20253工业机器人用精密减速器最小极限寿命测试方法

1、工业机器人用精密减速器最小极限寿命测试方法Test method for minimum limit life of precision reducer by industrial robots目次1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 试验件24.1 试验原理24.2 试验件的确定25 测试系统25.1 测试系统构成25.2 测试装置35.3 数据采集装置35.4 校准45.5 安装要求46 测试方法56.1 概述56.2 测试条件56.3 测试前准备66.4 测试方法及顺序66.5 定位准确度误差计算方法97 测试终止条件98 终止后的验证99 测试结果的处理910 测试报告910.1 测试报告910.2 测试报告格式9附录 A（资料性） 第三方测试报告样式11附录 B（资料性） 制造方测试报告样式12附录 C（资料性） 用户方测试报告样式13参考文献14图 1 卧式测试系统2图 2 立式测试系统3I图 3 螺钉的锁紧顺序5图 4 定位准确性测试原理示意图6图 5 运行位置和时间关系图例7图 6 运行速度和时间关系图例7图 7 精密减速器定位准确性测试运行图例8表 1 螺

2、钉的锁紧力矩4表 2 精密减速器输出轴往复旋转正/反向位置推荐表6表 A. 1 第三方测试报告格式11表 B. 1 制造方测试报告格式12表 C. 1 用户方测试报告格式13II1工业机器人用精密减速器最小极限寿命测试方法1 范围本文件界定了工业机器人用精密减速器最小极限寿命测试方法的术语和定义，规定了试验件和测试系统，描述了测试方法，规定了测试终止条件、测试终止后的验证方法以及测试结果的处理，提供了测试报告的内容。本文件适用于以重复定位精度和温度为考核指标的工业机器人用精密减速器最小极限寿命测试，其他用途精密减速器最小极限寿命的测试参照使用。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 11841996 形状和位置公差 未注公差值GB/T 2828.1 计数抽样检验程序 第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划GB/T 30574 机械安全 安全防护的实施准则T/CMIF 191 机器人用精密减速器重复定位

3、精度测试方法3 术语和定义T/CMIF 191界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1运行程序 run a program工业机器人用精密减速器输出轴从停止状态加速到额定转速，保持额定转速，再从额定转速减速到停止状态，到达指定位置；再从停止状态加速到额定转速，保持额定转速，再从额定转速减速到停止，回到初始位置的过程。3.2最小极限寿命 minimum limit life在环境条件下，工业机器人用精密减速器输出轴施加额定负载后，按照运行程序（3.1）反复到达指定位置和回到初始位置；当到达指定位置和初始位置测试的数据中出现超出工业机器人用精密减速器的重复定位精度或温度设定的阈值时的累积次数或时间。3.3空载传动过程误差 error in no-load transmission process在无负载的条件下，工业机器人用精密减速器输出轴正向和反向分别旋转360时，在输出轴旋转角度-角度传动误差关系坐标系上，把获得的旋转角度值和角度传递误差值形成的点依次连接，构成的图形所得到的最大纵向轮廓区间。4 试验件4.1 试验原理依据工业机器人用精密减速器（以下简称精密减速器）最小极限寿命的定

4、义和精密减速器定位准确度测试原理，采用在限定试验终止条件下，累计循环运行次数或时间和试验终止后验证的方法来确定精密减速器最小极限寿命。4.2 试验件的确定4.2.1 试验件为被测精密减速器产品或样机。4.2.2 试验件的数量按照试验目的和要求确定。若为抽样检测，试验件数量应依据GB/T 2828.1的规定确定。5 测试系统5.1 测试系统构成测试系统分为卧式测试系统（见图1）和立式测试系统（见图2），其结构组成包括测试装置和数据采集装置。标引序号说明：a测试装置（见 5.2）； b数据采集装置（见 5.3）； 1驱动装置；2输入端旋转角度测量圆光栅；3精密减速器；4输出端旋转角度测量圆光栅；5负载；6在线式红外热成像测温仪；7工业控制计算机；8旋转角度测量显示仪；9安装支撑架。图 1 卧式测试系统9标引序号说明：a测试装置（见 5.2）； b数据采集装置（见 5.3）； 1驱动装置；2输入端旋转角度测量圆光栅；3精密减速器；4输出端旋转角度测量圆光栅；5负载；6在线式红外热成像测温仪；7工业控制计算机；8旋转角度测量显示仪；9安装支撑架。图 2 立式测试系统5.2 测试装置5.2.1

5、测试装置的组成5.2.1.1 测试装置由精密减速器、驱动装置、输入端旋转角度测量圆光栅、输出端旋转角度测量圆光栅和负载组成。5.2.1.2 通过键和螺钉刚性连接，实现测试装置以轴线为中心进行旋转运动，见图1和图2。5.2.2 测试装置精度及要求5.2.2.1 驱动装置的额定转矩应大于或等于精密减速器的额定输入转矩。5.2.2.2 角度测量圆光栅或其他角度测量仪器的不确定度不应低于 0.5 。5.2.2.3 测试装置的测温精度在测温范围-20+200内不确定度不应低于 2。5.2.2.4 负载物体在运行过程中产生的最大转矩应为被测精密减速器的额定转矩，允许偏差3%。5.3 数据采集装置5.3.1 数据采集装置组成5.3.1.1 数据采集装置由旋转角度测量显示仪、在线式红外热成像测温仪和工业控制计算机组成。5.3.1.2 通过导线及信号线连接测试装置，实现对测试装置的运动控制、传感器的数据采集和数据处理，见图1和图2。5.3.2 精度等级及要求5.3.2.1 角度测量显示仪的分辨力不应低于 0.5 。5.3.2.2 在线式红外热成像测温仪的温度采集分辨力在测温范围-20+200内不应低于2

