GB∕T 38870-2020 切割机器人系统通用技术条件

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中华人民共和国国家标准

犌犅／犜３８８７０—２０２０

切割机器人系统通用技术条件

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２０２００７２１发布２０２１０２０１实施

国家市场监督管理总局

国家标准化管理委员会

发布

前言

本标准按照ＧＢ／Ｔ１．１—２００９给出的规则起草。

本标准由中国机械工业联合会提出。

本标准由全国自动化系统与集成标准化技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ１５９）归口。

本标准起草单位：北京机械工业自动化研究所有限公司、重庆华数机器人有限公司、广州数控设备

有限公司、济南方德自动化设备股份有限公司、武汉华志机器人产业技术研究院、西安宇博精密机械有

限公司、中国检验认证集团湖北有限公司、航空工业成都飞机工业（集团）有限责任公司、中国航空综合

技术研究所、重庆德新机器人检测中心有限公司、巨轮智能装备股份有限公司、武汉泰安晶液态金属科

技有限公司、苏州苏相机器人智能装备有限公司。

本标准主要起草人：尹作重、杨宝军、王汉翼、苏渊博、任建勋、滕胜、杨益民、李晓明、曾德标、

秦修功、陈彬、杜已超、郭栋、侯春敏、王西昌、李本旺、蔡汉生、杨双峰、王明娣。

Ⅰ

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切割机器人系统通用技术条件

１范围

本标准规定了切割机器人系统的分类、性能、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮

存等。

本标准适用于各种切割方式的切割机器人系统。

２规范性引用文件

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／Ｔ１９１包装储运图示标志

ＧＢ／Ｔ２８９３．１图形符号安全色和安全标志第１部分：安全标志和安全标记的设计原则

ＧＢ／Ｔ２８９３．４图形符号安全色和安全标志第４部分：安全标志材料的色度属性和光度属性

ＧＢ／Ｔ３７６６—２０１５液压传动系统及其元件的通用规则和安全要求

ＧＢ／Ｔ４７６８防霉包装

ＧＢ／Ｔ４８７９防锈包装

ＧＢ／Ｔ５０４８防潮包装

ＧＢ／Ｔ５２２６．１—２０１９机械电气安全机械电气设备第１部分：通用技术条件

ＧＢ／Ｔ７９３２—２０１７气动对系统及其元件的一般规则和安全要求

ＧＢ１１２９１．１工业环境用机器人安全要求第１部分：机器人

ＧＢ１１２９１．２机器人与机器人装备工业机器人的安全要求第２部分：机器人系统与集成

ＧＢ／Ｔ１２６４２—２０１３工业机器人性能规范及其试验方法

ＧＢ／Ｔ１２６４４—２００１工业机器人特性表示

ＧＢ／Ｔ１５５７９．８—２０１４弧焊设备第８部分：焊接和等离子切割系统的气路装置

ＧＢ／Ｔ１８４９０．１—２０１７机械安全激光加工机第１部分：通用安全要求

ＧＢ／Ｚ１９３９７—２００３工业机器人电磁兼容性试验方法和性能评估准则指南

ＧＢ／Ｔ２０８６７工业机器人安全实施规范

ＧＢ／Ｔ２６１３６—２０１８超高压水切割机

ＧＢ／Ｔ３４３８０数控激光切割机

ＪＢ／Ｔ８８９６—１９９９工业机器人验收规则

ＪＢ／Ｔ１０８２５—２００８工业机器人产品验收实施规范

３术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

３．１

切割机器人系统狊犾犻犮犻狀犵狉狅犫狅狋狊狊狔狊狋犲犿

配套切割工艺软件包、切割系统、辅助装置，完成材料切割作业任务的工业机器人系统。

１

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４分类

４．１按坐标型式分为：

