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工業(yè)機器人檢測
工業(yè)機器人industrial robot
自動控制的、可重復(fù)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(yè)自動化中使用。
負(fù)載 load
在規(guī)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(fù)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(fù)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(tài)power-on state
工業(yè)機器人總電源接通但電機取消使能的狀態(tài)。
空載運行unloaded operation
工業(yè)機器人機械接口不具有負(fù)載的情況下，接通工業(yè)機器人總電源并使能電機，按照預(yù)先編制程序運行的狀態(tài)。
額定負(fù)載運行rated loaded operation
工業(yè)機器人機械接口具有額定負(fù)載的情況下，接通工業(yè)機器人總電源并使能電機，按照預(yù)先編制程序運行的狀態(tài)。
上電平均功率Dower-on average Dower
工業(yè)機器人在上電狀態(tài)下功率值，包括機器人除驅(qū)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(yè)機器人在空載狀況下，一個或幾個循環(huán)周期內(nèi)所有電器裝置總功率的平均值。
額定負(fù)載平均功率average power with rated load
工業(yè)機器人在額定負(fù)載狀況下，一個或幾個循環(huán)周期內(nèi)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(yè)機器人在無負(fù)載狀況下機器人所消耗的總能量。
本體能耗body energy consumption
工業(yè)機器人在無負(fù)載狀況下機器人本體所消耗的能量。
一、工業(yè)機器人能效評估流程
1.能效評估步驟
工業(yè)機器人能效評估具體操作步驟如下:
a)確定循環(huán)運動軌跡并編寫循環(huán)運動程序;
b)測定確定的負(fù)載重心偏移參數(shù)、能效測試環(huán)境，并記錄;
c)熱機操作;
d)接入功率檢測設(shè)備;
e)進行工業(yè)機器人上電狀態(tài)測試 空載運行測試和額定負(fù)載運行測試，獲取工業(yè)機器
人上電狀態(tài)功率由線、空載運行功率由線和額定負(fù)載運行功率電線:
f)計算工業(yè)機器人上電平均功率、空載運行平均功率和額定負(fù)載運行平均功率等功率數(shù)據(jù);
g)在功率數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上計算工業(yè)機器人空載運行總能耗、本體能耗、額定負(fù)載總能耗和額定負(fù)載能耗等功率數(shù)據(jù);
h)在能耗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上計算工業(yè)機器人本體能效和額定負(fù)載能效等能效
數(shù)據(jù);
i)圍繞上電平均功率、空載平均功率、額定負(fù)載平均功率、本體能效和額定負(fù)載能效等指標(biāo)，分析工業(yè)機器人能效水平;
j)編寫工業(yè)機器人能效評估報告。
二、工業(yè)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(yīng)采用國際單位制(SI)。
（2）功率檢測設(shè)備
測試前，應(yīng)對功率檢測設(shè)備進行校準(zhǔn)，并在評估報告中注明功率檢測設(shè)備的誤差。
（3）測試溫度
測試的環(huán)境溫度應(yīng)保持在(20+2)℃范圍內(nèi)采用其他的環(huán)境溫度應(yīng)在評估報告中指明并加以
解釋。為使機器人和測試設(shè)備在實驗前處于熱穩(wěn)定狀態(tài)下，應(yīng)將它們置于試驗環(huán)境中足夠長的時間(最好一晝夜)。還應(yīng)防止通風(fēng)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(yīng)由工業(yè)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(fù)載限制等。
2.熱機要求
工業(yè)機器人在進行能效測試前應(yīng)進行熱機操作，熱機操作應(yīng)符合要求。
3.機械接口的額定負(fù)載
額定負(fù)載運行測試應(yīng)在100%額定角載條件下進行，即制造商規(guī)定的質(zhì)量重心位置和慣性力矩額定負(fù)載的重心位置應(yīng)符合給出的負(fù)載重心偏移參數(shù)。
4.設(shè)備連接
功率檢測設(shè)備應(yīng)按照產(chǎn)品說明書接人工業(yè)機器人主電源。
5.循環(huán)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(yīng)采用邊長為
250 mm,400mm,630mm，1000mm中的最大的立方體。
（2）循環(huán)運動
工業(yè)機器人應(yīng)按圖2的測試路徑以a→c→b→d→a的順序循環(huán)運動，并按規(guī)定的運動速度及循環(huán)次數(shù)，進行循環(huán)運動，并編寫循環(huán)運動程序。
對于六自由度工業(yè)機器人，運動過程中應(yīng)保持固定的姿態(tài)。對于少于六自由度的工業(yè)機器人，運動過程中宜使用盡量少的姿態(tài)指令。在試驗報告中應(yīng)說明指令位姿的數(shù)目、位置和編程方法(示教編程人工輸人數(shù)據(jù)或離線編程)。
（3）循環(huán)運動測試速度與次數(shù)
循環(huán)運動測試應(yīng)在制造商規(guī)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(yè)機器人能在50%的線段長度中達到規(guī)定速度，循環(huán)測試才是有效的，且在空載運行測試和額定負(fù)載運行測試中，在不同的運行速度下循環(huán)次數(shù)均應(yīng)為10次，循環(huán)運動方式和時間相同。
三、能效分析
能效指標(biāo)是對工業(yè)機器人能量利用效率的反映，通過各能效評估指標(biāo)對工業(yè)機器人的能效水平進行分析，各指標(biāo)含義如下:
--上電平均功率:工業(yè)機器人在上電狀態(tài)下功率值，包括機器人除驅(qū)動電機外電氣裝置功率的總和，反映工業(yè)機器人在控制器、開關(guān)電源等電氣裝置的能耗情況。上電平均功率值越小，工業(yè)機器人在除驅(qū)動電機外電氣裝置的能量損耗越低。
--空載平均功:工業(yè)機器人在空載狀況下，一個或小個循環(huán)周期內(nèi)所有電器裝置總功率的平均
值，反映工業(yè)機器人在空載狀態(tài)下的能耗情況。同負(fù)載水平的工業(yè)機器人中，空載平均功率值越低，工業(yè)機器人空載運行狀態(tài)能耗越低。
--額定負(fù)載平均功率:工業(yè)機器人在額定負(fù)載狀況下，一個或幾個循環(huán)周期內(nèi)所有電器裝置總功率的平均值，反映工業(yè)機器人在額定負(fù)載狀態(tài)下的能耗情況。同負(fù)載水平的工業(yè)機器人中，額定負(fù)載平均功率值越低，工業(yè)機器人額定負(fù)載運行狀態(tài)下能耗越低。
--本體能效:工業(yè)機器人在無負(fù)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(yè)機器將輸入電能轉(zhuǎn)換為工業(yè)機器人本體輸人能量的效率。本體能效值越大，工業(yè)機器人將輸入電能轉(zhuǎn)換為機器人本體能量效率越高。
--額定負(fù)載能效:工業(yè)機器人在額定負(fù)載狀況下機器人額定負(fù)載能耗與額定負(fù)載運行總能耗的比值，反映了工業(yè)機器人將輸入電能轉(zhuǎn)換為有效輸出能量的效率。額定負(fù)載能效值越大，工業(yè)機器人將電能轉(zhuǎn)換為有效輸出機械能的效率越高。
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