《上下料桁架機器人》編制說明

1、PAGE PAGE 12上下料桁架機器人編制說明（征求意見稿）1工作簡況1.1任務來源本項目是根據(jù)工業(yè)和信息化部辦公廳2018年5月11日下達的關于印發(fā)2018年第二批行業(yè)標準制修訂和外文版項目計劃的通知（工信廳科201831號），計劃編號為2018-0726T- HYPERLINK 55:8080/TaskBook.aspx?id=JBCPZT06442018 JB，項目名稱“上下料桁架機器人”進行制定，主要起草單位：寧夏巨能機器人股份有限公司，寧夏機械工業(yè)協(xié)會，計劃應完成時間2020年。1.2標準化對象簡要概括上下料桁架機器人適用于數(shù)控機床單機、雙機和多機組成的加工單元或自動生產(chǎn)線，基于加

2、工工序和節(jié)拍，由一個或多個桁架機器人將零件送達機床卡盤、工作臺、檢測工位和料倉，實現(xiàn)對數(shù)控機床和生產(chǎn)線的自動上下料；當零件需要翻轉多姿態(tài)時，配置復合桁架機器人，實現(xiàn)零件自動翻轉；與自動化料倉、零件檢測等工位集成，自動實現(xiàn)零件從毛坯到各序加工和周轉、檢測、成品碼放；與數(shù)控機床和各單元集成應用，組成智能制造單元和智能制造生產(chǎn)線，進而組建無人自動化加工系統(tǒng)，形成CIM或者CIMS智能加工制造系統(tǒng)。中國制造2025十大重點領域和智能制造工程實施指南（2016-2020）都將“高檔數(shù)控機床與工業(yè)機器人”作為重點發(fā)展領域。桁架機器人屬于工業(yè)機器人領域中的子領域，是智能生產(chǎn)線和智能工廠的重要組成部分。桁架機

3、器人為其中一類產(chǎn)品，近年來該產(chǎn)品在我國快速發(fā)展，目前已有多家企業(yè)研制并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)品標準缺失是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。本標準的制定能較好解決這類問題。寧夏巨能機器人股份有限公司是從事數(shù)控機床自動上下料桁架機器人的專業(yè)生產(chǎn)廠家，是西北第一家獨立開發(fā)和制造智能機器人的專業(yè)公司，憑借多年來對機器人裝備方面的研究，打造了一支高水平的研發(fā)隊伍，是真正擁有自主知識產(chǎn)權和核心技術的高科技企業(yè)。數(shù)控機床自動上下料桁架機器人是我公司自主研發(fā)的創(chuàng)新型高新技術產(chǎn)品，研發(fā)過程中取得多項專利技術，項目產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)、制造、檢驗等完全采用自主知識產(chǎn)權。該項目產(chǎn)品研制成功后，已先后為40余家公司提供了700多（臺）套數(shù)控

4、機床自動上下料機器人，經(jīng)用戶使用驗證，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，質量可靠，客戶滿意度較高，產(chǎn)品應用前景廣闊。1.3目的意義：制定本標準是為規(guī)范引領該行業(yè)產(chǎn)品未來發(fā)展方向，對產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到主導作用。項目結合裝備制造業(yè)的生產(chǎn)與管理特點，為數(shù)控機床上下料機器人的設計、制造、檢驗和驗收提供依據(jù)?？煽s短新產(chǎn)品的設計、研制周期，確保低耗高效地研制出新產(chǎn)品，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益和資源利用水平，進一步提升產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)外的核心競爭力。1.4主要工作過程1.4.1起草（草案、論證）階段：上下料桁架機器人項目任務下達后，2018年6月20日，由寧夏巨能機器人股份有限公司、寧夏機械工業(yè)協(xié)會組織召開了上下料桁架機器人項目啟動會

5、暨標準工作組第一次會議工作會。并成立了由10人組成的項目組，正式啟動了該項目的實施。項目組通過內(nèi)部研討學習和外出參加學習，對國內(nèi)桁架機器人生產(chǎn)情況進行了深入的調(diào)查研究，同時廣泛搜集相關標準和國內(nèi)外技術資料，進行了大量的研究分析、資料查證工作，確定了標準的制定原則，結合現(xiàn)有的企標實際應用經(jīng)驗，通過多次溝通和研討，進行了全面總結和歸納，編制出上下料桁架機器人標準草案初稿。經(jīng)過工作組及公司內(nèi)相關專家多次研討，對標準草案初稿進行了認真的修改、完善。 1.4.2征求意見階段：擬計劃2018年5月中旬召集區(qū)內(nèi)專家進行征求意見、會后3日內(nèi)針對專家提出意見進行處置），并對標準文本進行修改。 1.4.3審查階段

