T/SZRAXXX—2024

智能鎖螺絲機器人性能規(guī)范和試驗方法

1范圍

智能鎖螺絲機器人采用一體化集成設(shè)計，是用于擰緊或拆卸各類螺絲、螺母的多關(guān)節(jié)功能機器人。

本文件規(guī)定了在一般條件下應(yīng)用的智能鎖螺絲機器人的基本參數(shù)、設(shè)備特性、技術(shù)要求、試驗方法

等要求。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T12642---7.2.2條位姿重復(fù)性（RP）

3術(shù)語與定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1多關(guān)節(jié)機器人

是一種具有多個連結(jié)件（關(guān)節(jié)）的機械臂，由電機、減速器、傳感器、控制系統(tǒng)以及自身構(gòu)造等組

成。

3.2鎖螺絲機器人控制系統(tǒng)

是指可以同時控制多關(guān)節(jié)機器人和自帶的擰緊軸，在多平面上進行多角度定位及定向運動和進行螺

絲擰緊動作的機器人控制系統(tǒng)。

3.3示教編程器

用于手動操作引導(dǎo)鎖螺絲機器人運動、程序編寫、螺絲擰緊策略參數(shù)配置以及數(shù)據(jù)監(jiān)控用的手持裝

置。

3.4批頭（起子頭）

指安裝到鎖螺絲機器人擰緊軸末端的一種頭部形狀與螺絲尾槽吻合匹配，執(zhí)行螺絲擰緊動作的部件。

3.5夾嘴

具有螺絲導(dǎo)向及定位的機構(gòu)，通過壓縮空氣吹送形式獲取螺絲，并保持螺絲垂直導(dǎo)向及定位。

3.6吸嘴

具有螺絲導(dǎo)向及定位的機構(gòu)，通過真空負壓形式獲取螺絲，并保持螺絲垂直導(dǎo)向及定位。

3.7螺絲扭矩曲線

以圖表形式呈現(xiàn)螺釘擰緊過程中的狀態(tài)變化曲線，包含擰緊角度值和螺絲擰緊扭矩值。

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3.8螺絲擰緊扭矩

螺絲最終擰緊完成狀態(tài)下的擰緊扭矩值。

3.9螺絲擰緊角度

整個螺絲擰緊過程中，螺絲轉(zhuǎn)動的角度總值。

3.10CAD孔位坐標導(dǎo)圖編程

將CAD圖紙轉(zhuǎn)換成固定格式文件，導(dǎo)入到鎖螺絲機器人系統(tǒng)，獲取各個目標螺孔坐標，完成螺孔

位置編程工作。

3.11螺絲滑牙

是指螺絲在擰緊過程中，由于擰緊扭矩過大，或者螺絲或螺孔的螺紋損壞，導(dǎo)致螺絲能夠轉(zhuǎn)動，但

是不能擰緊或者旋出的現(xiàn)象。

3.12螺絲浮鎖

螺絲在擰緊過程中，螺絲擰緊扭矩達到預(yù)設(shè)目標扭矩，但螺絲帽頭底部沒有緊密貼合螺孔上表面，

且沒有對裝配工件形成夾緊力的現(xiàn)象。

4單位

除非另有規(guī)定，所有單位如下：

--長度以毫米計..............................................................(mm)

--時間以秒計.......................................................................(s)

--重量以千克計..................................................................(kg)

--力以牛頓計.......................................................................(N)

--扭矩以牛頓.米計.................................................................(N.m)

--旋轉(zhuǎn)速度以度/每秒計.........................................................(°/s)

--運行速度以毫米/秒計..........................................................(mm/s)

--轉(zhuǎn)速單位以轉(zhuǎn)/分鐘計..........................................................(r/min)

5智能鎖螺絲機器人分類

5.1氣吸式鎖螺絲機器人

氣吸式鎖螺絲機器人是采用吸嘴通過真空負壓吸取螺絲供料器上的螺絲，吸嘴獲取螺絲后通過批頭

執(zhí)行擰緊動作。

5.2氣吹式鎖螺絲機器人

氣吹式鎖螺絲機器人是螺絲供料器通過壓縮空氣把螺絲吹送到擰緊軸執(zhí)行末端的夾嘴內(nèi)，然后通過

批頭執(zhí)行螺絲擰緊動作。

5.3吹加吸式鎖螺絲機器人

吹加吸式鎖螺絲機器人主要采用吹送式螺絲供料器使用壓縮空氣把螺絲吹送到螺絲接料座，然后使

用真空吸嘴吸取螺絲接料座上的螺絲，然后通過批頭執(zhí)行螺絲擰緊動作。

6性能技術(shù)參數(shù)應(yīng)滿足以下要求

6.1水平多關(guān)節(jié)鎖螺絲機器人運行范圍

工作范圍：第一臂旋轉(zhuǎn)范圍：左右±135°；第二臂旋轉(zhuǎn)范圍：左右±135°；Z軸上下行程：≥120mm

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6.2水平多關(guān)節(jié)鎖螺絲機器人運行速度要求

