GB T 12645-1990 工业机器人 性能测试方法.pdf

1、中华人民共和国国家标准工业机器人性能测试方法GB/T 126 4 5 9 0 Industrial robotsPerformance t回tmethods 本标准参照采用国际标准ISO/DIS9283工业机器人性能规范及测试方法儿1 主题内容与适用范围本标准规定了王业机器人性能测试的般规则及速度特性、位姿特性、轨迹特性及其他特性的测试)1 it 本标准适用上一般i二业机器人的性能测试，对f特殊构造的L业机器人也可参考使用。2 引用标准Gll/1 12612 仁业机器人性能规范GB/T 12643工业机器人术语和图形符号GB/T 12644工业机器人特性表示3 术语测试基准速度（简称基准速度）

2、工业机器人（以下简称机器人）测试时，在被测位姿J点之间运动或沿测试轨迹g动时能达到的最大速度。4 性能测试条件4. 1 机器人的安装机器人应按安装说明书进行安装和调整。4.2 一般要求4. 2. 1 在测试之前，用，对机器人进行各种性能的试操作，在确认机器人一切正常后，再进行测试。4.2.2 除位姿准确度漂移外其他测量项目都用在机器人运行一段时间，使温度升至产品标准规定温汗后进行。注：丰标准中位姿准确lil事移包吉重复性漂移。4. 3 环境条件环境温度应在540的范围内，如趟出，则应在测试报告中注明，测试过程温度变化应不超过士2。测试前，机器人和测量仪器放在测试环境内应不小t8 h，使它们处于

3、热稳定条件F，同时，还应防止受热气抗和外部热辐射的影响。测试环境应保证测试结果不受电磁和振动的千扰，具体最值由产品标准规定。4. 4 测量负载j1：姿特件，反轨迹特性的所有测量项目都应在额定负载下进行。对所有测试，所周试验载荷的重心都应在机器人产品标准规定的位置上。国家技术监督局199012 28批准1991 10 01实施巧8GB12645 90 特性巾某些项曰可选择在50%额定负载F进行附加测量，以表示负载变化的膨uJ c见表II , 表1被拥l琐目额定负载50%额定负载f市姿准确度及重罩性、J。多方向他姿准确ll!、J。距离准确度且重复性、f ，姿稳定时间。技姿超调量/ 。位姿准确皮漂移

4、/ 轨迹准确度和重复性、。拐角偏差、最小定位时间v 。静态柔顺性、J注，v表后必硕果用，o一表示选择采用e4. 5 测量速度4. 5. 1 位姿特性测量速度所有位姿特性测量都应在基准速度下进行。另外，某些项H口I选择在50%某准速度F进行附加测哇，以灰!T;速度变化的影响（见表D0 发2被测再Ii目基准速度50纠基准速度位姿准确度及重复性。事方11位姿准确度/ 。距离准确度及重复性、J。位姿稳定时间、J。佳每超调量、J。位姿准确！芷漂移最小定位时间、。注、表示必须采用，0表示选择采用。4. 5.2 轨迦特性测量速度轨迹恃性应全部在100%、50%和10%的基准速度下进行测量。4.6 测量点及测

5、量轨迹测量立姿特性时测量点的选取及测量轨迹特性时轨迹的确定按GB/T12642附录；4. 7 测量次数测量的最少重复次蚊接表30们”GB/T 1 2 6 4 5 9 0 表3被测项tl 最少重复次数位资准确度及重复性30 $方向位姿准确度30 距离准确度庄重复性30 位姿稳定时间位姿超调量3 轨迹准确度及重复性10 拐角偏差3 最小定位时间3 位姿准确度漂穰连续测量8h5 测试仪器选择s. 1 测试仪器应能保证按本标准对机器人性能要求进行测量。5. 2 选用的测量仪器的部件被安放在机器人上时，则应将由此而产生的附加载荷作为测试负载的部分。5. 3 位姿特性某些项目的测量，可采用千分表或位移传感

