描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030781567丛书名: “十四五”国家重点出版物出版规划项目
内容简介
《工业机器人可靠性设计理论与方法》围绕工业机器人设计和服役中常面临的整机可靠性与精度保持性不足、定位精度低、核心部件测评方法准确度不高等关键科学与技术难题，系统阐述工业机器人可靠性设计理论与方法。《工业机器人可靠性设计理论与方法》共5章。第1章介绍工业机器人及核心部件在可靠性设计与测评方面存在的问题、研究进展及未来发展趋势；第2章介绍整机故障影响、可靠性预测与分配方法；第3章讨论精密减速器在服役工况下的精度可靠性测评技术，以及关节机电耦合建模和寿命可靠性评估方法；第4章介绍伺服电机在机-电-热多应力下的故障机理、绝缘状态评估与检测技术；第5章分析工业机器人定位精度可靠性及考虑不确定因素的参数鲁棒性优化设计方法。
目 录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 工业机器人可靠性研究背景 1
1.2 工业机器人工作特点与可靠性分析难点 2
1.3 工业机器人可靠性研究现状 3
1.3.1 工业机器人故障模式与可靠性分析 4
1.3.2 工业机器人核心部件可靠性测试与评估 5
1.3.3 工业机器人定位精度可靠性评估与提升 7
1.4 本书主要内容 9
参考文献 11
第2章 工业机器人故障影响与可靠性设计 15
2.1 工业机器人故障影响及危害性分析 15
2.1.1 故障模式影响及危害性分析流程 15
2.1.2 实例分析 18
2.2 工业机器人故障模式的重要度分析 22
2.2.1 T-S模糊故障树与重要度分析 22
2.2.2 实例分析 27
2.3 工业机器人可靠性预测 31
2.3.1 可靠性预测方法与流程 31
2.3.2 实例分析 36
2.4 工业机器人可靠性分配 42
2.4.1 考虑综合因素影响的可靠性分配 42
2.4.2 考虑时变状态的可靠性分配 48
2.5 本章小结 57
参考文献 57
第3章 工业机器人减速器可靠性测试与评估 59
3.1 工业机器人减速器主要故障形式 59
3.2 工业机器人减速器载荷谱构建 62
3.2.1 减速器载荷谱构建方法和流程 62
3.2.2 实例分析 64
3.3 服役工况下减速器磨损和传动精度的映射关系 67
3.3.1 减速器磨损对精度的影响规律 68
3.3.2 实例分析 72
3.4 工业机器人减速器加速退化试验与精度可靠性评估 75
3.4.1 减速器加速退化试验方法 75
3.4.2 考虑退化变点的减速器传动精度模型 77
3.4.3 减速器精度可靠性评估 82
3.4.4 减速器剩余寿命预测 87
3.5 基于电流信号的关节减速器故障特征分析 88
3.5.1 服役工况下电机转矩模型 88
3.5.2 减速器故障对电机电流的影响特性 91
3.5.3 实例分析 95
3.6 交变载荷下基于电流信号的减速器寿命可靠性评估 101
3.6.1 基于电流信号的减速器退化建模 101
3.6.2 减速器寿命可靠性评估 104
3.6.3 实例分析 106
3.7 本章小结 111
参考文献 111
第4章 工业机器人伺服电机故障分析与检测 113
4.1 工业机器人伺服电机主要故障形式 113
4.2 工业机器人伺服电机绝缘加速退化试验与建模 114
4.2.1 伺服电机绝缘加速退化试验 114
4.2.2 伺服电机绝缘退化建模 116
4.2.3 伺服电机绝缘寿命预测 117
4.3 工业机器人伺服电机绝缘状态评估 122
4.3.1 伺服电机绝缘状态多维特征表征 122
4.3.2 伺服电机绝缘退化状态演变规律 128
4.3.3 伺服电机绝缘退化状态评估 131
4.3.4 实例分析 134
4.4 工业机器人伺服电机绝缘故障特征分析与检测 138
4.4.1 伺服电机绝缘故障特征及其演变规律 139
4.4.2 伺服电机绝缘故障鲁棒检测方法 149
4.4.3 实例分析 150
4.5 本章小结 157
参考文献 157
第5章 工业机器人定位精度可靠性评估与优化 159
5.1 工业机器人定位误差模型 159
5.2 工业机器人定位精度可靠性评估 161
5.2.1 定位精度可靠性表征 161
5.2.2 定位精度可靠性评估 165
5.2.3 实例分析 175
5.3 工业机器人关节转矩精度可靠性评估 185
5.3.1 机器人动力学建模与求解 185
5.3.2 关节转矩精度可靠性评估 189
5.3.3 实例分析 194
5.4 工业机器人参数容差鲁棒性优化设计 199
5.4.1 末端定位点坐标求解 200
