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用于工業(yè)機器人膜盒壓力表防護性檢測系統(tǒng)簡述

發(fā)布時間:2019-09-06  發(fā)布作者:

摘 要
用于工業(yè)機器人膜盒壓力表防護性能檢測系統(tǒng),主要適用于檢測工業(yè)機器人本體外殼防護等級是否滿足國家標準 GB/T 4208-2017 外殼防護等級(IP 代碼)中相應(yīng)的防護等級。本文所述工業(yè)機器人膜盒壓力表防護性能檢測系統(tǒng)主要通過檢測機器人本體的氣體密封性來替代實際使用環(huán)境中對液體、粉塵等密封性。檢測系統(tǒng)主要包括氣源、負壓檢測氣路和正壓檢測氣路。此檢測系統(tǒng)有利于機器人在批量生產(chǎn)過程中的過程質(zhì)量控制,對防護型工業(yè)機器人密封質(zhì)量有根本性的提高。
1 引言
隨著工業(yè)機器人應(yīng)用場景的不斷深入,一些特殊的使用環(huán)境,如高濕環(huán)境、粉塵環(huán)境逐漸使用到工業(yè)機器人來代替人工進行作業(yè),如機床內(nèi)部上下料作業(yè)、清洗工件后取放料等。這樣特殊的應(yīng)用場景就需要工業(yè)機器人本體達到一定的防護等級。機器人四大家族:發(fā)那科、安川、KUKA、ABB以及一些國外機器人廠商如NACHI、史陶比爾都有相應(yīng)的機器人產(chǎn)品達到IP69K、IP67等級的防護性能。由于本體防護技術(shù)的先進性,在這樣機器人細分應(yīng)用領(lǐng)域的市場份額大部分被以上機器人廠商所占有,很少有國產(chǎn)機器人進入此細分市場。為了達到機器人使用場景的相應(yīng)防護等級,不僅要在機器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計上要有技術(shù)創(chuàng)新,更要有相應(yīng)的膜盒壓力表檢測系統(tǒng)來保證機器人在生產(chǎn)制造過程中的質(zhì)量控制,來確保出貨的每臺機器人都要達到設(shè)計要求。靈猴機器人為了實現(xiàn)機器人本體防護性能達到GB/T 4208-2017外殼防護等級(IP代碼)IP68等級的要求,不僅在機器人自身本體結(jié)構(gòu)密封性設(shè)計上有較精細的設(shè)計,用時還開發(fā)出一套用于檢測機器人裝配后本體整體的密封性的檢測系統(tǒng)。此膜盒壓力表檢測系統(tǒng)檢測效率高,無需定制測試夾具工裝,非常適合于裝配產(chǎn)線進行系統(tǒng)性檢測機器人本體裝配密封質(zhì)量。
2 膜盒壓力表檢測系統(tǒng)簡述
膜盒壓力表檢測系統(tǒng)主要包括氣源、負壓檢測氣路和正壓檢測氣路。
正壓檢測氣路:正壓檢測氣路包括依次連接的氣源、過濾減壓閥、精密減壓閥、電磁閥和機器人本體等。氣源與正壓檢測氣路連接,壓縮空氣通過氣源經(jīng)過過濾減壓閥、連接精密減壓閥,然后通過氣管與機器人本體內(nèi)部腔體相連接。過濾減壓閥主要作用是過濾壓縮空氣中的水汽和雜質(zhì)等;再通過調(diào)節(jié)精密減壓閥來控制進入機器人本體內(nèi)部腔體的空氣壓力。電磁閥來通過控制開關(guān)控制進入機器人本體內(nèi)部氣體的通斷。
負壓檢測氣路:負壓檢測氣路包括依次連接的真空電磁閥、真空發(fā)生器和負壓電磁閥,真空電磁閥設(shè)有負壓檢20190906110448.jpg測氣路輸入接口,負壓電磁閥設(shè)有負壓檢測氣路輸出接口,負壓檢測氣路設(shè)有壓力表。其中負壓電磁閥通過控制開關(guān)控制負壓檢測氣路通斷。通過真空發(fā)生器來對機器人本體的內(nèi)腔進行抽取真空操作,真空電磁閥來控制抽取本體腔體的負壓值的大小,負壓數(shù)顯壓力表來實時顯現(xiàn)機器人本體內(nèi)腔的負壓值。
