Un ghid al punctelor cheie pentru testarea și testarea brațelor robotizate servo cu trei axe

O lectură obligatorie înainte de cumpărare: Un ghid al punctelor cheie pentru testarea și testarea sistemelor triaxiale Braț robotic servos

În valul automatizării industriale, brațe robotice servo cu trei axe, Datorită preciziei și stabilității lor ridicate, au devenit echipamente de bază în producția de electronice, piese auto, ambalaje alimentare și alte domenii. Cu toate acestea, cu atât de multe produse pe piață, este dificil să se determine dacă un dispozitiv este potrivit pentru nevoile dumneavoastră de producție, bazându-se exclusiv pe fișele tehnice. Testarea și testarea prealabilă achiziției sunt pași cruciali pentru atenuarea riscurilor investiționale și a asigura o funcționare eficientă. Acest articol va analiza punctele cheie pentru testarea și testarea brațelor robotizate servo cu trei axe din patru perspective: pregătirea prealabilă testării, testarea performanței nucleului, verificarea siguranței și evaluarea compatibilității, pentru a ajuta cumpărătorii să selecteze cu exactitate echipamentele care le îndeplinesc așteptările.

I. Înainte de proces: Trei pregătiri de bază pentru o testare mai eficientă

Testarea de probă nu înseamnă doar „obținerea echipamentului și pornirea acestuia”. O pregătire temeinică în avans poate preveni abaterile de la direcția testării și poate spori valoarea rezultatelor. Recomandăm să începeți cu următoarele trei aspecte:

1. Clarificați obiectivele testului și compatibilitatea acestora cu scenariul.

Mai întâi, definiți clar obiectivele testării pe baza nevoilor dvs. de producție. De exemplu:
Dacă dispozitivul este utilizat pentru asamblarea componentelor electronice, concentrați-vă pe testarea „repetabilității” și a „fluidității mișcării”;
Dacă este utilizat pentru manipularea obiectelor grele (de exemplu, piese cu greutatea peste 5 kg), concentrați-vă pe „capacitatea de încărcare” și „stabilitatea cuplului servomotorului”;
Dacă urmează să fie integrat într-o linie de producție existentă, este necesar să se confirme în prealabil și compatibilitatea dintre „dimensiunea dispozitivului”, „interfața de montare” și configurația atelierului.

Se recomandă crearea unei „Listă de cerințe de testare” și definirea clară a „criteriilor de calificare” pentru fiecare element de testare (de exemplu, repetabilitatea trebuie să fie ≤±0,02 mm) pentru a evita deciziile ulterioare părtinitoare din cauza judecății subiective.

2. Pregătiți un mediu de testare și instrumente adecvate

Performanța unui braț robotic servo cu trei axe este afectată semnificativ de mediu, așadar mediul de testare ar trebui să simuleze îndeaproape scenariile reale de producție:

Cerințe de spațiu: Rezervați suficientă „cursă de siguranță” pentru mișcarea dispozitivului (consultați datele privind cursa axei din fișa tehnică a dispozitivului, de exemplu, 300 mm pentru axa X, 200 mm pentru axa Y și 150 mm pentru axa Z și acordați un spațiu tampon suplimentar de 10%-20%).

Sursa de alimentare și aer: Verificați dacă tensiunea de alimentare (de exemplu, AC 220V/380V) și presiunea aerului (de exemplu, 0,5-0,7MPa) corespund cerințelor dispozitivului pentru a preveni defecțiunile servomotorului cauzate de instabilitatea tensiunii.

Instrumente de testare: Pregătiți echipamente de măsurare de înaltă precizie (de exemplu, micrometru, interferometru laser), instrumente de simulare a sarcinii (de exemplu, blocuri metalice cu greutatea corespunzătoare) și un formular de înregistrare a datelor (pentru a înregistra datele de testare și anomaliile).

3. Clarificați detaliile de asistență pentru testare cu furnizorul.

Comunicați în avans furnizorului următoarele informații pentru a asigura o testare fără probleme:

Dacă se va oferi îndrumare tehnică la fața locului pentru a preveni deteriorarea echipamentelor din cauza funcționării necorespunzătoare;

Dacă este permisă testarea programelor personalizate (cum ar fi simularea ciclului „apucă-mișcă-plasează” utilizat în producție);

Dacă performanța nu îndeplinește cerințele în timpul testării, se acceptă fie ajustări ale parametrilor, fie înlocuirea prototipului echipamentului.