6、：擬計劃2019年6月前形成送審稿、2019年7月完成審查準備工作、2019年8月進行會審。 1.4.4報批階段：擬計劃2019年10月形成報批稿，12月底前完成復核和上報等）。 1.5主要參加單位和工作成員及其所做的工作 本標準的負責起草單位為：寧夏巨能機器人股份有限公司參加單位：寧夏機械工業(yè)協(xié)會 本標準主要起草人為：李志博、董德、車延明、鮑魯海、郭強、宋明安、宋凱鑫、麻輝、陳宏宇、燕向陽。所做的工作：寧夏巨能機器人股份有限公司：李志博任工作組組長，負責資源協(xié)調(diào)、標準范圍確定、內(nèi)容與方向全局把控，麻輝負責組織策劃、組織協(xié)調(diào)、試驗驗證與審核、董德負責本標準的具體起草與編制，標準編制說明的編制；

7、車延明、鮑魯海負責標準內(nèi)容框架審核，具體內(nèi)容的合規(guī)性、完備性指導，郭強、宋明安和宋凱鑫負責國內(nèi)外相關文獻和資料的收集、分析及資料查證，寧夏機械工業(yè)協(xié)會陳宏宇負責標準化合規(guī)性審核，對標準的具體內(nèi)容進行修改和完善；燕向陽參加標準制定和意見匯總。2標準編寫原則和主要內(nèi)容2.1標準編制原則本標準在制定過程中認真貫徹工業(yè)和信息化部，中國機械工業(yè)聯(lián)合會有關行業(yè)標準制定管理辦法。注重與技術創(chuàng)新、試驗驗證、產(chǎn)業(yè)推進，應用推廣相結合，本著先進性、科學性、合理性及如下原則進行制定工作。本標準制定內(nèi)容體現(xiàn)先進性、前瞻性、適用性；符合現(xiàn)行相關法律、法規(guī)、規(guī)章，與其保持一致；本標準的編寫格式符合GB/T 1.1 -20

8、09的要求；在技術內(nèi)容上與相關國家標準、行業(yè)標準協(xié)調(diào)一致； 積極采用先進技術和科技成果，經(jīng)試驗驗證后轉化到標準中。2.1.1主要內(nèi)容本標準的主要內(nèi)容如下：前言1范圍2規(guī)范性引用文件3術語和定義4分類與基本參數(shù)5技術要求6試驗方法7檢驗規(guī)則8標志、包裝、運輸和貯存2.3適用范圍本標準規(guī)定了自動上下料桁架機器人的術語和定義、分類與基本參數(shù)技術要求試驗方法檢驗規(guī)則標志、包裝、運輸及貯存。本標準適用于機械加工設備用自動上下料桁架機器人及其變形機型（以下簡稱機器人）。2.4主要內(nèi)容的論據(jù)及解決的主要問題本標準的主要內(nèi)容由以下五部分構成。2.4.1術語和定義GB/T 12643-2013 機器人與機器人裝

9、備 詞匯（Robots and robotic devices-Vocabulary）界定的以及下列術語和定義適用于本標準。上下料桁架機器人 Loding and unloading Gantry robot具備搬運及交換工件的能力，由支撐立柱、橫梁、托板等單元組裝而成，能夠執(zhí)行直線或旋轉運動，并按照程序自動運行的機器人。2.4.2分類與基本參數(shù)按照信號傳輸方式分為有線和無線上下料桁架機器人，有線桁架機器人適應于單機、雙機和多機聯(lián)動自動上下料；無線桁架機器人適應于長行程、高速條件下多機聯(lián)動的自動上下料。按照伺服軸數(shù)分為兩軸、三軸和多軸機器人。按照結構形式分為單豎軸、雙豎軸、上三軸、下三軸、龍門

