工业机器人可靠性功能测试
 

除上期介绍的电子元器件可靠性选择外，工业机器人还要进行必要的功能测试，主要有以下内容：

（1）电机加减速测试

（2）电机响应测试

（3）电机正反向转电流冲击测试

（4）工控主机CPU负载率测试

（5）管线包的柔性

（6）伺服电机的油封

（7）重复精度与**精度测试

（8）整机可靠性功能测试

工业机器人伺服电机必须具备比较高的过载能力，由于安装与应用环境的变化多样性，需要对其电机油封、制动器都提出很高要求，主要有以下几个方面： 

（1） 电机的油封本身动密封要求很高， 尽量采用高质量的双唇油封，一般测试4000H 后进行拆解，分析密封老化与溶解泄露的情况；

（2） 伺服电机抱闸对于机械臂是安全致命的关键部件，其可靠次数必须达到万级以上，测试制伺服电机抱闸的波形电压与力矩稳定性，不能出现干扰和下坠失效的现象，一般会设定0.02MM的下坠极限范围，超过此范围的通过位置反馈进行系统诊断报警输出。

（3）机械臂的减速机在选用时，必须考虑电机转速、转矩以及机械结构功能设计指标等来选用减速机的减速比、额定扭矩，必须进行降额设计选用，同时要考虑减速机的输入齿轮过盈配合、内部闭式结构润滑回路等，在重要关节必须考虑设计用户线缆走线方式以及装配方便性。（比如中空式焊接线缆的穿插引用等）
（4）机械臂管线 一般由电机驱动与信号线缆，用户外围 IO 线缆，总线线缆等组成， 由于机器人的现场应用需求，线缆必须 满足耐扭拉、高柔性要求，*少满足：1000 万次以上的耐弯曲指标。

（5）整机可靠性分析与验证

整机可靠性测试 各部件测试完成后，需要对样机进行整机测试，按照国家与企业标准对机器 人的功能测试外，必须要进行可靠性测试， 其中包括控制柜的振动测试、温控测试、 本体振动监视等。
比如可以利用振动测试仪器的加速度传感器分别检测的各轴电机在机器人高速运行时的 XYZ 三方向的振动情况。
由下图可以看出的测试结果，可以分析原因， 进行运动参数调整，减小机器人的本体 振动，经过调整过伺服驱动器参数后看出振动从修改前的5G 降到修改后的 2G。（目前主流的这块协议开放的还是不够，那么国产的相对比较开放，大家如果发现有振动的现象可以利用此方法进行微调整，比如增益参数等）
调整前

调整后

（6）整机功能测试

工业机器人整机测试时间目前没有标准，各自为家，一般测试时间分为几个阶段进行测试。比如100小时，200小时，500小时，1000小时进行数据对比，形成生命曲线。功能测试主要包括：工业机器人坐标系的运动测试、机械臂零点复位功能、信号输入输出IO功能测试、各轴运动范围与运动空间测试、 各轴*大速度、重复精度测试，轨迹精度与 D-H 参数补偿测试等。

（7） 整机 1000H 可靠性测试

在阶段性测试过程中，必须要进行数据收集，然后进行分析。测试过程中通过外部传感或者内置传感器进行监视各轴的运行情况，包括各轴电机电流、速度，电机温度等曲线，测试结束后需要再次测试机器人的重复定位精度，分析机械本体与控制系统的精度偏移。控制柜的整体的散热平均温度、各电机外部部件温度， 机械传动减速机温度以及机械臂噪声必须进行检测与监测。比如减速机厂测试一般噪声不大于 75 分贝。

（8）整机5000H超载加速测试

在完成 阶段性测试后，还需要对机械臂增加150% 负载，100% 速度下运行， 主要进行加速过程超额检测各轴状态上限，测试过程中，同样监视各轴的运行情况，包括各轴电流、 速度等曲线，测试结束后需要再次测试机械臂的重复定位精度，分析机械臂与控制系统的精度偏移。通过测量进行补偿编码器偏移参数。


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