工业机器人关节可靠性测试报告

1 报告概述

1.1 测试目的

本测试旨在针对工业机器人关节，通过模拟高频启停的实际工况，验证其运行稳定性，精准测定使用寿命极限，为产品质量评估、性能优化及应用场景适配提供科学依据，确保机器人在工业生产高频作业场景下的可靠运行。

1.2 测试范围

本次测试覆盖工业机器人RV-80E型号关节（具体型号：RV-80E；生产批次：20250412），主要测试指标包括高频启停工况下的运行稳定性（如振动幅度、噪音值、运动精度偏差）及使用寿命极限（如达到预设失效标准时的启停次数、累计运行时间）。

1.3 测试依据

1. GB/T 12642-2013《工业机器人 性能规范和试验方法》；2. 产品技术规格书

2 测试准备

2.1 测试样品

本次测试选取3台同型号、同批次的工业机器人关节作为测试样品，样品基本信息如下表所示：

2.2 测试设备与工具

测试所用设备、工具及校准情况如下表：

2.3 测试环境

测试环境参数如下：温度：23±2℃；相对湿度：50±5%；大气压：101.325kPa；环境噪音：≤40dB；无强电磁干扰、无明显振动源。

3 测试方案与流程

3.1 测试工况设定

模拟工业生产中高频启停的典型工况，设定如下参数：启停频率：10次/分钟（启动时间0.5秒，运行时间3秒，停止时间2.5秒）；负载条件：额定负载（80 N·m）；测试时长：直至样品达到预设失效标准或连续测试1000小时（以先到者为准）。

3.2 失效标准设定

当测试样品出现以下任一情况时，判定为失效：1. 振动幅度超过预设阈值（≥0.12 mm）；2. 运行噪音值超过标准要求（≥75 dB）；3. 运动精度偏差超出允许范围（≥0.08 mm）；4. 关节出现卡滞、无法正常启停或运行的情况；5. 零部件出现明显损坏（如齿轮磨损、轴承失效等）。

3.3 测试流程

1. 样品预处理：将3台测试样品置于测试环境中静置2小时，使样品温度与环境温度一致。

2. 样品安装：将预处理后的样品逐一安装在工业机器人关节测试台上，确保安装牢固，连接部位无松动。

3. 设备调试：开启各测试设备，进行预热与调试，确保设备运行正常，参数测量精准。

4. 初始参数检测：在未启动高频启停工况前，检测并记录各样品的初始振动幅度、噪音值、运动精度偏差，作为基准数据。

5. 工况模拟测试：启动测试台，按照设定的高频启停工况运行样品，同时开启振动测试仪、噪音测试仪、激光位移传感器，每30分钟记录一次测试数据；计时器持续记录累计运行时间与启停次数。

6. 失效判定与记录：若某一样品出现符合失效标准的情况，立即停止该样品的测试，记录此时的累计运行时间、启停次数及最终测试数据；若样品连续运行1000小时未出现失效情况，停止测试并记录相关数据。

7. 测试结束：所有样品测试完成后，关闭测试设备，拆卸测试样品，对样品进行外观检查与拆解分析，记录零部件磨损、损坏情况。

4 测试结果与分析

4.1 测试数据汇总

3台测试样品的核心测试数据如下表所示：

4.2 运行稳定性分析

从测试数据来看，3台样品在初始阶段均表现出良好的运行稳定性，振动幅度、噪音值及运动精度偏差均符合产品技术要求。随着测试时间的延长和启停次数的增加，YP-001和YP-002的振动幅度、噪音值逐渐上升，运动精度偏差不断增大，直至达到失效标准；而YP-003在连续1000小时、60000次启停的测试条件下，各项性能参数虽有轻微变化，但均未超出允许范围，仍保持稳定运行状态。

通过数据趋势分析，关节运行稳定性的衰减与启停次数呈正相关，在高频启停工况下，轴承磨损、齿轮啮合间隙增大是导致运行稳定性下降的主要原因。

4.3 使用寿命极限分析

结合测试结果，在本次设定的高频启停工况（10次/分钟、额定负载）下，YP-001的使用寿命极限为856小时（51360次启停），YP-002的使用寿命极限为923小时（55380次启停），YP-003在1000小时测试结束后未失效，推测其使用寿命极限不低于1000小时（60000次启停）。

取3台样品使用寿命极限的平均值（剔除未失效样品的推测值，仅计算失效样品），该型号工业机器人关节在本次测试工况下的平均使用寿命极限约为889.5小时（53370次启停），能够满足多数工业生产高频作业场景的使用需求（一般工业场景日均运行12小时，年均运行300天，年均启停次数约21600次，按平均使用寿命计算可稳定运行约74个月）。

5 测试结论

本次测试的RV-80E型号工业机器人关节，在高频启停（10次/分钟）、额定负载（80 N·m）的工况下，平均使用寿命极限约为889.5小时（53370次启停），其中1台样品可稳定运行1000小时以上，整体可靠性表现良好。

1. 样品在测试过程中，运行稳定性随启停次数增加逐渐衰减，失效模式主要为轴承失效和齿轮磨损，与高频启停工况下的机械疲劳损伤相关。

2. 所有样品在失效前，振动幅度、噪音值、运动精度偏差均呈现明显的上升趋势，可作为关节可靠性衰减的预警指标。