在智能制造的浪潮中，工業(yè)機(jī)器人已成為現(xiàn)代工廠的核心樞紐。其可靠性直接決定了產(chǎn)線的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間和維護(hù)成本。而在機(jī)器人復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)中，關(guān)節(jié)無(wú)疑是其“靈魂”所在。關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)耐久性，直接決定了機(jī)器人服役壽命的上限。

為了科學(xué)、統(tǒng)一地評(píng)價(jià)這一核心指標(biāo)，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 361572018《工業(yè)機(jī)器人平均無(wú)故障工作時(shí)間（MTBF）驗(yàn)證方法》提供了權(quán)威的試驗(yàn)框架。雖然該標(biāo)準(zhǔn)的名稱聚焦于MTBF，但其核心驗(yàn)證手段正是通過(guò)模擬關(guān)節(jié)的長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行為基礎(chǔ)。本文將深入探討該標(biāo)準(zhǔn)下關(guān)于工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)耐久性的測(cè)試邏輯與重要意義。

一、標(biāo)準(zhǔn)背景：為“可靠性”量化

GB/T 361572018是中國(guó)首個(gè)專門針對(duì)機(jī)器人MTBF的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。它的發(fā)布與實(shí)施，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在機(jī)器人可靠性量化評(píng)價(jià)方面的空白。在此之前，機(jī)器人廠商往往各自為政，缺乏統(tǒng)一的測(cè)試規(guī)范，導(dǎo)致用戶難以橫向比較不同品牌產(chǎn)品的實(shí)際壽命。

該標(biāo)準(zhǔn)確立了兩種主要的驗(yàn)證方式：定時(shí)截尾試驗(yàn)（即實(shí)際讓機(jī)器人連續(xù)運(yùn)行直到發(fā)生故障或達(dá)到預(yù)定時(shí)間）和可靠性預(yù)計(jì)（基于元器件失效率模型計(jì)算）。其中，定時(shí)截尾試驗(yàn)是驗(yàn)證關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)耐久性的最直接、最有力的手段。

二、測(cè)試的核心邏輯：從“運(yùn)動(dòng)”中檢驗(yàn)“壽命”

在GB/T 361572018的框架下，關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)耐久性測(cè)試并非簡(jiǎn)單的“空轉(zhuǎn)”，而是一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、模擬極限工況的驗(yàn)證過(guò)程。

1.典型運(yùn)行周期的設(shè)定

標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試必須模擬機(jī)器人的實(shí)際工作狀態(tài)。這意味著關(guān)節(jié)不能僅以單一速度或角度轉(zhuǎn)動(dòng)，而需要編制一個(gè)“典型運(yùn)行周期”程序。

多關(guān)節(jié)協(xié)同：對(duì)于多關(guān)節(jié)機(jī)器人，測(cè)試程序需確保各關(guān)節(jié)同時(shí)運(yùn)動(dòng)，模擬真實(shí)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)軌跡。

負(fù)載與工況：測(cè)試通常在額定負(fù)載、額定速度下進(jìn)行，有時(shí)甚至?xí)┘勇愿哂诔B(tài)的應(yīng)力（如滿負(fù)載、極限姿態(tài)），以加速潛在缺陷的暴露。

2.連續(xù)運(yùn)行與應(yīng)力加載

測(cè)試的核心在于“連續(xù)性”。機(jī)器人需要在無(wú)人干預(yù)的情況下，按照預(yù)設(shè)程序周而復(fù)始地運(yùn)行。

時(shí)間跨度：測(cè)試目標(biāo)通常是數(shù)萬(wàn)小時(shí)（例如，主流品牌目標(biāo)值常為50,000至100,000小時(shí)以上）。

環(huán)境應(yīng)力：雖然GB/T 36157主要關(guān)注時(shí)間維度，但在實(shí)際高端測(cè)試中，往往會(huì)結(jié)合GB/T 392662020（機(jī)械環(huán)境可靠性）或IEC 60068系列（環(huán)境試驗(yàn)），在高溫、高濕或振動(dòng)環(huán)境下進(jìn)行聯(lián)合測(cè)試，以更真實(shí)地模擬惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。

