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機(jī)器人檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-25 08:49:03 更新時(shí)間：2025-07-25 00:32:08

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

機(jī)器人檢測(cè)：核心關(guān)注點(diǎn)與核心檢測(cè)項(xiàng)目

機(jī)器人技術(shù)的蓬勃發(fā)展使其在制造、醫(yī)療、服務(wù)、物流等諸多領(lǐng)域扮演著日益重要的角色。為確保機(jī)器人系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行、性能達(dá)標(biāo)適配應(yīng)用需求、并盡量減少潛在風(fēng)險(xiǎn)，全面而專(zhuān)業(yè)的機(jī)器人檢測(cè)不可或缺。檢測(cè)的核心價(jià)值在于為機(jī)器人的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、部署和使用提供客觀、量化的質(zhì)量與安全保障。

核心檢測(cè)項(xiàng)目概覽

機(jī)器人檢測(cè)是一個(gè)系統(tǒng)性工程，覆蓋多個(gè)維度。重點(diǎn)檢測(cè)項(xiàng)目可歸納為以下核心類(lèi)別：

安全性能檢測(cè) (Safety Performance Testing)
- 本質(zhì)安全設(shè)計(jì)核查： 檢查是否存在銳邊、尖角、擠壓點(diǎn)、剪切點(diǎn)、高溫表面等機(jī)械性危險(xiǎn)源；評(píng)估運(yùn)動(dòng)部件防護(hù)（如固定式防護(hù)裝置、聯(lián)鎖防護(hù)裝置）的有效性。
- 急停功能驗(yàn)證： 測(cè)試所有急停裝置（按鈕、拉繩等）在不同操作模式下是否能可靠、快速（符合標(biāo)準(zhǔn)要求）地停止機(jī)器人危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)，并保持停機(jī)狀態(tài)。驗(yàn)證急停功能覆蓋范圍。
- 控制系統(tǒng)安全相關(guān)部件性能： 評(píng)估安全控制器、安全繼電器、安全光幕、安全門(mén)鎖、安全觸覺(jué)傳感器等的響應(yīng)時(shí)間、可靠性（如診斷覆蓋率、MTTFd計(jì)算）是否符合相應(yīng)安全完整性等級(jí)（SIL或PL）要求。
- 安全空間監(jiān)控測(cè)試： 驗(yàn)證激光掃描儀、區(qū)域掃描傳感器等設(shè)備是否能精確檢測(cè)入侵，并在設(shè)定保護(hù)區(qū)域內(nèi)觸發(fā)機(jī)器人安全停機(jī)（如減速停止、監(jiān)控停止、停機(jī)）。
- 速度與位置監(jiān)控： 測(cè)試機(jī)器人是否能在設(shè)定的工作空間限制（軟限位、空間限制）內(nèi)運(yùn)行，并在接近或超出時(shí)采取安全措施（減速、停止）。驗(yàn)證最大允許速度和力/功率限制功能。
- 協(xié)作功能安全評(píng)估 (如適用)： 針對(duì)協(xié)作機(jī)器人（Cobot），嚴(yán)格測(cè)試其功率和力限制功能、手動(dòng)引導(dǎo)功能的安全性、碰撞檢測(cè)與響應(yīng)的靈敏度和有效性（通常依據(jù)ISO/TS 15066標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行量化評(píng)估）。
- 電氣安全檢測(cè)： 全面進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試、耐壓測(cè)試（抗電強(qiáng)度試驗(yàn)）、接地連續(xù)性測(cè)試、泄漏電流測(cè)試等，確保符合電氣安全標(biāo)準(zhǔn)要求。
- 電磁兼容性安全相關(guān)驗(yàn)證： 在EMC測(cè)試中，特別關(guān)注安全功能在電磁干擾下的抗擾度表現(xiàn)，確保其不失效或不誤觸發(fā)。
- 功能安全評(píng)估： 基于ISO 13849或IEC 62061等標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)涉及安全功能的整個(gè)控制系統(tǒng)（包括設(shè)計(jì)、元器件、軟件、驗(yàn)證測(cè)試）進(jìn)行系統(tǒng)性評(píng)估，確認(rèn)其達(dá)到目標(biāo)安全等級(jí)（PL/SIL）。
性能與功能檢測(cè) (Performance and Functional Testing)
- 定位精度與重復(fù)定位精度： 測(cè)量機(jī)器人在相同指令下多次到達(dá)同一目標(biāo)點(diǎn)的位置偏差（重復(fù)性），以及到達(dá)指令指定目標(biāo)點(diǎn)的位置偏差（絕對(duì)精度）。這是核心性能指標(biāo)。
- 軌跡精度與速度： 測(cè)試機(jī)器人沿規(guī)定路徑（直線(xiàn)、圓弧、復(fù)雜曲線(xiàn)）運(yùn)動(dòng)的精確度（路徑精度、輪廓精度）以及實(shí)際速度與指令速度的匹配度。
- 最小定位時(shí)間測(cè)試： 測(cè)量機(jī)器人從一個(gè)指定點(diǎn)移動(dòng)到另一個(gè)指定點(diǎn)所需的最短時(shí)間（通常在空載和額定負(fù)載下分別測(cè)試）。
- 負(fù)載能力驗(yàn)證： 確認(rèn)機(jī)器人在額定負(fù)載、最大工作范圍、不同姿態(tài)下能穩(wěn)定運(yùn)行，不產(chǎn)生過(guò)大抖動(dòng)或定位超差。可能包括過(guò)載能力測(cè)試（如110%）。
- 功能完備性測(cè)試： 驗(yàn)證所有宣稱(chēng)的功能（如不同運(yùn)動(dòng)模式、編程接口、通信協(xié)議、傳感器接口、工具中心點(diǎn)控制等）是否按設(shè)計(jì)規(guī)范正常運(yùn)行。
- 用戶(hù)接口與編程測(cè)試： 評(píng)估示教器或軟件界面的易用性、響應(yīng)性、清晰度；測(cè)試各類(lèi)編程方法的有效性。
- 通信與集成測(cè)試： 驗(yàn)證機(jī)器人與外部設(shè)備（PLC、上位機(jī)、視覺(jué)系統(tǒng)、其他機(jī)器人）的通信接口（如Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP, EtherCAT）是否穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)交換準(zhǔn)確無(wú)誤。
環(huán)境適應(yīng)性檢測(cè) (Environmental Testing)
- 溫濕度測(cè)試： 評(píng)估機(jī)器人在規(guī)定的工作溫度范圍（如0°C至45°C）和濕度范圍內(nèi)的啟動(dòng)、運(yùn)行性能及可靠性。有時(shí)需進(jìn)行極限存儲(chǔ)溫度測(cè)試。
- 防護(hù)等級(jí)測(cè)試： 依據(jù)IP代碼標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試機(jī)器人本體（尤其是關(guān)鍵部件）對(duì)固體異物侵入（第一位數(shù)字）和防水能力（第二位數(shù)字）的防護(hù)性能（如IP54, IP67）。
- 振動(dòng)與沖擊測(cè)試： 模擬運(yùn)輸或工作環(huán)境中可能遇到的振動(dòng)和沖擊，檢驗(yàn)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、緊固件狀態(tài)以及在此條件下運(yùn)行的能力或儲(chǔ)存后的完好性。
- 粉塵與耐化學(xué)性測(cè)試 (如適用)： 針對(duì)特定應(yīng)用環(huán)境（如鑄造、噴涂、潔凈室），測(cè)試機(jī)器人對(duì)粉塵、化學(xué)噴霧等的耐受能力。
- 電磁兼容性測(cè)試：
  - 電磁發(fā)射測(cè)試： 測(cè)量機(jī)器人運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾（傳導(dǎo)騷擾、輻射騷擾）是否在標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)，避免干擾其他設(shè)備。
  - 電磁抗擾度測(cè)試： 測(cè)試機(jī)器人在受到靜電放電、射頻電磁場(chǎng)輻射、電快速瞬變脈沖群、浪涌、傳導(dǎo)射頻干擾、工頻磁場(chǎng)、電壓暫降與中斷等干擾時(shí)，能否維持正常功能（尤其是安全功能）且性能不降級(jí)。
耐久性與可靠性測(cè)試 (Durability and Reliability Testing)
- 壽命測(cè)試： 通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間（數(shù)百至數(shù)千小時(shí)）連續(xù)或循環(huán)運(yùn)行，模擬實(shí)際工況，評(píng)估關(guān)鍵部件（關(guān)節(jié)減速器、電機(jī)、電纜）的磨損、疲勞情況及整體系統(tǒng)的可靠性（MTBF預(yù)估）。
- 加速壽命測(cè)試： 在強(qiáng)化應(yīng)力條件（如更高負(fù)載、更快速度、更極端溫度）下運(yùn)行，以期在較短時(shí)間內(nèi)暴露潛在故障模式，評(píng)估長(zhǎng)期可靠性。
- 關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)部件磨損檢查： 定期或在壽命試驗(yàn)后，檢查軸承、齒輪、傳動(dòng)帶等部件的磨損狀況。

