1.一种搬运类工业机器人早期故障排除试验方法，其特征在于，所述的一种搬运类工业机器人早期故障排除试验方法的步骤如下：
1)建立受试机器人的可靠性模型：
a)建立受试机器人的强度函数：
(1)受试机器人故障强度函数由早期故障期和偶然故障期两部分组成，并且每一阶段都是一个威布尔过程，则该受试机器人故障强度函数为：
(2)累积故障强度函数为：
式中：α1、α2、β1、β2＞0，α1、α2是尺度参数，β1、β2是形状参数，t是故障发生累积运行时间，由于该模型是两重威布尔过程构成，其强度函数具有非单调的浴盆曲线趋势，因此该模型的两个形状参数具有如下关系：
(β1-1)(β2-1)＜0    (3)
(3)强度函数为威布尔过程，当0＜β＜1，表示不断改良的好系统；当β＞1，表示不断恶化的坏系统，因此假设β1＜1，β2＞1；
b)采用极大似然法对受试机器人强度函数中的未知参数进行估计：
得受试机器人的故障强度函数即所建立的可靠性模型：
式中： 是对α1、α2的估计值， 是对β1、β2的估计值；
2)计算受试机器人从早期故障期到偶然故障期的时间拐点：
采用聚类分析的方法来求解受试机器人从早期故障期到偶然故障期的时间拐点：
a)计算经验失效函数；
b)计算模式类别函数V1、V2：
(1)找出rs中的最大值，记为rmax，将rs进行归一化，如下式：
式中：rs为经验失效函数；
(2)将ys分成两组，第一组范围为1≤s≤su，第二组范围为su+1≤s≤q，1≤su≤q-1；
(3)分别计算两组数据ys的均值，第一组记为μ1(s)，第二组记为μ2(s)，则有如下表达式：
式中：e、f表示元素下标
(4)分别计算每组数据与均值的差的绝对值，第一组记为d1(s)，第二组记为d2(s)，则有如下表达式：
d1(s)＝|ys-μ1(s)| s＝1，2，.....，q    (22)
d2(s)＝|ys-μ2(s)| s＝1，2，......，q    (23)
(5)分别计算每组数据的模式类别函数，第一组数据记为V1(s)，第二组数据记为V2(s)，则有如下表达式：
V1(s)＝1-d1(s) s＝1，2，......，q    (24)
V2(s)＝1-d2(s) s＝1，2，......，q    (25)
式(20)与式(21)，式(22)与式(23)，式(24)与式(25)均应看作是联立的方程组；
c)求解时间拐点
(1)绘制V1、V2的折线图，V1、V2的第一个交点即受试机器人的时间拐点，记时间拐点为tg；
存在如下条件：
(2)利用线性插值计算tg，存在如下关系：
得到：
式(25)中，存在如下关系：
通过以上方法即求得受试机器人的时间拐点tg；
3)对受试机器人的试验时间进行优化：
(1)假设机器人销售价格为H1，相应的机器人的制造成本为H2，销售成本为H3；机器人企业在自身企业进行早期故障排除试验单位时间试验成本为I1，主要包括机器人企业进行早期故障排除需要承担水费、电费、材料耗损费、相关仪器费用和工人工资；发生一次故障维修费用为Ew；机器人在用户企业发生一次早期故障，机器人企业在用户企业的一次维修时间为Tw1，相应的维修费用为Ew1；用户企业使用机器人在单位时间内产生的毛利润为J1，单位时间内机器人运转的成本为J2；
(2)假设机器人企业在自身企业进行早期故障排除试验时间为topt，即优化后的时间，因为机器人每次发生的故障不尽相同，所以一次维修费用和维修时间都不尽相同，但是它们都满足一定范围，假设机器人企业在自身企业一次维修费用Ew∈[EwL，EwU]，由于机器人企业派人去用户企业进行维修故障的费用和时间最高，因此假定机器人企业在用户企业一次维修费用Ew1与Ew成比例，设Ew1＝AEw，A＞1，假设机器人企业在用户企业一次维修时间Tw1∈[Tw1L，Tw1U]；
(3)机器人企业早期故障期的成本：
(4)机器人企业早期故障期利润：
L1＝H1-N1    (30)
(5)用户企业在早期故障期的成本和损失之和：
(6)用户企业的利润：
(7)机器人企业和用户企业在早期故障期单位成本效益：
(8)建立如下优化模型：
当Ew＝EwL，Tw1＝Tw1L时，Z具有最大值，记为ZU；
当Ew＝EwU，Tw1＝Tw1U时，Z具有最小值，记为ZL；
(9)利用区间数学理论，令m(Z)为目标函数区间的中间值，ρ(Z)为目标区间的半径，ZU和ZL分别为目标函数Z的最大值和最小值，则存在如下关系：
(10)通过线性加权组合法，将两目标不确定优化问题转化为单目标优化问题，如下所示：
式(37)中，θ为权重系数，其取值范围为θ∈[0，1]，θ的选取依靠对实际问题充分的了解；δ和γ为使(m(Z)+δ)和 为非负的常数，和Ψ为标准化因子，其表达式如下：