10、、復合型機器人。基本參數(shù)依照抓取額定負荷（kg）分為額定負荷100 、100額定負荷500、500額定負荷3500三種規(guī)格，基本覆蓋了目前加工制造業(yè)的應用范圍，產(chǎn)品定位準確，規(guī)格劃分合理。從用途方面，主要從單豎梁無線桁架、交叉雙豎軸無線桁架、平行雙豎軸無線桁架進行了規(guī)劃，形成了系列化無線桁架機器人的自動化生產(chǎn)線。2.4.3技術要求本標準的技術要求部分基本全面地規(guī)定了產(chǎn)品質量所必須達到的基本要求， 本章節(jié)規(guī)范了機器人的一般要求、正常工作條件、功能，操作方式、重復定位精度、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、安全要求、成套性、可靠性等，使產(chǎn)品從設計、生產(chǎn)制造方面做到統(tǒng)一、通用、系列、模塊組合，從源頭把控產(chǎn)品質量。

11、2.4.4試驗方法針對提出的技術要求包括運轉試驗、急停功能試驗、重復定位精度試驗、操作方式試驗、安全檢驗、運輸試驗和可靠性試驗，逐項確定試驗方法進行驗證，規(guī)范試驗驗證程序。2.4.5檢驗規(guī)則檢驗規(guī)則中對檢驗進行了出廠檢驗和型式檢驗分類，明確了不同條件下的檢驗項目驗證要求。2.4.6標志、包裝、運輸和貯存本章節(jié)規(guī)范了標志、包裝、運輸和貯存的要求。明確了產(chǎn)品出廠包裝、標識，運輸和貯存的基本要求，防止出現(xiàn)可能影響產(chǎn)品質量的外界干擾因素。2.5本標準的技術水平我公司采用擁有的自主知識產(chǎn)權，自主研發(fā)、生產(chǎn)的“數(shù)控機床自動上下料桁架機器人”是一款高度智能化、自動化、模塊化的高新技術產(chǎn)品。該產(chǎn)品投放市場長期

12、運行后證明，產(chǎn)品技術先進、功能齊全、質量穩(wěn)定可靠，安全性能良好、現(xiàn)場運行表明，各項技術指標均達到或超過設計要求，綜合性能非常良好，得到用戶的一致好評。按照有關要求，經(jīng)過全性能指標測試和第三方運行使用，本項目的總體技術水平在同行業(yè)處于領先水平。桁架機器人的主要技術指標是移動速度、載重、定位精度。國外同類產(chǎn)品橫梁和豎梁方向的移動速度快，最高可達到360m/min。整條線的節(jié)拍很緊湊，運行效率非常高。而國內(nèi)速度一般在100m/min以內(nèi)，我公司產(chǎn)品能達到300m/min以上的高速，已經(jīng)基本接近國外最高水平。本標準制定參考了GB 1129.1-2011工業(yè)機器人 安全規(guī)范及JB/T 8896-1999

13、工業(yè)機器人 驗收規(guī)則。結合裝備制造業(yè)自動化控制領域的生產(chǎn)與管理特點，制定切實可行的標準化路線。另一方面，暫未查詢到關于上下料桁架機器人標準，因此認為本標準在自動化控制領域具有國內(nèi)先進水平。3主要試驗（或驗證）情況分析3.1驗證方法本標準主要采用現(xiàn)場驗證方法或第三方檢測驗證，輔助采用舉證等方方式，基于項目的實施情況分階段步驟進行直接有效的驗證。其中，范圍、規(guī)范性引用文件、功能、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、輻射敏感度、磁場敏感度、連續(xù)運行、可靠性、無線通信等在部分應用進行舉證（由調(diào)查意見反饋表、用戶驗收單及第三方檢驗報告進行佐證），用戶驗證單位分別為寧夏巨能機器人股份有限公司、中原內(nèi)配集團股份有限公司、天

