论文部分内容阅读
工业机器人精密减速器(IRPR)作为工业机器人重要零部件,是制约机器人技术发展重要一环,其高效、高精度测试平台与测试技术已成为推动工业机器人发展与应用关键。本文聚焦传统IRPR性能与可靠性测试测试效率低现状,以“工业机器人精密减速器综合测试平台关键技术”为题,研究单工位IRPR多性能指标测试调度技术、多工位IRPR多性能指标测试调度技术、IRPR性能退化评估方法,研制IRPR综合测试平台,提高测试效率。这对于实现工业检测装备智能化,促进先进制造技术发展具有重要作用与实际意义。研究工作得到2017年广东省高端装备制造科技计划专项(2017B090914003)支持。论文研究IRPR综合测试平台关键技术,从IRPR测试平台研究、测试任务优化调度研究、IRPR可靠性评估方法研究等3个方面分别论述IRPR综合测试平台关键技术国内外研究进展,确定论文研究内容。论文主要工作包括:(1)根据IRPR测试标准规定任务执行方法需求,设计IRPR性能与可靠性综合平台总体结构框架与测试流程,对系统各模块进行功能分析;针对提高IRPR测试效率问题,分析IRPR综合测试平台关键技术。(2)开展单工位多性能指标IRPR测试调度技术研究,根据IRPR项目测试过程特点,特征参数化描述IRPR测试执行操作,建立IRPR单工位测试模型;推导不同测试项目间优化关系与其计算方法,构建优化调度网络,并提出基于TSP模型调度方法、基于结点合并调度方法,实例分析证明对4个测试项目、8个测试项目2个应用例,前者方法可分别节约6.2%、27.6%测试时间,后者方法可分别节约18.6%、35.4%测试时间。(3)开展多工位多性能指标IRPR测试调度技术研究,分析IRPR多工位测试过程,构建基于测试时间节点与流程序列IRPR多工位测试模型;提出适用于IRPR多工位测试的最大设备利用率多工位调度方法、基于最小测试完成时间的多工位调度方法,实例证明前者可提高32.6%设备利用率,后者可缩短56.0%测试时间。(4)深入研究基于性能退化IRPR寿命评估方法,针对IRPR退化量分布族不确定、不唯一等问题,提出基于β分布统示法IRPR性能退化评估方法,利用β分布统示法拟合出各个时刻退化量分布,拟合可靠度函数分布,实现大样本下IRPR寿命预估;针对极小样本IRPR性能退化数据,提出采用线性拟合方法拟合其退化曲线,推导失效寿命与退化特征函数关系,通过泰勒展开求出平均寿命期望值,实现IRPR伪寿命预估。(5)搭建IRPR性能与可靠性综合测试平台,验证IRPR测试调度功能、寿命预估功能。通过实际样品测试证明应用单工位多性能指标IRPR测试调度技术可节约35.8%测试时间,应用多工位多性能指标IRPR测试调度技术可节约50.8%测试时间,应用基于性能退化数据IRPR寿命评估方法较传统直接拟合方法预估精度提高5倍,同等预估精度下可节约测试时间约25%,平台集成测试技术模块后可极大提高IRPR测试效率,证明论文工作的可行性、有效性。