GB/T39633-2024協(xié)作機(jī)器人用一體式伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范這是中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范，專為協(xié)作機(jī)器人核心技術(shù)制定。它將引領(lǐng)伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)創(chuàng)新發(fā)展。作者：標(biāo)準(zhǔn)背景1頒布時(shí)間2024年正式發(fā)布實(shí)施2適用范圍協(xié)作機(jī)器人直流供電一體式伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)3戰(zhàn)略意義中國(guó)機(jī)器人技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化重要里程碑標(biāo)準(zhǔn)制定目的提升安全性確保協(xié)作機(jī)器人操作安全增強(qiáng)可靠性提高系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行能力規(guī)范要求統(tǒng)一設(shè)計(jì)與性能標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容概覽術(shù)語(yǔ)和定義統(tǒng)一技術(shù)語(yǔ)言，明確關(guān)鍵概念運(yùn)行條件與功能接口規(guī)定工作環(huán)境及系統(tǒng)接口要求技術(shù)要求與試驗(yàn)方法設(shè)定性能指標(biāo)及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)規(guī)則與交付準(zhǔn)備確保產(chǎn)品質(zhì)量及交付流程規(guī)范術(shù)語(yǔ)與定義一體式伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)集成電機(jī)、編碼器、驅(qū)動(dòng)器等于一體的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)動(dòng)控制協(xié)作機(jī)器人能與人類在共享工作空間中安全協(xié)同工作的機(jī)器人系統(tǒng)伺服控制通過反饋環(huán)路實(shí)現(xiàn)高精度位置、速度或力矩控制的方法系統(tǒng)分類按功率分類低功率型、中功率型、高功率型按速度分類低速型、中速型、高速型按精度分類標(biāo)準(zhǔn)精度型、高精度型、超高精度型按供電方式直流供電型、交流供電型、混合供電型運(yùn)行條件環(huán)境溫度要求工作溫度范圍：0℃至45℃，存儲(chǔ)溫度范圍：-20℃至70℃濕度范圍相對(duì)濕度：20%至85%（無凝露）海拔限制最高海拔：2000米，超過需降額使用防護(hù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求：IP54及以上（防塵、防濺水）功能要求位置控制精確定位能力，最小分辨率優(yōu)于0.01度速度控制平穩(wěn)速度調(diào)節(jié)，波動(dòng)率低于1%力矩控制精確力矩輸出，響應(yīng)時(shí)間小于10ms實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，故障預(yù)警能力接口標(biāo)準(zhǔn)電氣接口標(biāo)準(zhǔn)化電源接口，信號(hào)接口規(guī)范，防誤插設(shè)計(jì)通信接口支持EtherCAT、PROFINET等工業(yè)總線協(xié)議機(jī)械接口標(biāo)準(zhǔn)法蘭連接，精密定位銷，高剛性設(shè)計(jì)技術(shù)性能指標(biāo)性能參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試方法位置精度≤±0.1°激光測(cè)量速度波動(dòng)≤1%編碼器監(jiān)測(cè)響應(yīng)時(shí)間≤10ms階躍響應(yīng)法壽命周期≥10000h加速壽命測(cè)試安全性能SIL2安全完整性等級(jí)符合國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)要求100ms安全響應(yīng)時(shí)間異常情況快速停機(jī)反應(yīng)IP54防護(hù)等級(jí)防塵防水設(shè)計(jì)保障24h連續(xù)監(jiān)測(cè)全天候安全狀態(tài)監(jiān)控電氣性能電壓范圍直流電壓：24V±10%、48V±10%，支持寬電壓輸入具備欠壓保護(hù)、過壓保護(hù)功能電流特性額定電流：根據(jù)型號(hào)區(qū)分，1A-20A不等過流保護(hù)：150%額定電流自動(dòng)保護(hù)功率與能效功