GB/T 12642-2013 | 《工业机器人 性能规范及其实验方法 》 上海复世认证有限公司

一、标准基础信息

标准编号：GB/T 12642-2013（等同采用 ISO 9283:1998 IDT）

中文名称：工业机器人 性能规范及其试验方法

发布 / 实施：2013-11-12 发布，2014-03-15 实施，替代 GB/T 12642-2001

状态 / 类型：现行、推荐性国家标准

主管 / 归口：中国机械工业联合会，全国机器人标准化技术委员会（TC591）

适用范围：ISO 8373 定义的所有工业机器人，用于性能评估、样机 / 定型 / 验收试验

二、核心性能指标与测试方法（14 项）

位姿准确度 / 重复性：实际与目标位姿偏差；多次同一目标位姿的分散度

多方向位姿准确度变动：不同方向运动时的位姿精度稳定性

距离准确度 / 重复性：轨迹两点实际与指令距离偏差；多次同一距离测量偏差

位置稳定时间：运动到目标位并稳定在允许误差内的时长

位置超调量：到达目标时的Zui大过冲量，反映控制稳定性

位姿特性漂移：长时间运行中位姿精度随时间的变化（长期稳定性）

互换性：同型号机器人互换后保持一致性能的能力

轨迹准确度 / 重复性：实际轨迹与期望轨迹偏差；多次同一轨迹的一致性

重复定向轨迹准确度：定向变化时轨迹精度的一致性

拐角偏差：路径拐角处实际轨迹与指令轨迹的偏差

轨迹速度特性：轨迹执行中的速度精度与稳定性

Zui小定位时间：从启动到稳定在目标位姿的Zui短时间

静态柔顺性：静态外力下末端的位移响应，反映刚度特性

摆动偏差：运动中末端的摆动幅度，评估运动平稳性

三、试验核心要求

环境条件：温度 (20±2)℃、湿度 45% - 75%，避免电磁 / 振动干扰

测试设备：激光跟踪仪、三坐标测量机等高精度仪器，满足测量不确定度要求

负载设置：按额定负载 / 重心设置，必要时覆盖空载 / 轻载 / 重载工况

数据采集：重复测量次数≥5 次，记录偏差、波动等关键数据，统计分析

报告内容：机器人信息、测试条件、指标结果、不确定度、结论，附原始数据

四、关键附录（规范性 + 资料性）

附录 A：对比试验参数（规范性），统一不同实验室间的测试可比性

附录 B：典型应用性能指标选择指南（资料性），适配焊接 / 装配 / 搬运等场景

附录 C：试验报告实例（资料性），提供报告编写模板

附录 NA：性能检测方法细化（资料性），含实操流程与数据处理建议

五、检测流程要点

准备：环境校准、设备标定、机器人调水平、负载安装、程序示教

预运行：空载 / 轻载试运行，排除机械卡阻、程序错误等问题

正式测试：按标准步骤逐项执行，同步采集数据

数据处理：计算均值、标准差、Zui大偏差，评估是否达标

报告编制：按附录 C 规范输出，确保数据可追溯、结论明确

六、标准获取与应用提示

购买渠道：中国标准出版社（ISBN：9787506673248）

应用场景：机器人研发定型、出厂检验、第三方认证、客户验收等

注意事项：根据应用场景（如高精度装配 / 重载搬运）选择关键指标测试，无需全测

GB/T 12642-2013 工业机器人性能测试检查清单序号性能指标指标定义核心测试步骤判定阈值示例常用测试设备

1	位姿准确度	机器人末端实际位姿与目标位姿的偏差	1. 设定≥5 个目标位姿；2. 机器人运动至各目标位姿并停留；3. 测量实际位姿坐标；4. 计算与目标值的偏差	定位准确度≤±0.1mm，姿态准确度≤±0.05°	激光跟踪仪、三坐标测量机
2	位姿重复性	多次运动至同一目标位姿时，末端位姿的分散程度	1. 选定 1 个典型目标位姿；2. 重复运动≥10 次；3. 记录每次实际位姿；4. 计算位姿数据的标准差	定位重复性≤±0.05mm，姿态重复性≤±0.02°	激光跟踪仪、三坐标测量机
3	多方向位姿准确度变动	从不同方向运动至同一目标位姿的准确度差异	1. 选定目标位姿，规划≥3 个不同运动方向路径；2. 从各方向运动至目标位姿；3. 测量并计算各方向的位姿偏差	不同方向偏差差值≤0.08mm	激光跟踪仪
4	距离准确度	末端沿指定路径运动时，实际距离与指令距离的偏差	1. 设定两点间直线 / 曲线指令距离；2. 机器人完成路径运动；3. 测量实际运动距离；4. 计算偏差值	距离准确度≤指令距离的 0.05%	激光跟踪仪、光学测量系统
5	距离重复性	多次重复同一距离路径运动的距离一致性	1. 选定固定两点间路径；2. 重复运动≥10 次；3. 记录每次实际距离；4. 计算标准差	距离重复性≤指令距离的 0.02%	激光跟踪仪
6	位置稳定时间	末端到达目标位姿后，稳定在允许误差范围内的时长	1. 设定目标位姿及误差阈值；2. 机器人运动至目标位姿；3. 记录从到达目标区域到稳定的时间	稳定时间≤0.5s	高速相机、激光跟踪仪
7	位置超调量	末端到达目标位姿前的Zui大过冲距离	1. 设定目标位姿；2. 机器人以额定速度运动至目标；3. 记录运动过程中末端的Zui大位置偏差	超调量≤0.1mm	激光跟踪仪、位移传感器
8	位姿特性漂移	长时间运行后，末端位姿的精度变化量	1. 机器人连续空载运行≥2h；2. 每 30min 测量一次目标位姿；3. 计算不同时段的位姿偏差差值	2h 内漂移量≤0.15mm	激光跟踪仪
9	互换性	同型号机器人互换后，在相同指令下的位姿一致性	1. 选取≥2 台同型号机器人；2. 输入相同运动指令；3. 测量各机器人的末端位姿；4. 计算位姿偏差差值	互换后位姿偏差≤0.12mm	激光跟踪仪
10	轨迹准确度	末端实际运动轨迹与期望轨迹的偏差	1. 规划直线 / 圆弧等典型轨迹；2. 机器人按指令运行；3. 连续采集末端实际位置；4. 计算轨迹偏差	轨迹准确度≤±0.15mm	激光跟踪仪、运动捕捉系统
11	轨迹重复性	多次重复同一轨迹时，实际轨迹的一致性	1. 选定典型轨迹；2. 重复运行≥10 次；3. 采集每次实际轨迹数据；4. 计算轨迹重合度	轨迹重复性≤±0.08mm	激光跟踪仪
12	重复定向轨迹准确度	改变末端定向后，同一轨迹的精度一致性	1. 设定同一轨迹，规划≥2 种末端定向；2. 按不同定向运行轨迹；3. 测量并计算轨迹偏差	定向变化后轨迹偏差差值≤0.1mm	激光跟踪仪
13	拐角偏差	路径拐角处实际轨迹与指令轨迹的偏差	1. 规划含直角 / 圆角的组合路径；2. 机器人以额定速度运行；3. 测量拐角区域的实际轨迹；4. 计算偏差	拐角偏差≤±0.2mm	激光跟踪仪
14	静态柔顺性	静态外力作用下，末端的位移响应	1. 末端保持固定位姿；2. 在不同方向施加梯度静态力；3. 记录末端