Een handleiding met belangrijke aandachtspunten voor het testen van drie-assige servorobotarmen

Een onmisbare gids vóór aankoop: een handleiding met de belangrijkste aandachtspunten voor het testen van drie-assige systemen. Servo-robotarmS

In de golf van industriële automatisering, drie-assige servorobotarmen, Dankzij hun hoge precisie en stabiliteit zijn servorobots met drie assen uitgegroeid tot essentiële apparatuur in de elektronica-industrie, de auto-onderdelenindustrie, de voedselverpakkingsindustrie en andere sectoren. Met zoveel producten op de markt is het echter lastig om, uitsluitend op basis van de specificaties, te bepalen of een apparaat geschikt is voor uw productiebehoeften. Proefdraaien en testen vóór de aankoop zijn cruciale stappen om investeringsrisico's te beperken en een efficiënte werking te garanderen. Dit artikel analyseert de belangrijkste punten voor het proefdraaien en testen van servorobots met drie assen vanuit vier perspectieven: voorbereiding, testen van de kernprestaties, veiligheidscontrole en compatibiliteitsbeoordeling. Zo kunnen kopers de juiste apparatuur selecteren die aan hun verwachtingen voldoet.

I. Voor de rechtszaak: drie basisvoorbereidingen voor een efficiëntere test

Proefdraaien gaat niet alleen over "de apparatuur aanschaffen en aanzetten". Een grondige voorbereiding vooraf kan afwijkingen van de testrichting voorkomen en de waarde van de resultaten verhogen. We raden aan om te beginnen met de volgende drie aspecten:

1. Verduidelijk de testdoelstellingen en hun compatibiliteit met het scenario.

Definieer allereerst de testdoelstellingen duidelijk op basis van uw productiebehoeften. Bijvoorbeeld:
Als het apparaat wordt gebruikt voor de assemblage van elektronische componenten, richt u zich dan op het testen van de "herhaalbaarheid" en de "vloeiendheid van de beweging";
Als het gebruikt wordt voor het hanteren van zware objecten (bijvoorbeeld onderdelen die meer dan 5 kg wegen), moet de focus liggen op "draagvermogen" en "koppelstabiliteit van de servomotor";
Als het apparaat in een bestaande productielijn moet worden geïntegreerd, is het ook nodig om vooraf de compatibiliteit van de "apparaatgrootte", de "montage-interface" en de werkplaatsindeling te controleren.

Het is aan te raden een "Lijst met testvereisten" op te stellen en de "kwalificatiecriteria" voor elk testonderdeel duidelijk te definiëren (bijvoorbeeld: herhaalbaarheid moet ≤±0,02 mm zijn) om latere, subjectieve beslissingen te voorkomen.

2. Bereid een geschikte testomgeving en -tools voor.

De prestaties van een drie-assige servorobotarm worden aanzienlijk beïnvloed door de omgeving. Daarom moet de testomgeving de daadwerkelijke productiescenario's zo goed mogelijk simuleren:

Ruimtevereisten: Reserveer voldoende "veiligheidsmarge" voor de beweging van het apparaat (raadpleeg de gegevens over de asbeweging in het specificatieblad van het apparaat, bijvoorbeeld 300 mm voor de X-as, 200 mm voor de Y-as en 150 mm voor de Z-as, en houd rekening met een extra bufferruimte van 10-20%).

Voeding en luchttoevoer: Controleer of de voedingsspanning (bijv. 220V/380V wisselstroom) en de luchtdruk (bijv. 0,5-0,7 MPa) overeenkomen met de vereisten van het apparaat om storingen in de servomotor als gevolg van spanningsinstabiliteit te voorkomen.

Testinstrumenten: Zorg voor zeer nauwkeurige meetapparatuur (bijv. micrometer, laserinterferometer), hulpmiddelen voor belastingssimulatie (bijv. metalen blokken met het juiste gewicht) en een gegevensregistratieformulier (om testgegevens en afwijkingen vast te leggen).

3. Verduidelijk de details van de testondersteuning met de leverancier.

Communiceer de volgende zaken vooraf met de leverancier om een ​​soepel verloop van de tests te garanderen:

Of er ter plaatse technische begeleiding wordt geboden om schade aan apparatuur door onjuist gebruik te voorkomen;

Is het toegestaan ​​om aangepaste programma's te testen (zoals het simuleren van de "grijp-verplaats-plaats"-cyclus die in de productie wordt gebruikt)?

Als de prestaties tijdens de tests niet aan de eisen voldoen, worden parameteraanpassingen of vervanging van het prototype van de apparatuur ondersteund.

