T/CRSS 0007-2023 工业机器人 动态稳定性 试验方法

ICS25.040.30

CCSJ28

CRSS

重庆市机器人学会团体标准

T/CRSS0007—2023

工业机器人动态稳定性试验方法

Industrialrobot-Dynamicstability-Testingmethods

2023-12-29发布2023-12-29实施

重庆市机器人学会  发布

T/CRSS0007—2023

目次

前言........................................................................................................................................................................II

1范围...................................................................................................................................................................3

2规范性引用文件..............................................................................................................................................3

3术语和定义......................................................................................................................................................3

4试验条件及方法..............................................................................................................................................4

试验条件及设备.......................................................................................................................................4

试验方法...................................................................................................................................................5

附录A（资料性）试验报告实例..................................................................................................................13

I

T/CRSS0007—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由重庆市机器人学会提出并归口。

本文件起草单位：重庆凯瑞机器人技术有限公司、广东天太机器人有限公司、常州检验检测标准认

证研究院、浙江谱麦科技有限公司、沈阳新松机器人自动化股份有限公司、库卡机器人（广东）有限公

司、北京中安吉泰科技有限公司、合肥工业大学、重庆凯瑞认证服务有限公司、中国工程物理研究院机

械制造工艺研究所、东方电气集团科学技术研究院有限公司、西南兵器工业有限责任公司、中国科学院

重庆绿色智能技术研究院、南德认证检测有限公司、重庆鲁班机器人技术研究院有限公司、重庆城市职

业学院、珠海格力智能装备有限公司、河北工业大学、重庆大学、中国汽车工程研究院股份有限公司、

重庆三峡学院。

本文件主要起草人：李本旺、吴贤欢、公续银、孙添飞、何志雄、管志钢、李建韬、张翔、陈旭雯、

王直荣、何建新、毛勤卫、尚明生、徐文才、徐光平、訾斌、王正雨、赵赢、王茂林、彭鹏、唐臣玉、

夏仰球、凌乐、陈远强、魏清平、陶源、何国田、张锋、潘利、王松、韩亚军、李会兰、张天翼、张志

波、王嘉、李辉、向学位、陈才、陈浩、黄雪梅、陈仕聪、谭泽富。

II

T/CRSS0007—2023

工业机器人动态稳定性试验方法

1范围

本文件规定了工业机器人动态稳定性的术语和定义，技术要求、试验条件、试验方法（试验结果计

算规则）。

本文件适用于串联型工业机器人，其他类型机器人可做参考。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T1182-2018产品几何技术规范(GPS)几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注

GB/T12642-2013工业机器人性能规范及其试验方法

GB/T12643-2013机器人与机器人装备词汇

GB/T12644-2001工业机器人特性表示

GB/T16977-2019机器人与机器人装备坐标系和运动命名原则

GB/T20868-2007工业机器人性能试验实施规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

动态稳定性dynamicstability

动态稳定性在本文件中指的是工业机器人运动过程中，受到自身的振动影响，在自动调节和控制装

置的作用下，保持较长过程的运行稳定性的能力。

抖动频率jitterfrequency

信号的某特定时刻相对于其理想时间位置上的短期偏离为抖动，抖动产生的主要频率点，即为抖动

频率。

抖动位移Jitterdisplacement

信号的某特定时刻相对于其理想时间位置上的短期偏离为抖动，由抖动产生的工业机器人位置变化，

即为抖动位移。

额定负载ratedload

正常条件下，作用于机械接口且不会使工业机器人性能降低的最大负载。

[来源：GB/T12643-2013,6.2.2]

额定速度ratedvelocity

正常工作时，允许工业机器人达到的最大速度。

位置稳定时间positionstabilizationtime

位置稳定时间是从机器人第一次进入门限带的瞬间到不再超出门限带的瞬间所经历的时间，门限带

可定义为位姿重复性或由制造商制定。

[来源：GB/T12642-2013,7.4]

3

T/CRSS0007—2023

位置超调量positionovershoot

位置超调量是机器人第一次进入门限带再超出门限带后瞬时位置与实到稳定位置的最大距离。

[来源：GB/T12642-2013,7.5]