率范圍：50W-2000W能效等級(jí)：滿足1級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)要求機(jī)械性能結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足2倍額定負(fù)載的強(qiáng)度要求，通過振動(dòng)沖擊測(cè)試材料選擇高強(qiáng)度輕量化材料，耐腐蝕，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好抗震性能5-500Hz頻率范圍內(nèi)振動(dòng)穩(wěn)定，衰減比>0.3使用壽命連續(xù)工作時(shí)間>10000小時(shí)，軸承壽命>20000小時(shí)溫度特性溫度(°C)性能指數(shù)(%)壽命系數(shù)控制系統(tǒng)傳感反饋高精度編碼器信息采集算法處理PID控制計(jì)算與優(yōu)化驅(qū)動(dòng)輸出精確電流調(diào)制控制電機(jī)執(zhí)行轉(zhuǎn)矩輸出與位置變化通信協(xié)議工業(yè)以太網(wǎng)EtherCATPROFINETEtherNet/IP實(shí)時(shí)性高，通信延遲<1ms現(xiàn)場(chǎng)總線CANopenPROFIBUSDeviceNet穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)通用接口RS485RS232USB配置簡(jiǎn)單，調(diào)試便捷數(shù)據(jù)采集位置數(shù)據(jù)編碼器分辨率>10000脈沖/轉(zhuǎn)，采樣頻率>1kHz速度數(shù)據(jù)速度計(jì)算周期<1ms，平滑濾波處理電流數(shù)據(jù)電流采樣精度<1%，采樣頻率>10kHz溫度數(shù)據(jù)溫度監(jiān)測(cè)精度<1℃，報(bào)警閾值可設(shè)定信號(hào)處理濾波處理低通、高通、帶通濾波信號(hào)放大線性放大，增益可調(diào)數(shù)字處理A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波算法優(yōu)化抗干擾，提高信噪比電磁兼容性1輻射發(fā)射限值符合GB/T17799標(biāo)準(zhǔn)要求，不干擾周邊設(shè)備2傳導(dǎo)干擾抑制電源濾波設(shè)計(jì)，共模和差模干擾抑制>40dB3抗干擾設(shè)計(jì)抗靜電放電>8kV，抗浪涌>2kV4屏蔽措施全金屬外殼，360°屏蔽連接，接地設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)可靠性驗(yàn)證全面測(cè)試與認(rèn)證冗余與保護(hù)多重防護(hù)機(jī)制故障診斷智能監(jiān)測(cè)與預(yù)警設(shè)計(jì)優(yōu)化穩(wěn)健設(shè)計(jì)原則試驗(yàn)方法基本參數(shù)測(cè)試電氣參數(shù)、機(jī)械參數(shù)驗(yàn)證性能指標(biāo)測(cè)試精度、響應(yīng)性能驗(yàn)證環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試溫濕度、振動(dòng)、沖擊測(cè)試壽命耐久測(cè)試長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性驗(yàn)證性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)性能測(cè)試位置精度定位重復(fù)性剛度測(cè)試扭矩線性度動(dòng)態(tài)性能測(cè)試響應(yīng)時(shí)間帶寬測(cè)試超調(diào)量穩(wěn)定時(shí)間特殊性能測(cè)試噪聲測(cè)試振動(dòng)特性溫升測(cè)試EMC測(cè)試檢驗(yàn)規(guī)則出廠檢驗(yàn)100%全檢，確保每臺(tái)產(chǎn)品符合基本功能與性能要求型式檢驗(yàn)新產(chǎn)品或重大變更時(shí)進(jìn)行，全面驗(yàn)證所有性能指標(biāo)抽樣檢驗(yàn)按GB/T2828.1標(biāo)準(zhǔn)，采用正常檢驗(yàn)一次抽樣方案不合格品處理明確返工、報(bào)廢流程，建立完整追溯體系交付準(zhǔn)備1產(chǎn)品包裝防震、防潮、防靜電包裝，適合長(zhǎng)途運(yùn)輸2隨機(jī)文件產(chǎn)品說明書、合格證、保修卡、裝箱單3技術(shù)文檔完整技術(shù)手冊(cè)、接口定義、參數(shù)表、調(diào)試指南4預(yù)出廠檢查最終性能確認(rèn)，外觀檢查，配件齊全性驗(yàn)證標(biāo)記與標(biāo)識(shí)產(chǎn)品銘牌包含制造商信息、型號(hào)、功率、電壓、生產(chǎn)日期等關(guān)鍵信息唯一識(shí)別碼每臺(tái)產(chǎn)品唯一序列號(hào)，支持二維碼掃描追溯安全警示標(biāo)記清晰的警