ａ）直角坐标型切割机器人；

ｂ）关节型切割机器人；

ｃ）其他。

４．２按切割方式分为：

ａ）激光切割机器人；

ｂ）水切割机器人；

ｃ）电弧切割机器人；

ｄ）火焰切割机器人；

ｅ）其他。

５性能

切割机器人系统（以下简称机器人）的性能指标，应在产品标准中规定，应包括下列各项：

ａ）工作空间；

ｂ）位姿重复性和位姿准确度；

ｃ）位置超调量；

ｄ）轨迹重复性；

ｅ）轨迹准确度；

ｆ）轨迹速度准确度；

ｇ）轨迹速度重复性；

ｈ）轨迹速度波动；

ｉ）拐角偏差；

ｊ）切口性能；

ｋ）其他参数（如切割材料、切割速度、切割厚度、外形尺寸和重量）由制造商确定，有特殊要求时，

可与用户共同商定。

６技术要求

６．１一般要求

６．１．１机器人应按规定程序批准的设计图样和工艺文件进行制造。

６．１．２制造机器人所用材料及外购元器件、部件质量应可靠，

进入制造环节前应通过检验部门检验并

应符合有关标准规定。

６．１．３当机器人配有夹持器时，其性能应符合产品标准规定。

６．１．４机器人应在环境温度０℃～４０℃、

相对湿度４５％～７５％和大气压力８６ｋＰａ～１０６ｋＰａ下，能正

常工作。

６．１．５使用场所风速不大于２ｍ／ｓ，否则需加防风装置。

６．１．６数控切割机器人运行速度应可调。

６．１．７数控切割机器人应运行平稳，无抖动和爬行现象。

６．１．８数控切割机器人各运动装置应具备可靠的限位装置。

２

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６．１．９水切割的使用环境温度为０℃～４０℃。

６．１．１０水切割主机应能无级调节工作压力，并配有压力检测显示装置。

６．２外观和结构

６．２．１机器人结构应布局合理、操作方便、

便于维修。

６．２．２机器人成套设备中，所有紧固部分应无松动；

活动部分润滑和冷却状况良好。

６．２．３说明功能的文字、符号、标志应清晰、

端正。各轴关节处应标明其运动方向。

６．２．４机器人表面，不得有明显的凹痕、裂缝和变形；

漆膜及镀层应均匀，无起泡、划伤、脱落和磨损等

缺陷；金属零件不应有锈蚀及其他机械损伤。

６．２．５切割末端应有防护装置，夹持器应有防护机构。

６．３功能

６．３．１机器人的开关、按钮、显示、报警及联锁装置，

功能应正常。

６．３．２操作机各轴运动应平稳、正常。

６．３．３各种操作方式中，指令与动作应一致。

６．３．４电气设备在突然停电后，再恢复供电时，

不得自行接通。

６．３．５在机器人工作区域外设置机器人急停开关，

能使机器人停机。

６．３．６机器人与切割设备的输入输出接口：

数字量，模拟量，通信模式。

６．４系统

６．４．１切割系统中液压部分应符合ＧＢ／Ｔ３７６６的规定。

６．４．２切割系统中气动部分应符合ＧＢ／Ｔ７９３２—２０１７的规定。

６．４．３控制系统应具有可调节气体流量或压力的装置，

以保证产品正常工作。

６．４．４切割过程中，当释放控制开关并且电弧等切割能源离开工件时，

控制系统应能自动切断切割电

源或减低空载电压至安全限值。

６．４．５水切割需要水处理系统，泵高压系统应满足ＧＢ

／Ｔ２６１３６—２０１８中的要求。

６．４．６激光切割环境粉尘，湿度要求应满足ＧＢ

／Ｔ３４３８０中的要求。

６．５安全防护

６．５．１基本要求

切割机器人应满足以下基本要求：

ａ）应符合ＧＢ１１２９１．１、ＧＢ１１２９１．２和ＧＢ／Ｔ２０８６７的安全规定。

ｂ）具备防止因运动超限引起碰撞或干涉的限位保护功能。

ｃ）机器人在安装固定后，应具有其他有关事项和警告标志。标志的大小和位置应能使在危险区

外的人员安全、清楚地看到。标志的颜色、尺寸及印刷型式应符合ＧＢ／Ｔ２８９３．１和

ＧＢ／Ｔ２８９３．４的规定。

示例：本体机器人工作可能会产生切割物飞溅。

６．５．２接地电阻

机器人操作机、控制装置、动力源都应有接地点。不能明显表明的接地点，应在其附近标注明显的

接地符号“”。