檢測系統(tǒng),通過以上正壓檢測氣路和負壓檢測氣路進行相結(jié)合的檢測方法,來實現(xiàn)對檢測的機器人產(chǎn)品密封性能的全面檢測,通過此膜盒壓力表檢測系統(tǒng)的方法進行檢測的機器人產(chǎn)品,已經(jīng)通過相應(yīng)的專業(yè)機構(gòu)認證通過,并獲得證書。
3 膜盒壓力表檢測系統(tǒng)實例分析
膜盒壓力表檢測系統(tǒng)主要適用于檢測具有滿足國家標準GB/T 4208-2017外殼防護等級(IP代碼)中相應(yīng)的防護等級結(jié)構(gòu)設(shè)計的機器人產(chǎn)品。下面實際檢測的機器人(如圖1所示)為靈猴品牌的六軸機器人產(chǎn)品LR4-R560P,較大負載4kg,較大臂展560mm。機器人性能參數(shù)附表,設(shè)計本體外殼防護等級為IP68等級。
根據(jù)國家標準GB/T 4208-2017外殼防護等級(IP代碼)中相應(yīng)的防護等級要求,IP68等級要求為:(1)無灰塵進入(在測試箱內(nèi),加負壓,持續(xù)運行24H,無粉塵進入機器人殼體內(nèi)部);(2)防持續(xù)潛水影響(在1m深水下,持續(xù)運行24H,無液體進入機器人殼體內(nèi)部)。
待機器人本體裝配完成后,使用本文表述的膜盒壓力表檢測系統(tǒng),進行檢測機器人本體的密封性,是否外殼防護達到IP68設(shè)計要求。在測試之前,需要計算出滿足達到IP68等級防護要求,測試氣路需要進行正壓和負壓測試的具體的壓力值,若測試的壓力值沒有達到設(shè)計的機器人本體能夠承受的壓力值,則測試出來的產(chǎn)品,不一定能滿足設(shè)計要求。以下的實例給出的壓力值,僅僅是針對LR4-R560P機型的壓力值。
4 系統(tǒng)檢測作業(yè)
在進行測試操作前,需要在機器人后面板處增加用于工業(yè)機器人氣密檢測接口7包括螺口結(jié)構(gòu)7-10、氣管接頭7-20及堵頭7-30,在測試時,通過氣管接頭7-20實現(xiàn)檢測氣路于機器人本體進行連接,與正壓檢測氣路、負壓檢測氣路螺接密封;在檢測完成后,工業(yè)機器人氣密檢測接口7通過堵頭7-30進行密封,在機器人使用過程中,也要始終使用堵頭7-30實現(xiàn)該螺接結(jié)構(gòu)的密封(如圖2所示)。
20190906110502.jpg
在-48KPa,則需要在之后的一段時間內(nèi)獲取數(shù)顯壓力表8顯示的壓力變化的速率;例如規(guī)定滿足氣密設(shè)計的檢驗標準為3min內(nèi)壓力變化速率需要小于0.5KPa/min,但是3min后,壓力表的數(shù)值由-48KPa變?yōu)?45KPa,實際氣壓變化速度為1KPa/min,大于規(guī)定的檢驗標準,則說明器人裝配過程中出現(xiàn)了密封問題,需要進行尋找裝配時密封的問題點。機器人本體密封性測試,需要同時滿足正壓和負壓測試,以保證機器人整體的密封性能。在機器人測試過程中,出現(xiàn)的氣壓變化較大的情況,不允許流入下一工站進行作業(yè)。通過此方法測試合格后的產(chǎn)品,將送給第三方膜盒壓力表檢測系統(tǒng)進行第三方檢測并輸出相應(yīng)的測試報告,測試通過報告見(圖4所示)。通過報告,我們可以看到通過此測試系統(tǒng)測試合格后的產(chǎn)品通過第三方測試認證,并獲得認證證書,滿足IP68外殼防護等級。
5 小結(jié)
通過該密封性測試的系統(tǒng)應(yīng)用,在生產(chǎn)中可以使用該系統(tǒng)替代一些防護性測試設(shè)備,不僅僅可以使用在機器人產(chǎn)品的密封性測試上,也可以推廣到別的工業(yè)產(chǎn)品上,用于提高產(chǎn)品的批量生產(chǎn)效率。同時,該系統(tǒng)測試后的產(chǎn)品,不僅僅是滿足了IP68等級的測試,目前該機器人產(chǎn)品還持續(xù)在潛水運行,持續(xù)運行時間,遠遠大于測試報告所表述的24H水下持續(xù)潛水(圖5所示)。通過此嚴格的密封測試,使得機器人完成能夠勝任在高濕,高粉塵環(huán)境中作業(yè)。

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