用于工業(yè)機器人膜盒壓力表防護性能檢測系統(tǒng)，主要適用于檢測工業(yè)機器人本體外殼防護等級是否滿足國家標準 GB/T 4208-2017 外殼防護等級（IP 代碼）中相應的防護等級。本文所述工業(yè)機器人膜盒壓力表防護性能檢測系統(tǒng)主要通過檢測機器人本體的氣體密封性來替代實際使用環(huán)境中對液體、粉塵等密封性。檢測系統(tǒng)主要包括氣源、負壓檢測氣路和正壓檢測氣路。此檢測系統(tǒng)有利于機器人在批量生產過程中的過程質量控制，對防護型工業(yè)機器人密封質量有根本性的提高。

1 引言

隨著工業(yè)機器人應用場景的不斷深入，一些特殊的使用環(huán)境，如高濕環(huán)境、粉塵環(huán)境逐漸使用到工業(yè)機器人來代替人工進行作業(yè)，如機床內部上下料作業(yè)、清洗工件后取放料等。這樣特殊的應用場景就需要工業(yè)機器人本體達到一定的防護等級。機器人四大家族：發(fā)那科、安川、KUKA、ABB以及一些國外機器人廠商如NACHI、史陶比爾都有相應的機器人產品達到IP69K、IP67等級的防護性能。由于本體防護技術的先進性，在這樣機器人細分應用領域的市場份額大部分被以上機器人廠商所占有，很少有國產機器人進入此細分市場。為了達到機器人使用場景的相應防護等級，不僅要在機器人本體結構設計上要有技術創(chuàng)新，更要有相應的膜盒壓力表檢測系統(tǒng)來保證機器人在生產制造過程中的質量控制，來確保出貨的每臺機器人都要達到設計要求。靈猴機器人為了實現(xiàn)機器人本體防護性能達到GB/T 4208-2017外殼防護等級（IP代碼）IP68等級的要求，不僅在機器人自身本體結構密封性設計上有較精細的設計，用時還開發(fā)出一套用于檢測機器人裝配后本體整體的密封性的檢測系統(tǒng)。此膜盒壓力表檢測系統(tǒng)檢測效率高，無需定制測試夾具工裝，非常適合于裝配產線進行系統(tǒng)性檢測機器人本體裝配密封質量。

2 膜盒壓力表檢測系統(tǒng)簡述

膜盒壓力表檢測系統(tǒng)主要包括氣源、負壓檢測氣路和正壓檢測氣路。

正壓檢測氣路：正壓檢測氣路包括依次連接的氣源、過濾減壓閥、精密減壓閥、電磁閥和機器人本體等。氣源與正壓檢測氣路連接，壓縮空氣通過氣源經(jīng)過過濾減壓閥、連接精密減壓閥，然后通過氣管與機器人本體內部腔體相連接。過濾減壓閥主要作用是過濾壓縮空氣中的水汽和雜質等；再通過調節(jié)精密減壓閥來控制進入機器人本體內部腔體的空氣壓力。電磁閥來通過控制開關控制進入機器人本體內部氣體的通斷。

負壓檢測氣路：負壓檢測氣路包括依次連接的真空電磁閥、真空發(fā)生器和負壓電磁閥，真空電磁閥設有負壓檢測氣路輸入接口，負壓電磁閥設有負壓檢測氣路輸出接口，負壓檢測氣路設有壓力表。其中負壓電磁閥通過控制開關控制負壓檢測氣路通斷。通過真空發(fā)生器來對機器人本體的內腔進行抽取真空操作，真空電磁閥來控制抽取本體腔體的負壓值的大小，負壓數(shù)顯壓力表來實時顯現(xiàn)機器人本體內腔的負壓值。

檢測系統(tǒng)，通過以上正壓檢測氣路和負壓檢測氣路進行相結合的檢測方法，來實現(xiàn)對檢測的機器人產品密封性能的全面檢測，通過此膜盒壓力表檢測系統(tǒng)的方法進行檢測的機器人產品，已經(jīng)通過相應的專業(yè)機構認證通過，并獲得證書。

