ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

Роботы промышленные манипуляционные

РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ ТЕСТИРОВАНИЯ

(ISO 9283:1998, ЮТ)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2016

ГОСТ Р 60.3.3.1-2016/ИСО 9283:1998

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным бюджетным учреждением «Консультационно-внедренческая фирма в области международной стандартизации и сертификации «Фирма «ИНТЕРСТАНДАРТ» на основе собственного перевода на русский язык международного документа, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 459 «Информационная поддержка жизненного цикла изделий»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 ноября 2016 г. № 1866-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 9283:1998 «Роботы промышленные манипуляционные. Рабочие характеристики и соответствующие методы тестирования» (ISO 9283:1998 «Manipulating industrial robots — Performance criteria and related test methods», IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ, 2016

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Окончание таблицы 2

Тестируемые характеристики Скорость 100 % от номинальной скорости (X — обязательно) 50 % или 10 % номинальной скорости (О — необязательно) Точность и повторяемость отработки расстояния X О Время стабилизации положения X О Перерегулирование по положению X О Дрейф характеристик позиционирования X - Взаимозаменяемость X О Минимальное время позиционирования См. раздел 9 и таблицу 20

Таблица 3 — Тестовые скорости для характеристик отработки траектории

Тестируемые характеристики Скорость 100 % от номинальной скорости (X — обязательно) 50 % от номинальной скорости (X — обязательно) 10 % от номинальной скорости (X — обязательно) Точность и повторяемость отработки траектории X X X Точность отработки траектории при переориентации X X X Отклонения на поворотах X X X Характеристики скорости отработки траектории X X X Отклонения при поперечных перемещениях X X X

6.8 Определения тестовых позиций и траекторий

6.8.1    Цель

В данном подразделе описано, как пять подходящих позиций размещены в плоскости, расположенной внутри куба в пределах рабочей зоны. В нем также описаны тестовые траектории, по которым должно происходить перемещение. Если робот имеет большой диапазон перемещения по одной оси и небольшой по другой, то куб должен быть заменен прямоугольным параллелограммом.

6.8.2    Размещение куба в рабочем пространстве

Куб с вершинами, обозначенными от С! до С₈ (см. рисунок 2), расположенный в рабочей зоне, должен удовлетворять следующим требованиям:

-    куб должен быть расположен в той части рабочей зоны, которая будет наиболее использована;

-    куб должен иметь максимальный объем, допустимый для граней, параллельных базовой системе координат.

Рисунок, на котором показано расположение используемого куба в рабочей зоне, должен быть включен в отчет о тестировании.

7

Рисунок 2 — Расположение куба в рабочей зоне

6.8.3    Расположение используемых плоскостей внутри куба

Для тестирования позиционирования должна использоваться одна из следующих плоскостей, для которой изготовитель определил действующие значения в спецификации:

a)    С,-С2-С7-С₈;

b)    С₂-С₃-С₈-С₅;

c)    С₃-С₄-С₅-С₆;

d)    04-0,-06-07.

В отчете о тестировании должна быть указана одна из четырех плоскостей, которая использовалась при тестировании.

6.8.4    Тестовые позиции

Пять точек измерения расположены на диагоналях плоскости измерений и соответствуют точкам (Р_ГР₅) выбранной плоскости, преобразованной с помощью осевого (Х_МР) и радиального (Z_MP) сдвига точки измерения. Точки Р,-Р₅ представляют позиции опорной точки кисти робота.

Плоскость измерений параллельна выбранной плоскости, см. рисунки 3 и 7.

Тестовые позиции должны быть определены в базовой системе координат (предпочтительно) и/или в координатах шарниров, в соответствии с указанием изготовителя.

Р, является точкой пересечения диагоналей и центром куба. Точки Р2-Р5 расположены на расстоянии от концов диагоналей, равном (10 ± 2) % от длины диагонали (см. рисунок 4). Если это невозможно, тогда должна быть взята ближайшая точка на диагонали и отмечена в отчете.

Позиции, используемые для тестирования характеристик отработки положения, приведены в таблице 4.

