DB32∕T 4048-2021 可移动式机械臂通用技术条件.pdf

ICS 25.040.30 CCS J 28 DB32 江苏省地方标准 DB 32/T 40482021 可移动式机械臂通用技术条件 General specification of mobile robot Manipulators 2021 - 06 - 03 发布 2021 - 07 - 03 实施 江苏省市场监督管理局 发 布 DB 32/T 4048-2021 I 目 次 前言. III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语与定义 . 1 3.1. 1 3.2. 1 3.3. 1 3.4. 1 3.5. 1 3.6. 2 4 产品分类 . 2 5 技术要求 . 2 5.1 外观和结构 . 2 5.2 功能 . 2 5.3 性能 . 3 5.4 安全 . 3 5.5 连续运行 . 3 5.6 噪声 . 3 5.7 电磁兼容性 . 3 5.8 环境条件 . 3 5.9 可靠性 . 4 5.10 成套性 . 4 6 试验方法 . 4 6.1 试验条件 . 4 6.2 外观和结构检查 . 4 6.3 功能检查 . 5 6.4 性能检查 . 5 6.5 安全试验 . 5 6.6 连续运行试验 . 5 6.7 噪声测试 . 6 6.8 电磁敏感度试验 . 6 6.9 环境条件试验 . 6 6.10 可靠性试验 . 6 7 检验规则 . 6 7.1 技术参数检验 . 6 DB 32/T 4048-2021 II 7.2 出厂检验 . 7 7.3 型式检验 . 7 8 标志、包装、运输和贮存 . 7 8.1 标志 . 7 8.2 包装 . 7 8.3 运输 . 8 8.4 贮存 . 8 DB 32/T 4048-2021 III 前 言 本标准按照GB/T1.12020给出的规则起草。 本标准由江苏省机器人与机器人装备标准化技术委员会提出并归口 本标准主要起草单位：常州机电职业技术学院、江苏汇博机器人技术股份有限公司、常州工程职业技术学院、中科院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所、常州检验检测标准认证研究院。 本标准主要起草人：方健、蒋庆斌、周斌、王振华、郭发勇、赵江海、管志钢、王振华、虞文武、钱金法 禹鑫燚 。 DB 32/T 4048-2021 1 可移动式机械臂通用技术条件 1 范围 本标准规定了可移动式机械臂的术语和定义、技术要求、试验方法和检验规则等。 本标准适用于各种移动机械臂。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本文件。凡是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 12642-2013 工业机器人 性能规范及其试验方法 GBT 38326-2019 工业、科学和医疗机器人 电磁兼容 抗扰度试验 GB/T 5226.12019 机械安全工业机械电气设备 第 1 部分 GB/T 1912008 包装储运图示标志（ISO 780:1997，MOD） GB/T 2828.12012 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 47682008 防霉包装 GB/T 48792016 防锈包装 GB/T 50482017 防潮包装 JB/T 88961999 工业机器人 验收规则 3 术语与定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 可移动式机械臂 Mobile robot Manipulators 一种能够在平面或空间中进行移动操作的机械臂。 3.2 避障 Obstacle avoidance 能够主动检测移动方向上的障碍物并能阻止机器人本体与其发生碰撞。 