Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13696:2023 (ISO 9283:1998) về Tay máy rô bốt công nghiệp - Đặc tính và phương pháp thử liên quan quy định các tiêu chí đặc tính hiệu suất và phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn đối với tay máy rô bốt công nghiệp. Tiêu chuẩn này là cơ sở kỹ thuật quan trọng giúp các nhà sản xuất, đơn vị kiểm định và người sử dụng đánh giá chính xác năng lực vận hành của rô bốt trong môi trường sản xuất công nghiệp.

Phạm vi và đối tượng áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng đối với các tổ chức, cá nhân thực hiện hoạt động thiết kế, chế tạo, nhập khẩu, thử nghiệm, nghiệm thu và vận hành tay máy rô bốt công nghiệp tại Việt Nam. Các phép thử quy định trong tiêu chuẩn có thể được áp dụng toàn bộ hoặc một phần tùy thuộc vào cấu trúc, kiểu rô bốt và các yêu cầu kỹ thuật cụ thể của người sử dụng.

Hướng dẫn lựa chọn tiêu chí đặc tính cho các ứng dụng điển hình

Tiêu chuẩn đưa ra hướng dẫn chi tiết nhằm tối ưu hóa việc lựa chọn các phép thử cốt lõi phù hợp với từng mục đích sử dụng thực tế của rô bốt, tránh việc thử nghiệm tràn lan không cần thiết. Các ứng dụng điển hình và tiêu chí thử nghiệm tương ứng bao gồm:

• Hàn điểm: Thường sử dụng phương thức điều khiển tư thế đến tư thế. Các phép thử chủ yếu gồm tính lặp lại của tư thế (chỉ cho vị trí), thời gian ổn định hóa của vị trí, sự quá tầm của vị trí, thời gian tối thiểu cho tư thế và biến dạng đàn hồi tĩnh. Đối với lập trình ngoại tuyến, cần thử nghiệm thêm độ chính xác của tư thế và độ chính xác chệch hướng của tư thế.
• Nâng chuyển, chất tải và dỡ tải: Áp dụng điều khiển tư thế đến tư thế. Các phép thử bắt buộc gồm tính lặp lại của tư thế, thời gian ổn định hóa của vị trí, sự quá tầm của vị trí, thời gian tối thiểu cho tư thế và biến dạng đàn hồi tĩnh.
• Lắp ráp và kiểm tra: Đòi hỏi độ chính xác cực cao. Các phép thử cần thực hiện gồm độ chính xác và tính lặp lại của tư thế, biến đổi độ chính xác của tư thế theo nhiều hướng, tính lặp lại/độ chính xác khoảng cách, thời gian ổn định hóa của vị trí, sự quá tầm của vị trí và biến dạng đàn hồi tĩnh.
• Cắt gọt, tẩy ba via, đánh bóng và cắt đứt: Kết hợp điều khiển tư thế và điều khiển quỹ đạo liên tục. Các phép thử chủ yếu gồm độ chính xác và tính lặp lại của quỹ đạo, sai lệch đường lượn và biến dạng đàn hồi tĩnh.
• Sơn phun: Sử dụng điều khiển quỹ đạo liên tục. Các phép thử tập trung vào độ chính xác và tính lặp lại của quỹ đạo, sai lệch đường lượn, độ chính xác vận tốc của quỹ đạo, tính lặp lại vận tốc của quỹ đạo và độ dao động vận tốc của quỹ đạo.
• Hàn hồ quang và dán dính/bít kín: Đòi hỏi sự ổn định cao về quỹ đạo và vận tốc di chuyển. Các phép thử chủ yếu bao gồm độ chính xác và tính lặp lại của quỹ đạo, sai lệch đường lượn, độ chính xác vận tốc của quỹ đạo, tính lặp lại vận tốc của quỹ đạo và độ dao động vận tốc của quỹ đạo.

