书 书 书犐犆犛 ２５ ． ０４０ ． ３０ 犑 ２８ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G27 /G28 /G29 /G2A 犌犅 ／ 犜 ４０５７６ — ２０２１ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G28 /G29 /G2A /G2B /G2C /G2D 犈狏犪犾狌犪狋犻狅狀犿犲狋犺狅犱狅犾狅犵狔犳狅狉狅狆犲狉犪狋犻狅狀犲犳犳犻犮犻犲狀犮狔狅犳犻狀犱狌狊狋狉犻犪犾狉狅犫狅狋狊 ２０２１  １０  １１ /G2E /G2F ２０２２  ０５  ０１ /G30 /G31 /G27 /G28 /G2B /G2C /G2D /G2E /G2F /G30 /G31 /G32 /G27 /G28 /G29 /G2A /G33 /G2F /G30 /G34 /G35 /G36 /G2E /G2F书 书 书目 　　 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… １ 　 范围 １ ……………………………………………………………………………………………………… ２ 　 规范性引用文件 １ ………………………………………………………………………………………… ３ 　 术语和定义 １ ……………………………………………………………………………………………… ４ 　 运行效率评价流程 ２ ……………………………………………………………………………………… ５ 　 标准循环运行测试方法 ３ ………………………………………………………………………………… ６ 　 实际工况运行测试方法 ４ ………………………………………………………………………………… ７ 　 运行效率评价指标 ６ ……………………………………………………………………………………… ８ 　 评价报告的编写 ８ ………………………………………………………………………………………… 附录 Ａ （ 资料性附录 ） 　 工业机器人运行效率优化方法 ９ ………………………………………………… 附录 Ｂ （ 资料性附录 ） 　 工业机器人运行效率评价示例 １０ ………………………………………………… Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ４０５７６ — ２０２１ 前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２００９ 给出的规则起草 。 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这些专利的责任 。 本标准由中国机械工业联合会提出 。 本标准由全国自动化系统与集成标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ１５９ ） 归口 。 本标准起草单位 ： 中机生产力促进中心 、 重庆大学 、 苏州苏相机器人智能装备有限公司 、 北京机械工业自动化研究所有限公司 、 苏州傲特敏机器人技术服务有限公司 、 重庆华数机器人有限公司 、 苏州大学 、 常州铭赛机器人科技股份有限公司 、 南京熊猫电子装备有限公司 、 江苏汇博机器人技术股份有限公司 、 中国科学院沈阳自动化研究所 、 福州广泰机械设备有限公司 、 国机智能技术研究院有限公司 、 上海沃迪智能装备股份有限公司 。 本标准主要起草人 ： 曹华军 、 孙婷婷 、 江沛 、 孙立宁 、 瞿卫新 、 尹作重 、 杨品 、 宁国松 、 高宏伟 、 辛明哲 、 夏亮 、 陈国栋 、 陈彬 、 秦修功 、 任建勋 、 李长峰 、 王富林 、 王振华 、 李志海 、 吴晓岚 、 贾建民 、 童上高 、 陆小军 、 王呈栋 。 Ⅲ 犌犅 ／ 犜 ４０５７６ — ２０２１ 工业机器人运行效率评价方法 １ 　 范围 本标准规定了工业机器人在制造环境中运行能耗测试及运行效率评价方法 。 本标准适用于机器人使用者对工业机器人运行过程效率评价 ， 以实现工业机器人运行过程中的能 耗管控 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。 凡是注日期的引用文件 ， 仅注日期的版本适用于本文 件 。 凡是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 ／ Ｔ１２６４３ — ２０１３ 　 机器人与机器人装备 　 词汇 ＧＢ ／ Ｔ４０５７５ 　 工业机器人能效评估导则 ３ 　 术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ１２６４３ — ２０１３ 、 ＧＢ ／ Ｔ４０５７５ 界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。 ３ ． １ 工步 　 狊狋犲狆 在加工表面 （ 或装配时的连接表面 、 搬运时的工件 ） 和加工 （ 或装配 、 搬运 ） 工具不变的情况下 ， 连续 完成的那一部分工序 。 注 ： 改写 ＧＢ ／ Ｔ４８６３ — ２００８ ， 定义 ３．４．３ 。 ３ ． ２ 工业机器人任务 　 狋犪狊犽狅犳犪狀犻狀犱狌狊狋狉犻犪犾狉狅犫狅狋 工业机器人完成特定操作过程中 ， 一系列工步的动作总和 。 ３ ． ３ 标准循环 　 狊狋犪狀犱犪狉犱犮狔犮犾犲 标准工况下 ， 工业机器人完成一个合格任务的过程 。 ３ ． ４ 辅助能耗 　 犪狊狊犻狊狋犪狀狋犲狀犲狉犵狔犮狅狀狊狌犿狆狋犻狅狀 工业机器人运行过程中 ， 辅助时间内消耗的能量 。 ３ ． ５ 异常能耗 　 犳犪狌犾狋狊狋犪狋狌狊犲狀犲狉犵狔犮狅狀狊狌犿狆狋犻狅狀 工业机器人运行过程中 ， 在异常状态下消耗的能量 。 ３ ． ６ 运行能耗标称值 　 狀狅犿犻狀犪犾犲狀犲狉犵狔犮狅狀狊狌犿狆狋犻狅狀犻狀狅狆犲狉犪狋犻狅狀 重复完成多次标准循环所消耗能量的平均值 。 １ 犌犅 ／ 犜 ４０５７６ — ２０２１ ３ ． ７ 运行能量效率系数 　 犲狀犲狉犵狔犲犳犳犻犮犻犲狀犮狔狉犪狋犻狅犻狀狅狆犲狉犪狋犻狅狀 完成一个合格任务 ， 能耗标称值与实际运行能耗平均值的比值 。 ３ ． ８ 辅助能量比例系数 　 犪狊狊犻狊狋犪狀狋犲狀犲狉犵狔犮狅狀狊狌犿狆狋犻狅狀狉犪狋犻狅犻狀狅狆犲狉犪狋犻狅狀 辅助能耗与总能耗的比值 。 ３ ． ９ 异常能量比例系数 　 犳犪狌犾狋狊狋犪狋狌狊犲狀犲狉犵狔犮狅狀狊狌犿狆狋犻狅狀狉犪狋犻狅犻狀狅狆犲狉犪狋犻狅狀 异常能耗与总能耗的比值 。 ４ 　 运行效率评价流程 工业机器人运行效率评价流程如图 １ 所示 ： 图 １ 　 运行效率评价流程 ２ 犌犅 ／ 犜 ４０５７６ — ２０２１ 　　 工业机器人运行效率评价具体步骤如下 ： ａ ） 　 确定工业机器人运行任务 、 工艺方案 ， 并编写工业机器人运行程序 ； ｂ ） 　 按照第 ５ 章要求进行标准循环运行测试 ， 获得标准循环运行测试功率曲线 ； ｃ ） 　 按照第 ６ 章要求实际工况运行测试 ， 获得实际工况运行测试功率曲线 ； ｄ ） 　 按照式 （ １ ） ～ 式 （ ４ ） 分别进行计算标准循环运行总能耗 、 实际工况运行总能耗 、 辅助能耗和异常 能耗等数据 ； ｅ ） 　 在能耗数据的基础上 ， 再按照式 （ ５ ） ～ 式 （ ８ ） 分别进行计算运行能耗标称值 、 辅助能量比例系 数 、 异常能量比例系数和运行能量效率系数等评价指标 ， 分析工业机器人运行效率水平 ； ｆ ） 　 提出工业机器人运行效率优化建议 ， 优化方法参见附录 Ａ ； ｇ ） 　 编写工业机器人运行效率评价报告 。 工业机器人运行效率评价示例参见附录 Ｂ 。 ５ 　 标准循环运行测试方法 ５ ． １ 　 测试要求 测试涉及的功率检测设备 、 测试温度 、 操作条件及热机要求应符合 ＧＢ ／ Ｔ×××× 中第 ５ 章的 规定 。 ５ ． ２ 　 测试步骤 通过以下步骤进行工业机器人标准循环运行测试 ： ａ ） 　 安装工业机器人末端执行器 ， 设定标准生产工况 ； ｂ ） 　 对工业机器人进行热机操作 ； ｃ ） 　 将功率检测设备接入工业机器人主电源 ； ｄ ） 　 打开工业机器人主电源 ， 使能工业机器人各电机 ； ｅ ） 　 执行工业机器人运行程序 ； ｆ ） 　 将工业机器人各电机取消使能 ， 关闭工业机器人主电源 。 ５ ． ３ 　 结果记录 通过功率检测设备测量标准循环运行测试过程中工业机器人功率随时间变化情况 ， 并通过标准循 环运行测试功率曲线记录测试结果 。 图 ２ 为标准循环运行测试结果记录示例 。 ３ 犌犅 ／ 犜 ４０５７６ — ２０２１ 　　 说明 ： 犘 Ｓ ——— 工业机器人瞬时功率 ； 狋 ——— 时间 ； 狋 １ｓ ——— 第 １ 个工步开始时刻 ； 狋 １ｅ ——— 第 １ 个工步结束时刻 ； 狋 犻 ｓ ——— 第 犻 个工步开始时刻 ； 狋 犻 ｅ ——— 第 犻 个工步结束时刻 。 图 ２ 　 标准循环运行测试功率曲线示意图 ５ ． ４ 　 能耗数据计算 在标准循环运行测试中 ， 工业机器人标准循环运行总能耗通过式 （ １ ） 计算 ： 犈 Ｓ ＝ ∑ 狀 犻 ＝ １ ∫ 狋 犻 ｅ 狋 犻 ｓ 犘 Ｓ ｄ 狋 …………………………（ １ ） 式中 ： 犈 Ｓ ——— 工业机器人标准循环运行总能耗 ， 单位为焦耳 （ Ｊ ）； 犘 Ｓ ——— 工业机器人的瞬时功率 ， 单位为瓦特 （ Ｗ ）； 狀 ——— 标准循环包含工步个数 ； 狋 犻 ｓ ——— 第 犻 个工步起始时刻 ， 单位为秒 （ ｓ ）； 狋 犻 ｅ ——— 第 犻 个工步结束时刻 ， 单位为秒 （ ｓ ）。 ６ 　 实际工况运行测试方法 ６ ． １ 　 测试要求 测试涉及的功率检测设备 、 操作条件应符合 ＧＢ ／ Ｔ×××× 中第 ５ 章的规定 。 ６ ． ２ 　 测试步骤 通过以下步骤进行工业机器人实际工况下运行测试 ：