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机械手性能测试

机械手性能测试

中析研究所检测中心拥有设备仪器先进的性能检测实验室,在有着丰富的机械手性能测试技术经验,可以帮助客户对各类型的机械手进行相关检测服务,能够满足客户不同的检测需求,提供科学严谨的数据支持。.

机械手性能测试技术概述

简介

机械手作为工业自动化、医疗手术、服务机器人等领域的核心执行机构,其性能直接影响设备的工作效率、精度和可靠性。随着智能制造技术的快速发展,机械手的应用场景日益复杂化,对其性能的全面测试成为确保产品质量的关键环节。性能测试旨在通过科学方法验证机械手的设计参数是否达标,识别潜在缺陷,并为优化设计提供数据支持。

适用范围

机械手性能测试适用于以下场景:

  1. 工业领域:包括汽车制造、电子装配、物流分拣等场景中使用的多轴机械臂、协作机器人等。
  2. 医疗领域:手术机器人、康复辅助机械手等对精度和安全性要求极高的设备。
  3. 服务机器人:如餐饮服务机械手、家庭清洁机器人等需要兼顾功能性与用户体验的产品。
  4. 研发与质检:用于企业研发阶段的性能验证或出厂前的质量检验。

检测项目及简介

  1. 定位精度与重复定位精度

    • 定位精度:指机械手末端执行器实际到达位置与目标位置的偏差,直接影响任务完成质量。例如,在精密装配中,偏差超过允许范围可能导致零件无法正确安装。
    • 重复定位精度:多次执行同一位置指令时的偏差范围,反映机械手的稳定性和抗干扰能力。
  2. 负载能力测试 测试机械手在不同姿态下可承载的最大静态与动态负载。例如,码垛机器人需验证其在伸展状态下能否稳定搬运额定重量的货物。

  3. 运动速度与加速度 包括各关节的最大运动速度、加减速性能及整机协调性。高速运动场景(如3C产品装配)需确保机械手在快速运动中不产生振动或轨迹偏移。

  4. 动态响应特性 通过施加阶跃信号或正弦激励,分析机械手的响应时间、超调量及稳态误差,评估其控制系统的动态性能。

  5. 耐久性与寿命测试 模拟长时间运行工况,测试机械手关键部件(如减速器、轴承)的磨损情况,预测其使用寿命。

  6. 安全性能测试 包括碰撞检测、急停响应时间、力矩限制等功能验证,确保机械手在异常情况下能保护操作人员与设备自身安全。

检测参考标准

机械手性能测试需遵循以下国际及行业标准:

  1. ISO 9283:1998 工业机器人性能规范及其试验方法:规定了定位精度、轨迹精度等核心指标的测试流程。
  2. GB/T 26125-2010 工业机器人通用技术条件:涵盖机械手基本性能要求及试验方法。
  3. ISO 10218-1:2011 机器人安全要求第1部分:工业机器人:明确安全功能测试的具体要求。
  4. IEC 60601-2-77:2019 医疗电气设备第2-77部分:手术机器人安全专用要求:针对医疗机械手的特殊安全标准。

检测方法及相关仪器

  1. 定位精度测试

    • 方法:采用激光跟踪仪或光学测量系统(如Leica AT960),通过标记机械手末端特征点,记录其实际运动轨迹并与理论轨迹对比。
    • 仪器:激光跟踪仪、高精度三坐标测量机(CMM)。
  2. 负载能力测试

    • 方法:在机械手末端安装标准砝码或扭矩传感器,逐步增加负载直至达到额定值,监测关节电机电流及位置偏差。
    • 仪器:动态力传感器(如Kistler 9257B)、多通道数据采集系统。
  3. 动态响应测试

    • 方法:通过控制信号发生器输入阶跃或正弦信号,使用加速度计和编码器采集响应数据,结合频谱分析仪评估系统带宽。
    • 仪器:信号发生器、高采样率数据采集卡(如NI PXIe-6368)。
  4. 耐久性测试

    • 方法:在恒温恒湿环境中进行连续循环运动测试,定期检查部件磨损量(如谐波减速器背隙)。
    • 仪器:环境试验箱、振动分析仪(如Bruel & Kjaer 4517)。
  5. 安全性能测试

    • 方法:模拟碰撞场景,使用力/力矩传感器(如ATI Omega160)检测机械手是否在设定阈值内停止运动。
    • 仪器:碰撞检测平台、高速摄像机(用于记录急停响应时间)。

总结

机械手性能测试是确保其可靠性与功能性的必要环节。通过标准化的测试流程和先进仪器设备,能够全面评估机械手的静态与动态性能,为设计优化、质量控制及行业认证提供依据。随着人工智能与传感技术的发展,未来测试方法将更加智能化,例如通过数字孪生技术实现虚拟测试与物理测试的深度融合,进一步提升测试效率与准确性。

检测标准

GB/T 37324-2019 甲板作业用多功能机械手

GB/T 36896.2-2018 轻型有缆遥控水下机器人 第2部分:机械手与液压系统

GB/T 34892-2017 无损检测 机械手超声检测方法

GB/T 31555-2015 铸造用机械手

EJ/T 20226.2-2018 放射性物质远程操作装置 第2部分:机械式主从机械手

JB/T 13422-2018 机械手抛丸清理机 技术

机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。

检测流程

1.在线或电话咨询,沟通检测项目;

2.寄送样品或上门取样,确认实验方案;

3.