Ψ＝min(ρ(Z)+γ)    (39)
(11)采用现代智能算法，利用MATLAB提供的工具箱对(37)式进行求解，从而求得试验优化时间topt；
4)受试机器人整机早期故障排除试验。
2.按照权利要求1所述的一种搬运类工业机器人早期故障排除试验方法，其特征在于，所述的采用极大似然法对受试机器人强度函数中的未知参数进行估计是指：
(1)受试机器人的故障发生累积运行时间数据来自K台受试机器人或与受试机器人结
构类似、功能相同、工况相近的机器人故障数据，第i台的故障观测时间为[0，Ti]，Ti为现场试验的截尾时间，t0≡0，采用极大似然估计法估计相应参数，得相应的似然函数为：
式中：ni表示第i台机器人在故障观测时间中发生的故障总数，tij表示第i台机器人发生第j个故障时的故障发生累积运行时间，α1、α2是尺度参数，β1、β2是形状参数；
(2)对式(4)求其对数函数，得表达式：
(3)由累积故障强度 函数可得：
式(6)中 为累计故障强度函数W(Ti)的估计值；
(4)由式(6)可得：
(5)由式(7)将式(5)转换为三参数的函数，即：
(6)似然函数参数估计转化为以下求最大化问题：
maxl′K    (9)
(7)利用MATLAB工具箱，选择初始值，迭代求解，根据经验在没有合适的初始值情况下，假设：
(8)由此求得受试机器人的故障强度函数。
3.按照权利要求1所述的一种搬运类工业机器人早期故障排除试验方法，其特征在于，所述的计算经验失效函数是指：
(1)将K台受试机器人或与受试机器人结构类似、功能相同、工况相近的机器人的故障发生累积运行时间按从小到大的顺序排序，记作t1、t2、......、tm，找出其中的最小值和最大值，分别记作tmin和tmax，选取略小于或等于tmin的数a，略大于或等于tmax的数b；
(2)依据经验公式(12)确定组数q；
q＝[1+3.32lgm]    (12)
式(12)中，[]表示取整；
(3)把区间(a，b)分成q个子区间，第s个子区间为(ts-1，ts]，ts处右连续，假设各子区间的长度相等，其组距为：
(4)计算各子区间包含的故障发生累积运行时间次数，分别记作C1，C2，......，Cq；
(5)取各子区间的中值代表该子区间，如下式：
(6)计算间隔时间：
Δtq＝tq-tq-1    (17)
(7)经验失效函数表达式如下：
4.按照权利要求1所述的一种搬运类工业机器人早期故障排除试验方法，其特征在于，所述的受试机器人整机早期故障排除试验是指：
1)试验之前的准备条件：
(1)机器人应安装完毕并可全面操作；
(2)机器人性能试验和电磁兼容试验均已完成；
(3)机器人在进行早期故障排除试验之前应预热运行；
(4)测量设备应能对机器人被测特性充分描述；
(5)机器人和测量仪器在试验前应置于试验环境足够长时间，为一昼夜，以使机器人和测量仪器在试验前处于热稳定状态；
(6)试验环境应有安全措施，保证试验人员人身安全；
2)功能性试验：
(1)手动功能性试验；
(2)自动功能性试验；
3)空运转试验：
空运转试验指整机空运转试验，包括以下两个步骤：
(1)选择机器人几种典型运动轨迹，参考矩形轨迹、圆形轨迹、空间样条曲线轨迹及该机器人在用户现场的工况轨迹，每种运动轨迹中试验速度依次为额定速度的10％、50％和
100％，编制相应的程序；
(2)机器人在空运转试验步骤(1)中所选试验轨迹和速度下做连续空运转，各项功能循环时，每个循环之间的停止时间不得超过60s，每种轨迹连续运行至少10次；
4)整机负荷性试验；
5)整机精度及性能检验试验。
5.按照权利要求4所述的一种搬运类工业机器人早期故障排除试验方法，其特征在于，所述的整机负荷性试验是指：
整机负荷性试验包括工况负载试验和指定负载试验；
1)工况负载试验：
(1)选择机器人在用户企业工作现场夹持的工件，设定机器人的运动轨迹为用户企业工作现场的运动轨迹，试验速度依次为额定速度的10％、50％、100％；
(2)机器人在工况负载试验步骤(1)中所选试验轨迹和速度下循环运动，每次循环之间的停止时间不得超过30s，每种速度下轨迹循环运行30次；
2)指定负载试验：
(1)依次选取20％、40％、......、100％额定负载，选择典型运动轨迹，为矩形轨迹、圆形轨迹或工况轨迹，分别以10％、50％、100％额定速度运动；
(2)机器人在指定负载试验步骤(1)中所选运动轨迹和速度下循环运动，每次循环之间的停止时间不得超过30s，循环运行试验次数根据每种负载，每种速度进行计算。
6.按照权利要求5所述的一种搬运类工业机器人早期故障排除试验方法，其特征在于，所述的循环运行试验次数根据每种负载，每种速度进行计算是指：
a.假设机器人搬运物体的重量分布服从正态分布，正态分布模型如下：