6、器进行。5. 4 测量仪器的测量误差应写入测试报告中，测量误差应包含下列因素仪器安装误差和本身的重复性、测量方法的系统误差、计算误差等。在进行位姿特性和轨迹特性测试时所用测试仪器的总测量误差不应超过被抓1特性数值的25%。s. 5 轨迹测量仪器的采样频率应能保证真实地反映被测轨迹的特性。6 泪I量结果表示及单位6. 1 测量结果表示被测的位置及姿态的坐标值（凡，矶，儿，a，怀c,）都应用与机座坐标系平行的坐标系的坐标值来表刁亏。s. 2 测量单位长度mm; 角度(0) ; 时间一句质量一际力N;速度m/s;角速度一一（）s.7数据采集及处理7. 1 数据采集位姿特性的数据在机器人的机械接口中心

7、或1二具中心点到达测量点并稳定后进行采集。轨迹特性70 GB/T 126 4 5-9 0 测量在机器人运行中连续采集。注：使用工具中心告时，应在测试报告巾注明其位置。7. 2 数据处理测量所得的原始数据，应根据GB/T12642规定的公式进行计算，最后结果的表，j,F:Z符合GB/T 12642的规定。8速度特性测量方法8. 1 最大单轴速度在额应负载条件F，使被测关节进入稳定工作状态，其他关节剧定。令机器人被测关节以最大速度做最大范围的运动，测出速度的最大值。重复测量10次，以10次所测结果的平均值做为测量结果。8. 2 合成速度在额定负载条件下，使机器人各关节进入稳定工作状态。令机器人以指

8、令设定速度作大范围的运动，同时测出机械接口坐标原点或工具中心点的速度。重复测量10次，以10次所测结果的平均值作为测量结果。9位姿特性测量方法位姿特性的定义及其计算方法见GB/T12642测量方法按以F程序进行。9. 1 位姿准确度及位姿重复性以机器人工作空间最大包容正方体对棱斜平面上五个点（P，矶，酌，凹，P，）作为指令设定位姿点。启动机器人，使其在4.4条规定的负载条件下进入稳定工作状态。按从P，P2-P3-P，一，p，P，的顺序，驱动机器人机械接口中心或工具中心点达到件点。分别在上述各点停留一定时间，测出实到位姿数据。重复上述步骤30次。计算位姿准确度及位姿重复性e9. 2 多方向位姿准

9、确度以机器人工作空间最大包容正方体对棱斜平面上三个点（P，酌，p作为指令设定位姿点。自动机器人，使其在4.4条规定的负载条件下进入稳定工作状态。驱动机器人使机械接口中心或工具中心点沿平行机座坐标系轴线的三个方向到达t述三个指令设定位姿点。分别在上述各点停留一段时间，测出实到位姿数据。重复上述步骤30次。计算多方向位姿准确度E9. 3距离准确度和距离重复性以机器人工作空间最大包容正方体对棱斜平面上两个点（P,P，）作为指令设定位姿点启动机器人，使其在4.4条规定的负载条件下进入稳定工作状态。驱动机器人，使机械接口中心或工具中心点在具与民之间运动。机器人分别在上述各点停留一段时间，测出每次的实际距

10、离。重复仁述步骤30次。计算距离准确度及距离重复性，9. 4 位姿稳定时间及位姿超调量以机器人工作空间最大包容正方体对棱斜平面主五个点CP】酌，p，矶，p，）作为指令优姿点。启动机器人，使其在4.4条规定的负载条件下进入稳定工作状态。7 l GB/T 1 2 6 4 5 9 0 按从P,+P，P，P，PcP，的顺序，驱动机器人使机械接口中心或工具中心点纠l达仔点。在上述各点，jl则出机器人的1_姿稳定所帘的时间和超调髦。重复t述步骤3次。以3次测量平均值作为最终测量结果。9, 5 1世姿准确度激移ti 0 以机器人t作空间最大包容正方体对棱斜平顶上两个点（P,P.，）作为指令j!）：定1_姿点

11、u在4.4条规定的负载条件下启动机器人并立即开始测量。噬动机器人使机械接门巾心或仁其中心点在P，与p，之间运动。当机械接口到达P，点时，停留一段时间记录下实到的位姿。电ti上述步骤连续测量8h。把整个测量时间均分为JO段以上，以每段开始时的30次测量结果，算出对应的位姿准确度反理复把8个小时内的优姿准确度漂移用网表表示。注测量过程中，如果连续5段测量的漂移变化率小于第段内的最大漂移变化率的10%.lj叫以提前结束测量。10 轨迹特性测量方法轨迹特性的定义及其计算见GB/T12642，测量方法按以下程序进行。1 o. 1 轨迹准确度及重复性接Gll/T12642附录A的规定选定测试轨迹。启动机器