Quy định về cấu trúc báo cáo thử nghiệm tiêu chuẩn

Báo cáo thử nghiệm rô bốt công nghiệp phải được lập một cách chuẩn hóa, minh bạch và đầy đủ thông tin để phục vụ công tác kiểm tra, đối chiếu. Nội dung báo cáo bao gồm các thành phần chính sau:

• Thông tin nhận dạng hệ thống: Tên nhà sản xuất, kiểu rô bốt, mẫu số, loạt số, định hướng lắp đặt, phiên bản phần mềm điều khiển và phương pháp lập trình được áp dụng.
• Điều kiện môi trường vật lý: Địa điểm thử nghiệm, nhiệt độ xung quanh, các điều kiện bất thường ngoài giới hạn mong đợi (nếu có), thời gian làm nóng máy, thời gian dừng đo và tổng thời gian thực hiện phép đo.
• Thiết bị đo lường: Kiểu thiết bị đo, mẫu số, loạt số và các đánh giá chuyên môn về thiết bị đo.
• Điều kiện thử nghiệm tải trọng: Khối lượng tải danh nghĩa (kg), tọa độ vị trí trọng tâm tải trọng (Lx, Ly, Lz), mô men quán tính (kg/m2) và tọa độ điểm đo (XMP, YMP, ZMP).

Các bảng kết quả thử nghiệm đặc tính kỹ thuật

Kết quả thử nghiệm phải được ghi nhận chi tiết theo các bảng biểu chuẩn hóa tương ứng với từng tiêu chí đặc tính:

• Độ chính xác và tính lặp lại của tư thế: Đo lường sai lệch tư thế và độ lặp lại tư thế tại các điểm chỉ định (từ P1 đến P5) dưới các điều kiện tải trọng (100% hoặc 10% tải danh nghĩa) và vận tốc khác nhau (100%, 50%, 10%).
• Sai lệch tiêu chuẩn của tư thế theo nhiều hướng: Xác định độ biến động tư thế theo các hướng trục khác nhau nhằm đánh giá độ ổn định không gian của rô bốt.
• Tính lặp lại và độ chính xác của khoảng cách: Đánh giá khả năng di chuyển chính xác giữa các điểm đích theo khoảng cách yêu cầu.
• Thời gian ổn định của vị trí và sự quá tầm: Đo lường thời gian cần thiết để rô bốt dừng hẳn tại vị trí đích và mức độ vượt quá vị trí đích (overshoot) trước khi ổn định.
• Tính lắp lẫn: Đánh giá khả năng thay thế, lắp lẫn giữa các bộ phận hoặc giữa các rô bốt cùng loại mà không làm ảnh hưởng đến độ chính xác vận hành.
• Độ chính xác, tính lặp lại và định hướng lại của quỹ đạo: Đánh giá sai lệch giữa quỹ đạo thực tế và quỹ đạo lập trình sẵn, bao gồm cả khả năng định hướng lại đầu công tác trong quá trình di chuyển.
• Sai lệch đường lượn: Đo lường sai số tại các góc cua, sự giảm vận tốc tại góc và khoảng cách bắt đầu/kết thúc giảm tốc để tối ưu hóa đường đi liên tục.
• Đặc tính vận tốc quỹ đạo: Xác định độ chính xác vận tốc, tính lặp lại vận tốc và độ dao động vận tốc trên quỹ đạo hoạt động.
• Thời gian tối thiểu cho tư thế: Ghi nhận thời gian ngắn nhất để rô bốt di chuyển từ tư thế bắt đầu đến tư thế đích trên một khoảng cách xác định.
• Biến dạng đàn hồi tĩnh: Đo lường độ võng, biến dạng của cấu trúc rô bốt (mm/N) dưới tác động của lực tĩnh theo các hướng trục X, Y, Z.
• Sai lệch răng cưa: Xác định sai số hành trình và sai số tần số răng cưa phát sinh trong quá trình chuyển động quỹ đạo.

Hiệu lực thi hành

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13696:2023 (ISO 9283:1998) có hiệu lực kể từ ngày được cơ quan nhà nước có thẩm quyền công bố áp dụng. Các tổ chức hoạt động trong lĩnh vực rô bốt công nghiệp cần chủ động cập nhật các phương pháp thử nghiệm này để chuẩn hóa quy trình đánh giá chất lượng sản phẩm.