工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)可靠性測試報告

1 報告概述

1.1 測試目的

本測試旨在針對工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)，通過模擬高頻啟停的實(shí)際工況，驗(yàn)證其運(yùn)行穩(wěn)定性，精準(zhǔn)測定使用壽命極限，為產(chǎn)品質(zhì)量評估、性能優(yōu)化及應(yīng)用場景適配提供科學(xué)依據(jù)，確保機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)高頻作業(yè)場景下的可靠運(yùn)行。

1.2 測試范圍

本次測試覆蓋工業(yè)機(jī)器人RV-80E型號關(guān)節(jié)（具體型號：RV-80E；生產(chǎn)批次：20250412），主要測試指標(biāo)包括高頻啟停工況下的運(yùn)行穩(wěn)定性（如振動幅度、噪音值、運(yùn)動精度偏差）及使用壽命極限（如達(dá)到預(yù)設(shè)失效標(biāo)準(zhǔn)時的啟停次數(shù)、累計運(yùn)行時間）。

1.3 測試依據(jù)

1. GB/T 12642-2013《工業(yè)機(jī)器人 性能規(guī)范和試驗(yàn)方法》；2. 產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格書

2 測試準(zhǔn)備

2.1 測試樣品

本次測試選取3臺同型號、同批次的工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)作為測試樣品，樣品基本信息如下表所示：

2.2 測試設(shè)備與工具

測試所用設(shè)備、工具及校準(zhǔn)情況如下表：

2.3 測試環(huán)境

測試環(huán)境參數(shù)如下：溫度：23±2℃；相對濕度：50±5%；大氣壓：101.325kPa；環(huán)境噪音：≤40dB；無強(qiáng)電磁干擾、無明顯振動源。

3 測試方案與流程

3.1 測試工況設(shè)定

模擬工業(yè)生產(chǎn)中高頻啟停的典型工況，設(shè)定如下參數(shù)：啟停頻率：10次/分鐘（啟動時間0.5秒，運(yùn)行時間3秒，停止時間2.5秒）；負(fù)載條件：額定負(fù)載（80 N·m）；測試時長：直至樣品達(dá)到預(yù)設(shè)失效標(biāo)準(zhǔn)或連續(xù)測試1000小時（以先到者為準(zhǔn)）。

3.2 失效標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定

當(dāng)測試樣品出現(xiàn)以下任一情況時，判定為失效：1. 振動幅度超過預(yù)設(shè)閾值（≥0.12 mm）；2. 運(yùn)行噪音值超過標(biāo)準(zhǔn)要求（≥75 dB）；3. 運(yùn)動精度偏差超出允許范圍（≥0.08 mm）；4. 關(guān)節(jié)出現(xiàn)卡滯、無法正常啟?；蜻\(yùn)行的情況；5. 零部件出現(xiàn)明顯損壞（如齒輪磨損、軸承失效等）。

3.3 測試流程

1. 樣品預(yù)處理：將3臺測試樣品置于測試環(huán)境中靜置2小時，使樣品溫度與環(huán)境溫度一致。

2. 樣品安裝：將預(yù)處理后的樣品逐一安裝在工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)測試臺上，確保安裝牢固，連接部位無松動。

3. 設(shè)備調(diào)試：開啟各測試設(shè)備，進(jìn)行預(yù)熱與調(diào)試，確保設(shè)備運(yùn)行正常，參數(shù)測量精準(zhǔn)。

4. 初始參數(shù)檢測：在未啟動高頻啟停工況前，檢測并記錄各樣品的初始振動幅度、噪音值、運(yùn)動精度偏差，作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

5. 工況模擬測試：啟動測試臺，按照設(shè)定的高頻啟停工況運(yùn)行樣品，同時開啟振動測試儀、噪音測試儀、激光位移傳感器，每30分鐘記錄一次測試數(shù)據(jù)；計時器持續(xù)記錄累計運(yùn)行時間與啟停次數(shù)。

6. 失效判定與記錄：若某一樣品出現(xiàn)符合失效標(biāo)準(zhǔn)的情況，立即停止該樣品的測試，記錄此時的累計運(yùn)行時間、啟停次數(shù)及最終測試數(shù)據(jù)；若樣品連續(xù)運(yùn)行1000小時未出現(xiàn)失效情況，停止測試并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

7. 測試結(jié)束：所有樣品測試完成后，關(guān)閉測試設(shè)備，拆卸測試樣品，對樣品進(jìn)行外觀檢查與拆解分析，記錄零部件磨損、損壞情況。

4 測試結(jié)果與分析

4.1 測試數(shù)據(jù)匯總

3臺測試樣品的核心測試數(shù)據(jù)如下表所示：

4.2 運(yùn)行穩(wěn)定性分析

從測試數(shù)據(jù)來看，3臺樣品在初始階段均表現(xiàn)出良好的運(yùn)行穩(wěn)定性，振動幅度、噪音值及運(yùn)動精度偏差均符合產(chǎn)品技術(shù)要求。隨著測試時間的延長和啟停次數(shù)的增加，YP-001和YP-002的振動幅度、噪音值逐漸上升，運(yùn)動精度偏差不斷增大，直至達(dá)到失效標(biāo)準(zhǔn)；而YP-003在連續(xù)1000小時、60000次啟停的測試條件下，各項(xiàng)性能參數(shù)雖有輕微變化，但均未超出允許范圍，仍保持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

通過數(shù)據(jù)趨勢分析，關(guān)節(jié)運(yùn)行穩(wěn)定性的衰減與啟停次數(shù)呈正相關(guān)，在高頻啟停工況下，軸承磨損、齒輪嚙合間隙增大是導(dǎo)致運(yùn)行穩(wěn)定性下降的主要原因。

4.3 使用壽命極限分析

結(jié)合測試結(jié)果，在本次設(shè)定的高頻啟停工況（10次/分鐘、額定負(fù)載）下，YP-001的使用壽命極限為856小時（51360次啟停），YP-002的使用壽命極限為923小時（55380次啟停），YP-003在1000小時測試結(jié)束后未失效，推測其使用壽命極限不低于1000小時（60000次啟停）。

取3臺樣品使用壽命極限的平均值（剔除未失效樣品的推測值，僅計算失效樣品），該型號工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)在本次測試工況下的平均使用壽命極限約為889.5小時（53370次啟停），能夠滿足多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)高頻作業(yè)場景的使用需求（一般工業(yè)場景日均運(yùn)行12小時，年均運(yùn)行300天，年均啟停次數(shù)約21600次，按平均使用壽命計算可穩(wěn)定運(yùn)行約74個月）。

5 測試結(jié)論

本次測試的RV-80E型號工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)，在高頻啟停（10次/分鐘）、額定負(fù)載（80 N·m）的工況下，平均使用壽命極限約為889.5小時（53370次啟停），其中1臺樣品可穩(wěn)定運(yùn)行1000小時以上，整體可靠性表現(xiàn)良好。

1. 樣品在測試過程中，運(yùn)行穩(wěn)定性隨啟停次數(shù)增加逐漸衰減，失效模式主要為軸承失效和齒輪磨損，與高頻啟停工況下的機(jī)械疲勞損傷相關(guān)。

2. 所有樣品在失效前，振動幅度、噪音值、運(yùn)動精度偏差均呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，可作為關(guān)節(jié)可靠性衰減的預(yù)警指標(biāo)。