II. Kernprestatietesten: Focus op vijf belangrijke meetwaarden om de nauwkeurigheid en stabiliteit van de apparatuur te bepalen

De kernwaarde van een drie-assige servorobotarm ligt in "hoge precisie" en "hoge stabiliteit". De tests richten zich op het verifiëren van de volgende vijf parameters. Elke test moet 3-5 keer worden herhaald en de gemiddelde waarde moet worden berekend om de foutmarge te minimaliseren.

1. Herhaalbaarheid: De "levensader" van industriële toepassingen

Herhaalbaarheid verwijst naar de afwijking in de positie van de eindeffector (zoals een grijper) nadat het apparaat dezelfde handeling meerdere keren heeft uitgevoerd. Het is een belangrijke parameter in toepassingen zoals elektronische assemblage en precisielassen.
Testmethode:
Monteer een meetklok aan het uiteinde van de robotarm en lijn de meetsonde uit met een vast referentiepunt (zoals een positioneringspen op het werkoppervlak).
Schrijf een programma waarmee de robotarm de meetklok naar het referentiepunt beweegt en de aflezing van de meetklok registreert.
Herhaal deze handeling vijf keer en bereken het verschil tussen de maximale en minimale waarde. Dit geeft de herhaalbaarheid weer.
Kwalificatiecriteria:
Voor algemene industriële drie-assige servorobotarmen is een herhaalbaarheid van ≤±0,05 mm vereist, terwijl voor precisieapparatuur een herhaalbaarheid van ≤±0,02 mm vereist is (afhankelijk van uw productiebehoeften; bijvoorbeeld, voor de assemblage van mobiele telefoonschermen is een herhaalbaarheid van ≤±0,01 mm vereist).
Let op: Schakel tijdens het testen de functie "foutcompensatie" uit (bij sommige apparaten is compensatie standaard ingeschakeld, wat de werkelijke nauwkeurigheid kan vertekenen). Zorg ervoor dat het werkoppervlak trillingsvrij is (gebruik anti-vibratiematten op de vloer).

2. Positioneringsnauwkeurigheid: het waarborgen van de nauwkeurigheid van het bewegingstraject

Positioneringsnauwkeurigheid verwijst naar de afwijking tussen de werkelijke positie van de eindeffector en de geprogrammeerde positie nadat de apparatuur een beweging heeft uitgevoerd. Deze afwijking beïnvloedt de continuïteit van het productieproces. Testmethode:
Gebruik een laserinterferometer om een ​​meetsysteem te bouwen en installeer een reflector aan het uiteinde van de robotarm.
Selecteer gelijkmatig verdeeld 5-8 testpunten binnen het bewegingsbereik van de X-, Y- en Z-assen (bijvoorbeeld, van 0 mm tot de maximale uitslag op de X-as, selecteer een punt om de 50 mm).
Bestuur de robotarm naar elk ingesteld punt, registreer de werkelijke positieafwijking die door de laserinterferometer wordt aangegeven en bereken de maximale afwijking over alle punten.

Kwalificatiecriteria: De positioneringsnauwkeurigheid moet ≤ tweemaal de herhaalbaarheid zijn (bijv. herhaalbaarheid ±0,02 mm, positioneringsnauwkeurigheid ≤ ±0,04 mm), en de afwijking moet stabiel zijn (geen plotselinge schommelingen).

3. Draagvermogen: Controleer de maximale belasting van de apparatuur.

Het draagvermogen verwijst naar het maximale gewicht (inclusief het gewicht van de grijper) dat het uiteinde van de robotarm kan dragen bij de nominale snelheid. Overschrijding van het nominale draagvermogen kan leiden tot oververhitting van de servomotor, een lagere bewegingssnelheid of zelfs schade aan de apparatuur. Testmethode:

Installeer een standaard belastingsarm aan het uiteinde van de robotarm (het gewicht wordt geleidelijk verhoogd van 50% tot 120% van de nominale belasting. Als de nominale belasting bijvoorbeeld 5 kg is, test dan gewichten van 2,5 kg, 5 kg en 6 kg).

Programmeer de robotarm om een ​​"heffen + verplaatsen"-cyclus uit te voeren met de nominale snelheid (raadpleeg het specificatieblad van het apparaat, bijvoorbeeld een maximale X-assnelheid van 500 mm/s) (test 10 cycli voor elke belasting).

Houd de bedrijfsstatus van het apparaat in de gaten: let op snelheidsverlies, abnormaal motorgeluid of alarmen (zoals overbelasting).

Kwalificatiecriteria:

Onder de nominale belasting mag het apparaat geen abnormaal geluid of alarmen produceren en moet de bewegingssnelheid overeenkomen met de specificaties in het specificatieblad. Bij 110%-120% van de nominale belasting is een lichte snelheidsdaling (≤10%) toegestaan, maar alarmen of uitschakelingen zijn niet toegestaan.