第一旋轉(zhuǎn)軸和第二旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)速度：≥540°/s，Z軸運行速度：≥1000mm/s

6.3水平多關(guān)節(jié)鎖螺絲機器人重復(fù)定位精度

重復(fù)定位精度：≤0.02mm

6.4水平多關(guān)節(jié)鎖螺絲機器人運行節(jié)拍時間

運行節(jié)拍時間：≤0.6s

6.5擰緊軸的功能應(yīng)滿足以下技術(shù)要求

a)扭矩范圍：通過快換擰緊軸實現(xiàn)：0.1-0.9/0.4-3.0/2.0-9.0N.m三個階段扭矩范圍;

b)扭矩重復(fù)精度：±5%

c)監(jiān)控角度范圍：≥72000°設(shè)置最小單位：1°

d)分段轉(zhuǎn)速：螺絲擰緊過程可分段（≥8段）設(shè)置轉(zhuǎn)速，每段轉(zhuǎn)速：1-1500r/min

e)擰緊參數(shù)設(shè)定：通訊響應(yīng)時間≤0.002s

f)擰緊數(shù)據(jù)采集：通訊響應(yīng)時間≤0.002s

6.6單顆螺絲擰緊節(jié)拍時間應(yīng)滿足以下要求

a)采用吸取螺絲形式擰緊節(jié)拍時間：單顆螺絲≤2s

b)采用吹送螺絲形式擰緊節(jié)拍時間：單顆螺絲≤1.8s

6.7數(shù)字可視化功能

a)單顆螺絲擰緊過程數(shù)據(jù)采集：鎖螺絲機器人系統(tǒng)軟件應(yīng)具有采集螺絲擰緊過程中的螺絲擰緊角度

值、最終擰緊扭矩值、擰緊時間等數(shù)據(jù)的功能。

b)產(chǎn)能報表：鎖螺絲機器人系統(tǒng)軟件界面，應(yīng)具有產(chǎn)量總計、當班產(chǎn)量、產(chǎn)品良率、螺絲良率等數(shù)