8

ГОСТ P 60.3.3.1—2016

Таблица 4 — Позиции, используемые для тестирования характеристик позиционирования

Тестируемые характеристики Позиции Pi р2 Рз р4 р5 1 Точность и повторяемость позиционирования X X X X X 1 Разнонаправленное изменениеточности позиционирования X X — X — Точность и повторяемость отработки расстояния — X — X — Время стабилизации положения X X X X X Перерегулирование по положению X X X X X Дрейф характеристик позиционирования X — — — — Взаимозаменяемость X X X X X

Рисунок 3 — Выбранная плоскость и плоскость измерения

9

С₄

6.8.5    Требования к перемещению

Все шарниры должны быть задействованы во время перемещения между всеми позициями.

Во время тестирования необходимо обратить внимание на то, чтобы не выйти за границы производственной операции.

6.8.6    Отрабатываемые траектории

6.8.6.1    Расположение тестовой траектории

Должен быть использован куб, описанный в 6.8.2.

Тестовая траектория должна быть расположена на одной из четырех плоскостей, показанных на рисунке 5. Для роботов с шестью степенями подвижности должна быть использована плоскость 1, если иное не указано изготовителем. Для роботов, имеющих менее шести степеней подвижности, используемая плоскость должна быть указана изготовителем.

Во время измерения характеристик отработки траектории центр механического интерфейса должен лежать в выбранной плоскости (см. рисунок 3), а его ориентация должна оставаться постоянной относительно данной плоскости.

6.8.6.2    Формы и размеры тестовых траекторий

На рисунке 6 показаны примеры расположения линейной траектории, прямоугольной траектории и двух круговых траекторий в одной из четырех возможных тестовых плоскостей.

Форма тестовой траектории должна быть линейной или круговой, за исключением отклонений на повороте (см. 8.5 и рисунок 22). Если используются траектории другой формы, то они должны соответствовать указаниям изготовителя, и включены в отчет о тестировании.

ГОСТ P 60.3.3.1—2016

Для линейной траектории, расположенной по диагонали куба, ее длина должна составлять 80 % от расстояния между противоположными углами выбранной плоскости. Примером является расстояние от Р₂ до Р₄ на рисунке 6.

Другая линейная траектория от Р₆ до Р₉ может быть использована для теста переориентации, описанного в 8.4.

В тесте круговых траекторий должны быть протестированы две разных окружности. См. рисунок 6.

Диаметр большей окружности должен составлять 80 % от длины боковой грани куба. Центр окружности должен располагаться в точке P_v

Меньшая окружность должна иметь диаметр, равный 10 % от диаметра большей окружности в плоскости. Центр окружности должен располагаться в точке см. рисунок 6.

Необходимо использовать минимальное число заданных позиций. Число и расположение заданных положений и метод программирования (программирование обучением, ручной ввод числовых данных или программирование в автономном режиме) должны быть указаны в отчете о тестировании.

Для прямоугольной траектории, углы которой обозначены как Е-,, Е₂, Е₃ и Е₄, каждый угол должен располагаться на расстоянии от противоположного ему угла на плоскости, равном (10 + 2) % от диагонали плоскости. Пример показан на рисунке 6, на котором точки Р₂, Р₃, Р₄ и Р₅ совмещены сточками Е₄, Е₂, Е₃ и Е₄, соответственно.

6.9 Число циклов

Число циклов, которое необходимо выполнить при тестировании каждой характеристики, приведено в таблице 5.

Таблица 5 —Число циклов

Тестируемые характеристики Число циклов Точность и повторяемость позиционирования 30 Разнонаправленное изменение точности позиционирования 30 Точность и повторяемость отработки расстояния 30 Время стабилизации положения 3 Перерегулирование по положению 3 Дрейф характеристик позиционирования Непрерывное зацикливание в течение 8 часов Взаимозаменяемость 30 Точность и повторяемость отработки траектории 10 Точность отработки траектории при переориентации 10 Отклонения на поворотах 3 Характеристики скорости отработки траектории 10 Минимальное время позиционирования 3 Отклонения при поперечных перемещениях 3

ГОСТ P 60.3.3.1—2016

6.10    Процедура тестирования

Последовательность тестов не влияет на результаты, но рекомендуется выполнить тест времени стабилизации положения до теста повторяемости позиционирования для определения выдержки времени измерения. Тесты для перерегулирования по положению, точности и повторяемости позиционирования могут быть выполнены одновременно. Тест дрейфа характеристик позиционирования должен быть выполнен независимо.

