T/CRSS 0019-2024 重载工业机器人 全域定位精度 试验方法

ICS 25.040.30
CCS J 28
重庆市机器人学会团体标准
T/CRSS 0019—2024
重载工业机器人全域定位精度试验方法
Industrial robots with heavy duty-Positional accuracy in full range of motion-Testmethods
2024 - 12 - 10 发布2024 - 12 - 30 实施
重庆市机器人学会 发布

目次
前言.......................................................................................................................................................................II
1 范围..................................................................................................................................................................1
2 规范性引用文件............................................................................................................................................. 1
3 术语和定义..................................................................................................................................................... 1
4 试验条件与方法............................................................................................................................................. 2
试验报告.................................................................................................................................................. 2
试验条件.................................................................................................................................................. 2
试验方法.................................................................................................................................................. 3
附录A（资料性） 试验报告实例.................................................................................................................... 6
A.1 重载工业机器人基本信息...................................................................................................................... 6
A.2 试验条件..................................................................................................................................................6
A.3 试验参数..................................................................................................................................................6
A.4 试验结果表............................................................................................................................................. 6
T/CRSS 0019—2024
II
前言
本文件按照GB/T 1.1—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、重庆大学、重庆凯瑞认证服务有限公司、重庆文
理学院、重庆智能机器人研究院、中国科学院重庆绿色智能技术研究院、广东天太机器人有限公司、库
卡机器人（广东）有限公司、广州数控机器人科技有限公司、重庆城市职业学院、中国汽车工程研究院
股份有限公司、重庆三电智能科技有限公司、中国软件评测中心（工业和信息化部软件与集成电路促进
中心）、重庆邮电大学、东方电气集团科学技术研究院有限公司、埃夫特智能装备股份有限公司、重庆
鲁班机器人技术研究院有限公司、重庆科技学院。
本文件主要起草人：王茂林、陈才、唐臣玉、谷明信、夏亮、何国田、尚明生、何志雄、李建韬、
李永和、江文明、韩亚军、管越、黄伟、吴曾萍、孙添飞、李本旺、赵赢、梁学修、雷建勇、李会兰、
李帅永、凌乐、魏清平、马翔宇、李晓光、彭鑫、何宋西莹、李香、李辉、向学位、贺吉、陈仕聪。
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重载工业机器人全域定位精度试验方法
1 范围
本文件规定了重载工业机器人全域定位精度的术语和定义、技术要求、试验条件和试验方法等。
本文件适用于重载工业机器人(额定负载不小于150 kg且最大工作半径不小于2000 mm)。