3.3 碰撞 Collision 描述机器人本体的一个或多个部位与外界发生接触或干涉。 3.4 操作空间 Manipulation space 可移动式机械臂在移动平台固定条件下，机械臂所能到达的最大工作区域。 3.5 末端执行器 End effector 安装于可移动式机械臂末端法兰，配合其对目标对象进行作业的装置。 DB 32/T 4048-2021 2 3.6 顺应 机械臂与环境接触或发生碰撞时，移动机器人系统能够根据环境的约束自适应调节自身位置或姿态，顺应环境变化。 4 产品分类 4.1 按移动平台型式分为： a) 轨道式移动机械臂； b) 轮履式移动机械臂； c) 腿足式移动机械臂。 4.2 按照供电型式分为： a) 有缆式； b) 无缆式。 4.3 按照控制作业型式分为： a) 自主式； b) 半自主式； c) 手动遥控式。 4.4 按作业负载重量分为(包括夹具)： a) 轻型，额定负载100kg。 4.5 按照作业环境分为： a) 工业、家庭应用等一般作业环境； b) 高海拔、极寒、太空作业等特殊作业环境。 5 技术要求 5.1 外观和结构 5.1.1 移动机械臂移动平台与机械臂结构应布局合理，操作方便，便于维修。 5.1.2 移动机械臂成套设备中，所有紧固部分应无松动,活动部分的润滑和冷却状况良好。 5.1.3 文字、符号和标志应清晰、端正，各轴关节处应标明轴号及运动方向。 5.1.4 移动机械臂表面，不得有裂缝、明显的凹痕和变形，漆膜及镀层应均匀，无起泡、划伤、脱落和磨损等缺陷，金属零件不应有锈蚀及其它机械损伤。 5.1.5 在强腐蚀、高温或粉尘条件下，结构应具有相应防护功能。 5.2 功能 5.2.1 开关、按钮、显示、报警、限位保护装置以及联锁装置，功能应正常。 5.2.2 具备防碰撞功能。 5.2.3 具备碰撞顺应功能。 5.2.4 各种操作方式中，指令与动作应协调一致。 DB 32/T 4048-2021 3 5.2.5 信号线与动力线应隔离，并对信号线采用屏蔽、双绞等抗干扰措施。 5.2.6 根据使用场合，移动机械臂系统及末端执行器应具有耐温、耐腐蚀及防尘功能。 5.3 性能 5.3.1 可移动式机械臂的性能指标，应在产品标准中规定，应包含下列核心技术指标： a) 最大移动速度：在移动机械臂空载状态下，驱动系统满功率运行，机械臂本体直线运动时所能达到的最大速度； b) 最小转弯半径： 设定移动机械臂转向轮转到极限位置， 机械臂本体以最低稳定速度转向运动时，外侧转向轮的中心在支承平面上滚过的轨迹圆半径； c) 安全制动距离： 可移动式机械臂在以额定速度运动时， 设定最大减速度进行制动直至机械臂完全停止，可移动式机械臂所通过的距离。 5.4 安全 5.4.1 稳定性 移动机械臂在额定负载情况下，按照额定的最大速度运行，应能稳定运行，不发生倾覆现象。 5.4.2 避障 应具有避障功能，能够实时检测移动方向上的障碍物，并及时采用安全作业措施。 5.4.3 碰撞保护 机器人在发生碰撞时能够及时停机。 5.4.4 耐电强度 机器人动力电源电路与邻近的非带电导体间，应能承受交流（50Hz）电压有效值 1500V 持续1 min 的耐电强度试验，无击穿、闪络及飞弧现象。 5.5 连续运行 5.5.1.1 无线缆式移动机械臂在在额定负载和工作速度下，连续运行 4 小时工作正常。 5.5.1.2 有线缆式移动机械臂在在额定负载和工作速度下，连续运行 120 小时工作正常。 5.6 噪声 机器人在额定负载和额定速度运行时所产生的噪声，应不大于85dB（A）。 5.7 电磁兼容性 5.7.1 射频辐射敏感度 机器人在受到射频等信号源干扰时，工作应正常。参数规定符合GB/T 38326-2019，第5部分，工业场所机器人抗扰度试验要求。 5.7.2 磁场敏感度 机器人在受到强磁场干扰时，工作应正常。具体参数由产品标准规定。 