Характеристики позиционирования должны быть протестированы при позиционном или контурном управлении. Характеристики отработки траектории должны быть протестированы при контурном управлении.

Определение точности и повторяемости отработки траектории может быть выполнено параллельно с определением скорости отработки траектории при условии, что измерительное устройство будет способно это сделать.

Рекомендуется, чтобы тестирование скорости выполнялось до измерения точности отработки траектории при использовании идентичных параметров траектории. Это обеспечит использование правильных эталонных величин при определении характеристик отработки траектории.

При программировании постоянной скорости отработки траектории, необходимо обеспечить, чтобы управление корректировкой превышением скорости было установлено на 100 %, и чтобы скорость не снижалась автоматически в результате любых ограничений, с которыми может столкнуться робот при отработке траектории.

Одновременное тестирование может быть проведено для определения:

-    точности/повторяемости отработки траектории и характеристик скорости;

-    перерегулирования на поворотах и ошибки округления.

За исключением характеристик дрейфа позиционирования, получение данных для одной характеристики при одном наборе условий должно быть осуществлено за как можно короткий период времени.

Любые запрограммированные задержки, используемые для измерений, например, выдержка времени при измерении и время измерения, должны быть отражены в отчете о тестировании.

6.11    Тестируемые характеристики. Применения

Тесты, описанные в настоящем стандарте, могут выполняться целиком или частично, в зависимости от типа робота и требований (применения).

Руководство по выбору нужных тестов робота для некоторых типовых применений приведено в приложении В.

7 Характеристики позиционирования

7.1 Общее описание

Заданная позиция (см. рисунок 7): позиция, определенная с помощью программирования обучением, ручного ввода числовых данных или программирования в автономном режиме.

Заданные позиции для роботов, программируемых обучением, должны быть определены как точка измерения на роботе (см. рисунок 7). Данная точка достигается в процессе программирования путем перемещения робота как можно ближе к нужным точкам в кубе (Р^ Р₂,....). Координаты, зарегистрированные измерительной системой, впоследствии используются в качестве «заданной позиции» при расчете точности, основанном на последовательности фактических положениях.

Фактическая позиция (см. рисунок 7): позиция, достигнутая роботом при автоматическом режиме работы в ответ на заданную позицию.

Характеристики точности и повторяемости позиционирования, определенные в данном разделе, характеризуют различие между заданной и фактической позицией и флюктуации фактических позиций при многократных повторных перемещениях в заданную позицию.

Ошибки позиционирования могут быть вызваны:

-    разрешающей способностью собственной системы управления;

-    ошибками преобразования координат;

-    различиями между размерами шарнирной конструкции и размерами, использованными в модели, встроенной в систему управления роботом;

-    механическими причинами, такими как зазоры, гистерезис, трение и внешними воздействиями, такими как температура.

Метод ввода данных для заданной позиции зависит от аппаратуры управления роботом и оказывает существенное влияние на точностные характеристики. Используемый метод должен быть четко определен в спецификации или в отчете о тестировании.

13

Если заданная позиция определена с помощью ввода числовых данных, то взаимосвязь (т. е. расстояние и ориентация) между разными заданными позициями известна (или может быть определена); она требуется для определения и измерения характеристик отработки расстояния (см. 7.3).

Для измерения точности позиционирования с использованием ввода числовых данных необходимо знать расположение измерительной системы относительно базовой системы координат (см. 6.8.4).

Рисунок 7 — Связь между заданной и фактической позициями (на рисунках 8 и 9 также показана эта взаимосвязь)

7.2 Точность и повторяемость позиционирования

7.2.1 Точность позиционирования (АР)

Точность позиционирования характеризует разницу между заданной позицией и средним значением фактических позиций, зафиксированных при перемещениях робота в заданное положение с одного и того же направления.

