ICS25.040.30 CCS L 67
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T42983.1—2023
工业机器人 运行维护第1部分：在线监测
Industrial robotsOperation and maintenancePart 1: Online monitoring
2024-04-01实施
2023-09-07发布
国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会
发布 GB/T42983.1—2023
目 次
前言引言范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义
在线监测架构监测参数类别 5.1 环境参数 5.2 控制参数 5.3 状态参数 6关键部件监测项目 6.1 伺服电机 6.2 伺服驱动器 6.3 减速器 6.4 控制器工业机器人整机监测项目 7.1 工业机器人整机监测参数 7.2 其他监测项目 8监测方式 8.1 总线监测方式 8.2 附加传感器方式 9监测方案表附录A（资料性） 串联型机器人在线监测方案
A
5
.:
L
6 GB/T 42983.1—2023
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 厂第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件是GB/T42983《工业机器人运行维护》的第1部分。GB/T42983已经发布了以下部分：一第1部分：在线监测；一第2部分：故障诊断； -第3部分：健康评估；一第4部分：预测性维护。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国机械工业联合会提出。 本文件由全国机器人标准化技术委员会（SAC/TC591)归口。 本文件主要起草单位：西安交通大学、北京机械工业自动化研究所有限公司、工业和信息化部电子
第五研究所、天津大学、广州数控设备有限公司、佛山华数机器人有限公司、重庆固高科技长江研究院有限公司、浙江钱江机器人有限公司、佛山隆深机器人有限公司、哈工大机器人（合肥）国际创新研究院、 广州智能装备研究院有限公司、杭州亿恒科技有限公司、昆明理工大学、清华大学、江苏汇博机器人技术股份有限公司、吉林大学、埃夫特智能装备股份有限公司、新松机器人自动化股份有限公司、上海交通大学、华中科技大学、北京工业大学、邀博（江苏)机器人有限公司、北京化工大学、芜湖瑞思机器人有限公司、天津市泰森数控科技有限公司、东莞市李群自动化技术有限公司、常州检验检测标准认证研究院
本文件主要起草人：雷亚国、周健、王国锋、曹军义、王远航、刘颖、胡桥、丁小健、梅江平、伍星、王勇、 宁南北、周文彪、吴迪、张品佳、王天杨、李文兴、陈章位、武通海、董光能、王振华、秦磊、莫文安、陆树汉、 尚斌、纪春阳、梁超、黄创绵、胡湘洪、唐敬、王吉、周星、吴军、李小兵、杨云帆、刘文威、董成举、张建华、 赵常均、孟苓辉、李乃鑫、莫冰、陈勃琛、陶建峰、潮群、王太勇、户满堂、王鹏、张旭东、杨凯、郭树言、肖永强、 宋仲康、王华庆、胥永刚、崔玲丽、何佳龙、李国发、唐刚、易廷吴、刘蕾、石金博、杨宇华、李乃鹏、王硕、 李响。
I GB/T 42983.1—2023
引言
工业机器人是先进制造业中不可替代的重要装备，在支撑智能制造和提升生产效率方面发挥着重
要作用。工业机器人运维标准缺失、滞后和系统性不足等问题，会导致技术要求难以统一，产品质量缺乏保证，影响产业的快速发展。
GB/T42983《工业机器人运行维护》通过监测工业机器人状态开展运行维护以提高工业机器人的运行可靠性，保障用户利益，提升行业维保服务的价值，拟由四个部分组成
一第1部分：在线监测。目的是规范和确定工业机器人在线监测的术语、监测参数类型、监测项
目和监测方式等。 一第2部分：故障诊断。目的是规范和确定工业机器人故障诊断流程、在线故障报警和离线测
试等。 第3部分：健康评估。目的是规范和确定工业机器人健康评估流程、健康评估体系和健康评估方法等。 第4部分：预测性维护。目的是规范和确定工业机器人预测性维护的对象、预测方法、维护计划和管理流程等。
= GB/T42983.1—2023
工业机器人 运行维护第1部分：在线监测
1范围
本文件规定了工业机器人在线监测的参数类型、监测项目、监测方式和在线监测方案的制定等，本文件适用于工业机器人及其关键部件的在线监测。
2规范性引用文件
2
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文
件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T2298—2010 机械振动、冲击与状态监测词汇 GB/T7665—2005 传感器通用术语 GB/T12642—2013 工业机器人性能规范及其试验方法 GB/T12643—2013 机器人与机器人装备词汇 GB/T12644 工业机器人特性表示 GB/T14412 机械振动与冲击加速度计的机械安装 GB/T19873.1 机器状态监测与诊断振动状态监测 第1部分：总则 GB/T20921—2007 机器状态监测与诊断词汇 GB/T 32197 机器人控制器开放式通信接口规范 GB/T39561.7 数控装备互联互通及互操作 第7部分：工业机器人测试与评价
3 ：术语和定义
GB/T12643—2013、GB/T20921—2007、GB/T2298—2010、GB/T7665—2005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industrialrobot 自动控制、可重复编程、多用途，可对三个或三个以上轴进行编程，可以是固定式或移动式，在工业
