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文檔簡介
ICS
CCS
團體標準
T/SZRAXXX-2024
電動夾爪性能規(guī)范及試驗方法
Electricgrippers-Performancecriteriaandrelatedtestmethods
2024-XX-XX發(fā)布2024-XX-XX實施
蘇州市機器人產業(yè)協(xié)會發(fā)布
Ⅰ
T/SZRAXXX—2024
電動夾爪性能規(guī)范及試驗方法
1范圍
本標準規(guī)定了平行、旋轉電動夾爪下列性能指標及其測試方法：
--夾持力控精度和重復力控精度；
--夾持重復定位精度；
--旋轉峰值扭矩；
--旋轉精度和旋轉重復精度；
對于某一具體電動夾爪的試驗，本標準并不規(guī)定應選擇上述的哪些性能指標。本標準所述的試驗項
目主要用于研究和檢驗某個電動夾爪的指標，也可以用于樣機試驗、定型試驗或驗收試驗。
為了對比不同電動夾爪的性能指標，按照本標準的規(guī)定，下列參數必須相同：試驗負載的尺寸、試
驗電爪夾指及負載的材質、試驗速度、試驗循環(huán)和環(huán)境條件。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，
僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本
文件。
T/AIIA003平行電動夾爪技術規(guī)范
GB/T11291.2機器人與機器人裝備工業(yè)機器人的安全要求第2部分：機器人系統(tǒng)與集成
GB/T12642工業(yè)機器人性能規(guī)范及其試驗方法
GB/T12644工業(yè)機器人特性表示
3術語與定義
本標準采用T/AIIA003、GB/T12642中界定的及下列術語和定義適用于本文件。
3.1電動夾爪
電動夾爪是一種利用電動執(zhí)行機構驅動的夾具，實現夾持、旋轉等動作。
3.2夾指
夾指是安裝在電動夾爪上的夾持部分，用于夾持、固定或抓取工件。
3.3夾持力
電動夾爪通過夾指抓取工件，夾指與工件保持接觸，兩者的作用以力的形式存在。
3.4目標夾持力
按照廠家給定的理論夾持力曲線設定參數，得到的理論夾持力。
3.5實測夾持力
電動夾爪執(zhí)行設定參數，力傳感器實際測試所得夾持力。
3.6力控精度
電動夾爪目標夾持力與實測夾持力的偏差程度。
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3.7重復力控精度
電動夾爪反復按照同一參數執(zhí)行所得到的力控精度的一致程度。
3.8重復定位精度
電動夾爪反復按照同一參數執(zhí)行所得到的位置精度的一致程度。
3.9峰值扭矩
旋轉電動夾爪由靜止狀態(tài)開始全力全速旋轉運動，所能達到的最大扭矩。
3.10旋轉精度
電動夾爪執(zhí)行單次旋轉運動，所能達到目標位置的準確度。
3.11旋轉重復精度
電動夾爪反復按照同一參數執(zhí)行旋轉運動所得到的旋轉位置精度的一致程度。
4單位
除非另有規(guī)定，所有單位如下：
--長度以毫米計...................................................................(mm)
--角度以弧度或度計.................................................(rad)或(°)
--時間以秒計...........................................................................(s)
--質量以千克計.....................................................................(kg)
--力以牛頓計..........................................................................(N)
--扭矩以牛.米計.................................................................(N.m)
--旋轉速度以度/秒計.........................................................(°/s)
--夾持速度以米/秒計..........................................................(m/s)
5縮略語和符號
本標準采用下列縮略語和符號。
5.1基本縮略語
A精度Accuracy
R重復性Repeatability
F力Force
P位置Position
V速度Velocity
D角度Degree
5.2量值
n測試循環(huán)次數
S標準偏差
ν運動速度
AF力控精度
RF重復力控精度
RP重復定位精度
OF力超調量
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5.3下標
表示第次循環(huán)
r順時針
jl逆時針j
m峰值
6性能測試條件
6.1電動夾爪安裝
根據產品標準或產品隨機文件安裝電動夾爪本體及夾指。
6.2測試前條件
電動夾爪應裝配完畢，并可正常操作。所有必要的校正、設定操作、功能驗證均圓滿完成。不管制
造商是否有規(guī)定，各項試驗在試驗前應進行適當的預熱運行，以全力全速全行程開合運動1小時作為預
熱標準。
測試過程中應保證外部電源穩(wěn)定、供電能力足夠，周圍存在可能影響被測特性的設備，測試過程要
保持一致，并在測試報告中說明。
6.3操作和環(huán)境條件
由制造商指定并由本標準相應的試驗方法確定的性能特性，只有在制造商規(guī)定的環(huán)境和正常操作條