Точность позиционирования подразделяется на:

a)    точность расположения: разница между расположением заданной позиции и центром масс фактических позиций, см. рисунок 8;

b)    точность ориентации: разница между ориентацией в заданной позиции и средним значением фактических ориентаций, см. рисунок 9.

Точность позиционирования вычисляется следующим образом: Точность расположения

АР=_л](х-х_с)² +(у-у_с)² + (z-z_c)² ,

АР_х=(х-х_с),

АРу=(у-у_с),

AP_z = (z-z_c),

где

X У и z — координаты центра тяжести кластера точек, полученных после повторения одной и той же позиции п раз;

х_с, у_с и z_c — координаты заданной позиции; х_у, /у и Z, — координаты j-й фактической позиции.

Точность ориентации:

АР_а = (f-a_c)

АР_Ь = (Ь-Ь_С) ,

АР_С = (с-с_с)

где

Данные значения являются средними значениями углов, полученных после повторения одной и той же позиции п раз.

а_с, Ь_с и с_с — углы заданной позиции, ау, Ьу и Су — углы j-й фактической позиции.

В таблице 6 приведены тестовые условия для точности позиционирования.

Таблица 6 — Тестовые условия для точности позиционирования

Нагрузка Скорость Позиции Число циклов 100 % от номинальной нагрузки 100 % от номинальной скорости; 50 % от номинальной скорости; 10 % от номинальной скорости Р1-Р2-Р3 -Р4-Р5 30 Масса номинальной нагрузки снижена до 10 % (факультативно) 100 % от номинальной скорости; 50 % от номинальной скорости; 10 % от номинальной скорости

Начиная с позиции робот последовательно перемещает свой механический интерфейс в позиции Р₅, Р₄, Р₃, Р₂, P_v Каждая из позиций должна быть достигнута с использованием однонаправленного подхода, как показано на любом из циклов, изображенных на рисунке 10. Направления подхода, использованные во время теста должны быть такими же, как те, которые использовались при программировании.

Для каждой позиции вычисляются точность расположения (АР_р) и точность ориентации (АР_а АР_Ь, АР_С).

16

ГОСТ Р 60.3.3.1-2016/ИСО 9283:1998

Содержание

1    Область применения................................................................................................................................. 1

2    Нормативные ссылки................................................................................................................................. 1

3    Термины и определения............................................................................................................................ 2

4    Единицы измерения.................................................................................................................................. 2

5    Сокращения и обозначения...................................................................................................................... 2

5.1    Основные сокращения...................................................................................................................... 2

5.2    Параметры......................................................................................................................................... 2

5.3    Индексы.............................................................................................................................................. 3

5.4    Другие обозначения.......................................................................................................................... 3

6    Условия тестирования характеристик...................................................................................................... 3

6.1    Установка робота............................................................................................................................... 3

6.2    Условия до начала тестирования..................................................................................................... 3

6.3    Эксплуатационные и внешние условия........................................................................................... 4

6.4    Принципы измерения перемещений................................................................................................ 4

6.5    Измерительные приборы.................................................................................................................. 4

6.6    Нагрузка на механический интерфейс............................................................................................. 5

6.7    Тестовые скорости............................................................................................................................. 6

6.8    Определения тестовых позиций и траекторий................................................................................ 7

6.9    Число циклов..................................................................................................................................... 12

6.10    Процедура тестирования................................................................................................................ 13

6.11    Тестируемые характеристики. Применения.................................................................................. 13

7    Характеристики позиционирования......................................................................................................... 13

7.1    Общее описание................................................................................................................................ 13

7.2    Точность и повторяемость позиционирования................................................................................ 14

7.3    Характеристики точности и повторяемости отработки расстояния............................................... 19

7.4    Время стабилизации положения......................................................................................................23

7.5    Перерегулирование по положению..................................................................................................24

7.6    Дрейф характеристик позиционирования........................................................................................24

7.7    Взаимозаменяемость........................................................................................................................26

8    Характеристики отработки траектории....................................................................................................27

8.1    Общие положения.............................................................................................................................27

8.2    Точность отработки траектории........................................................................................................27

8.3    Повторяемость отработки траектории (RT).....................................................................................28

8.4    Точность отработки траектории по ориентации..............................................................................29