14、津平高智能電氣有限公司、陜西漢德車橋有限公司；性能及安全條款由現(xiàn)場驗證或由第三方檢測機構進行驗證并出具驗證結果。表1驗證標準的條款及驗證方法序號標準內(nèi)容驗證方法舉證第三方檢驗機構現(xiàn)場驗證范圍規(guī)范性引用文件功能機器人動作按鈕、顯示、聯(lián)機運行速度指令動作性能重復性定位精度 操作方式安全接地電阻絕緣電阻耐電強度短路保護安全保護限位裝置液壓系統(tǒng)氣動系統(tǒng)輻射敏感度磁場敏感度連續(xù)運行可靠性無線通信噪聲3.2驗證情況分析結合本標準驗證，以現(xiàn)有項目為依托，驗證標準中各項要求的合理性和科學性，依據(jù)上下料桁架機器人條款要求進行逐條驗證，驗證情況如下：表2驗證結論表序號標準內(nèi)容驗證方法驗證結論范圍舉證符合規(guī)范性引用

15、文件舉證符合機器人動作舉證符合按鈕、顯示、聯(lián)機舉證符合運行速度舉證符合指令動作舉證符合重復性定位精度現(xiàn)場或第三方操作方式現(xiàn)場或第三方接地電阻現(xiàn)場或第三方絕緣電阻現(xiàn)場或第三方耐電壓強度現(xiàn)場或第三方短路保護現(xiàn)場或第三方安全保護現(xiàn)場或第三方限位裝置現(xiàn)場或第三方液壓系統(tǒng)舉證符合氣動系統(tǒng)舉證符合輻射敏感度舉證符合磁場敏感度舉證符合連續(xù)運行舉證符合可靠性舉證符合無線通信舉證符合噪聲舉證符合4標準中所涉及專利情況本項目的核心技術和知識產(chǎn)權不涉及本公司的專利，與國內(nèi)外專利無關。5預期達到的社會效益，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況中國制造2025十大重點領域和智能制造工程實施指南（2016-2020）都將“高檔數(shù)控機床

16、與工業(yè)機器人”作為重點發(fā)展領域。桁架機器人屬于工業(yè)機器人領域中的子領域，是智能生產(chǎn)線和智能工廠的重要組成部分。鑒于機器人產(chǎn)業(yè)在我國是近六七年才高速發(fā)展的，而國外已經(jīng)有六七十年的歷史，正因為發(fā)展的比較快，所以相關的標準，產(chǎn)品的標準、技術的標準、應用的標準都還沒有形成體系，還滿足不了產(chǎn)品發(fā)展、技術發(fā)展，尤其是和國際接軌的需求。因此，大力推進桁架機器人標準化工作，對于固化創(chuàng)新成果，推動技術進步，實現(xiàn)我國機器人產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展具有重要意義。標準對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用，一是對行業(yè)發(fā)展起到重要的技術支撐作用，標準是質量的基礎，制定和實施標準的過程，是解決高新技術領域標準缺失、滯后，提升管理水平、提高產(chǎn)品市場競爭力

17、的過程。二是對行業(yè)的引領發(fā)展作用，對于更新?lián)Q代快、壽命周期短的高新技術產(chǎn)品，“后補型”的標準化工作模式顯然不能適應產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，而應該采取“前瞻性”的工作模式，及時制定和實施超前的行業(yè)標準，引領行業(yè)未來發(fā)展方向，對產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到主導作用。三是通過標準的貫徹實施，使企業(yè)降低生產(chǎn)成本，減少浪費，提高企業(yè)經(jīng)濟效益和資源利用水平，進一步提升企業(yè)在國內(nèi)外的核心競爭力，為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展夯實了基礎。通過本項目標準的制定，解決的主要問題有：一是規(guī)范行業(yè)行為，促進行業(yè)資源優(yōu)化配置、引導行業(yè)在統(tǒng)一的標準約束下健康快速發(fā)展，進而使產(chǎn)品從設計、生產(chǎn)制造、檢驗、包裝、儲存等方面做到統(tǒng)一化、通用化、系列化、組合化，達到對行業(yè)的有效指導，以獲得產(chǎn)業(yè)的最佳秩序和最佳社會效益。二是更好地推廣科學技術成果，促進科技成果的轉化應用。三是為判定產(chǎn)品是否達到相關要求提供科學和準確的技術評價依據(jù)。四是通過標準的制訂，還可填補數(shù)控機床自動上下料桁架機器人方面沒有標準可依的空白，解決這一領域標準缺失問題。6與國際、國外對比情況本項目尚無國際標準或國外先進標準。本專業(yè)領域尚無相關的國際標準，國際上只有關于機器人方面的相關標