4. Snelheid en acceleratie: invloed op de productie-efficiëntie

Snelheid en acceleratie bepalen direct de operationele efficiëntie van de robot. Tests moeten worden uitgevoerd in overeenstemming met de eisen van de productiecyclus om te controleren of het apparaat de verwachte efficiëntie kan bereiken.
Testmethode:
Gebruik een timer om de tijd te meten die de robot nodig heeft om een ​​"afstand van punt A naar punt B" af te leggen (een bekende afstand, zoals een beweging van 200 mm langs de X-as) en bereken de werkelijke snelheid (snelheid = afstand / tijd).
Test de beweging van de robot bij verschillende versnellingen (bijvoorbeeld door de versnelling te verhogen van 0,5 m/s² naar 1,5 m/s²) om te observeren of er sprake is van "stotteren" of "overschrijding" (dat wil zeggen, omkeren nadat de ingestelde positie is overschreden).

Kwalificatiecriteria:
De werkelijke snelheid moet ≥ 90% zijn van de waarde die in het specificatieblad staat vermeld (bijvoorbeeld, als in het specificatieblad een maximale X-assnelheid van 600 mm/s staat vermeld, moet de werkelijke snelheid ≥ 540 mm/s zijn). Tijdens acceleratieaanpassingen moet de beweging soepel verlopen, zonder merkbare overschrijding (overschrijding moet ≤ ±0,1 mm zijn).

5. Stabiliteit van de continue werking: simulatie van een langetermijnproductiescenario

De Robot MHet apparaat moet 8-12 uur continu in een industriële omgeving draaien. Stabiliteitstesten kunnen potentiële problemen aan het licht brengen die verband houden met langdurig gebruik (bijv. oververhitting van de motor, slechte bedrading). Testmethode:

Maak een cyclusprogramma dat de daadwerkelijke productie simuleert (bijvoorbeeld: "pakken - verplaatsen - plaatsen - terug naar de startpositie", waarbij elke cyclus 10 seconden duurt).

Laat de apparatuur 4 uur lang onafgebroken draaien en registreer elke 30 minuten de volgende belangrijke gegevens: temperatuur van de servomotor (gemeten met een infraroodthermometer, normaal gesproken ≤60°C), bedrijfsgeluid (gemeten met een geluidsmeter, normaal gesproken ≤70dB) en eventuele alarmen.

Test na afloop de herhaalbaarheid opnieuw om te bepalen of warmteontwikkeling een afname in nauwkeurigheid heeft veroorzaakt.

Kwalificatiecriteria:

Geen alarmen of abnormale geluiden tijdens continu bedrijf, stabiele motortemperatuur (temperatuurverschil ≤10°C); herhaalbaarheidsafwijking na de test is ≤15% van de initiële testwaarde.

III. Veiligheids- en compatibiliteitstesten: het voorkomen van latere aanpassingsproblemen

Naast de kernprestaties hebben veiligheid en compatibiliteit een directe invloed op de uiteindelijke aanschafprijs van de apparatuur. Het negeren van deze twee aspecten kan leiden tot aanpassingen aan de productielijn, veiligheidsincidenten en andere problemen.

1. Veiligheidstesten: Drie dimensies van operationele veiligheid

Drie-assige servorobotarmen zijn geautomatiseerde apparatuur en moeten voldoen aan industriële veiligheidsnormen (zoals ISO 13849). Belangrijke testpunten zijn onder meer:

Noodstopfunctie: Na het indrukken van de noodstopknop moet het apparaat binnen 0,5 seconden stoppen, waarbij alle assen vergrendeld zijn (geen vrije beweging). Na het opnieuw opstarten moet het apparaat voor gebruik terugkeren naar de beginpositie.

Veiligheidsvoorzieningen: Als het apparaat is uitgerust met een veiligheidslichtscherm/veiligheidsdeur, en een object het lichtscherm blokkeert of de veiligheidsdeur opent, moet het apparaat onmiddellijk stoppen en kan het niet handmatig opnieuw worden opgestart (het moet worden gereset voordat de werking kan worden hervat).

Overbelastingsbeveiliging: Wanneer de belasting meer dan 150% van de nominale waarde bedraagt, moet het apparaat een overbelastingsalarm activeren en uitschakelen om doorbranden van de motor te voorkomen (dit kan worden getest door een te zwaar apparaat te plaatsen).