8.5    Отклонения на поворотах................................................................................................................. 30

8.6    Характеристики скорости отработки траектории............................................................................32

9    Минимальное время позиционирования................................................................................................. 33

10 Статическая податливость...................................................................................................................... 35

11    Рабочие характеристики, специфичные для области применения.....................................................35

11.1 Отклонения при поперечных перемещениях................................................................................35

12 Отчет о тестировании..............................................................................................................................36

Приложение А (обязательное) Параметры для сравнительных тестов...................................................37

Приложение В (справочное) Руководство по выбору тестов для типичных применений.......................41

Приложение С (справочное) Пример отчета о тестировании...................................................................43

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

национальным стандартам Российской Федерации......................................................47

ГОСТ Р 60.3.3.1-2016/ИСО 9283:1998

Введение

Настоящий стандарт является частью комплекса международных стандартов, относящихся к промышленным манипуляционным роботам. Другие стандарты этого комплекса охватывают такие темы, как безопасность, основные характеристики, системы координат, терминологию и механические интерфейсы. Необходимо отметить, что эти международные стандарты являются взаимосвязанными, а также связанными с другими международными стандартами.

Число промышленных манипуляционных роботов, используемых в производственной среде, постоянно возрастает, что подчеркивает необходимость стандартного формата для спецификации и представления характеристик роботов.

Настоящий стандарт предназначен для обеспечения понимания между пользователями и изготовителями роботов и роботизированных систем. Он определяет важные рабочие характеристики, описывает, как они должны быть специфицированы, и рекомендует, как они должны тестироваться. Пример того, как результаты тестирования должны быть отражены в отчете, включен в приложение С настоящего стандарта. Характеристики, для которых в настоящем стандарте определены методы тестирования, существенно влияют на производительность робота.

Подразумевается, что пользователь настоящего стандарта выберет, какие рабочие характеристики должны тестироваться в зависимости от его собственных конкретных требований.

Тесты, описанные в настоящем стандарте, могут применяться полностью или частично в зависимости от типа робота и требований к нему.

Основная часть настоящего стандарта связана с тестированием индивидуальных характеристик. Конкретные параметры для сравнительного тестирования приведены в приложении А для характеристик перемещения между позициями и характеристик отработки траектории.

Приложение В настоящего стандарта содержит руководство по выбору тестов для типичных применений.

Приложение С настоящего стандарта содержит рекомендуемый формат отчета о тестировании, включая минимально необходимую информацию и итог результатов тестирования.

IV

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Роботы промышленные манипуляционные РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ ТЕСТИРОВАНИЯ

Manipulating industrial robots. Performance criteria and related test methods

Дата введения — 2018—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт описывает методы определения и тестирования следующих рабочих характеристик промышленных манипуляционных роботов:

-    точность позиционирования и повторяемость позиционирования;

-    разнонаправленное изменение точности позиционирования;

-    точность отработки расстояния и повторяемость отработки расстояния;

-    время стабилизации положения;

-    перерегулирование по положению;

-    дрейф характеристик позиционирования;

-    взаимозаменяемость;

-    точность отработки траектории и повторяемость отработки траектории;

-    точность отработки траектории при переориентации;

-    отклонения на поворотах;

-    характеристики скорости отработки траектории;

-    минимальное время позиционирования;

-    статическую податливость;

-    отклонения при поперечных перемещениях.

Настоящий стандарт не определяет, какие из перечисленных выше рабочиххарактеристик должны быть выбраны для тестирования конкретного робота. Тесты, описанные в настоящем стандарте, главным образом предназначены для разработки и проверки индивидуальных характеристик роботов, но могут также быть использованы для таких целей, как испытание опытных образцов, типовые испытания или приемочные испытания.

Чтобы произвести сравнение рабочиххарактеристик между разными роботами, как это определено в настоящем стандарте, следующие параметры должны быть одинаковыми: габариты куба для тестирования, тестовые нагрузки, тестовые скорости, тестовые траектории, тестовые циклы, параметры окружающей среды.

В приложении А приведены параметры, специфичные для сравнительного тестирования характеристик перемещения между позициями и характеристик отработки траектории.

