标准规范下载简介

GB／T 40575-2021 工业机器人能效评估导则.pdf简介：

GB/T 40575-2021《工业机器人能效评估导则》（Industrial Robots Energy Efficiency Assessment Guideline）是中国于2021年发布的一项国家标准，其主要目的是为了规范和指导工业机器人的能效评估工作。工业机器人是自动化生产的重要设备，其能效直接影响到企业的生产效率、运营成本和环境影响。

该导则涵盖了工业机器人的能效评估方法、指标体系、测试与测量、能效水平的评定以及能效改进策略等内容。它强调了能效评估的重要性，包括对机器人运行效率、电能消耗、维护成本和生命周期成本等多方面的考量，以帮助企业提高工业机器人系统的能效，降低能源消耗，实现绿色生产。

通过GB/T 40575-2021，企业可以对工业机器人的能效进行客观、公正的评估，为技术改造、设备更新和能效管理提供科学依据，推动工业机器人产业的可持续发展。

GB／T 40575-2021 工业机器人能效评估导则.pdf部分内容预览：

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T12642一2013工业机器人性能规范及其试验方法 GB/T12643一2013机器人与机器人装备词汇 GB/T12644一2001工业机器人特性表示

GB/T12643一2013界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 工业机器人industrial robot 自动控制的、可重复编程、多用途的操作机，可对三个和三个以上轴进行编程。它可以是固定 移动式。在工业自动化中使用。 [GB/T12643—2013,定义2.9] 3.2 负载 load 在规定速度和加速度条件下，沿着运动各个方向，机械接口处可承受的力和/或扭矩。 注：改写GB/T12643—2013，定义6.2.1。 3.3 额定负载 rated load 正常操作条件下作用于机械接口且不会使机器人性能降低的最大负载。 注：改写GB/T126432013，定义6.2.2。 3.4 机器人电机使能 enable robot motors 使能装置允许机器人电机运行。 3.5 机器人电机取消便能 disablerobot motors 使能装置禁止机器人电机运行

GB/T12643一2013界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 工业机器人industrial robot 自动控制的、可重复编程、多用途的操作机，可对三个和三个以上轴进行编程。它可以是固定式或 移动式。在工业自动化中使用。 [GB/T12643—2013,定义2.9] 3.2 负载 load 在规定速度和加速度条件下，沿着运动各个方向，机械接口处可承受的力和/或扭矩。 注：改写GB/T12643—2013，定义6.2.1。 3.3 额定负载 rated load 正常操作条件下作用于机械接口且不会使机器人性能降低的最大负载。 注：改写GB/T12643—2013，定义6.2.2。 3.4 机器人电机使能 enable robot motors 使能装置允许机器人电机运行。 3.5 机器人电机取消便能 disable robot motors 使能装置禁止机器人电机运行

GB/T40575—2021

《工业用水节水 术语 GB/T 21534-2008》4工业机器人能效评估流程

工业机器人能效评估流程如图1所示

图1工业机器人能效估流程

工业机器人能效评估具体操作步骤如下： a）确定循环运动轨迹并编写循环运动程序： b）测定确定的负载重心偏移参数、能效测试环境，并记录； c）热机操作； d） 接入功率检测设备； e 按5.6～5.8进行工业机器人上电状态测试、空载运行测试和额定负载运行测试，获取工业机器 人上电状态功率曲线、空载运行功率曲线和额定负载运行功率曲线； 按式（1)～式（3)分别进行计算工业机器人上电平均功率、空载运行平均功率和额定负载运行

GB/T 405752021

平均功率等功率数据： 名 在功率数据的基础上，按式（4）～式（7)分别计算工业机器人空载运行总能耗、本体能耗、额定 负载总能耗和额定负载能耗等功率数据； h 在能耗数据的基础上，按式（8）、式（9)分别计算工业机器人本体能效和额定负载能效等能效 数据； i 围绕上电平均功率、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等指标，分析 工业机器人能效水平； j）编写工业机器人能效评估报告。 工业机器人能效评估示例参见附录A

5工业机器人能效测试方法

5.1.2功率检测设备

测试前，应对功率检测设备进行校准，并在评估报告中注明功率检测设备的误差。

测试的环境温度应保持在（202）℃范围内，采用其他的环境温度应在评估报告中指明并加以 解释。 为使机器人和测试设备在实验前处于热稳定状态下，应将它们置于试验环境中足够长的时间（最好 昼夜）。还应防止通风和外部热辐射（如阳光、加热器）

测试中的正常操作条件，应由工业机器人制造商指明。正常操作条件，包括对电源的要求，最大 度要求，负载限制等

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，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

DB22∕T 5044-2020 热泵系统工程技术标准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《家用和类似用途多功能吊顶装置 GB/T 26183-2010》，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