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 12642-2013 工业机器人性能规范及其试验方法
GB/T 12643-2013 机器人与机器人装备词汇
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
工业机器人industrial robot
自动控制的、可重复编程、多用途的操作机，可对三个或三个以上轴进行编程。它可以是固定式或
移动式。在工业自动化中使用。
注1：工业机器人包括：
——操作机，含致动器；
——控制器，含示教盒和某些通讯接口（硬件和软件）。
注2：这包括某些集成的附加轴。
[来源：GB/T 12643-2013]
额定负载rated load
正常操作条件下作用于机械接口或移动平台且不会使机器人性能降低的最大负载。
注：额定负载包括末端执行器、附件、工件的惯性作用力。
工作空间working space
由手腕参考点所能掠过的空间，是由手腕各关节平移或旋转的区域附加于该手腕参考点。
最大空间maximum space
机器人活动部件所能掠过的空间加上由末端执行器和工件运动时所能掠过的空间。
注：对于移动平台来说，这个空间可以认为是移动时理论上能到达的全部空间。
最大工作半径maximum working radius
机器人在最大工作空间时操作臂的长度。
重载工业机器人industrial robots with heavy-duty
额定负载不小于150 kg且最大工作半径不小于2000 mm的工业机器人，应用于汽车装配、搬运、码
垛、点焊、打磨、建筑等场景。
全域定位精度positional accuracy in full range of motion
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重载工业机器人在所有工作范围内的定位精度，不限于位姿准确度、位姿重复性、位置稳定时间、
位置超调量、位姿漂移。
位姿准确度pose accuracy
指令位姿和从同一方向接近该指令位姿时的实到位姿平均值之间的偏差。
[来源：GB/T 12642-2013]
位姿重复性pose repeatability
对同一指令位姿从同一方向重复响应n次后实到位姿的一致程度。
[来源：GB/T 12642-2013]
位置稳定时间pose stabilization time
用于衡量机器人停止在实到位姿快慢程度的性能。
[来源：GB/T 12642-2013]
位置超调量pose overshoot
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/T 12642-2013]
4 试验条件与方法
试验报告
试验报告实例参见附录A。
试验条件
4.2.1 操作条件
重载工业机器人的正常操作条件，应由制造商说明。
正常操作条件包括（但不限于）：对电源、液压源和气压源的要求，电源波动和干扰，最大安全操
作极限等。
4.2.2 环境条件
试验的环境温度（θ）为20℃。采用其他的环境温度应在试验报告中指明并加以解释。试验温度应
保持在θ±2℃范围内。
为使重载工业机器人和测量仪器在试验前处于热稳定状态下，需将他们置于试验环境中足够长的时
间（最好一昼夜），还需防止外界振动、通风和外部热辐射（如阳光、加热器）。
注：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。
4.2.3 试验工作空间及目标点
全域试验工作空间及目标点见图1。
图1 全域试验工作空间及目标点
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图1所示球体半径R定义为重载工业机器人运动范围，球内接立方体（边长为d）的顶点C1、C2、
C3、C4、C5、C6、C7、C8。立方体内所用平面12个，包括立方体表面6个、斜面6个，分别是：
a) C1-C2-C3-C4；
b) C5-C6-C7-C8；
c) C2-C3-C7-C6；
d) C1-C4-C8-C5；
e) C1-C5-C6-C2；
f) C3-C4-C8-C7；
g) C3-C4-C5-C6；
h) C1-C2-C7-C8；
i) C2-C3-C5-C8；
j) C1-C4-C7-C6；
k) C1-C5-C7-C3；
l) C2-C4-C8-C6。
位姿试验应选用以上平面之一，并在试验报告中指出选用了哪一个平面。测量平面应平行于以上选
用平面。试验位姿应以基坐标系或关节坐标系来确定。测试点位于测试平面对角线上，P0是对角线交点，
点P1-P8是重载工业机器人手腕参考点的位置。
4.2.4 最大工作半径Rmax
试验运动范围要求：最大工作半径Rmax应根据最大运动范围进行适当选取，试验运动半径按比例逐
级递减，向下取整，见表1。
表1 试验运动范围
试验选取半径R 距离(mm)
R1 最大运动半径Rmax
R2 90%
R3 80%
R4 70%
R5 50%
试验方法
4.3.1 试验评估参数
本试验全域定位精度包括重载工业机器人静态定位精度和动态定位精度。
——静态定位精度：位姿准确度、位姿重复性。
——动态定位精度：位置稳定时间、位置超调量、位姿漂移。
注：其中，位姿准确度包括单方向位姿准确度、多方向位姿准确度变动,位姿漂移包括位姿准确度漂移和位姿重复
性漂移。
4.3.2 试验要求
位姿特性漂移试验应独立进行、且位姿特性试验应在点位或连续轨迹控制下进行。
轨迹特性试验应在轨迹控制下进行。常用试验区域见图2。
注1：试验顺序对实验结果没有影响，但为了确定停顿时间，建议先进行位置稳定时间试验后，再进行位姿重复性
试验。
注2：位置超调量、位置准确度和重复性试验可同时进行。
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图2 试验工作空间与坐标系相对位置
4.3.3 全域位姿准确度与重复性
4.3.3.1 全域位姿准确度与重复性试验条件
全域位姿准确度与重复性试验条件应按表2执行, 建议运行轨迹按照P0-P1-P2-P3-P4-P0为一个循
环。
表2 全域位置准确度与重复性试验条件
负载速度目标点循环次数
100%额定负载
100%额定速度；
10%、50%额定速度（可选）
P0-P1-P2-P3-P4 100
空载、30%、50%、80%额定负载（可
选）
100%额定速度；
10%、50%额定速度（可选）
4.3.3.2 全域位姿准确度计算
公式参考GB/T 12642-2013中7.2.1位姿准确度计算方法。位姿准确度分为位置准确度和姿态准确度。
a) 位置准确度为指令位姿的位置与实际到达位置集群重心之差，计算公式见式（1）。