示符號(hào)，電氣安全提示，操作注意事項(xiàng)使用說明安裝準(zhǔn)備確認(rèn)電氣環(huán)境，準(zhǔn)備工具，檢查產(chǎn)品完整性機(jī)械安裝按照尺寸要求固定，確保對(duì)中，緊固連接電氣連接按照接線圖連接電源、信號(hào)線，確認(rèn)無誤調(diào)試驗(yàn)證通電測(cè)試，參數(shù)設(shè)置，功能驗(yàn)證維護(hù)與保養(yǎng)定期檢查每季度進(jìn)行電氣參數(shù)檢測(cè)，機(jī)械緊固件檢查潤(rùn)滑維護(hù)軸承部位定期加注指定型號(hào)潤(rùn)滑脂清潔保養(yǎng)定期清除灰塵，保持散熱通道暢通記錄管理建立完整的維護(hù)記錄，追蹤設(shè)備狀態(tài)故障診斷故障現(xiàn)象可能原因處理方法不能啟動(dòng)電源問題或內(nèi)部故障檢查電源，排查內(nèi)部短路運(yùn)行異常振動(dòng)機(jī)械安裝或參數(shù)設(shè)置問題檢查安裝，調(diào)整控制參數(shù)定位精度差編碼器問題或增益設(shè)置不當(dāng)校準(zhǔn)編碼器，優(yōu)化PID參數(shù)過熱保護(hù)負(fù)載過大或散熱不良減輕負(fù)載，改善散熱條件性能優(yōu)化性能分析評(píng)估當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)調(diào)整優(yōu)化控制參數(shù)設(shè)置性能測(cè)試驗(yàn)證優(yōu)化效果應(yīng)用實(shí)施部署優(yōu)化配置系統(tǒng)集成接口連接電氣接口、通信接口、機(jī)械接口正確連接系統(tǒng)配置設(shè)置通信參數(shù)，建立系統(tǒng)映射關(guān)系協(xié)同調(diào)試多軸協(xié)同運(yùn)動(dòng)測(cè)試，功能驗(yàn)證整體優(yōu)化系統(tǒng)級(jí)性能調(diào)優(yōu)，提高整體效率應(yīng)用場(chǎng)景協(xié)作機(jī)器人伺服系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造、精密加工、醫(yī)療設(shè)備與教育研究領(lǐng)域，滿足不同場(chǎng)景的精確控制需求。行業(yè)應(yīng)用案例汽車制造用于車身組裝、零部件安裝，提高精度與效率電子組裝精密元器件放置，焊接，質(zhì)量檢測(cè)醫(yī)療應(yīng)用輔助手術(shù)，精密醫(yī)療器械操作技術(shù)創(chuàng)新方向智能化自學(xué)習(xí)融合人工智能算法，實(shí)現(xiàn)參數(shù)自適應(yīng)優(yōu)化感知能力增強(qiáng)多傳感器融合，力觸覺反饋，環(huán)境感知數(shù)字孿生技術(shù)虛實(shí)結(jié)合，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，遠(yuǎn)程診斷與控制人機(jī)協(xié)作深化直覺化交互，安全協(xié)作，共享工作空間未來發(fā)展趨勢(shì)輕量化設(shè)計(jì)新材料應(yīng)用，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高功率密度智能化控制自學(xué)習(xí)算法，預(yù)測(cè)性維護(hù)，遠(yuǎn)程監(jiān)控綠色節(jié)能高效率設(shè)計(jì)，低功耗運(yùn)行，環(huán)保材料柔性制造快速適應(yīng)多品種變化，即插即用模塊化成本分析核心零部件電子控制結(jié)構(gòu)件裝配成本研發(fā)攤銷環(huán)境適應(yīng)性工業(yè)環(huán)境適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)工廠環(huán)境，溫度0-45℃，濕度20%-85%特殊環(huán)境防塵、防濺水設(shè)計(jì)，符合IP54及以上防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)環(huán)境抗振性能良好，5-500Hz范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行電磁環(huán)境良好的電磁兼容性，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電磁環(huán)境中穩(wěn)定工作能效評(píng)估92%能量轉(zhuǎn)換效率輸入電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的效率30%能耗降低比例相比傳統(tǒng)系統(tǒng)的節(jié)能效果1級(jí)能效等級(jí)符合國(guó)家頂級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)50W待機(jī)功耗非工作狀態(tài)下的能量消耗安全使