3 膜盒壓力表檢測系統(tǒng)實例分析

膜盒壓力表檢測系統(tǒng)主要適用于檢測具有滿足國家標準GB/T 4208-2017外殼防護等級（IP代碼）中相應的防護等級結構設計的機器人產品。下面實際檢測的機器人（如圖1所示）為靈猴品牌的六軸機器人產品LR4-R560P，較大負載4kg，較大臂展560mm。機器人性能參數(shù)附表，設計本體外殼防護等級為IP68等級。

根據(jù)國家標準GB/T 4208-2017外殼防護等級（IP代碼）中相應的防護等級要求，IP68等級要求為：（1）無灰塵進入（在測試箱內，加負壓，持續(xù)運行24H,無粉塵進入機器人殼體內部）；（2）防持續(xù)潛水影響（在1m深水下，持續(xù)運行24H，無液體進入機器人殼體內部）。

待機器人本體裝配完成后，使用本文表述的膜盒壓力表檢測系統(tǒng)，進行檢測機器人本體的密封性，是否外殼防護達到IP68設計要求。在測試之前，需要計算出滿足達到IP68等級防護要求，測試氣路需要進行正壓和負壓測試的具體的壓力值，若測試的壓力值沒有達到設計的機器人本體能夠承受的壓力值，則測試出來的產品，不一定能滿足設計要求。以下的實例給出的壓力值，僅僅是針對LR4-R560P機型的壓力值。

4 系統(tǒng)檢測作業(yè)

在進行測試操作前，需要在機器人后面板處增加用于工業(yè)機器人氣密檢測接口7包括螺口結構7-10、氣管接頭7-20及堵頭7-30，在測試時，通過氣管接頭7-20實現(xiàn)檢測氣路于機器人本體進行連接，與正壓檢測氣路、負壓檢測氣路螺接密封；在檢測完成后，工業(yè)機器人氣密檢測接口7通過堵頭7-30進行密封，在機器人使用過程中，也要始終使用堵頭7-30實現(xiàn)該螺接結構的密封（如圖2所示）。

在-48KPa，則需要在之后的一段時間內獲取數(shù)顯壓力表8顯示的壓力變化的速率；例如規(guī)定滿足氣密設計的檢驗標準為3min內壓力變化速率需要小于0.5KPa/min，但是3min后，壓力表的數(shù)值由-48KPa變?yōu)?45KPa，實際氣壓變化速度為1KPa/min，大于規(guī)定的檢驗標準，則說明器人裝配過程中出現(xiàn)了密封問題，需要進行尋找裝配時密封的問題點。機器人本體密封性測試，需要同時滿足正壓和負壓測試，以保證機器人整體的密封性能。在機器人測試過程中，出現(xiàn)的氣壓變化較大的情況，不允許流入下一工站進行作業(yè)。通過此方法測試合格后的產品，將送給第三方膜盒壓力表檢測系統(tǒng)進行第三方檢測并輸出相應的測試報告，測試通過報告見（圖4所示）。通過報告，我們可以看到通過此測試系統(tǒng)測試合格后的產品通過第三方測試認證，并獲得認證證書，滿足IP68外殼防護等級。

5 小結

通過該密封性測試的系統(tǒng)應用，在生產中可以使用該系統(tǒng)替代一些防護性測試設備，不僅僅可以使用在機器人產品的密封性測試上，也可以推廣到別的工業(yè)產品上，用于提高產品的批量生產效率。同時，該系統(tǒng)測試后的產品，不僅僅是滿足了IP68等級的測試，目前該機器人產品還持續(xù)在潛水運行，持續(xù)運行時間，遠遠大于測試報告所表述的24H水下持續(xù)潛水（圖5所示）。通過此嚴格的密封測試，使得機器人完成能夠勝任在高濕，高粉塵環(huán)境中作業(yè)。