II. Testarea performanței de bază: Concentrare pe cinci indicatori cheie pentru a determina precizia și stabilitatea echipamentului

Valoarea fundamentală a unui braț robotic servo cu trei axe constă în „precizie ridicată” și „stabilitate ridicată”. Testarea se concentrează pe verificarea următoarelor cinci valori. Fiecare test trebuie repetat de 3-5 ori, iar valoarea medie trebuie calculată pentru a minimiza eroarea.

1. Repetabilitatea: „Linia de salvare” a aplicațiilor industriale

Repetabilitatea se referă la abaterea poziției efectorului final (cum ar fi un dispozitiv de prindere) după ce dispozitivul efectuează aceeași acțiune de mai multe ori. Este o metrică cheie în aplicații precum asamblarea electronică și sudarea de precizie.
Metoda de testare:
Instalați un comparator cu cadran la capătul brațului robotului și aliniați sonda comparatorului cu cadran cu un punct de referință fix (cum ar fi un știft de localizare pe suprafața de lucru).
Scrieți un program care să facă brațul robotului să miște comparatorul cu cadran la punctul de referință și să înregistreze citirea comparatorului cu cadran.
Repetați această acțiune de cinci ori și calculați diferența dintre citirile maxime și minime. Aceasta reprezintă repetabilitatea.
Criterii de calificare:
Brațele robotizate servo cu trei axe de calitate industrială generală necesită o repetabilitate de ≤±0,05 mm, în timp ce echipamentele de precizie necesită o repetabilitate de ≤±0,02 mm (în funcție de nevoile de producție, de exemplu, asamblarea ecranului telefonului mobil necesită ≤±0,01 mm).
Notă: În timpul testării, dezactivați funcția „compensare erori” (unele echipamente au compensarea activată în mod implicit, ceea ce poate afecta precizia reală). Asigurați-vă că suprafața de lucru nu prezintă vibrații (utilizați tampoane antivibrații pe podea).

2. Precizia poziționării: Asigurarea preciziei traiectoriei mișcării

Precizia poziționării se referă la abaterea dintre poziția reală a efectorului final și poziția programată după ce echipamentul execută o mișcare, ceea ce afectează continuitatea procesului de producție. Metoda de testare:
Folosește un interferometru laser pentru a construi un sistem de măsurare și instalează un reflector la capătul brațului robotului.
Selectați uniform 5-8 puncte de testare în intervalul de deplasare al axelor X, Y și Z (de exemplu, de la 0 mm până la deplasarea maximă pe axa X, selectați un punct la fiecare 50 mm).
Controlați brațul robotului până la fiecare punct de setare, înregistrați abaterea poziției reale indicată de interferometrul laser și calculați abaterea maximă în toate punctele.

Criterii de calificare: Precizia de poziționare trebuie să fie ≤ dublul repetabilității (de exemplu, repetabilitate ±0,02 mm, precizie de poziționare ≤ ±0,04 mm), iar abaterea trebuie să fie stabilă (fără fluctuații bruște).

3. Capacitate de încărcare: Verificați „Limita de încărcare” a echipamentului

Capacitatea de încărcare se referă la greutatea maximă (inclusiv greutatea cleștelui) pe care capătul brațului robotului o poate suporta la viteza nominală. Depășirea sarcinii nominale poate cauza supraîncălzirea servomotorului, reducerea vitezei de mișcare sau chiar deteriorarea echipamentului. Metodă de testare:

Instalați un dispozitiv de fixare standard pentru sarcină la capătul brațului robotului (greutatea crește treptat de la 50% la 120% din sarcina nominală. De exemplu, dacă sarcina nominală este de 5 kg, greutăți de testare de 2,5 kg, 5 kg și 6 kg).

Programați brațul robotului să finalizeze un ciclu de „ridicare + translație” la viteza nominală (consultați fișa tehnică a dispozitivului, de exemplu, o viteză maximă pe axa X de 500 mm/s) (testați 10 cicluri pentru fiecare sarcină).

Observați starea de funcționare a dispozitivului: pentru orice scădere de viteză, zgomot anormal al motorului sau alarme (cum ar fi supraîncărcarea).

Criterii de calificare:

Sub sarcina nominală, dispozitivul nu trebuie să producă zgomote anormale sau alarme, iar viteza de mișcare trebuie să fie în concordanță cu fișa tehnică. La 110%-120% din sarcina nominală, este permisă o ușoară scădere a vitezei (≤10%), dar nu sunt permise alarme sau opriri.