5.8 环境条件 DB 32/T 4048-2021 4 5.8.1 环境气候适应性 可移动式机械臂广泛的应用于各种场景， 根据是实际的应用场景将其分为工业环境下可移动式机械臂（工业码垛、喷涂等可移动式机械臂）、家庭服务型可移动式机械臂（如餐饮、老人陪护等服务型可移动式机械臂） 以及除工业机器人之外的、 用于非制造业的各种先进特种应用场景的可移动式机械臂人（如军警用、水下、太空作业等可移动式机械臂），在表 1给出的环境条件下使用、运输和贮存时，应能保持正常。其它项目由产品标准规定。（见表1） 表1 环境条件 环境条件 工作条件 贮存、运输条件 工业机器人 环境温度 -1040 -40+55 相对湿度 80%(40) 80%(40) 大气压力 86106kPa 特种作业机器人 环境温度 -4070 -40+70 相对湿度 95%(40) 95%(40) 大气压力 86106kPa 服务机器人 环境温度 040 -40+55 相对湿度 90%(40) 90%(40) 大气压力 86106kPa 5.8.2 耐振性 机器人的操作机、控制装置在受到频率为 5Hz55Hz、振幅为 0.15mm 的振动时，工作应正常。 5.8.3 耐运输性 按8.12条进行检查。 5.9 可靠性 机器人的可靠性用平均故障间隔时间（MTBF）和平均修复时间（MTTR）来衡量，具体数值应在产品标准中规定。一般MTBF不小于4000小时，MTTR 不大于48小时。 5.10 成套性 5.10.1 可移动式机械臂系统应包括设备如下： 机器人本体 移动平台； 机械臂； 远程操作终端。 周边设备 末端执行器。 5.10.2 可移动机械臂出厂时，为保证正常生产和维护，应提供如下附件： a) 常用的备品备件； b) 专用工具； c) 其他附件。 5.10.3 可移动机械臂出厂时，应有产品合格证书，另外需提供的技术文件如下： DB 32/T 4048-2021 5 a) 技术特性参数表； b) 技术说明书或操作、安装、维修说明书。 6 试验方法 6.1 试验条件 见JB/T 88961999第5.1条。 6.2 外观和结构检查 按JB/T 88961999第5.2条进行检查，且符合6.1要求。 6.3 功能检查 见JB/T 88961999第5.3条，各项功能应符合6.2要求。 6.4 性能检查 6.4.1 最大移动速度 按照产品使用说明书，额定负载情况下，操作可移动式机械臂进入最大运动速度情况下，测量其直线运动5米时需要的时间，计算额定速度。重复测量 10 次，以 10 次所测结果的平均值作为测量结果。 6.4.2 最小转弯半径 参照产品使用手册，基于产品尺寸数据，计算移动机械臂最小转弯半径。 )o1(2)in( 2/sCRWDSLR 式中： R为车辆最小转弯半径； L为底盘长度； W为底盘宽度；D为底盘最小转弯道宽度； 为底盘方向最大转角。 6.4.3 安全制动距离 参照7.4.1方法，使得机器人在额定负载条件下达到最大运动速度，待平稳运行后，紧急按下急停按钮，测定移动机械臂紧急制动距离，反复操作10次，取制动距离最大的值作为安全制动距离。 6.5 安全试验 6.5.1 稳定性试验 参照产品使用说明书，操作移动机械臂在额定负载情况下，以最大速度进行直线运行，通过机械臂随意改变可移动式机械臂整体重心，运动稳定性符合6.4.1要求。 6.5.2 避障功能试验 DB 32/T 4048-2021 6 参照产品使用说明书，在固定避障距离之内放置障碍物，操作移动机械臂接近障碍物，运动情况应符合6.4.2要求。 6.5.3 碰撞保护试验 利用硬质橡胶材料，作为试验材料，在机器人运行的过程中，阻挡机器人前进或与可移动机械臂本体发生碰撞，观察运动情况，符合6.4.3要求。 6.5.4 耐电强度试验 见GB/T 5226.1-2019第18.4条，符合6.4.4要求。 6.6 连续运行试验 参照产品手册， 操作有缆可移动式机械臂， 使其在额定负载状态及实际工作速度下连续运行符合6.5的要求。 