接地点与机器人中因绝缘损坏可能带电的金属部件之间的电阻不得超过０．１Ω。

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６．５．３绝缘电阻

机器人动力交流电源电路与壳体之间绝缘电阻应不小于１０ＭΩ。

６．５．４耐电强度

机器人动力交流电源电路与邻近的非带电导体间，应能承受交流５０Ｈｚ，电压有效值１５００Ｖ、持

续１ｍｉｎ的耐电强度试验。无击穿闪络及飞弧现象。

６．５．５运行危险防护

机器人应满足以下要求：

ａ）运行时可采用防护罩、或防护窗、或排屑装置等专门技术手段防止作业时的金属屑、粉尘等飞

甩出去；

ｂ）工作工程中产生的有危害粉尘、蒸汽或气体，应将其可靠地密封起来或排出，不能造成危险；

ｃ）使用液体切割的设备，液体介质不应溢出和飞溅到使用者身上和作业场所；

ｄ）使用激光切割的设备，应满足ＧＢ／Ｔ１８４９０．１—２０１７中５．３．１关于激光辐射危险的防护要求；

ｅ）使用等电弧切割设备，应满足ＧＢ／Ｔ１５５７９．８—２０１４中切割系统的气路装置的要求。

６．６连续运行

机器人出厂前跑机测试，在额定工作配置和工作速度下，不进行切割作业连续运行１２０ｈ，工作应

正常。

６．７工艺操作

按切割工艺要求，对机器人进行试教编程和工艺操作。在正常工艺条件下，其切割质量应符合

要求。

６．８噪声

机器人在空载运行时所产生的噪声，应不大于８０ｄＢ（Ａ）。

６．９电源适应能力

当供电电网电压波动，在额定电压的８５％～１１０％范围内，频率为５０Ｈｚ，机器人工作应正常。

６．１０电磁兼容性

６．１０．１一般要求

机器人的电磁兼容性应符合ＧＢ／Ｚ１９３９７—２００３中６．５的规定。

６．１０．２辐射敏感度

机器人在受到强磁场干扰时，工作应正常。磁场强度由产品标准制定。

６．１０．３磁场敏感度

机器人在受到强磁场干扰时，工作应正常。具体强度由产品标准规定。

６．１１耐运输性

切割机器人按要求包装和运输后，应保持正常状态。

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６．１２环境条件

机器人在如表１环境条件下使用、运输和贮藏时，应能保持正常。其他项目由产品标准规定。

表１工作条件表

环境条件

工作条件

普通精密特殊恶劣条件

贮藏、运输条件

环境温度０℃～４０℃１０℃～３０℃－１０℃～５０℃－４０℃～５５℃

相对湿度≤９０％（４０℃）≤８０％（４０℃）≤９３％（４０℃）≤９３％（４０℃）

大气压力８６ｋＰａ～１０６ｋＰａ

注：特殊环境机器人，其环境条件由产品标准规定。

６．１３耐震性

机器人的操作机、控制装置在频率为５Ｈｚ～５５Ｈｚ、振幅为０．１５ｍｍ的振动条件（或环境）下，工作

应正常。

６．１４可靠性

采用平均故障工作时间（ＭＴＢＦ）及可维修时间（ＭＴＴＲ）作为衡量可靠性的指标。具体数值由产品

标准规定。一般ＭＴＢＦ不小于５０００ｈ，ＭＴＴＲ不大于３０ｍｉｎ。

６．１５成套性

６．１５．１机器人应包括操作机、控制装置、动力源装置等成套设备。

６．１５．２机器人出厂时，应备有供正常生产使用的附件及维修用的备件及专用工具。

６．１５．３机器人出厂时，应提供工业机器人特性数据表、

技术说明书或操作、安装、维修说明书等技术文

件以及合格证。

７试验方法

７．１试验条件

按ＪＢ／Ｔ８８９６—１９９９的５．１要求进行。

７．２外观和结构检查

按ＪＢ／Ｔ１０８２５—２００８的６．１要求进行。

７．３功能检查

按ＪＢ／Ｔ１０８２５—２００８的６．２要求进行。

７．４性能测试

７．４．１工作空间

按ＪＢ／Ｔ１０８２５—２００８的５．４．２和ＧＢ／Ｔ１２６４４—２００１中５．５要求进行。

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７．４．２位姿重复性和准确度

按ＧＢ／Ｔ１２６４２—２０１３的７．２要求进行。

７．４．３位置超调量