5.4.2 参数鲁棒性与误差模型设计 202
5.4.3 实例分析 205
5.5 本章小结 210
参考文献 210
附录 213
附录A 故障模式风险评价指标及影响程度量化表 213
附录B 某型工业机器人FMEA表 215
附录C 某型工业机器人故障树T-S门规则表 217
附录D 某型工业机器人各子系统故障时间及故障率历史数据 221
附录E 专家影响因素评分方法 222
前言
第1章 绪论 1
1.1 工业机器人可靠性研究背景 1
1.2 工业机器人工作特点与可靠性分析难点 2
1.3 工业机器人可靠性研究现状 3
1.3.1 工业机器人故障模式与可靠性分析 4
1.3.2 工业机器人核心部件可靠性测试与评估 5
1.3.3 工业机器人定位精度可靠性评估与提升 7
1.4 本书主要内容 9
参考文献 11
第2章 工业机器人故障影响与可靠性设计 15
2.1 工业机器人故障影响及危害性分析 15
2.1.1 故障模式影响及危害性分析流程 15
2.1.2 实例分析 18
2.2 工业机器人故障模式的重要度分析 22
2.2.1 T-S模糊故障树与重要度分析 22
2.2.2 实例分析 27
2.3 工业机器人可靠性预测 31
2.3.1 可靠性预测方法与流程 31
2.3.2 实例分析 36
2.4 工业机器人可靠性分配 42
2.4.1 考虑综合因素影响的可靠性分配 42
2.4.2 考虑时变状态的可靠性分配 48
2.5 本章小结 57
参考文献 57
第3章 工业机器人减速器可靠性测试与评估 59
3.1 工业机器人减速器主要故障形式 59
3.2 工业机器人减速器载荷谱构建 62
3.2.1 减速器载荷谱构建方法和流程 62
3.2.2 实例分析 64
3.3 服役工况下减速器磨损和传动精度的映射关系 67
3.3.1 减速器磨损对精度的影响规律 68
3.3.2 实例分析 72
3.4 工业机器人减速器加速退化试验与精度可靠性评估 75
3.4.1 减速器加速退化试验方法 75
3.4.2 考虑退化变点的减速器传动精度模型 77
3.4.3 减速器精度可靠性评估 82
3.4.4 减速器剩余寿命预测 87
3.5 基于电流信号的关节减速器故障特征分析 88
3.5.1 服役工况下电机转矩模型 88
3.5.2 减速器故障对电机电流的影响特性 91
3.5.3 实例分析 95
3.6 交变载荷下基于电流信号的减速器寿命可靠性评估 101
3.6.1 基于电流信号的减速器退化建模 101
3.6.2 减速器寿命可靠性评估 104
3.6.3 实例分析 106
3.7 本章小结 111
参考文献 111
第4章 工业机器人伺服电机故障分析与检测 113
4.1 工业机器人伺服电机主要故障形式 113
4.2 工业机器人伺服电机绝缘加速退化试验与建模 114
4.2.1 伺服电机绝缘加速退化试验 114
4.2.2 伺服电机绝缘退化建模 116
4.2.3 伺服电机绝缘寿命预测 117
4.3 工业机器人伺服电机绝缘状态评估 122
4.3.1 伺服电机绝缘状态多维特征表征 122
4.3.2 伺服电机绝缘退化状态演变规律 128
4.3.3 伺服电机绝缘退化状态评估 131
4.3.4 实例分析 134
4.4 工业机器人伺服电机绝缘故障特征分析与检测 138
4.4.1 伺服电机绝缘故障特征及其演变规律 139
4.4.2 伺服电机绝缘故障鲁棒检测方法 149
4.4.3 实例分析 150
4.5 本章小结 157
参考文献 157
第5章 工业机器人定位精度可靠性评估与优化 159
5.1 工业机器人定位误差模型 159
5.2 工业机器人定位精度可靠性评估 161
5.2.1 定位精度可靠性表征 161
5.2.2 定位精度可靠性评估 165
5.2.3 实例分析 175
5.3 工业机器人关节转矩精度可靠性评估 185
5.3.1 机器人动力学建模与求解 185
5.3.2 关节转矩精度可靠性评估 189
5.3.3 实例分析 194
5.4 工业机器人参数容差鲁棒性优化设计 199
5.4.1 末端定位点坐标求解 200
5.4.2 参数鲁棒性与误差模型设计 202
5.4.3 实例分析 205
5.5 本章小结 210
参考文献 210
附录 213
附录A 故障模式风险评价指标及影响程度量化表 213
附录B 某型工业机器人FMEA表 215
附录C 某型工业机器人故障树T-S门规则表 217
附录D 某型工业机器人各子系统故障时间及故障率历史数据 221
附录E 专家影响因素评分方法 222
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