4. Viteză și accelerație: impact asupra eficienței producției

Viteza și accelerația determină direct eficiența operațională a robotului. Testarea trebuie efectuată în conformitate cu cerințele ciclului de producție pentru a verifica dacă dispozitivul poate atinge eficiența așteptată.
Metodă de testare:
Folosește un cronometru pentru a înregistra timpul necesar robotului pentru a parcurge o „distanță de la punctul A la punctul B” (o distanță cunoscută, cum ar fi o mișcare pe axa X de 200 mm) și calculează viteza reală (viteză = distanță / timp).
Testați mișcarea robotului la diferite accelerații (de exemplu, creșterea accelerației de la 0,5 m/s² la 1,5 m/s²) pentru a observa dacă există „stâlpi” sau „depășiri” (adică inversarea după depășirea poziției setate).

Criterii de calificare:
Viteza reală trebuie să fie ≥ 90% din valoarea specificată în fișa tehnică (de exemplu, dacă fișa tehnică specifică o viteză maximă pe axa X de 600 mm/s, viteza reală trebuie să fie ≥ 540 mm/s). În timpul ajustărilor de accelerare, mișcarea trebuie să fie lină, fără depășiri vizibile (depășirea trebuie să fie ≤ ±0,1 mm).

5. Stabilitatea funcționării continue: simularea scenariului de producție pe termen lung

Cel/Cea/Cei/Cele Robotul M.Trebuie doar să funcționeze continuu timp de 8-12 ore într-un mediu industrial. Testarea stabilității poate identifica potențialele probleme asociate cu funcționarea pe termen lung (de exemplu, supraîncălzirea motorului, conexiuni slabe ale cablurilor). Metodă de testare:

Creați un program de ciclu care simulează producția reală (de exemplu, „apucă - mută - plasează - readuce la origine”, fiecare ciclu durând 10 secunde).

Lăsați echipamentul să funcționeze continuu timp de 4 ore, înregistrând datele cheie la fiecare 30 de minute: temperatura servomotorului (măsurată cu un termometru cu infraroșu, în mod normal ≤60°C), zgomotul de funcționare (măsurat cu un sonometru, în mod normal ≤70dB) și orice alarme.

După rulare, retestați repetabilitatea pentru a determina dacă generarea de căldură a cauzat o scădere a preciziei.

Criterii de calificare:

Fără alarme sau zgomote anormale în timpul funcționării continue, temperatură stabilă a motorului (diferență de temperatură ≤10°C); abaterea de repetabilitate după rulare este ≤15% din valoarea inițială a testului.

III. Testarea siguranței și a compatibilității: evitarea provocărilor legate de adaptarea ulterioară

Pe lângă performanța de bază, siguranța și compatibilitatea au un impact direct asupra „costului de aterizare” al echipamentului. Neglijarea acestor două teste poate duce la modificări ale liniei de producție, incidente de siguranță și alte probleme.

1. Testarea siguranței: Trei dimensiuni ale siguranței operaționale

Brațele robotice servo cu trei axe sunt echipamente automatizate și trebuie să respecte standardele de siguranță industrială (cum ar fi ISO 13849). Printre principalele obiective de testare se numără:

Funcția de oprire de urgență: După apăsarea butonului de oprire de urgență, dispozitivul trebuie să se oprească în 0,5 secunde, cu toate axele blocate (fără alunecare liberă). După repornire, trebuie să revină la punctul de origine înainte de operare.

Dispozitive de siguranță: Dacă dispozitivul este echipat cu o barieră luminoasă/ușă de siguranță, dacă un obiect blochează bariera luminoasă sau deschide ușa de siguranță, dispozitivul trebuie să se oprească imediat și nu poate fi repornit manual (trebuie resetat înainte de a putea începe funcționarea).

Protecție la suprasarcină: Când sarcina finală depășește 150% din valoarea nominală, dispozitivul trebuie să declanșeze o alarmă de suprasarcină și să se oprească pentru a preveni arderea motorului (acest lucru poate fi testat prin încărcarea unui dispozitiv de fixare supraponderal).