按ＧＢ／Ｔ１２６４２—２０１３的７．５要求进行。

７．４．４轨迹重复性

按ＧＢ／Ｔ１２６４２—２０１３的８．３要求进行。

７．４．５轨迹准确度

按ＧＢ／Ｔ１２６４２—２０１３的８．２要求进行。

７．４．６轨迹速度准确度

按ＧＢ／Ｔ１２６４２—２０１３的８．６．２要求进行。

７．４．７轨迹速度重复性

按ＧＢ／Ｔ１２６４２—２０１３的８．６．３要求进行。

７．４．８轨迹速度波动

按ＧＢ／Ｔ１２６４２—２０１３的８．６．４要求进行。

７．４．９拐角偏差

按ＧＢ／Ｔ１２６４２—２０１３的８．５要求进行。

７．４．１０切口性能

按以下要求进行：

ａ）切口宽度测试：以切口最宽处的尺寸来计量。

ｂ）切口表面粗糙度测试：测量切口深度２／３处横断面上的表面粗糙度。

ｃ）切口棱边的方形度测试：该指标可用垂直度或角度公差来表示。

ｄ）切口热影响区的宽度：该指标对于可硬化或可热处理的低合金钢或合金钢非常重要，过宽的热

影响区宽度会明显改变切口附近的性能。

７．５电气安全检验

７．５．１接地电阻检测

按ＧＢ／Ｔ５２２６．１—２０１９的１８．２要求进行。

７．５．２绝缘电阻测量

按ＧＢ／Ｔ５２２６．１—２０１９的１８．３要求进行。

７．５．３耐电强度试验

按ＧＢ／Ｔ５２２６．１—２０１９的１８．４要求进行。

６

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７．６连续运行试验

按ＪＢ／Ｔ１０８２５—２００８的６．１５要求进行。

７．７工艺操作试验

在正常工艺条件下，按不同应用领域要求对机器人进行示教编程，然后启动机器人进行自动运行，

作业完成后，检查其质量应符合要求。

７．８噪声

按ＪＢ／Ｔ１０８２５—２００８的６．１６要求进行。

７．９电源适应能力试验

按ＪＢ／Ｔ１０８２５—２００８的６．１７要求进行。

７．１０电磁兼容性试验

７．１０．１辐射敏感度试验

按ＧＢ／Ｚ１９３９７—２００３第６章要求进行。

７．１０．２磁场敏感度试验

按ＧＢ／Ｚ１９３９７—２００３第６章要求进行。

７．１１运输试验

按ＪＢ／Ｔ１０８２５—２００８的６．２４要求进行。

７．１２环境气候适应性试验

按ＪＢ／Ｔ８８９６—１９９９的５．１０要求进行。

７．１３振动试验

按ＪＢ／Ｔ１０８２５—２００８的６．２２要求进行。

７．１４可靠性试验

由产品标准规定。

７．１５系统实验

切割系统中液压部分按ＧＢ／Ｔ３７６６—２０１５第６章要求进行；切割系统中气动部分按ＧＢ／Ｔ７９３２—

２０１７第６章要求进行；水切割水处理系统按ＧＢ／Ｔ２６１３６—２０１８第５章要求进行。切割过程中，释放控

制开关并且电弧等切割能源离开工件，检查控制系统应能否自动切断切割电源或减低空载电压至安全

限值。

８检验规则

机器人的检验规则应按ＪＢ／Ｔ８８９６—１９９９第３章的要求，检验项目按表２进行。

７

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表２检验项目

序号检验项目

检验类别

出厂检验型式检验

技术要求检验方法

１外观和结构○○６．２７．２

２功能○○６．３７．３

３

４

５

６

７

８

９

１０

１１

１２

性能要求

工作空间—○５ａ）７．４．１

位姿重复性和准确度○○５ｂ）７．４．２

位置超调量○○５ｃ）７．４．３

轨迹重复性○○５ｄ）７．４．４

轨迹准确度○○５ｅ）７．４．５

轨迹速度准确度—○５ｆ）７．４．６

轨迹速度重复性○○

５ｇ

）７．４．７

轨迹速度波动—○５ｈ）７．４．８

拐角偏差○○５ｉ）７．４．９

切口性能—○

５ｊ

）７．４．１０

１３

１４

１５

１６

安全

基本安全要求○○６．５．１７．５

接地电阻○○６．５．２７．５．１

绝缘电阻○○６．５．３７．５．２

耐电强度—○６．５．４７．５．３

１７连续运行○○６．６７．６

１８工艺操作○○６．７