T-GDRA 013-2024 工業(yè)機(jī)器人力控制靜態(tài)性能的試驗(yàn)方法

ICS25.040.30CCSJ28TestmethodforstaticperformanceofforcecontrolofindustrialrobotsIT/GDRA013－2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由佛山市增廣智能科技有限公司提出。本文件由廣東省機(jī)器人協(xié)會(huì)歸口。本文件起草單位：佛山市增廣智能科技有限公司、深圳市鑫精誠(chéng)傳感技術(shù)有限公司、廣州奧迪威機(jī)器人有限公司、東南大學(xué)機(jī)器人傳感與控制技術(shù)研究所、廣州市輕工技師學(xué)院、北京科技大學(xué)順德創(chuàng)新學(xué)院、廣州數(shù)控機(jī)器人科技有限公司、佛山華數(shù)機(jī)器人有限公司、深圳市大族機(jī)器人有限公司、巨輪（廣州）智能裝備有限公司、廣東省機(jī)器人創(chuàng)新中心有限公司、廣東省機(jī)器人協(xié)會(huì)、佛山市質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化研究院、沃德檢測(cè)（廣東）有限公司、廣東迪達(dá)克教育科技有限公司。本文件主要起草人：宋愛國(guó)、黃安杰、霍煒彬、柯振中、馮錦漢、劉春燕、黃翠玲、吳浩、汪洪亮、張喆斯、高華燕、陳先中、江文明、楊林、邵茂峰、曾云、唐國(guó)寶、陳余剛、任玉桐、章柱衡、吳晶晶、植滿溪、劉明漢、廉迎戰(zhàn)、陳啟學(xué)。1T/GDRA013－2024工業(yè)機(jī)器人力控制靜態(tài)性能的試驗(yàn)方法本文件規(guī)定了工業(yè)機(jī)器人力控制靜態(tài)性能的試驗(yàn)條件、試驗(yàn)步驟、計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)報(bào)告。本文件適用于工業(yè)機(jī)器人力控制系統(tǒng)和力控制機(jī)器人的研制、生產(chǎn)和驗(yàn)收。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(duì)應(yīng)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。GB/T12642—2013工業(yè)機(jī)器人性能規(guī)范及其試驗(yàn)方法GB/T18806電阻應(yīng)變式壓力傳感器總規(guī)范GB/T20868工業(yè)機(jī)器人性能試驗(yàn)應(yīng)用規(guī)范GB/T28854硅電容式壓力傳感器GB/T38559工業(yè)機(jī)器人力控制技術(shù)規(guī)范JB/T7482壓電式壓力傳感器JB/T7483半導(dǎo)體電阻應(yīng)變式力傳感器3術(shù)語和定義GB/T38559和GB/T20868界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1力控制靜態(tài)性能staticperformanceofforcecontrol在規(guī)定環(huán)境條件下，工業(yè)機(jī)器人力控制系統(tǒng)在靜態(tài)條件下設(shè)定目標(biāo)力值輸出特性，主要包括力控制精度和力控制重復(fù)性。3.2力控制重復(fù)性forcecontrolrepeatability在相同條件下，對(duì)同一設(shè)定目標(biāo)力值進(jìn)行重復(fù)測(cè)量時(shí)，力控制系統(tǒng)輸出力值的離散程度。3.3力控制重復(fù)精度系數(shù)forcecontrolrepeatabilitycoefficient用于表征力控制系統(tǒng)重復(fù)性能的無量綱系數(shù)，由標(biāo)準(zhǔn)差與算術(shù)平均值的比值確定。3.4靜態(tài)力控制誤差staticforcecontrolerror在穩(wěn)定狀態(tài)下，力控制系統(tǒng)實(shí)際輸出力值與設(shè)定目標(biāo)力值之間的差值。3.5力控制精度等級(jí)gradeofforcecontrolaccuracy根據(jù)靜態(tài)力控制誤差范圍劃分的力控制系統(tǒng)精度等級(jí)，見表1。2T/GDRA013－2024表1力控制系統(tǒng)的力控制精度等級(jí)和靜態(tài)力控制誤差1254試驗(yàn)條件4.1環(huán)境條件按GB/T12642—2013中6.3.2的規(guī)定執(zhí)行。4.2試驗(yàn)系統(tǒng)4.2.1試驗(yàn)系統(tǒng)的組成試驗(yàn)系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器、激勵(lì)電源和讀數(shù)記錄裝置三部分組成。其綜合容差可按三部分裝置容差的均方根計(jì)算，應(yīng)不超過被試力控制系統(tǒng)容差的33%。4.2.2標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器4.2.2.1標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器應(yīng)符合以下任意一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，且其準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)至少比被試力控制系統(tǒng)的力控制精度等級(jí)高一個(gè)等級(jí)：a)GB/T1880；b)GB/T28854；c)JB/T7482；d)JB/T7483。4.2.2.2提供的儀表或監(jiān)視標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器的儀表量程，應(yīng)為被試力控制系統(tǒng)滿量程的125%～200%。4.2.3激勵(lì)電源激勵(lì)電源應(yīng)符合待測(cè)力控制系統(tǒng)的要求，其穩(wěn)定度容差應(yīng)不超過被試力控制系統(tǒng)容差的20%。注：可選用精密穩(wěn)壓電源、穩(wěn)流電源、干電池或蓄電池等作為激勵(lì)電源。4.2.4讀數(shù)記錄裝置讀數(shù)記錄裝置應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器輸出的要求，其準(zhǔn)確度容差應(yīng)不超過被試傳感器容差的20%。