2. Compatibiliteitstesten: Integratie in bestaande productielijnen garanderen

Als de aangeschafte robotarm Als het product moet worden gebruikt met bestaande apparatuur (zoals transportbanden, PLC-besturingssystemen of visuele inspectieapparatuur), is compatibiliteitstesten essentieel:

Compatibiliteit van de communicatie-interface: Test of de communicatie-interface van de apparatuur (zoals RS485, EtherCAT of Profinet) correct kan communiceren met de bestaande PLC en of de koppeling "PLC stuurt een commando - de robot voert een actie uit" kan worden gerealiseerd (bijvoorbeeld: nadat de transportband het werkstuk op de aangegeven locatie heeft afgeleverd, pakt de robot het automatisch vast);

Softwarecompatibiliteit: Installeer de besturingssoftware van de leverancier en test of deze werkt op bestaande computersystemen (bijv. Windows 10/11), aangepaste programmering ondersteunt (bijv. ladderdiagrammen, G-code) en gebruiksvriendelijk is (bijv. een visuele gebruikersinterface en mogelijkheden voor foutdiagnose heeft);

Compatibiliteit van de eindeffector: Test of de flensinterface van de apparatuur compatibel is met bestaande grijpers (bijv. pneumatische grijpers, vacuümzuignappen) en of deze grijpersignaalfeedback ondersteunt (bijv. signalen voor "grijpsucces/mislukking" die naar het besturingssysteem worden verzonden).

IV. Na de testfase: Voltooi twee afsluitende taken om een ​​basis te leggen voor aankoopbeslissingen.

Na de test moeten de gegevens onmiddellijk worden geordend en eventuele problemen worden gemeld om te voorkomen dat er informatie over het hoofd wordt gezien die aankoopbeslissingen kan beïnvloeden.

1. Stel een testrapport op om de prestaties van de apparatuur te kwantificeren.

Organiseer alle testgegevens in een tabel en definieer duidelijk "testitem, standaardwaarde, werkelijke waarde en conformiteit". Bijvoorbeeld:

Testitem
standaardwaarde
Werkelijke waarde
Naleving
Herhaalbaarheid (X-as)
≤±0,02 mm
±0,015 mm
Voldaan
Nominale belasting Bedrijfssnelheid
≥500 mm/s
480 mm/s
Mislukt
Noodstop reactietijd
≤0,5s
0,3s
Voldaan

Noteer ook alle afwijkingen die tijdens de test worden geconstateerd (bijvoorbeeld: "De X-as maakt ongebruikelijk lawaai bij een belasting van 6 kg" of "De communicatie-interface verbreekt af en toe de verbinding") en vermeld de oplossing van de leverancier (bijvoorbeeld: "Het lawaai is verdwenen na het aanpassen van de motorparameters").

2. Vergelijk meerdere leveranciers en evalueer de kosteneffectiviteit uitgebreid.

Als u testapparatuur van meerdere leveranciers wilt vergelijken, overweeg dan een uitgebreide vergelijking op basis van prestatienormen, prijs en service na verkoop:

Prestatienormen: Geef prioriteit aan apparatuur die voldoet aan alle kernspecificaties (zoals herhaalbaarheid en stabiliteit), waarbij kleinere specificaties (zoals ruis) de normen mogen overschrijden, maar wel aanpasbaar zijn.

Prijs: Ga niet blindelings voor de laagste prijs; bereken de aanschafprijs plus de lopende onderhoudskosten (zoals de garantie op de servomotor en reserveonderdelen).

Service na aankoop: Controleer of de leverancier installatie en inbedrijfstelling, training voor de gebruiker en een garantie van minimaal één jaar biedt, en of ze een lokaal servicecentrum hebben (dit kan de tijd die nodig is voor het oplossen van problemen verkorten).

Conclusie: Proefgebruik is als een "aankoopverzekering", en de details bepalen uiteindelijk de waarde.

De aanschafkosten van een drie-assige servorobotarm De kosten hiervoor variëren doorgaans van tienduizenden tot honderdduizenden yuan. Proefdraaien vóór de aankoop is geen "extra kostenpost", maar een "noodzakelijke investering" om risico's te beperken. Door de testdoelstellingen duidelijk te definiëren, te focussen op de kernprestaties en de veiligheid en compatibiliteit te controleren, kunnen kopers nauwkeuriger bepalen of de apparatuur aansluit bij de productiebehoeften. Dit voorkomt problemen zoals "de verkeerde apparatuur kopen" en "moeilijkheden met latere aanpassingen".

Mocht u tijdens het testen technische problemen ondervinden (bijvoorbeeld bij het gebruik van een laserinterferometer of het schrijven van een testprogramma), neem dan gerust contact op met het technische team van de leverancier of raadpleeg een professioneel testbureau voor automatiseringsapparatuur. Onthoud: alleen apparatuur die door middel van praktijktesten is gevalideerd, kan daadwerkelijk leiden tot kostenbesparingen en efficiëntieverbeteringen in de industriële productie.