據(jù)。

c)單顆螺絲擰緊數(shù)據(jù)圖表顯示：鎖螺絲機器人系統(tǒng)軟件界面，應(yīng)具有顯示單顆螺絲扭矩曲線圖的功

能，該圖表應(yīng)包含最終扭矩值、整體角度值、整體擰緊時間、擰緊結(jié)果等數(shù)據(jù)。

d)MES數(shù)據(jù)對接：鎖螺絲機器人系統(tǒng)軟件采集的所有螺絲擰緊數(shù)據(jù)，應(yīng)可通過外置存儲單元存儲，

供MES系統(tǒng)讀取。

e)設(shè)備工作狀態(tài)顯示：鎖螺絲機器人開機狀態(tài)時，應(yīng)具有通過軟件界面或外置信號燈呈現(xiàn)：停機、

工作、暫停、急停等工作狀態(tài)的功能。

6.8防呆防錯功能

a)聯(lián)機運行：鎖螺絲機器人控制系統(tǒng)應(yīng)具有連接掃描槍讀取產(chǎn)品條碼，配合MES系統(tǒng)按照正確工序

作業(yè)，防止錯站、錯料、錯選擰緊程序的功能。

b)扭矩自動校準功能：應(yīng)具有和扭矩校準儀器實時通訊并記錄扭矩校準數(shù)據(jù)的功能。并可以設(shè)定扭

矩校準計劃時間通過軟件界面提示執(zhí)行校準工作，在未執(zhí)行校準工作或校準扭矩值誤差不符合要求范圍

的，應(yīng)有強制停機功能，以達到智能監(jiān)管鎖螺絲機器人扭矩校驗及管理工作。

c)預(yù)防或減少螺絲擰緊品質(zhì)問題：應(yīng)具有通過采集螺絲擰緊過程數(shù)據(jù)實時監(jiān)控分析螺絲滑牙、浮鎖、

漏鎖、斜鎖、過擰、螺絲錯裝等不良現(xiàn)象的功能。

6.9外部功能拓展

a)CCD視覺引導(dǎo)定位：應(yīng)具有支持通過連接外部視覺系統(tǒng)獲取實際螺孔坐標，實現(xiàn)引導(dǎo)機器人對螺

孔進行精確擰緊的功能。

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b)扭矩精度一鍵校驗：應(yīng)具有支持外接扭矩測試儀，可實現(xiàn)設(shè)定目標扭矩值自動校驗，扭矩校驗數(shù)

據(jù)讀取及存儲，校驗周期提示，精度誤差超限報警的功能。

c)掃碼槍：應(yīng)具有支持連接掃描槍功能，以讀取產(chǎn)品條碼，供綁定產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)使用。

7性能試驗測試方法

7.1測試前提條件

智能鎖螺絲機器人應(yīng)裝配完畢，并可全面操作。所有必要的校平操作，調(diào)整步驟及功能試驗均應(yīng)圓

滿完成。

7.2操作和環(huán)境條件

本文件相應(yīng)的試驗方法確定的性能特性，只有在制造商規(guī)定的環(huán)境和正常操作條件下才是有效的。

7.2.1操作條件

包括(但不限于)：輸入電壓：220V±10%，輸入氣壓：4-8kg/cm2。

7.2.2測試環(huán)境要求

除本文件或詳細規(guī)范另有規(guī)定外，所有測試應(yīng)在下列條件下進行：

溫度：25±5℃，相對濕度：20%~85%，氣壓：86kPa~106kPa，振動小于0.5G的場所。特殊環(huán)境

條件要求應(yīng)由制造商說明，例如電磁場和靜電場、射頻干擾、大氣污染和海拔高度極限等。為使機器人

和測量儀器在試驗前處于熱穩(wěn)定狀態(tài)下，需將它們置于試驗環(huán)境中24小時。還需防止通風(fēng)和外部熱輻射

(如陽光、加熱器)。

7.3重復(fù)定位精度

表示對同一指令定位從同一方向重復(fù)響應(yīng)n次后實際定位的一致性

見GB/T12642-2013---7.2.2條

7.4節(jié)拍時間

鎖螺絲機器人應(yīng)在無額外負載下，設(shè)置一個門型指令，設(shè)置A、B兩點，兩點距離水平間隔300mm，

垂直距離25mm，機器人往返走10個門型指令的平均時間。

7.5鎖螺絲機器人額定扭矩范圍內(nèi)扭矩精度測量

扭矩測試儀：選擇對應(yīng)量程的扭矩測試儀，應(yīng)在第三方校驗合格有效期內(nèi)，扭矩單位：N.m，顯示

分辨精度0.01N.m。

測試方法：鎖螺絲機器人設(shè)定好校準程序，扭矩測試儀應(yīng)保證穩(wěn)定的固定狀態(tài)，扭緊軸應(yīng)垂直于扭

矩測試儀，鎖螺絲機器人批頭與扭矩測試儀測試塊（測試頭）應(yīng)保證緊密吻合連接。運行鎖螺絲機器人

扭矩校準程序，按照鎖螺絲機器人擰緊軸額定扭矩值范圍的20%、60%、100%，分別設(shè)定目標扭矩值進

行測量，并記錄測量值，每個測試目標扭矩值應(yīng)分別進行10次測量，其單次測量值誤差應(yīng)≤設(shè)定目標扭

矩值±5%。

7.6螺絲擰緊效率試驗方法

采用吸取螺絲形式擰緊節(jié)拍時間：試驗螺絲：M3*10機牙螺絲，使用轉(zhuǎn)盤式螺絲供料器，螺絲供料

器到工件螺孔距離200mm，螺絲取料平面和擰緊平面落差＜20mm，，試驗螺孔10個，螺孔間距＜20mm。

使用鎖螺絲機器人每次吸取一顆螺絲，移動并把螺絲對準螺孔位置將螺絲完全擰入螺孔，且達到目標扭

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矩值和目標角度值，如此循環(huán)10次，獲得單顆螺絲擰緊過程的平均時間。此時間應(yīng)包含機器人從上一個

