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1、机器人用精密减速器重复定位精度测试方法目次前言IV引言IV1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 试验件25 参数测试系统25.1 参数测试系统构成25.2 测试装置35.3 数据采集装置35.4 校准45.5 安装要求46 参数测试方法56.1 通则56.2 测试条件56.3 测试方法及顺序67 参数测试数据的过滤和粗大误差的清除处理88 扭转刚度测试结果98.1 扭转刚度的评估方法98.2 齿隙的评估98.3 空程的评估109 重复定位精度测试方法109.1 重复定位精度测试内容109.2 减速器的安装方式109.3 重复定位精度测试步骤119.4 测试数据处理1110 测试报告
2、12附录 A （资料性） 精密减速器重复定位精度测试报告（第三方用）13附录 B （资料性） 精密减速器重复定位精度测试报告（制造单位用）14附录 C （资料性） 精密减速器重复定位精度测试报告（用户单位用）15图 1 参数测试系统构成示意图3图 2 螺钉的锁紧顺序5图 3 转矩-扭转角关系图6图 4 被测试减速器加载和渐减载示意图7图 5 转矩-扭转角度关系图（原始迟滞曲线系图）8图 6 迟滞曲线系图9I图 7 水平安装测试装置示意图10图 8 立式安装测试装置示意图11表 1 螺钉的锁紧力矩4表 A.1第三方用精密减速器重复定位精度测试报告样式13表 B.1制造单位用精密减速器重复定位精度
3、测试报告样式14表 C.1用户单位用精密减速器重复定位精度测试报告样式15II机器人用精密减速器重复定位精度测试方法1 范围本文件规定了机器人用精密减速器重复定位精度测试方法的术语和定义、试验件、测试装置、测试 方法、数据处理、结果和测试报告。本文件适用于工业机器人用精密减速器重复定位精度的测试，类似用途精密减速器重复定位精度的 测试可参照使用。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/T 1184-1996 形状和位置公差 未
4、注公差值GB/T 2828.1 计数抽样检验程序 第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划ISO 16610-21 产品几何技术规范（GPS）-过滤- 第21部分：线性轮廓滤波器： 高斯滤波器（Geometrical product specifications（GPS）-Filtration-Part 21: Linear profile filters: Gaussian filters）3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1迟滞曲线 hysteresis curve机器人用精密减速器输入端固定，在输出端先反向加载至额定转矩（亦可先正向加载至额定转矩），以此时额定转
5、矩点的转矩值和扭转角度值为第一组数据；从反向额定转矩开始，逐渐均匀地减载至零， 再正向加载至额定转矩，然后反向减载至零，再加载回到反向额定转矩点。在此过程中，获得的转矩值和扭转角度值形成的点进行依次连接构成的图形。3.2扭转刚度 torsional rigidity在迟滞曲线（3.1）上选取评估的区间。用评估区间的末端转矩值减去评估区间的起始转矩值，所得的差值，与评估区间的末端转矩点对应的扭转角度值减去评估区间的起始转矩点对应的扭转角度值， 所得的差值之比，为该区间的扭转刚度。3.3齿 隙 gear clearance在迟滞曲线（3.1）上，机器人用精密减速器输出端在反向加载和反向减载的过程中
6、通过负载为 0时的扭转角度值与被测减速器在正向加载和正向减载的过程中通过负载为 0 时的扭转角度值之差，即为被测减速器的齿隙。173.4空 程 invalid distance在迟滞曲线（3.1）上，机器人用精密减速器输出端在正向加载到3%额定转矩时的扭转角度值与反向减载到3%额定转矩时的扭转角度值的平均值，减去被测减速器输出端在正向减载到-3%额定转矩时的扭转角度值与反向加载到-3%额定转矩时的扭转角度值的平均值，所得的值为被测减速器的空程。3.5定位误差 positioning error机器人用精密减速器在做往复旋转运动时，理论到达指定位置和回到起始位置与实际到达指定位置 和回到起始位置
7、之间的差。3.6重复定位精度 repetitive positioning accuracy在相同条件下，机器人用精密减速器输出轴在做往复旋转运动时，应用同一程序到达指定位置和回 到起始位置所得到其连续结果的一致程度。3.7空载重复定位精度 no-load repetitive positioning accuracy在相同条件下，机器人用精密减速器输出轴在无负载情况下做往复旋转运动时，应用同一程序到达 指定位置和回到起始位置所得到其连续结果的一致程度。3.8负载重复定位精度 load repetitive positioning accuracy在相同条件下，机器人用精密减速器输出轴在负载情