注：可選用數(shù)字式電壓表、數(shù)字式頻率計(jì)、電流表等作為讀數(shù)記錄裝置。4.3試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作4.3.1證書文件3T/GDRA013－2024試驗(yàn)設(shè)備（儀器設(shè)備和計(jì)量器具等）應(yīng)經(jīng)檢定或者校準(zhǔn)。4.3.2安裝4.3.2.1力控制系統(tǒng)按產(chǎn)品使用說明的規(guī)定安裝在試驗(yàn)裝置上，根據(jù)被試力控制系統(tǒng)的力值、量程選擇合適型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器。4.3.2.2在試驗(yàn)過程中，確保被試力控制系統(tǒng)的出力端與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器受力面垂直且距離固定。4.3.3連接試驗(yàn)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器、激勵(lì)電源和讀數(shù)記錄裝置的連接，應(yīng)按產(chǎn)品使用規(guī)范規(guī)定進(jìn)行。4.3.4放置試驗(yàn)前，應(yīng)先將標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器和被試力控制系統(tǒng)放置在試驗(yàn)環(huán)境中，放置時(shí)間不應(yīng)少于8h，確保標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器與試驗(yàn)環(huán)境的溫度一致。5試驗(yàn)步驟5.1被試力控制系統(tǒng)的試驗(yàn)力級(jí)應(yīng)在全量程選取，包括最小力級(jí)和最大力級(jí)，中間力級(jí)應(yīng)均勻選取，力的級(jí)數(shù)m宜不少于4個(gè)。5.2被試力控制系統(tǒng)的讀數(shù)時(shí)間與回零時(shí)間應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器在被試驗(yàn)時(shí)的響應(yīng)時(shí)間一致。讀數(shù)時(shí)間一般取1min，回零時(shí)間一般取2min。5.3具體試驗(yàn)流程如下：a)按被試力控制系統(tǒng)廠家的使用說明，完成電氣和控制初始化；b)試驗(yàn)首先從最小力級(jí)（或選取的試驗(yàn)下限點(diǎn)）開始，平穩(wěn)地升力至最大力級(jí)，每一力級(jí)逐級(jí)試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)n按表2的規(guī)定，控制頻率按GB/T38559的規(guī)定；c)被試力控制系統(tǒng)按設(shè)定目標(biāo)力值pt1下發(fā)出力指示，待標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，記錄力穩(wěn)定值Yp11；d)被試力控制系統(tǒng)下發(fā)收力指示，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器清零；e)重復(fù)c）~d),直至完成m個(gè)力級(jí)的n次循環(huán)測(cè)試，得到所有力級(jí)Ypij。表2力控制重復(fù)性等級(jí)δr＜1%δr＜1%δr＜1%6計(jì)算結(jié)果6.1被試力控制系統(tǒng)各力級(jí)的算術(shù)平均值EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up1(-),Y)pi，單位為N，按式（1）計(jì)算：EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up13(式),Yp)iEQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up13(中),j)：第i力級(jí)重復(fù)試驗(yàn)的第j個(gè)測(cè)量值（i=1,2,3,?,m;j=1,2,3,?,n）4T/GDRA013－20246.2被試力控制系統(tǒng)的力控制重復(fù)性試驗(yàn)中各力級(jí)采樣子樣標(biāo)準(zhǔn)差spi，按式（2）計(jì)算：spi式中：EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up11(n—),yp)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up11(控),第)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up11(重),力)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up11(復(fù)),級(jí))EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up11(性),力)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up11(試),控)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up11(驗(yàn)),制)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up11(的),重)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up11(循),復(fù))EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up11(環(huán)),性)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up11(次),試)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up11(數(shù)),驗(yàn))EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up1(-),y)pi——第i力級(jí)力控制重復(fù)性試驗(yàn)的算術(shù)平均值。6.3被試力控制系統(tǒng)各力級(jí)力控制重復(fù)精度系數(shù)