螺孔移動到螺絲供料器吸取螺絲和移動到下一個螺孔的移動時間。

采用吹送螺絲形式擰緊節(jié)拍時間：試驗螺絲：M3*10機牙螺絲，使用吹送式螺絲供料器，螺絲供料

器吹送螺絲管道長度＜3m，試驗螺孔10個，螺孔間距＜20mm。使用吹送式螺絲供料器每次吹送一顆

螺絲到鎖螺絲機器人夾嘴，鎖螺絲機器人移動并將螺絲對準螺孔位置，將螺絲完全擰入螺孔，且達到目

標扭矩值和目標角度值，如此循環(huán)10次，獲得單顆螺絲擰緊過程的平均時間。此時間應(yīng)包含機器人從上

一個螺孔移動到下一個螺孔的移動時間。

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ICS

CCS

團體標準

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智能鎖螺絲機器人性能規(guī)范和試驗方法

Performancespecificationsandtestmethodsforintelligentscrew

lockingrobots

2024-XX-XX-發(fā)布2024-XX-XX-實施

蘇州市機器人產(chǎn)業(yè)協(xié)會發(fā)布

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智能鎖螺絲機器人性能規(guī)范和試驗方法

1范圍

智能鎖螺絲機器人采用一體化集成設(shè)計，是用于擰緊或拆卸各類螺絲、螺母的多關(guān)節(jié)功能機器人。

本文件規(guī)定了在一般條件下應(yīng)用的智能鎖螺絲機器人的基本參數(shù)、設(shè)備特性、技術(shù)要求、試驗方法

等要求。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T12642---7.2.2條位姿重復(fù)性（RP）

3術(shù)語與定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1多關(guān)節(jié)機器人

是一種具有多個連結(jié)件（關(guān)節(jié)）的機械臂，由電機、減速器、傳感器、控制系統(tǒng)以及自身構(gòu)造等組

成。

3.2鎖螺絲機器人控制系統(tǒng)

是指可以同時控制多關(guān)節(jié)機器人和自帶的擰緊軸，在多平面上進行多角度定位及定向運動和進行螺

絲擰緊動作的機器人控制系統(tǒng)。

3.3示教編程器

用于手動操作引導(dǎo)鎖螺絲機器人運動、程序編寫、螺絲擰緊策略參數(shù)配置以及數(shù)據(jù)監(jiān)控用的手持裝

置。

3.4批頭（起子頭）

指安裝到鎖螺絲機器人擰緊軸末端的一種頭部形狀與螺絲尾槽吻合匹配，執(zhí)行螺絲擰緊動作的部件。

3.5夾嘴

具有螺絲導(dǎo)向及定位的機構(gòu)，通過壓縮空氣吹送形式獲取螺絲，并保持螺絲垂直導(dǎo)向及定位。

3.6吸嘴

具有螺絲導(dǎo)向及定位的機構(gòu)，通過真空負壓形式獲取螺絲，并保持螺絲垂直導(dǎo)向及定位。

3.7螺絲扭矩曲線

以圖表形式呈現(xiàn)螺釘擰緊過程中的狀態(tài)變化曲線，包含擰緊角度值和螺絲擰緊扭矩值。

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3.8螺絲擰緊扭矩

螺絲最終擰緊完成狀態(tài)下的擰緊扭矩值。

3.9螺絲擰緊角度

整個螺絲擰緊過程中，螺絲轉(zhuǎn)動的角度總值。

3.10CAD孔位坐標導(dǎo)圖編程

將CAD圖紙轉(zhuǎn)換成固定格式文件，導(dǎo)入到鎖螺絲機器人系統(tǒng)，獲取各個目標螺孔坐標，完成螺孔

位置編程工作。

3.11螺絲滑牙

是指螺絲在擰緊過程中，由于擰緊扭矩過大，或者螺絲或螺孔的螺紋損壞，導(dǎo)致螺絲能夠轉(zhuǎn)動，但

是不能擰緊或者旋出的現(xiàn)象。

3.12螺絲浮鎖

螺絲在擰緊過程中，螺絲擰緊扭矩達到預(yù)設(shè)目標扭矩，但螺絲帽頭底部沒有緊密貼合螺孔上表面，

且沒有對裝配工件形成夾緊力的現(xiàn)象。

4單位

除非另有規(guī)定，所有單位如下：

--長度以毫米計..............................................................(mm)

--時間以秒計.......................................................................(s)

--重量以千克計..................................................