8、况下做往复旋转运动时，应用同一程序到达指 定位置和回到起始位置所得到其连续结果的一致程度。4 试验件试验件为被测机器人用精密减速器（以下简称减速器）产品或样机，数量由试验目的和要求决定。 若为抽样检测，试验件数量应依据GB/T 2828.1进行确定。5 参数测试系统5.1 参数测试系统构成参数测试系统包括：测试装置和数据采集装置，如图1所示。其中测试装置的组装形式可采用卧式亦可采用立式。也可根据减速器的结构形式确定测试装置的立式和卧式型式。97812 3 4 5 6标引序号说明：1输入轴锁紧机构；2被测试减速器；3角度测量圆光栅；4转矩传感器；5加载减速器；6驱动装置；7角度测量显示仪；8转矩
9、转速功率测试仪；9工业控制计算机。图 1 参数测试系统构成示意图5.2 测试装置5.2.1 测试装置的组成测试装置主要包括：输入轴锁紧机构、被测试减速器、角度测量圆光栅或其他角度测量仪器、转矩 传感器、加载减速器和驱动装置。5.2.2 测试装置精度及要求5.2.2.1 驱动装置的额定转矩应大于或等于加载减速器的额定转矩除以加载减速器的传动比。5.2.2.2 转矩传感器的精度应为0.2% FS。5.2.2.3 角度测量圆光栅或其他角度测量仪器的精度应为0.5arsec。5.2.2.4 加载减速器的额定转矩应为被测试减速器额定转矩的 1.5 倍2 倍。5.2.2.5 测试装置的输入轴锁紧机构的锁紧
10、力不应小于被测试减速器额定输入转矩的 3 倍。5.3 数据采集装置5.3.1 数据采集装置组成数据采集装置由转矩转速功率测试仪、角度测量显示仪和工业控制计算机组成。5.3.2 精度等级及要求5.3.2.1 转矩转速功率测试仪的转矩精度为0.2% FS，转速精度为0.2r/min。5.3.2.2 角度测量显示仪的分辨率不低于 0.5arcsec。5.4 校准转矩传感器和角度测量圆光栅应定期检定或校准合格并在校准周期内。转矩转速功率测试仪和角度 测量显示仪的数据采集测试应准确和稳定，与转矩传感器和角度测量圆光栅的校准数据相对应，在数据 处理时，应在其测量数据段参考校准证书给出的偏差予以修正。5.5
11、 安装要求5.5.1 被测样机及测试系统所必须的所有测试设备，应可靠固定在相应基础或刚度足够的平台上。5.5.2 连接法兰和轴安装面的平面度、垂直度和同轴度的制造精度不应低于 GB/T 1184-1996 中 5 级的规定。5.5.3 测试装置安装后的同轴度应小于等于 0.03mm。各活动部分或运动部件应平稳、灵活和灵敏，无阻滞现象。连接部分应牢固可靠，无相对转动和窜动。5.5.4 被测试减速器安装前应加注符合说明书要求的润滑油脂。5.5.5 被测试减速器输出轴应保证与测试装置同轴度误差不应大于等于 0.03mm。减速器安装后螺钉的拧紧力矩应符合表 1 规定，允许偏差5%。表 1 螺钉的锁紧力
12、矩螺钉规格M3M4M5M6M8M10M12M16M20M24锁紧力矩Nm2491430701202003905305.5.6 减速器安装螺钉的拧紧顺序按图2所示。151298347101162图 2 螺钉的拧紧顺序6 参数测试方法6.1 通则参数测试包括扭转刚度、齿隙和空程测试。6.2 测试条件6.2.1 环境温度测试环境温度范围应为（235）。6.2.2 环境湿度测试环境湿度不应大于80%。6.2.3 环境电磁干扰测试系统应具有一定的抗干扰能力，在其不影响仪器和仪表正常工作的电磁环境中能正常测量和显 示数据。6.2.4 环境振动要求测试系统在测试过程中应无影响正常工作的稳态振动、无规则振动和
13、冲击振动。6.2.5 安全防护测试现场应具有完善的安全防护措施和操作规程。6.3 测试方法及顺序6.3.1 转矩-扭转角关系图建立的方法转矩-扭转角关系图如图3所示。扭转角度（arcmin）+最大扭转角-额定转矩0+额定转矩转矩（Nm）-最大扭转角图 3 转矩-扭转角关系图6.3.1.1 建立转矩-扭转角度关系坐标系转矩-扭转角度关系坐标系的横轴为转矩值坐标，单位为Nm；纵轴为扭转角度值坐标，单位为arcmin。6.3.1.2 转矩-扭转角度坐标系范围的约定转矩-扭转角度坐标系范围约定如下：a） 转矩值坐标的范围：以原点为基准点，向左右两边分别延延伸至被测试减速器额定转矩值的1.2 倍；b） 扭转角度值坐标的范围：以原点为基准点，向上下两边分别延伸至被测试减速器扭转角度最大 值的 2 倍。6.3.1.3 转矩坐标值的约定转矩坐标原点的左边为对被测试减速器输出端反向加载和正向减载时的转矩值，用负号“-”表示； 原点的右边为对被测试减速器输出端正向加载和反向减载时的转矩值，用正号“+”表示。6.3.1.4 扭转角度坐标值的约定扭转角度坐标原点的上半部分为对被测试减速器输出端正向加载和反向减载时实时转矩值相对应的扭转角度值，用正号“+”表示；原点的下半部分为对被测试减速器输出端