其中：μ表示均值，σ表示标准差，计算未知参数μ和σ的步骤如下：
a)机器人企业调查用户企业一年内使用受试机器人或与受试机器人结构类似、功能相同、工况相近的机器人搬运的物品的类型，以及每种物品对应的重量和搬运的次数并记录；
b)计算正态分布的均值μ，正态分布的均值等于随机变量X的数学期望：
式中：G1、G2、......、Go表示物品的重量，N1、N2、......、No表示重量为G1、G2、......、Go的物品分别搬运的次数；
c)计算正态分布的方差σ2，正态分布的方差等于随机变量X的均方差：
其中ph为随机变量X对应的概率，
式中：h表示元素下标；
b.计算0～20％、20％～40％、40％～60％、60％～80％、80％～100％额定负载中每段负载的概率值并记录；
c.20％、40％、......、100％额定负载中每种试验循环次数：
20％额定负载试验次数：R1＝20
40％额定负载试验次数：
60％额定负载试验次数：
80％额定负载试验次数：
100％额定负载试验次数：
p1是0～20％额定负载的概率值、p2是20％～40％额定负载的概率值、p3是40％～60％额定负载的概率值、p4是60％～80％额定负载的概率值、p5是80％～100％额定负载的概率值。
7.按照权利要求4所述的一种搬运类工业机器人早期故障排除试验方法，其特征在于，所述的整机精度及性能检验试验是指：
1)位姿准确度和位姿重复性试验：
(1)机器人夹持负载为工况负载或额定负载，其运动轨迹为工况运动轨迹，在工作轨迹上选取5个点，P1、P2、P3、P4、P5，这5个点应平分整条轨迹；
(2)试验速度依次为100％、50％、10％额定速度，运动轨迹为P1-P2-P3-P4-P5循环运动，如此重复进行30次；
(3)计算每个位姿的位姿准确度和姿态准确度并记录；
2)距离准确度和距离重复性试验：
(1)机器人夹持负载为工况负载或额定负载，选取工况运动轨迹首末两个端点A1、A2间的轨迹；
(2)试验速度依次为100％、50％、10％额定速度，在距离准确度和距离重复性试验步骤(1)选取的轨迹下循环运动，循环次数为30次；
(3)计算指令距离和实到距离平均值之间位姿偏差并记录；
3)位置稳定时间试验：
(1)机器人夹持负载为工况负载或额定负载，在其运动轨迹上任选一个点，试验速度依次为100％、50％、10％额定速度，在该运动轨迹下循环运动，循环次数为3次；
(2)计算所用稳定时间并记录；
4)轨迹准确度和轨迹重复性试验：
(1)机器人夹持负载为工况负载或额定负载，选择工况运动轨迹为试验轨迹；
(2)试验速度依次为100％、50％、10％额定速度，在轨迹准确度和轨迹重复性试验步骤(1)中选取的试验轨迹下循环运动，循环次数为10次；
(3)计算指令轨迹的位置和各实到轨迹位置集群的中心线之间的偏差以及指令姿态与实到姿态平均值之间的偏差值并记录；
5)拐角偏差试验：
(1)机器人夹持负载为工况负载或额定负载，选择矩形轨迹E1-E2-E3-E4为试验轨迹；
(2)试验速度依次为100％、50％、10％额定速度，在拐角偏差试验步骤(1)中选取的试验轨迹下循环运动，循环次数为3次；
(3)计算圆角误差和拐角超调量并记录；
6)轨迹速度特性试验：
(1)机器人夹持负载为工况负载或额定负载，试验轨迹为该机器人工况运动轨迹；
(2)试验速度依次为100％、50％、10％额定速度，在轨迹速度特性试验步骤(1)中选取的试验轨迹下循环运动，循环次数为10次；
(3)计算轨迹速度准确度AV，轨迹速度重复性RV，轨迹速度波动FV，并记录；
7)最小定位时间试验：
(1)机器人夹持负载为工况负载或额定负载，试验轨迹是将该机器人工况运动轨迹的首末两端点连接而成的直线轨迹，在该直线轨迹中选择8个点Pii，ii＝1，2，...，8，随着ii增大，相邻两点之间的距离也增大；
(2)试验速度依次为100％、50％、10％额定速度，在最小定位时间试验步骤(1)中选取的试验轨迹下循环运动，循环次数为3次；
(3)计算定位时间并记录相应值；
8)静态柔顺性试验：
(1)试验中力应加在平行于机座坐标轴的三个方向上，既有正又有负；
(2)力应以10％额定负载逐步增加到100％额定负载，每次一个方向，在伺服系统通电，制动器脱开的情况下测量每个力和方向相应的位移，每个方向重复测量3次；
(3)记录每次的位移测量值；
9)摆动偏差试验：
摆动偏差分为摆幅误差和摆频误差；以百分比表示的摆幅误差应由测得的实到摆幅平均值与指令摆幅之间的偏差计算而得，以百分比表示的摆频误差应由测得的实际摆频与指令摆频之间的偏差来计算：
(1)设计锯齿状摆动轨迹，由制造商提供的摆频和摆幅进行试验，循环试验20次；
(2)计算摆幅误差和摆频误差并记录。