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GB／T 40575-2021 工业机器人能效评估导则.pdf

工业机器人在进行能效测试前应进行热机操作，

5.3机械接口的额定负载

额定负载运行测试应在100%额定负载条件下进行DL/T 250-2012 并联补偿电容器保护装置通用技术条件，即制造商规定的质量、重心位置和惯性力矩 额定负载的重心位置应符合GB/T12644一2001的附录A中给出的负载重心偏移参数

功率检测设备应按照产品说明书接人工业机器人主电源

5.5循环运动测试要求

5.5循环运动测试要求

5.5.1测试路径的要求

测试路径的形状为测试平面上的曲线，由多段直线组成，位于测试立方体中。应采用边长为

250mm，400mm，630mm，1000mm中的最大的立方体。测试路径如图2所示

测试立方体应位于工业机器人的限定空间内，制造商可以根据机座坐标系或关节坐标系来确负 路径位置。测试路径位置如图3所示

6.3循环运动测试速度！

循环运动测试应在制造商规定的额定轨迹速度的100%，50%和10%下进行。在每一条轨迹线段 中，工业机器人能在50%的线段长度中达到规定速度，循环测试才是有效的，且在空载运行测试和额定 负载运行测试中，在不同的运行速度下循环次数均应为10次，循环运动方式和时间相同

GB/T 40575—2021

5.6上电状态测试步骤

采用功率检测设备测试工业机器人上电状态下的能耗，具体操作步骤如下： a）打开工业机器人主电源：

5.7空载运行测试步骤

采用功率检测设备测试工业机器人在空载运行状态下的能耗，具体操作步骤如下： a）打开工业机器人主电源； b）将工业机器人电机使能； c）按照5.5的要求运行循环运动程序，进行空载循环运动； d）将工业机器人电机取消使能； e）关闭工业机器人主电源， 试过中冬止账技续时间产总够上

5.8额定负载运行测试步骤

采用功率检测设备测试工业机器人在额定负载运行状态下的能耗，具体操作步骤如下： a 在工业机器人机械接口安装额定负载； b） 打开工业机器人主电源； C 将工业机器人电机使能； d）按5.5的规定运行循环运动程序，进行负载循环运动； e） 将工业机器人电机取消使能； 关闭工业机器人主电源。 测试中各步骤持续的时间应与空载运行测试中对应步骤的持续时间相同，且额定负载运行测试中 循环运动程序应和空载运行测试中的循环运动程序相同

用功率检测设备测量上电状态、空载运行及额定负载运行过程中工业机器人功率随时间变化情况 上电状态功率曲线、空载运行功率曲线和额定负载运行功率曲线记录测试结果，图4、图5、图6 上电状态、空载运行及额定负载运行测试结果记录示例

图4上电状态功率曲线

图5空载运行功率曲线

6工业机器人能效评估指标

6.1能效评估指标构成

额定负载运行功率曲统

能效评估指标包括上电平均功率、空载平均功率、额定负载平均功率、本体能效和额定负载能效

GB/T 40575—2021

GB/T 40575—2021

GB/T40575—2021

6.2.1上电平均功率

Ps 工业机器人的瞬时功率，单位为瓦特（W）； Ps 工业机器人上电平均功率，单位为瓦特（W）； tP1 主电源打开时刻，单位为秒（s）； 主电源关闭时刻，单位为秒（s）

6.2.2空载平均功率

式中： Pu 工业机器人的瞬时功率，单位为瓦特（W） Pu——空载运行平均功率，单位为瓦特(W)； 1 U2 电机使能时刻，单位为秒(s)； t us 电机取消使能时刻，单位为秒（s）

6.2.3额定负载平均功率

在额定负载运行测试中，工业机器人额定负载运行总能耗如图6所示，额定负载平均功率通过式 3）计算：

式中： P——工业机器人的瞬时功率，单位为瓦特(W)； P1 额定负载平均功率，单位为瓦特（W）； [ 1.2 电机使能时刻，单位为秒（s）； t13 电机取消使能时刻，单位为秒(s)

6.3.1空载运行总能耗

"" P. dz J fL2

6.3.2机器人本体能耗

体能耗通过式（5)计算：

E:——机器人本体能耗.单位为焦耳（I)

EB——机器人本体能耗，单位为焦耳（J)

6.3.3额定负载运行总能料

额定负载运行总能耗通过式（6)计算：

额定负载运行总能耗通过式（6）计算：

EIS——额定负载运行总能耗，单位为焦耳（D)

6.3.4额定负载能耗

工业机器人额定负载能耗通过式（7)计算

，一额定负载运行测试中的额定负载能耗，单位为焦耳（D）

本体能效通过式(8)计算：

6.4.2额定负载能效

额定负载能效通过式（9)计算：

式中： 额定负载能效，

能效指标是对工业机器人能量利用效率的反映，通过各能效评估指标对工业机器人的能效水平进 亍分析，各指标含义如下： 上电平均功率：工业机器人在上电状态下功率值，包括机器人除驱动电机外电气装置功率的总 和，反映工业机器人在控制器、开关电源等电气装置的能耗情况。上电平均功率值越小，工业 机器人在除驱动电机外电气装置的能量损耗越低。 空载平均功率：工业机器人在空载状况下，一个或几个循环周期内所有电器装置总功率的平均 值，反映工业机器人在空载状态下的能耗情况。同负载水平的工业机器人中，空载平均功率值 越低，工业机器人空载运行状态能耗越低