6、。5.4 校准5.4.1 在线式红外热成像测温仪和角度测量圆光栅应定期检定或校准合格并在检定或校准周期内。5.4.2 在线式红外热成像测温仪和角度测量显示仪的数据采集系统应准确、稳定，且与在线式红外热成像测温仪和角度测量圆光栅的校准数据相对应，在数据处理时应在其测量数据段参考校准证书给出的偏差范围内予以修正。5.4.3 测试系统在进行测试前，应使用精密减速器模型（或假轴）针对多通道同步角度测量显示仪与输入端的角度传感器和输出端的角度传感器数据采集的同步性进行校准，输入端的角度传感器与输出端的角度传感器的同步数据误差不应大于 3。5.5 安装要求5.5.1 被测样机及测试系统所必须的所有测试设备应固定在相应基础或平台上；基础或平台应满足同时承载 3 倍测试装置的重量和承受 2 倍的试验最大扭转力矩且不发生形变的要求。5.5.2 轴和连接法兰安装面的平面度、垂直度和同轴度的制造精度不应低于 GB/T 1184-1996 中 5 级的规定。5.5.3 测试装置安装后轴线的同轴度不应大于 0.03mm。各活动部分或运动部件应平稳、灵活和灵敏，无阻滞现象。连接部分应无相对转动和窜动。5.5.4

7、精密减速器安装前应加注符合说明书要求的润滑油脂。5.5.5 精密减速器输出轴应保证与测试装置轴线的同轴度误差小于等于 0.03mm。精密减速器安装后螺钉宜选用 12.9 级的螺钉，其锁紧力矩应符合表 1 规定，允许偏差5%。表 1 螺钉的锁紧力矩螺钉规格M3M4M5M6M8M10M12M16M20M24锁紧力矩（T锁紧） Nm2491430701202003905305.5.6 精密减速器安装螺钉的锁紧顺序按十字交叉法锁紧，见图3。注：1 12 为螺钉锁紧顺序号。图 3 螺钉的锁紧顺序6 测试方法6.1 概述精密减速器最小极限寿命测试包括额定负载条件下的定位准确性、温度和累计运行次数（或时间）测试。6.2 测试条件6.2.1 环境温度测试环境温度范围应为 235。6.2.2 环境相对湿度测试环境相对湿度不应大于80%RH。6.2.3 环境电磁干扰测试系统应具有一定的抗干扰能力，在不影响仪器和仪表正常工作的电磁环境中能正常测量和显示数据。6.2.4 环境振动要求测试系统在测试过程中应无影响正常工作的稳态振动、无规则振动和冲击振动。6.2.5 安全防护测试系统应符合GB/T 30574的规

8、定，制定其安全防护操作规程。6.3 测试前准备在测试前，精密减速器应按T/CMIF 191规定的方法进行重复定位精度测试，并应进行空载传动过程误差（见3.3）测试。6.4 测试方法及顺序6.4.1 精密减速器定位准确性测试方法6.4.1.1 定位准确性测试的测试原理定位准确性测试原理为精密减速器带动载荷物体由A点旋转角度到达B点，再由B点反向旋转角度到达A点，测试精密减速器在到达A点和到达B点时允许偏离的公差为重复定位精度3，见图4。图 4 定位准确性测试原理示意图6.4.1.2 设定精密减速器运行位置和周期方法6.4.1.2.1 精密减速器输出轴往复旋转的正/反向位置和周期的设定精密减速器输出轴往复旋转的正/反向位置可根据需要设定，宜按表2选取；当采用卧式测试系统进行测试时，不宜采用载荷物体重力方向的位置作为测试点。表 2 精密减速器输出轴往复旋转正/反向位置推荐表单位为度（）正/反向位置角度（）正向位置4590135180225270315360反向位置-45-90-135-180-225-270-315-3606.4.1.2.2 运行位置和时间的关系运行位置和时间的关系见图5。以输出轴由0正向旋转180停止，反向旋转到0停止，反向旋转到-180停止，再正向旋转到0停止为一个运行周期示例。图 5 运行位置和时间关系图例6.4.1.3 设定精密减速器运行速度变化周期程序方法6.4.1.3.1 设定精密减速器输出轴往复旋转正/反向速度变化运行程序正向启动正向加速正向匀速正向减速停止反向启动反向加速反向匀速反向减速停止反向启动反向加速反向匀速反向减速停止正向启动正向加速正向匀速正向减速停止。6.4.1.3.2 运行速度和时间关系运行速度和时间关系见图6。图 6 运行速度和时间关系图例

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