǎn)矩坐標(biāo)值的約定扭轉(zhuǎn)角度坐標(biāo)值的約定扭轉(zhuǎn)角度坐標(biāo)原點(diǎn)的上半部分為對被測試減速器輸出端正向加載和反向減載時實(shí)時轉(zhuǎn)矩值相對應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角度值，用正號“+”表示；原點(diǎn)的下半部分為對被測試減速器輸出端反向加載和正向減載時實(shí)時轉(zhuǎn)矩值相對應(yīng)的扭轉(zhuǎn)角度值，用負(fù)號“-”表示。加/減載方向的區(qū)分方法鎖緊被測試減速器的輸入軸用輸入軸鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊被測試減速器的輸入軸。輸出端加/減載荷在被測試減速器的輸出端由驅(qū)動裝置按程序逐漸加/減載荷。被測試減速器加載和漸減載數(shù)據(jù)采集方法圖4被測試減速器加載和漸減載示意圖被測試減速器的轉(zhuǎn)矩值和角度值數(shù)據(jù)采集要求在6.3.4過程中將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率測試儀和角度測量顯示儀實(shí)時同步采集的轉(zhuǎn)矩值和扭轉(zhuǎn)角度值儲存到工控機(jī)，采集數(shù)據(jù)不應(yīng)少于1450組。原始遲滯曲線圖圖5轉(zhuǎn)矩-扭轉(zhuǎn)角度關(guān)系圖（原始遲滯曲線系圖）參數(shù)測試數(shù)據(jù)的過濾和粗大誤差的清除處理參數(shù)測試數(shù)據(jù)的過濾、粗大誤差的清除處理的方法：依據(jù)ISO16610-21，加權(quán)函數(shù)的截?cái)喑?shù)Lc取λc取0.8或圖6遲滯曲線系圖扭轉(zhuǎn)剛度測試結(jié)果扭轉(zhuǎn)剛度的評估方法扭轉(zhuǎn)剛度的評估方法包括綜合（區(qū)域）評估法和單向（區(qū)間）評估法。綜合（區(qū)域）評估法根據(jù)轉(zhuǎn)矩-扭轉(zhuǎn)角度關(guān)系圖上的遲滯曲線選取要評估區(qū)域。評估區(qū)域的末端轉(zhuǎn)矩點(diǎn)正向加載的扭轉(zhuǎn)a；評估區(qū)域的末端轉(zhuǎn)矩減去評估區(qū)域的起始轉(zhuǎn)矩，所得的值為評估區(qū)域負(fù)載轉(zhuǎn)矩b。減速器扭轉(zhuǎn)剛度的計(jì)算見公式（1）。=b/a????????????????????????????????????????????????????????????????????????（1）式中：b—負(fù)載轉(zhuǎn)矩，單位為N?m；a—彈性變形轉(zhuǎn)角,單位為arc?min。單向（區(qū)間）評估法根據(jù)轉(zhuǎn)矩-扭轉(zhuǎn)角度關(guān)系圖上的遲滯曲線選取要評估區(qū)間，評估區(qū)間的末端轉(zhuǎn)矩點(diǎn)正向加載的扭轉(zhuǎn)角度值減去評估區(qū)間的起始轉(zhuǎn)矩點(diǎn)正向加載的扭轉(zhuǎn)角度值，所得的值為彈性變形轉(zhuǎn)角a。評估區(qū)間的末b1。齒隙的評估根據(jù)轉(zhuǎn)矩-扭轉(zhuǎn)角度關(guān)系圖上的遲滯曲線，齒隙的計(jì)算見公式（2）。式中：

齒隙=?1??2????????????????????????????????????????????????????????????????（2）?1—被測減速器輸出端在反向減載和反向加載的過程中通過負(fù)載為0時的扭轉(zhuǎn)角度值；?2—被測減速器輸出端在正向減載和正向加載的過程中通過負(fù)載為0時的扭轉(zhuǎn)角度值?？粘痰脑u估根據(jù)轉(zhuǎn)矩-扭轉(zhuǎn)角度關(guān)系圖上的遲滯曲線，空程的計(jì)算見公式（3）。=? ?? ? ??=式中：