GB/T 40575—2021

额定负载平均功率：工业机器人在额定负载状况下，一个或几个循环周期内所有电器装置总功 率的平均值，反映工业机器人在额定负载状态下的能耗情况。同负载水平的工业机器人中，额 定负载平均功率值越低，工业机器人额定负载运行状态下能耗越低。 本体能效：工业机器人在无负载状况下机器人本体能耗与空载运行总能耗的比值，反映了工业 机器将输入电能转换为工业机器人本体输入能量的效率。本体能效值越大，工业机器人将输 入电能转换为机器人本体能量效率越高， 额定负载能效：工业机器人在额定负载状况下机器人额定负载能耗与额定负载运行总能耗的 比值，反映了工业机器人将输入电能转换为有效输出能量的效率。额定负载能效值越大，工业 机器人将电能转换为有效输出机械能的效率越高

工业机器人能效评估报告应包含如下内容： 工业机器人的型号、制造商、制造时间以及软件版本号； 测试场所、日期、测试温度、热机时间以及测试负责人； 功率检测设备的类型、型号、制造商及精度； 额定负载质量及负载图负载图应在机械接口坐标系来说明负载重心（质心）的位置，参见 GB/T12644—2001中5.13给出的格式］； 循环运动轨迹、测试立方体边长及编程方法； 上电状态测试、空载运行测试及额定负载运行测试的功率曲线： 工业机器人上电平均功率、空载平均功率、额定负载平均功率、本体能效和额定负载能效

工业机器人能效评估报告应包含如下内容： 工业机器人的型号、制造商、制造时间以及软件版本号； 测试场所、日期、测试温度、热机时间以及测试负责人； 功率检测设备的类型、型号、制造商及精度； 额定负载质量及负载图负载图应在机械接口坐标系来说明负载重心（质心）的位置GB/T 28219-2011 智能家用电器的智能化技术通则，参见 GB/T12644—2001中5.13给出的格式］； 循环运动轨迹、测试立方体边长及编程方法； 上电状态测试、空载运行测试及额定负载运行测试的功率曲线： 工业机器人上电平均功率、空载平均功率、额定负载平均功率、本体能效和额定负载能效

工业机器人能效评估步骤示例如下所示！

，确定循环运动轨迹，并编写循环运动程序

附录A （资料性附录） 工业机器人能效评估示例

工业机器人最大工作半径为1550mm，但是由于工作空间存在奇异位型，无法选取边长 000mm的测试立方体，故选取边长为630mm的测试立方体。根据测试立方体位置与边长，确定 试路径，采用离线编程的方式编写循环运动程序，并下载到工业机器人控制器。 测定确定的负载重心偏移参数、能效测试环境温度 记录工业机器人额定负载，按GB/T12643一2013中附录A的规范，确定负载重心偏移参数 定并记录能效测试环境温度。 热机操作 打开主电源，将机器人电机使能，按GB/T12642一2013中7.6的要求热机8h，测量是否符合 B/T12642中7.6的热机要求，关闭主电源。 接入功率检测设备 选取功率分析仪，并根据功率分析仪产品说明书，将功率分析仪接人工业机器人主电源。 获取功率曲线 1）上电状态测试。打开工业机器人主电源，100s后关闭工业机器人主电源，通过功率分析仪 记录上电测试功率曲线。 2）空载运行测试。打开工业机器人主电源，将工业机器人电机使能，运行工业机器人循环运 动程序。运行完成后，将工业机器人电机取消使能，并关闭工业机器人主电源，通过功率分 析仪记录空载运行功率曲线， 3）额定负载运行测试。在工业机器人机械接口安装额定负载，打开工业机器人主电源，将工 业机器人电机使能，并运行工业机器人循环运动程序。运行完成后，将工业机器人电机取 消使能，并关闭工业机器人主电源，通过功率分析仪记录额定负载运行功率曲线， 计算功率数据 计算上电平均功率Ps=39.7W。根据空载运行功率曲线，计算空载运行平均功率Pu 53.5W。根据额定负载运行功率曲线，计算额定负载运行平均功率Pl=487.0W。 计算能耗数据 计算空载运行总能耗Eu=44150.0J，机器人本体能耗EB=40140.6J。根据额定负载运行功 让然源宝色热品

计算上电平均功率Ps=39.7W。根据空载运行功率曲线，计算空载运行平均功率Pu 153.5W。根据额定负载运行功率曲线，计算额定负载运行平均功率P，=487.0W。 7，计算能耗数据 计算空载运行总能耗Eu=44150.0J，机器人本体能耗E=40140.6J。根据额定负载运行 率，计算额定负载运行总能耗E1s=47407.0I和额定负载能耗E1s=3257.0J。

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