Настоящий стандарт применим ко всем промышленным манипуляционным роботам, соответствующим их определению в ИСО 8373. Однако в тексте настоящего стандарта термин «робот» обозначает промышленный манипуляционный робот.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты и документы (для датированных ссылок следует использовать указанное издание, для недатированных ссылок — последнее издание указанного документа, включая все поправки к нему.

Издание официальное

ISO 8373:2012, Robots and robotic devices — Vocabulary¹ (Роботы и робототехнические устройства. Термины и определения)

ISO 9787:1990, Manipulating industrial robots — Coordinate Systems and motions (Промышленные манипуляционные роботы. Системы координат и типы перемещений)

ISO 9946:1991, Manipulating industrial robots — Presentation of characteristics (Промышленные манипуляционные роботы. Представление характеристик)

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ИСО 8373, а также следующие термины и определения:

3.1    кластер (cluster): Множество измеренных точек, используемых для расчета точности и повторяемости характеристик (пример в виде диаграммы показан на рисунке 8).

3.2    центр тяжести (barycentre): Для кластера из п точек, заданных своими координатами (xj — У| — Zj), центром тяжести кластера точек является точка, координаты которой равны средним значениям, х, у и z, рассчитанным по формулам, приведенным в 7.2.1.

3.3    запаздывание измерения (measuring dwell): Задержка регистрации данных в точке измерения (например, время между управляющим сигналом «в позиции» и сигналом «начало измерения» измерительного устройства).

3.4    время измерения (measuring time): Время, затраченное на регистрацию измерений.

4    Единицы измерения

Если не указано иное, все размерные величины представлены следующими единицами измерения:

-    длина в миллиметрах (мм);

-    углы в радианах или градусах (рад) или (°);

-    время в секундах (с);

-    масса в килограммах (кг);

-    сила в ньютонах (Н);

-    скорость в метрах в секунду (м/с), градусах в секунду (°/с) или радианах в секунду (рад/с).

5    Сокращения и обозначения

В настоящем стандарте использованы следующие сокращения и обозначения.

5.1    Основные сокращения

А — точность;

R — повторяемость; v— изменение;

F — флюктуация; d —дрейф;

Р — позиция;

D — расстояние;

Т — путь (траектория);

V — скорость;

W— поперечное перемещение;

Е — взаимозаменяемость.

5.2    Параметры

а, Ь, с — ориентация (угловые составляющие) относительно осей х, у и z; х, у, z — линейные координаты по осям х, у, z; п — число циклов измерения; т — число точек измерения на траектории;

S — стандартное отклонение;

D — расстояние между двумя точками;

/ — расстояние между фактической позицией и центром тяжести фактических позиций;

ГОСТ P 60.3.3.1—2016

v— скорость отработки траектории;

АР— точность позиционирования;

RP— повторяемость позиционирования;

vAP— изменение точности разнонаправленного позиционирования;

AD — точность отработки расстояния;

RD — повторяемость отработки расстояния; t— время стабилизации позиции;

OV— перерегулирование по положению; dAP— дрейф точности позиционирования; dRP— дрейф повторяемости позиционирования;

АТ — точность отработки траектории;

RT — повторяемость отработки траектории;

CR— ошибка скругления при повороте;

СО— перерегулирование при повороте;

AV— точность скорости отработки траектории;

RV— повторяемость скорости отработки траектории;

FV— флюктуация скорости отработки траектории;

И/S — ошибка хода поперечного перемещения;

WF— ошибка частоты поперечного перемещения.

5.3    Индексы

а,    Ь, с — обозначает характеристики ориентации относительно осей х, у, z; х, у, z — обозначает характеристики позиционирования по осям х, у, z;

с — команда;

/ — обозначает /-ю абсциссу;

У—обозначает у-й цикл; к — обозначает к-е направление; h — обозначает h-e направление;

1,2,... — обозначает позицию номер 1,2,...; е — угловая точка (ребро);

д — точка, в которой параметры робота снижаются в пределах указанных характеристик отработки траектории;

р — позиция.