12、人，使其进入稳定工作状态。令机器人在1.4条规定的负载条件下，按4.5. 2条规定的速度沿轨迹运动。在每种速度.xt每条轨迹测量10次。计算出轨迹准确度及轨迹重复性。1 Q. 2 拐角偏差按Gll/T12642附录A规定，选用孔，E,E,E，点，用连续轨迹编程方式设定以此网点为拐角的矩形轨迹。日动机器人，使其进入稳定工作状态。在.1.4条规定的负载条件下，按4.5条规定的速度，从L与E，连线的中点开始，沿上述轨迹注功在每种速度F，沿轨迹运行3次，在每个指角点处记录数据。i ，.算出各种速度下的拐角超调量及圆角偏差。11 其他特性测量方法11 . 1 最小定位时间以机器人工作空间包容正方体中心点

13、P，为起始点，选定一系列测试点，各点相对起始点的相对坐标巾友4给出，最终点应处于包容正方体之内。72 GD/T l 2日4590 表4测试点相对于起始点的位俘丸工 o Z mm P, 。p, 10 P, +20 P, 。p, 十I00 一一P, %00 P, 十500P, l 000 一. P, 启动机器人，使其进入稳定工作状态。以4.4条规定的负载和4.5条规定的速度从P2点运动到上应各测试点。对应每个测试点进行3次测量。取3次测量的平均值做为测量结果，依次计算出对应不同距离时的最小定位时间们11. 2 静态柔顺性启动机器人，并使其机械接口中心定位于P，点。在驱动系统通电、制动器松开的条件下

14、开始测量。通过机械接口坐标系！原点，以10%额定负载的增量加力于机械接口，直坐达到额定负载，然后再沿相反的方向加载至额定负载，力的方向应平行于机座坐标系的坐标轴。分别对3个坐标辅正、负方向进行测量，记录下3个坐标轴方向不同负载下机械楼lI的位移居G重复测量3次，取3次测量的平均值计算静态柔顺性。12 测试报告机器人测试后，应写出完整的测试报告。报告的格式参考附录A，测试项目由机器人产品标准规；i.0 月1i Al 工业机器人性能测试报告机器人z生产1型号规格GB/T 1 2 6 4 5 9 0 附录A测试报告的范式表格（参考件）控制系统一一一一自由度坐标型式测试环境条件测试地点温度一一一一一湿

15、度环境条件测试仪器：名称型号一精度互作空间及测试点测试项目测试结果A2 测试结果表负载额定负载50%额定负载负载额定负载50%额定负载74 速度基准速度50%基准速度基准速度50%基准速度速度基准速度50%基准速度基准速度50%基准速度表Al位姿准确度P, P, p, 表A2多方向位姿准确度P, P, , 宵1盯】P, P, 结果 盯lffiP, 结果市1载额定负载50%额定负载轨迹准确度重复性负载：负载额定负载起始IL姿力的大小l 0% 20% 30% 40% 50% 60问70% 80% 90% 100% GB/T l 2 6 4 5 9 0 表A3位姿稳定时间速度P, p, P, 基准速

16、度50%基准速度基准速度50%基准速度表A4轨迹准确度和重复性速度s十Xx 斗Z方向轨迹：表A5拐角偏差速度基准速度50%基准速度表A6定位时间到达位姿表A7静态柔顺性力的方十Y向沌j）的大小以与额定负载的百分比来计算。P, 超调量距离，mmy 以上表格仅是部分项目的例表，实际测量时可根据具体项目而增减。飞Po 结果阿1mz Ii rJ mm 四角偏差时间，smm/N 1 z 中甲同F一一一甲一一一一GB/T 12645-90 附加说明：本标准由中华人民共和国机械电子工业部提出。本标准由机械电子工业部北京机械工业自动化研究所归口。本标准由华南理工大学、机械电子工业部北京机械工业自动化研究所负责起草。76