拐角偏差cornerdeviation

拐角点与实到路径间的最小距离。

[来源：GB/T12642-2013,8.5]

拐角超调cornerovershoot

机器人不减速地以设定恒定路径速度进入第二条路径后偏离指令路径的最大值。

[来源：GB/T12642-2013,8.5.2]

路径抖动频率pathjitterfrequency

工业机器人从静态开始执行全关节参与运动的路径后，机器人末端抖动的最大位移时的频率。

路径抖动位移pathjitterdisplacement

工业机器人从静态开始执行全关节参与运动的路径后，机器人末端抖动的最大位移，用峰-峰值表

示。

单轴抖动频率uniaxialjitterfrequency

工业机器人从静态开始执行单一关节参与运动的路径后，机器人末端及此关节抖动的最大位移时的

频率。

单轴抖动位移uniaxialjitterdisplacement

工业机器人从静态开始执行单一关节参与运动的路径后，机器人末端及此关节抖动的最大位移，用

峰-峰值表示。

固有频率naturalfrequency

工业机器人整机系统的固有频率（固有频率也叫共振频率），记录前4阶（如有）固有频率值。

路径直线度pathstraightness

路径直线度即直线度公差带，为直径等于公差值φl的圆柱面所界定的区域。

[来源：GB/T1182-2018,17.2]

路径圆度pathroundness

路径圆度即圆度公差带，为在给定横截面内，沿表面距离为t的两个圆锥面上的圆所限定区域。

[来源：GB/T1182-2018,17.4]

4试验条件及方法

试验条件及设备

4.1.1工作环境条件

除非制造商另有规定,工业机器人的工作环境条件应满足：

a)环境温度:5℃~40℃；

b)相对湿度:45%~75%；

c)大气压力:86kPa~106kPa；

4.1.2场地要求

4

T/CRSS0007—2023

测量设备不应放在靠近热源，空调出风口、窗口、门口、地板接缝处及阳光能够直射到的地方。工

作地周围不应有大型机械及车辆工作，不应有明显振动，周围无强电磁场、无腐蚀性液体。

4.1.3测量设备

测量设备应满足以下：

1)激光跟踪仪或坐标测量机或光学相机或直线位移法测量系统；

2)动态信号分析仪：分析带宽为（DC~20）kHz，准确度等级为A级；

3)三轴向或单轴向加速度计：频率范围为（DC~400）Hz，测量不确定度U_rel=2%(k=2)；

4)电荷放大器：准确度等级为二级。

4.1.4测试路径选择

图1测试路径选择

测量路径的选择应满足以下推荐：

1)试验轨迹应位于图1所示的平面，或由制造商指定选用哪个测量面。

2)在动态稳定性测量时，机械接口的中心位置应位于选用平面上，且姿态相对于该平面应

保持不变。

3)图1给出了在试验平面上的一条直线轨迹和两条圆形轨迹的位置示例。

4)在立方体对角线上的直线轨迹，轨迹长度应是所选平面相对于顶点间距离的80%，如图1

中P2到P4的距离是一实例。

5)对于圆形轨迹试验，需测试两个不同的圆，见图1，大圆的直径应为立方体边长的80%，

圆心为P1；小圆的直径应为同一平面中大圆直径的10%，圆心为P1。

注：本文件的图1、图2、图3、图4、图5均来自GB/T12642-2013。

试验方法

4.2.1位置稳定时间

位置稳定时间是用于衡量机器人停止在实到位姿快慢程度的性能。图2的实例是接近实到位姿的三

维图示。

位置稳定时间是机器人第一次进入门限带的瞬间到不再超出门限带的瞬间所经历的时间，门限带由

制造商制定。（见图3）

5

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图2三维表示的位置稳定时间和位置超调量

图3位置稳定时间和位置超调量

6

T/CRSS0007—2023

图4工业机器人与检测设备布局

本项目测试步骤如下：

1)工业机器人与检测设备布局参考图4位置摆放，工业机器人和测量设备之间应没有障碍

物。

2)按4.1.4方法选择机器人测试平面，并选择P1点进行位置稳定时间的测量。

3)机器人按表5.2.1的试验条件进行测试。

表1位置稳定时间