5.4    Другие обозначения

С., — С₈ — углы тестового куба;

Е! — Е₄ — углы прямоугольной плоскости для измерения характеристик отработки траектории;

G — центр тяжести кластера фактических позиций;

О_с — начало измерительной системы координат.

Примечание —Дополнительные обозначения пояснены в соответствующих пунктах.

6 Условия тестирования характеристик

б. 1 Установка робота

Робот должен быть установлен в соответствии с рекомендациями изготовителя.

6.2 Условия до начала тестирования

Робот должен быть полностью собран и приведен в работоспособное состояние. Все необходимые операции по выравниванию, регулировочные процедуры и функциональные тесты должны быть успешно выполнены.

Тестированию должна предшествовать необходимая операция по прогреву, если это указано изготовителем, за исключением тестирования дрейфа характеристик позиционирования, которое должно начинаться с холодного состояния.

Если у робота имеется возможность регулировки пользователем, которая может повлиять на любую из тестируемых характеристик, или если характеристики могут быть зарегистрированы только с помощью специальных функций (например, возможность калибровки, при которой позиции задаются с помощью программирования в автономном режиме), то условия проведения тестирования должны быть указаны

з

в отчете о тестировании и (в тех случая, когда это необходимо для отдельных характеристик) должны поддерживаться постоянными во время каждого теста.

6.3    Эксплуатационные и внешние условия

Рабочие характеристики, указанные изготовителем и определенные соответствующими методами тестирования, установленными в настоящем стандарте, являются достоверными только для внешних и нормальных эксплуатационных условий, оговоренных изготовителем.

6.3.1    Эксплуатационные условия

Нормальные эксплуатационные условия, используемые при тестировании, должны соответствовать условиям, указанным изготовителем.

К нормальным эксплуатационным условиям относятся, но не ограничиваются ими, требования к электрическому, гидравлическому и пневматическому питанию, колебаниям и нарушениям питания, максимальным границам безопасной эксплуатации (см. ИСО 9946).

6.3.2    Внешние условия

6.3.2.1    Введение

Требования к внешним условиям при тестировании, определенным в 6.3.2.2, должны быть указаны изготовителем.

К внешним условиям относятся температура, относительная влажность, электромагнитные и электростатические поля, радиопомехи, загрязнения атмосферы и ограничение по высоте над уровнем моря.

6.3.2.2    Температура при тестировании

Температура окружающего воздуха (0) при тестировании должна быть равна 20 °С. Другие температуры окружающего воздуха должны быть отмечены и пояснены в отчете о тестировании. Температура при тестировании должна поддерживаться равной (0 ± 2) °С.

Робот и измерительные инструменты должны находиться во внешней среде тестирования достаточно длительное время (желательно в течение ночи), чтобы перед началом тестирования они находились в термостабильном состоянии. Они должны быть защищены от сквозняков и внешних источников тепла (например, солнечного света или нагревателей).

6.4    Принципы измерения перемещений

Результаты измерения положения и ориентации (Xj, yj, Zj, aj, bj, cj) должны быть выражены в базовой системе координат (см. ИСО 9787), либо в системе координат, связанной с измерительным оборудованием.

Если задаваемые положения и траектории робота определены в другой системе координат (например, с помощью программирования в автономном режиме), отличающейся от измерительной системы, то данные должны быть преобразованы в одну общую систему координат. Взаимосвязь между системами координат должна быть установлена с помощью измерения. В данном случае измеренные положения, определенные в 7.2.1, не должны использоваться в качестве начальных положений для преобразования данных. Начальная и измеренная точки должны находиться внутри тестового куба и должны быть удалены друг от друга на возможно большее расстояние (например, если точки от Pi до Р₅ являются точками измерения, то в качестве начальных точек могут быть использованы С₃, С₄, С₅, С₆).

Для рабочих характеристик, связанных с направлением, в результатах тестирования должна быть указана взаимосвязь между базовой системой координат и выбранной системой координат.

Точка измерения должна лежать на расстоянии от механического интерфейса, указанном изготовителем. Позиция этой точки в системе координат механического интерфейса (см. ИСО 9787) должна быть зарегистрирована (см. рисунок 7).