三、關(guān)鍵評(píng)估指標(biāo)：如何定義“故障”？

在測(cè)試過(guò)程中，如何判定一次“故障”，是計(jì)算MTBF的關(guān)鍵。GB/T 361572018對(duì)故障的分類和判據(jù)有嚴(yán)格定義。

關(guān)聯(lián)故障：只有因產(chǎn)品本身設(shè)計(jì)、制造缺陷或元器件失效引起的故障才被計(jì)入。例如：

·關(guān)節(jié)卡滯：諧波減速器或RV減速器因磨損、疲勞導(dǎo)致傳動(dòng)間隙變大甚至卡死。

·電機(jī)失效：關(guān)節(jié)伺服電機(jī)因過(guò)熱、絕緣老化導(dǎo)致扭矩輸出異常或燒毀。

·潤(rùn)滑失效：脂潤(rùn)滑干涸、變質(zhì)，導(dǎo)致噪音劇增或摩擦力矩顯著上升。

·連接松動(dòng)：關(guān)節(jié)處的機(jī)械連接件（如螺栓、抱箍）因長(zhǎng)期振動(dòng)而松動(dòng)，影響定位精度。

非關(guān)聯(lián)故障：因操作失誤、軟件邏輯錯(cuò)誤（非底層驅(qū)動(dòng)故障）或外部電源波動(dòng)引起的停機(jī)，通常不計(jì)入關(guān)聯(lián)故障，但這會(huì)中斷測(cè)試流程，要求排除后重新開(kāi)始計(jì)時(shí)。

過(guò)程監(jiān)測(cè)也是評(píng)估的重要一環(huán)。在漫長(zhǎng)的測(cè)試周期中，工程師會(huì)定期監(jiān)測(cè)關(guān)節(jié)的溫升、噪音、振動(dòng)頻譜、電流波形以及減速器油脂狀態(tài)（如鐵屑含量分析）。這些數(shù)據(jù)是判斷關(guān)節(jié)健康狀態(tài)的“體檢報(bào)告”，能在災(zāi)難性故障發(fā)生前預(yù)判潛在風(fēng)險(xiǎn)。

四、對(duì)行業(yè)與用戶的深遠(yuǎn)意義

GB/T 361572018標(biāo)準(zhǔn)下的關(guān)節(jié)耐久性測(cè)試，其價(jià)值遠(yuǎn)不止于一張合格證書。

對(duì)制造商而言：這是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的“試金石”。通過(guò)測(cè)試，企業(yè)能發(fā)現(xiàn)減速器選型、潤(rùn)滑方案、熱管理設(shè)計(jì)等方面的不足，從而推動(dòng)核心零部件（如減速器、伺服電機(jī)）的國(guó)產(chǎn)化替代與技術(shù)升級(jí)。

對(duì)集成商與終端用戶而言：這是投資回報(bào)率的“保障書”。一份基于GB/T 361572018的MTBF報(bào)告，能幫助用戶預(yù)估設(shè)備的維護(hù)周期和備件成本。在汽車制造、3C電子等高端領(lǐng)域，機(jī)器人停機(jī)一小時(shí)的損失可能高達(dá)數(shù)十萬(wàn)元，因此，經(jīng)過(guò)嚴(yán)苛耐久性測(cè)試驗(yàn)證的機(jī)器人，是產(chǎn)線穩(wěn)定運(yùn)行的最強(qiáng)后盾。

結(jié)語(yǔ)

工業(yè)機(jī)器人的每一次精準(zhǔn)轉(zhuǎn)動(dòng)，都凝聚著精密的機(jī)械加工與嚴(yán)苛的測(cè)試驗(yàn)證。GB/T 361572018標(biāo)準(zhǔn)，正是通過(guò)模擬那看似枯燥卻至關(guān)重要的“萬(wàn)次、億次”轉(zhuǎn)動(dòng)，為我們篩選出真正經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)的“鋼鐵戰(zhàn)士”。在追求高質(zhì)量發(fā)展的今天，關(guān)節(jié)的耐久性不僅是技術(shù)指標(biāo)，更是中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)從“能用”邁向“好用、耐用”的必經(jīng)之路。