空程反減正加?2

反加正減???????????????????????????????????????????????????????（3）2?輸出端反向減載到3%額定載荷時的扭轉(zhuǎn)角度值；?輸出端正向加載到3%額定載荷時的扭轉(zhuǎn)角度值；?輸出端反向加載到3%額定載荷時的扭轉(zhuǎn)角度值；?輸出端正向減載到3%額定載荷時的扭轉(zhuǎn)角度值。重復(fù)定位精度測試方法重復(fù)定位精度測試內(nèi)容重復(fù)定位精度測試內(nèi)容包括空載重復(fù)定位精度和負(fù)載重復(fù)定位精度測試方法。減速器的安裝方式減速器的安裝方式分為水平安裝和立式安裝，其組成分別如圖7和圖8所示。1 2 3 4標(biāo)引序號說明：1—驅(qū)動裝置；2—被測試減速器；3—角度測量圓光柵；4—負(fù)載。圖7水平安裝測試裝置示意圖T/CMIFXXXX-XXXX332415標(biāo)引序號說明：1—驅(qū)動裝置；2—被測試減速器；3—角度測量圓光柵；4—負(fù)載；5—安裝支撐系統(tǒng)。圖8立式安裝測試裝置示意圖重復(fù)定位精度測試步驟90°、180270°。0r/min0r/min，到達(dá)指定位置；輸出軸反向從指定位置由轉(zhuǎn)速為0r/min15r/min0r/min，到起始位置。在往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動過程中需同時補(bǔ)償齒隙。9.3.19.3.2的過程中，角度測量測試儀實(shí)時分別采集起始位置和到達(dá)指定位置轉(zhuǎn)速為0r/min100當(dāng)被測試減速器在無負(fù)載情況下測試，得到的重復(fù)定位精度為空載重復(fù)定位精度；在有負(fù)載情況下測試，得到的重復(fù)定位精度為負(fù)載重復(fù)定位精度。測試數(shù)據(jù)處理?=???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????（4）式中：δ—測量誤差；—?—設(shè)定輸出軸旋轉(zhuǎn)的角度值。22+22++21 2 ?σ=公式中：σ—標(biāo)準(zhǔn)偏差；?—測量次數(shù)；

= ??????????????????????????????????????????????（5）?1?1?2測試結(jié)果得出方式：將起始位置和到達(dá)指定位置測得的數(shù)據(jù)分別由公式（2）和公式（3）計(jì)算得到起始位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差?1和到達(dá)指定位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差?1和σ2測試減速器的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ，則該被測試減速器的重復(fù)定位精度為±3σ。測試報(bào)告測試報(bào)告應(yīng)包括但不限于以下內(nèi)容：產(chǎn)品名稱、規(guī)格型號、編號、參數(shù)、潤滑油、送檢單位、轉(zhuǎn)矩-扭轉(zhuǎn)角度關(guān)系圖、實(shí)際測試扭轉(zhuǎn)剛度、齒隙、空程及重復(fù)定位精度結(jié)果；測試環(huán)境溫度、測試單位、時間和測試人員姓名。測試報(bào)告包括：a）第三方測試報(bào)告（樣式見附錄A）；b）制造單位測試報(bào)告（樣式見附錄B）；c）用戶單位測試報(bào)告（樣式見附錄C）。附錄A（資料性）精密減速器重復(fù)定位精度測試報(bào)告（第三方用）第三方用精密減速器重復(fù)定位精度測試報(bào)告樣式見表A.1。表A.1 第三方用精密減速器重復(fù)定位精度測試報(bào)告樣式產(chǎn)品名稱： 報(bào)告編號：生產(chǎn)單位出廠時間委托單位規(guī)格型號測試時間產(chǎn)品編號額定輸入轉(zhuǎn)速r/min速 比額定輸出轉(zhuǎn)矩N?m潤滑油額定輸入功率kW負(fù)載一N?m環(huán)境溫度℃負(fù)載二N?m遲滯曲線剛度K1=14.021N?m/arc?minK2=15.329N?m/arc?minK3=18.109N?m/arc?min齒隙1.327arc?min空程0.337arc?min空載重復(fù)定位精度起始位置0°±3?1指定位置90°±3?2負(fù)載一重復(fù)定位精度起始位置0°±3?3指定位置90°±3?4負(fù)載二重復(fù)定位精度起始位置0°±3?5指定位置90°±3?6測試人員： 校核人員： 時間： 單位（章）附錄B（資料性）精密減速器重復(fù)定位精度測試報(bào)告（制造單位用）制造單位用精密減速器重復(fù)定位精度測試報(bào)告樣式見表B.1。表B.1 制造單位用精密減速器重復(fù)定位精度測試報(bào)告樣式產(chǎn)品名稱： 報(bào)告編號：規(guī)格型號生產(chǎn)時間產(chǎn)品編號測試時間額定輸入轉(zhuǎn)速r/min速 比額定輸出轉(zhuǎn)矩N?m潤滑油額定輸入功率kW負(fù)載一N?m環(huán)境溫度℃負(fù)載二N?m遲滯曲線剛度K1=14.021N?m/arc?minK2=15.329N?m/arc?minK3=18.109N?m/arc?min齒隙1.327arc?min空程0.337arc?min空載重復(fù)定位精度起始位置0°±3?1指定位置90°±3?2負(fù)載一重復(fù)定位精度起始位置0°±3?3指定位置90°±3?4負(fù)載二重復(fù)定位精度起始位置0°±3?5指定位置90°±3?6測試人員： 校核人員： 時間： 單位（章）附錄C（資料性）精密減速器重復(fù)定位精度測試報(bào)告（用戶單位用）用戶單位用精密減速器重復(fù)定位精度測試報(bào)告樣式見表C.1。表C.1 用戶單位用精密減速器重復(fù)定位精度測試報(bào)告樣式產(chǎn)品名