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工業機器人檢測
工業機器人industrial robot
自動控制的、可重復編程、多用途的操作機,可對三個和三個以上軸進行編程。它可以是固定式或移動式。在工業自動化中使用。
負載 load
在規定速度和加速度條件下,沿著運動各個方向,機械接口處可承受的力和/或扭矩。
額定負載rated load
正常操作條件下作用于機械接口且不會使機器人性能降低的最大負載。
機器人電機使能enable robot motors
使能裝置允許機器人電機運行。
機器人電機取消使能disable robot motors
使能裝置禁止機器人電機運行。
上電狀態power-on state
工業機器人總電源接通但電機取消使能的狀態。
空載運行unloaded operation
工業機器人機械接口不具有負載的情況下,接通工業機器人總電源并使能電機,按照預先編制程序運行的狀態。
額定負載運行rated loaded operation
工業機器人機械接口具有額定負載的情況下,接通工業機器人總電源并使能電機,按照預先編制程序運行的狀態。
上電平均功率Dower-on average Dower
工業機器人在上電狀態下功率值,包括機器人除驅動電機外電氣裝置功率的總和。
空載平均功率 average power without load
工業機器人在空載狀況下,一個或幾個循環周期內所有電器裝置總功率的平均值。
額定負載平均功率average power with rated load
工業機器人在額定負載狀況下,一個或幾個循環周期內所有電器裝置總功率的平均值。
空載運行總能耗total energy consumption without load
工業機器人在無負載狀況下機器人所消耗的總能量。
本體能耗body energy consumption
工業機器人在無負載狀況下機器人本體所消耗的能量。
一、工業機器人能效評估流程
1.能效評估步驟
工業機器人能效評估具體操作步驟如下:
a)確定循環運動軌跡并編寫循環運動程序;
b)測定確定的負載重心偏移參數、能效測試環境,并記錄;
c)熱機操作;
d)接入功率檢測設備;
e)進行工業機器人上電狀態測試 空載運行測試和額定負載運行測試,獲取工業機器
人上電狀態功率由線、空載運行功率由線和額定負載運行功率電線:
f)計算工業機器人上電平均功率、空載運行平均功率和額定負載運行平均功率等功率數據;
g)在功率數據的基礎上計算工業機器人空載運行總能耗、本體能耗、額定負載總能耗和額定負載能耗等功率數據;
h)在能耗數據的基礎上計算工業機器人本體能效和額定負載能效等能效
數據;
i)圍繞上電平均功率、空載平均功率、額定負載平均功率、本體能效和額定負載能效等指標,分析工業機器人能效水平;
j)編寫工業機器人能效評估報告。
二、工業機器人能效測試方法
1. 一般要求
(1)單位
測試中涉及的電壓、能量、功率、時間、長度、速度等,單位應采用國際單位制(SI)。
(2)功率檢測設備
測試前,應對功率檢測設備進行校準,并在評估報告中注明功率檢測設備的誤差。
(3)測試溫度
測試的環境溫度應保持在(20+2)℃范圍內采用其他的環境溫度應在評估報告中指明并加以
解釋。為使機器人和測試設備在實驗前處于熱穩定狀態下,應將它們置于試驗環境中足夠長的時間(最好一晝夜)。還應防止通風和外部熱輻射(如陽光、加熱器)。
(4)操作條件
測試中的正常操作條件,應由工業機器人制造商指明。正常操作條件,包括對電源的要求,最大單軸速度要求,負載限制等。
2.熱機要求
工業機器人在進行能效測試前應進行熱機操作,熱機操作應符合要求。
3.機械接口的額定負載
額定負載運行測試應在100%額定角載條件下進行,即制造商規定的質量重心位置和慣性力矩額定負載的重心位置應符合給出的負載重心偏移參數。
4.設備連接
功率檢測設備應按照產品說明書接人工業機器人主電源。
5.循環運動測試要求
(1)測試路徑的要求
測試路徑的形狀為測試平面上的曲線,由多段直線組成,位于測試立方體中。應采用邊長為
250 mm,400mm,630mm,1000mm中的最大的立方體。
(2)循環運動
工業機器人應按圖2的測試路徑以a→c→b→d→a的順序循環運動,并按規定的運動速度及循環次數,進行循環運動,并編寫循環運動程序。
對于六自由度工業機器人,運動過程中應保持固定的姿態。對于少于六自由度的工業機器人,運動過程中宜使用盡量少的姿態指令。在試驗報告中應說明指令位姿的數目、位置和編程方法(示教編程人工輸人數據或離線編程)。
(3)循環運動測試速度與次數
循環運動測試應在制造商規定的額定軌跡速度的100%,50%和10%下進行。在每一條軌跡線段中,工業機器人能在50%的線段長度中達到規定速度,循環測試才是有效的,且在空載運行測試和額定負載運行測試中,在不同的運行速度下循環次數均應為10次,循環運動方式和時間相同。
三、能效分析
能效指標是對工業機器人能量利用效率的反映,通過各能效評估指標對工業機器人的能效水平進行分析,各指標含義如下:
--上電平均功率:工業機器人在上電狀態下功率值,包括機器人除驅動電機外電氣裝置功率的總和,反映工業機器人在控制器、開關電源等電氣裝置的能耗情況。上電平均功率值越小,工業機器人在除驅動電機外電氣裝置的能量損耗越低。
--空載平均功:工業機器人在空載狀況下,一個或小個循環周期內所有電器裝置總功率的平均
值,反映工業機器人在空載狀態下的能耗情況。同負載水平的工業機器人中,空載平均功率值越低,工業機器人空載運行狀態能耗越低。
--額定負載平均功率:工業機器人在額定負載狀況下,一個或幾個循環周期內所有電器裝置總功率的平均值,反映工業機器人在額定負載狀態下的能耗情況。同負載水平的工業機器人中,額定負載平均功率值越低,工業機器人額定負載運行狀態下能耗越低。
--本體能效:工業機器人在無負載狀況下機器人本體能耗與空載運行總能耗的比值,反映了工業機器將輸入電能轉換為工業機器人本體輸人能量的效率。本體能效值越大,工業機器人將輸入電能轉換為機器人本體能量效率越高。
--額定負載能效:工業機器人在額定負載狀況下機器人額定負載能耗與額定負載運行總能耗的比值,反映了工業機器人將輸入電能轉換為有效輸出能量的效率。額定負載能效值越大,工業機器人將電能轉換為有效輸出機械能的效率越高。