機(jī)器人檢測(cè)過(guò)程的關(guān)鍵考量

標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)： 檢測(cè)活動(dòng)嚴(yán)格遵循國(guó)際、國(guó)家或行業(yè)發(fā)布的相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)（如ISO 10218系列、ISO/TS 15066、IEC 60204-1、IEC 61000系列EMC標(biāo)準(zhǔn)）和性能測(cè)試規(guī)范進(jìn)行。
測(cè)試覆蓋性： 測(cè)試項(xiàng)目和方法力求覆蓋機(jī)器人所有可能的操作模式（自動(dòng)、手動(dòng)、示教、維護(hù)）、工作空間范圍以及預(yù)期應(yīng)用的典型和邊界工況。
可重復(fù)性： 測(cè)試方法和測(cè)量設(shè)備需保證結(jié)果的可重復(fù)性和客觀性。
測(cè)試報(bào)告： 詳實(shí)記錄測(cè)試條件、步驟、使用的設(shè)備、原始數(shù)據(jù)和最終結(jié)論的報(bào)告是檢測(cè)工作的核心輸出，為決策提供依據(jù)。
階段性： 檢測(cè)貫穿產(chǎn)品全生命周期，包括設(shè)計(jì)階段的原型驗(yàn)證、生產(chǎn)階段的出廠檢驗(yàn)、安裝后的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收以及后續(xù)的定期安全檢查或故障診斷。

總結(jié)

機(jī)器人檢測(cè)是保障機(jī)器人安全、可靠、高效服務(wù)于人類(lèi)社會(huì)的基石。通過(guò)對(duì)安全性能、核心功能、環(huán)境適應(yīng)性和長(zhǎng)期耐久性的系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試與評(píng)估，能夠有效識(shí)別和消除潛在風(fēng)險(xiǎn)，驗(yàn)證產(chǎn)品性能是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求與應(yīng)用場(chǎng)景期望，最終提升用戶(hù)信心，促進(jìn)機(jī)器人技術(shù)的健康發(fā)展和廣泛應(yīng)用。持續(xù)的檢測(cè)驗(yàn)證工作是平衡技術(shù)創(chuàng)新與風(fēng)險(xiǎn)管控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。