用指南操作安全操作前閱讀說明書佩戴必要防護(hù)裝備確保工作區(qū)域安全遵循操作規(guī)程電氣安全確保正確接地防止過載使用定期檢查絕緣性能防止液體進(jìn)入緊急處理熟悉緊急停機(jī)功能建立應(yīng)急預(yù)案定期進(jìn)行安全演練準(zhǔn)備急救設(shè)備法規(guī)合規(guī)性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)符合GB/T39633-2024及相關(guān)國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)符合ISO/IEC相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求安全認(rèn)證通過CCC認(rèn)證及相關(guān)安全認(rèn)證環(huán)保要求符合RoHS、REACH等環(huán)保法規(guī)國(guó)際對(duì)標(biāo)評(píng)估項(xiàng)目國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際先進(jìn)水平差距分析位置精度±0.1°±0.05°小幅差距響應(yīng)速度10ms5ms中等差距能效指標(biāo)92%95%小幅差距使用壽命10000h15000h中等差距知識(shí)產(chǎn)權(quán)核心專利圍繞控制算法、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等核心技術(shù)的專利保護(hù)軟件著作權(quán)控制軟件、調(diào)試工具的軟件著作權(quán)保護(hù)商標(biāo)保護(hù)產(chǎn)品商標(biāo)注冊(cè)與保護(hù)策略技術(shù)秘密非專利技術(shù)的商業(yè)秘密保護(hù)措施軟件與固件控制軟件伺服電機(jī)控制與調(diào)試軟件，支持參數(shù)設(shè)置、監(jiān)測(cè)和優(yōu)化提供Windows和Linux版本，界面友好，功能全面固件功能支持在線升級(jí)，增量更新安全機(jī)制確保升級(jí)過程不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)故障版本管理與回滾功能生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同上下游企業(yè)緊密合作，形成完整產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化推廣行業(yè)協(xié)會(huì)、標(biāo)準(zhǔn)化組織共同推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用兼容性生態(tài)不同廠商產(chǎn)品互聯(lián)互通，形成開放生態(tài)系統(tǒng)人才培養(yǎng)高級(jí)專家引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新與標(biāo)準(zhǔn)制定專業(yè)工程師系統(tǒng)開發(fā)與技術(shù)應(yīng)用技術(shù)人員生產(chǎn)制造與維護(hù)服務(wù)創(chuàng)新生態(tài)高校研究基礎(chǔ)理論與前沿技術(shù)企業(yè)研發(fā)產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用創(chuàng)新政府支持政策引導(dǎo)與資金扶持市場(chǎng)應(yīng)用商業(yè)化推廣與反饋挑戰(zhàn)與機(jī)遇技術(shù)挑戰(zhàn)高精度控制實(shí)現(xiàn)可靠性與壽命延長(zhǎng)輕量化與高功率密度智能化與自適應(yīng)能力市場(chǎng)機(jī)遇協(xié)作機(jī)器人市場(chǎng)爆發(fā)增長(zhǎng)智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)需求國(guó)產(chǎn)替代戰(zhàn)略機(jī)遇新應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展對(duì)企業(yè)的建議技術(shù)選型基于應(yīng)用場(chǎng)景與性能需求，選擇適合的技術(shù)路線和參數(shù)配置導(dǎo)入策略分階段導(dǎo)入，先試點(diǎn)后推廣，注重經(jīng)驗(yàn)積累與問題解決實(shí)施路徑制定完整實(shí)施計(jì)劃，包括培訓(xùn)、調(diào)試、驗(yàn)證各環(huán)節(jié)持續(xù)優(yōu)化建立長(zhǎng)效改進(jìn)機(jī)制，持續(xù)提升系統(tǒng)性能和可靠性實(shí)施路線圖1短期目標(biāo)(1-2年)標(biāo)準(zhǔn)普及推廣，關(guān)鍵技術(shù)突破，核心產(chǎn)品研發(fā)2中期