自动化中使用的操作机。
注：工业机器人包括：
操作机，含驱动器；控制器，含示教盒和某些通讯接口（硬件和软件）；
-
—某些集成的附加轴。 ［来源：GB/T12643—2013,2.9]
3.2
工业机器人系统 industrial robot system 由（多）工业机器人、（多)末端执行器和为使机器人完成其任务所需的任何机械、设备、装置、外部辅
1 GB/T42983.1—2023
助轴或传感器构成的系统。
［来源：GB/T12643—2013,2.15］
3.3
上位机 mastercomputer 可以直接发出操控命令的计算机。
3.4
参数 parameters 可测量的变量。 ［来源：GB/T20921—2007，10.4］
3.5
传感器transducer/sensor 能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 注1：通常由敏感元件和转换元件组成注2：敏感元件（sensingelement)，指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。 注3：转换元件（transducingelement），指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电
信号部分。 注4：当输出为规定的标准信号时，则称为变送器（transmitter）。 ［来源：GB/T7665—2005,3.1.1]
3.6
采样频率 sampling frequency 对于均匀的采样数据，单位时间内采样的点数。 ［来源：GB/T2298—2010,6.3]
3.7
采样长度 sampling length 一系列不间断采样数据点组成的集合中数据采样点的个数
3.8
采样间隔 sampling interval 两次采样之间的间隔时间。 ［来源：GB/T2298—2010，6.7，有修改］
3.9
预警 warning 当遇到选定的参数或其逻辑组合异常，要求提高警觉时：用于通知人员而设计的运行信号或警告
信息。
［来源：GB/T20921—2007,5.3]
3.10
报警 alarm 当遇到选定的参数或其逻辑组合异常，要求采取纠正行动时，用于通知人员而设计的运行信号或警
告信息。
［来源：GB/T20921—2007,5.2]
3.11
状态监测 condition monitoring 检测与收集反映机器状态的信息和数据。 ［来源：GB/T20921—2007，2.5]
2 GB/T42983.1—2023
3.12
在线监测onlinemonitoring 在运行情况下，对工业机器人进行连续或周期性的自动状态监测。
4在线监测架构
工业机器人在线监测功能可开发单独的数字采集卡，或嵌人到工业机器人控制系统中，或集成到其他信息系统中。
工业机器人在线监测架构如图1所示，分为设备层、感知层、参数层、传输层、平台层和应用层。 a) 设备层：根据工业机器人系统的组成进行功能结构划分，每个结构都有对应的在线监测参数。 b) 感知层：用于进行在线监测的各类传感器，分为内部状态传感器和外部状态传感器：
1） 内部状态传感器为机器人系统本身具备的传感器，包括角度编码器、电流传感器等： 2）外部状态传感器为额外的附加传感器，包括温度传感器、振动传感器等。
c) 参数层：预处理感知层监测信号，获得工业机器人各类监测参数。 d) 传输层：通过多种网络通信模式，将数据传输给应用层。
平台层：根据获得的数据进行分析、存储，为应用层提供开发、运行和管控环境。 f) 应用层：数据展示、状态分析、预警/报警，以及其他第三方接口服务工业机器人在线监测架构中仅包含在线监测架构中的基础模块，图1中列出的各个模块类型，可根
e)
据实际情况增加其他功能模块。
应
第二方接口
用层
预警／报警
显示
服务
存储
开发环境
台层
分析
传输层数片知层 感设备
协议
传输
参
环境参数
控制参表
状态参数
外部传感器
内部传感器
工业机器人系统
控制系统 驱动系统 交互系统
感知系统
机械结构系统
图1在线监测系统架构
3 GB/T 42983.1—2023
5 监测参数类别
5.1 环境参数
工业机器人工作环境相关参数。 示例：环境温度和环境湿度等。
5.2 2控制参数
由机器人运动控制器发出的控制目标参数示例：目标转角、目标转速和目标位姿等
5.3 3状态参数
工业机器人实际状态的参数。 示例：实际转角、实际转速和实际位姿等
关键部件监测项目
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6.1 伺服电机
工业机器人用伺服电机应进行监测的控制参数：
电机目标转角；电机目标转速；电机目标转矩。
工业机器人用伺服电机应进行监测的状态参数：
实际转角以及转角跟踪偏差；电机实际速度、旋转方向；电机实际电流；抱闻状态；一所配编码器电池电压。 电机的轴承缺陷、发热、不平衡等故障，由于受到机器结构和运行条件的限制难以直接通过上述参
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数信息进行识别，宜选择性地部署附加传感器采集对此类故障更加敏感的监测量
宜选择性地监测电机如下状态参数：
电机温度；电机振动。
6.2 2伺服驱动器
伺服电机所配套伺服驱动器应进行监测的控制参数：
使能指令、开关指令；控制模式（如速度闭环控制、位置闭环控制、转矩闭环控制模式）。
伺服电机所配套伺服驱动器应进行监测的驱动器相关状态参数：
驱动器程序运行状态；一驱动器通信状态；
内部存储器状态；
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