件下才是有效的。
6.3.1操作條件
試驗中所使用的正常操作條件，應由制造商說明。
正常操作條件包括（但不限于）：對電源波動和干擾的要求，最大安全操作極限（見GB/T12644）
等。
6.3.2環(huán)境條件
6.3.3一般條件
試驗所用的環(huán)境要求由制造商說明，參照6.3.2.2的要求。
環(huán)境條件包括：溫度、相對濕度、大氣壓。
6.3.3.1測試溫度
測試的環(huán)境溫度應為20℃。采用其他的環(huán)境溫度應在試驗報告中指明并加以解釋。試驗溫度應保
持20±2℃。
為使電動夾爪和測量儀器、設備在試驗前處于熱穩(wěn)定狀態(tài)下，需將它們置于試驗環(huán)境中足夠長的時
間（最好一晝夜）。還需防止通風和外部熱輻射（如陽光、加熱器等）。
6.4機械接口
所有測試項目在測試前，需保證附件按照廠家要求有效連接，比如夾持力測試時，夾指有效安裝在
電動夾爪上，如圖1所示，圖中夾指1通過螺釘2、定位銷釘3與齒條4有效連接，緊固螺釘旋緊扭矩
符合規(guī)范，使用的夾指材質、尺寸、慣量要相同，測試點位置相同，所使用的傳感器與電動夾爪之間的
作用點保持一致。
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圖1電動夾爪夾指安裝示意
測試前電動夾爪本體與測試臺有效固定，測試儀器與電動夾爪測試點之間保持相對位置不變且保證
測試儀器與電動夾爪之間不存在安裝誤差影響測試結果準確性的情況發(fā)生。
6.5試驗儀器
按照本標準進行的測試項目，所選用的測試儀器需根據被測產品的性能指標具體選定，保證被測產
品指標落在試驗儀器的有效行程內，且最好處于最佳測試范圍。
試驗儀器在測試前需經過校準處理，保證測試儀器功能正常。
試驗儀器在安裝過程中，需要嚴格按照儀器廠家要求實施，避免引入外部因素對整個試驗結果造成
影響。
6.6循環(huán)次數
電動夾爪在測試各項特性指標時，需多次循環(huán)測試，統(tǒng)計結果。下表給出各項特性測試時的循環(huán)次
數。
表1循環(huán)次數
試驗特性循環(huán)次數
夾持力控精度和重復力控精度50
夾持重復定位精度50
峰值扭矩50
旋轉精度50
旋轉重復精度50
6.7試驗步驟
試驗順序對試驗結果沒有影響，但為了減少測試過程中的拆裝操作，建議同時具有旋轉、夾持功能
的電動夾爪優(yōu)先測試旋轉相關項目，再測試夾持相關項目；旋轉相關項目中，優(yōu)先測試旋轉位置精度，
然后測試扭矩控制精度；夾持相關測試項目中，優(yōu)先測試夾持位置精度，然后測試力控精度。
整個測試過程使用自動化程序完成，同時保證測試時間間隔，避免前一拍測試影響后一次測試結果，
測試數據的記錄應在數據穩(wěn)定后的第一時間記錄，避免測試設備自身偏差影響測試結果。
試驗時所有的程序延遲，如測量停頓時間和測量時間應在試驗報告中說明。
7夾持特性
7.1力控精度和重復力控精度
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7.1.1一般說明
本章所定義的力控精度和重復力控精度，由目標夾持力和實測夾持力的偏差和重復執(zhí)行設定參數所
得的一系列實測夾持力的分布來確定。
電動夾爪重復執(zhí)行設定參數時，需保證起始狀態(tài)一致，主要指：電動夾爪先恢復同一位置點，并處
于停止狀態(tài)。電動夾爪的起始位置及開始運動前的狀態(tài)可能會對夾持力的測試結果起到重大影響，測試
前的狀態(tài)及測試參數給定均需在試驗報告中清楚地說明。
電動夾爪產品的力控精度和重復力控精度視具體產品的定位不同要求有所不同，本標準定義電動夾
爪產品的力控精度不低于總量程的15%，重復力控精度不低于總量程的5%，精度越高，產品性能越優(yōu)。
7.1.2試驗準備
夾持力測試根據被測試電動夾爪的負載范圍、行程范圍選擇合適型號的高精度力矩傳感器，力矩傳
感器在測試過程中，需保證測試點位置固定，尤其圖2中夾持點距離電動夾爪本體的高度H（統(tǒng)一按照
20mm實施），建議將力矩傳感器通過螺釘固定在夾指內側。
不同材質的夾指，對于夾持力測量過程中，傳感器與夾指之間的碰撞特性影響較大，夾指材質統(tǒng)一
采用SUS304，夾指安裝時要保證兩個夾指的平行度，保證力矩傳感器與夾指之間正面接觸。
夾持力的測量在全量程內選取5組點，分別對應20%、40%、60%、80%、100%力矩給定，速度給
定全部為100%速度，執(zhí)行閉合動作，下面測試過程及數據處理過程以100%力矩給定、100%速度給定
進行說明，其他組測量方法相同。
圖2夾持力測試示意
7.1.3試驗過程
試驗按照如下步驟進行：
（1）依照電動夾爪廠家的使用說明，完成產品本體與測試臺間的安裝固定及夾指的安裝固定，然
后完成電氣、控制初始化；
（2）根據力矩傳感器使用說明，將力矩傳感器固定在夾指測試點上；
（3）控制電動夾爪運行到完全打開位置，至電動夾爪狀態(tài)穩(wěn)定后等待2S；
（4）下發(fā)目標夾持力參數（力矩100%，速度100%），控制電動夾爪執(zhí)行閉合運動，待力矩傳感
器測試數據穩(wěn)定，記錄夾持力穩(wěn)定值F1和峰值Fm1；
（5）力矩傳感器清零；
（6）重復（3）~（5），直至完成50次循環(huán)測試，得到全部Fn、Fmn。
7.1.4試驗結果處理
力控精度表示目標夾持力（）和實測夾持力平均值（）之間的偏差（）。
????
?1+?2+...+??
?=
?
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重復力控精度表示執(zhí)行同一參數命令，重復響應n次后實測夾持力的一致程度。
??=???
重復力控精度可以表示為圍繞平均值的力波動±3S，其中S為標準偏差。
重復力控精度
?
式中：
??=?±3?
?
1
?=