Последовательность поворотов, используемая при расчете отклонения ориентации, должна быть построена таким образом, чтобы ориентация могла быть непрерывной по значению. При этом безразлично, осуществляется ли поворот относительно подвижных осей (навигационных углов или углов Эйлера) или относительно неподвижных осей.

Если не указано иное, то измерения должны быть произведены после того, как фактическое положение стабилизируется.

6.5    Измерительные приборы

Для измерения характеристик траектории, перерегулирования и стабилизации положения, динамические характеристики аппаратуры получения данных (например, частота опроса) должны быть достаточно высокими для того, чтобы обеспечить получение адекватного представления измеряемых характеристик.

4

ГОСТ P 60.3.3.1—2016

Измерительная аппаратура, используемая при тестировании, должна быть калибрована, а погрешность измерения должна быть оценена и указана в отчете о тестировании. Во внимание следует принимать следующие параметры:

-    инструментальные погрешности;

-    систематические погрешности, связанные с используемым методом измерения;

-    вычислительные погрешности.

Общая погрешность измерения не должна превышать 25 % от значения тестируемой характеристики.

6.6 Нагрузка на механический интерфейс

Все тесты должны выполняться с тестовой нагрузкой, равной 100 % от номинальных нагрузочных условий, т.е. масса, положение центра тяжести, моменты инерции должны соответствовать спецификации изготовителя. Номинальные нагрузочные условия должны быть указаны в отчете о тестировании.

Для того чтобы охарактеризовать робота с помощью характеристик, зависящих от нагрузки, могут быть проведены дополнительные тесты с массой номинальной нагрузки, уменьшенной на 10 %, как показано в таблице 1, или с другим значением, указанным изготовителем.

Если часть измерительных приборов устанавливается на роботе, то их масса и расположение должны рассматриваться как часть тестовой нагрузки.

На рисунке 1 показан пример тестового рабочего органа со смещенными CG (центром тяжести) и TCP (центральной точкой инструмента). TCP является точкой измерения (МР) во время тестирования. Позиция точки измерения должна быть указана в отчете о тестировании.

Таблица 1 — Тестовые нагрузки

Используемая нагрузка Тестируемые характеристики 100 % от номинальной нагрузки (X — обязательно) Масса номинальной нагрузки уменьшена на 10 % (О — необязательно) Точность и повторяемость позиционирования X О Разнонаправленное изменение точности позиционирования X О Точность и повторяемость отработки расстояния X - Время стабилизации положения X О Перерегулирование по положению X О Дрейф характеристик позиционирования X - Взаимозаменяемость X о Точность и повторяемость отработки траектории X о Точность отработки траектории при переориентации X о Отклонения на поворотах X - Характеристики скорости отработки траектории X о Минимальное время позиционирования X о Статическая податливость - См. раздел 10 Отклонения при поперечных перемещениях X О

6.7 Тестовые скорости

Все характеристики позиционирования должны тестироваться при максимально возможной скорости перемещения между заданными позициями, т. е. с коррекцией скорости, установленной на 100 % в каждом случае. Дополнительные тесты могут быть проведены при 50 % и/или 10 % от данной скорости.

Для характеристик отработки траектории все тесты должны выполняться при 100 %, 50 % и 10 % от номинальной скорости отработки траектории, указанной изготовителем, для каждой тестируемой характеристики (см. таблицу 3). Номинальная скорость отработки траектории должна быть указана в отчете о тестировании. Скорость, задаваемая для каждого теста, зависит от формы и длины траектории. Робот должен быть способен развивать данную скорость после прохождения, по крайней мере, 50 % от длины тестовой траектории. Соответствующие рабочие характеристики должны быть достоверны в течение этого времени.

В отчете должно быть отражено, что скорость была задана в позиционном или контурном режиме управления, если есть возможность выбора этого режима.

Все данные, относящиеся к тестовым скоростям, приведены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 — Тестовые скорости для характеристик отработки положения

Тестируемые характеристики Скорость 100 % от номинальной скорости (X — обязательно) 50 % или 10 % номинальной скорости (О — необязательно) Точность и повторяемость позиционирования X О Разнонаправленное изменение точности позиционирования X О

1

Отменен. Действует ИСО 8373:2012.