2. Testarea compatibilității: Asigurarea integrării în liniile de producție existente

Dacă brațul robotic achiziționat trebuie utilizat cu echipamente existente (cum ar fi benzi transportoare, sisteme de control PLC sau echipamente de inspecție vizuală), testarea compatibilității este esențială:

Compatibilitatea interfeței de comunicație: Testați dacă interfața de comunicație a echipamentului (cum ar fi RS485, EtherCAT sau Profinet) poate comunica corect cu PLC-ul existent și dacă se poate realiza legătura „PLC trimite o comandă - robotul execută o acțiune” (de exemplu, după ce transportorul livrează piesa de prelucrat în locația specificată, robotul o apucă automat);

Compatibilitate software: Instalați software-ul de control al furnizorului și testați dacă acesta rulează pe sistemele informatice existente (de exemplu, Windows 10/11), acceptă programare personalizată (de exemplu, diagrame ladder, cod G) și este ușor de utilizat (de exemplu, are o interfață vizuală cu utilizatorul și capacități de diagnosticare a defecțiunilor);

Compatibilitatea efectorului final: Testați dacă interfața flanșei echipamentului este compatibilă cu cleștii existenți (de exemplu, clești pneumatici, ventuze) și dacă acceptă feedback-ul semnalului cleștii (de exemplu, semnale „succes/eșec prindere” transmise către sistemul de control).

IV. Post-testare: Realizați două sarcini finale pentru a oferi o bază pentru deciziile de cumpărare

După testare, datele trebuie organizate prompt, iar orice problemă trebuie comunicată pentru a evita omisiunile care ar putea afecta deciziile de cumpărare.

1. Pregătiți un raport de testare pentru a cuantifica performanța echipamentului

Organizați toate datele de testare într-un tabel, definind clar „elementul de testare, valoarea standard, valoarea reală și conformitatea”. De exemplu:

Element de testare
Valoare standard
Valoare reală
Conformitate
Repetabilitate (axa X)
≤±0,02 mm
±0,015 mm
Respectat
Viteza de funcționare a sarcinii nominale
≥500 mm/s
480 mm/s
Eșuat
Timpul de răspuns la oprirea de urgență
≤0,5 secunde
0,3 secunde
Respectat

De asemenea, înregistrați orice anomalii întâlnite în timpul testului (de exemplu, „Axa X produce un zgomot neobișnuit sub o sarcină de 6 kg” sau „Interfața de comunicație se deconectează ocazional”) și notați soluția furnizorului (de exemplu, „Zgomotul a dispărut după ajustarea parametrilor motorului”).

2. Comparați mai mulți furnizori și evaluați cuprinzător eficiența costurilor

Dacă testați echipamente de la mai mulți furnizori, luați în considerare o comparație cuprinzătoare bazată pe conformitatea performanței, preț și servicii post-vânzare:

Conformitatea cu performanța: Se acordă prioritate echipamentelor care îndeplinesc toate specificațiile de bază (cum ar fi repetabilitatea și stabilitatea), specificațiile minore (cum ar fi zgomotul) depășind standardele, dar fiind ajustabile.

Preț: Evitați să urmăriți orbește cel mai mic preț; calculați prețul de achiziție + costurile de întreținere curente (cum ar fi garanția servomotorului și piesele de schimb).

Service post-vânzare: Verificați dacă furnizorul oferă servicii de instalare și punere în funcțiune, instruire pentru operatori și o garanție de cel puțin un an și dacă are un centru local de service post-vânzare (acest lucru poate scurta timpul de depanare).

Concluzie: Testarea este ca o „asigurare de cumpărare”, iar detaliile determină valoarea finală.

Costul de achiziție al un braț robotic servo cu trei axe de obicei, costul variază de la zeci de mii la sute de mii de yuani. Testarea de probă înainte de achiziție nu reprezintă un „cost suplimentar”, ci o „investiție necesară” pentru atenuarea riscurilor. Prin definirea clară a obiectivelor de testare, concentrarea asupra performanței de bază și verificarea siguranței și compatibilității, cumpărătorii pot determina mai precis dacă echipamentul corespunde nevoilor de producție, evitând probleme precum „cumpărarea echipamentului greșit” și „dificultățile cu modificările ulterioare”.

Dacă întâmpinați dificultăți tehnice în timpul testării (cum ar fi modul de utilizare a unui interferometru laser sau de scriere a unui program de testare), nu ezitați să contactați echipa tehnică a furnizorului sau să consultați o agenție profesională de testare a echipamentelor de automatizare. Rețineți: numai echipamentele care au fost verificate prin teste pe teren pot oferi cu adevărat o reducere a costurilor și o îmbunătățire a eficienței în producția industrială.