6.7 噪声测试 用精密声级计测量机器人前、后、左、右四个方向正中，距可移动式机械臂1m、距地面1.5m处的噪声，以测得的噪声值的最大值作为可移动式机械臂的噪声值，应符合6.6的规定。 6.8 电磁敏感度试验 6.8.1 辐射敏感度试验 按参数规定符合GB/T 38326-2019，第5部分，工业场所机器人抗扰度试验方法，符合6.7.1条要求。 6.8.2 磁场敏感度试验 按参数规定符合GB/T 38326-2019，第5部分，工业场所机器人抗扰度试验方法，符合6.7.2条要求。 6.9 环境条件试验 6.9.1 环境气候适应性试验 见JB/T 8896-1999第5.10条，符合6.8.1条要求。 6.9.2 耐振动试验 见JB/T 8896-1999第5.11条，符合6.8.2条要求。 6.9.3 耐运输试验 见JB/T 8896-1999第5.12条，符合6.8.3条要求。 6.10 可靠性试验 由产品标准规定。 7 检验规则 7.1 技术参数检验 机器人按照以下给出的检验项目进行技术参数检验。（见表2） DB 32/T 4048-2021 7 表2 检验项目 序号 检验项目 技术要求 检验方法 出厂检验 型式检验 1 外观和结构 6.2 7.2 o o 2 性能 最大移动速度 6.3 a) 7.4.1 o o 最小转弯半径 6.3 b) 7.4.2 o o 安全制动距离 6.3 c) 7.4.3 o o 5 安全 稳定性 6.4.1 7.5.1 o o 6 避障 6.4.2 7.5.2 o o 7 碰撞保护 6.4.3 7.5.3 o o 8 连续运行 6.5 7.6 o o 9 噪声 6.6 7.7 o o 10 辐射敏感度 6.7.1 7.8.1 - o 11 磁场敏感度 6.7.2 7.8.2 - o 12 环境气候适应性 6.8.1 7.9.1 - o 13 耐振性 6.8.2 7.9.2 - o 14 耐运输性 6.8.3 7.9.3 - o 15 可靠性 6.9 7.10 - o 注：“o”为检查项目 7.2 出厂检验 参照GB/T 2828.1-2012抽样标准。 7.3 型式检验 型式检验项目执行本标准规定的全部技术要求，有下列情况之一时，应进行型式检验： a) 新产品的试制定型鉴定； b) 已定型的产品，如设计、材料、关键工艺有较大变更，可能影响产品性能时； c) 正常生产的产品，每隔三年或累计台数大于 50 台时； d) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时； e) 国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时； f) 产品停产三年恢复生产时。 8 标志、包装、运输和贮存 8.1 标志 8.1.1 机器人产品上应装有标牌，标牌上应包括下述内容： a) 产品名称； b) 产品型号； c) 额定负载； d) 动力源参数及耗电功率； e) 生产编号； f) 制造单位名称； g) 出厂年月。 8.1.2 包装标志应按 GB/T 1912008 规定做图示标志。 DB 32/T 4048-2021 8 8.2 包装 8.2.1 机器人在包装前，必须将操作机活动臂固定牢靠。 8.2.2 操作机底座及其它装置与包装箱底板固定牢靠。 8.2.3 控制装置应单独包装。 8.2.4 包装材料应符合 GB/T 47682008、GB/T 48791999、GB/T 50481999 的规定。 8.2.5 若有其它特殊包装要求，应在产品标准中规定。 8.2.6 包装箱内应有下列文件： a) 特性数据表和产品合格证书； b) 使用说明书及安装图； c) 随机备件、附件及其清单； d) 装箱清单及其它有关技术资料。 8.3 运输 运输、装卸时应保持包装箱的竖立位置，并不得堆放。 8.4 贮存 长期存放机器人产品的仓库，其环境温度为-4055，40时存储的相对湿度不大于 93。其周围环境应无腐蚀、易燃气体，无强烈机械振动、冲击及强磁场作用。贮存期限及其维护要求由产品标准规定。 _