引言

隨著智能制造、自動(dòng)化產(chǎn)線和柔性生產(chǎn)系統(tǒng)的快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于汽車制造、電子裝配、金屬加工、物流搬運(yùn)等領(lǐng)域。工業(yè)機(jī)器人在實(shí)際運(yùn)行過程中，常常會(huì)受到靜電放電、電快速瞬變脈沖群、浪涌、射頻電磁場(chǎng)、傳導(dǎo)騷擾、電壓波動(dòng)等電磁干擾因素影響。一旦抗擾度性能不足，可能引發(fā)誤動(dòng)作、停機(jī)、通信異常、控制漂移、程序中斷甚至安全風(fēng)險(xiǎn)。

因此，開展工業(yè)機(jī)器人抗擾度檢測(cè)，是評(píng)價(jià)其電磁兼容性能、驗(yàn)證產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)能力、提升設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性的重要技術(shù)手段。通過系統(tǒng)檢測(cè)，可幫助制造企業(yè)、集成商及終端用戶識(shí)別產(chǎn)品薄弱環(huán)節(jié)，為產(chǎn)品研發(fā)、整改優(yōu)化、認(rèn)證申請(qǐng)及項(xiàng)目驗(yàn)收提供可靠依據(jù)。

檢測(cè)對(duì)象

工業(yè)機(jī)器人抗擾度檢測(cè)通常適用于以下對(duì)象：

1. 工業(yè)機(jī)器人本體

包括多關(guān)節(jié)機(jī)器人、SCARA機(jī)器人、并聯(lián)機(jī)器人、直角坐標(biāo)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人等。

2. 機(jī)器人控制柜或控制器

重點(diǎn)考察控制系統(tǒng)在外部電磁干擾環(huán)境下的運(yùn)行穩(wěn)定性和功能保持能力。

3. 機(jī)器人示教器

檢測(cè)其顯示、操作、通信及控制功能在電磁干擾條件下是否正常。

4. 機(jī)器人伺服驅(qū)動(dòng)及配套電氣單元

包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電源模塊、I/O接口模塊、通信模塊等。

5. 機(jī)器人系統(tǒng)集成設(shè)備

如機(jī)器人工作站、焊接機(jī)器人系統(tǒng)、搬運(yùn)碼垛系統(tǒng)、噴涂機(jī)器人系統(tǒng)、裝配機(jī)器人系統(tǒng)等。

在實(shí)際檢測(cè)過程中，可根據(jù)客戶需求對(duì)單機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行型式試驗(yàn)，也可結(jié)合整機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬測(cè)試或?qū)嶒?yàn)室測(cè)試。

測(cè)試項(xiàng)目

工業(yè)機(jī)器人抗擾度檢測(cè)項(xiàng)目通常依據(jù)產(chǎn)品使用環(huán)境、電源類型、接口形式及控制方式確定，常見測(cè)試內(nèi)容包括以下幾類：

1. 靜電放電抗擾度試驗(yàn)

模擬人員接觸設(shè)備或設(shè)備周邊物體帶電后產(chǎn)生的靜電放電現(xiàn)象，評(píng)估機(jī)器人外殼、操作面板、示教器及接口部位在靜電干擾下的承受能力。

2. 射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗(yàn)

模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中無線通信設(shè)備、變頻器、射頻裝置等產(chǎn)生的電磁輻射環(huán)境，驗(yàn)證機(jī)器人在規(guī)定頻率范圍內(nèi)是否能夠保持正常運(yùn)行。

3. 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)

主要評(píng)估機(jī)器人電源端口、控制端口及信號(hào)端口對(duì)開關(guān)動(dòng)作、繼電器切換等引發(fā)的快速脈沖干擾的抵抗能力。

4. 浪涌抗擾度試驗(yàn)

模擬雷擊感應(yīng)、電網(wǎng)切換等造成的大能量瞬態(tài)過電壓沖擊，檢測(cè)機(jī)器人供電系統(tǒng)和信號(hào)接口的抗沖擊性能。

5. 射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗(yàn)

針對(duì)電源線、通信線、控制線可能引入的高頻傳導(dǎo)干擾進(jìn)行測(cè)試，評(píng)估設(shè)備對(duì)傳導(dǎo)型射頻干擾的耐受能力。

6. 工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)

適用于靠近大功率電機(jī)、變壓器、母線等工頻磁場(chǎng)較強(qiáng)環(huán)境下運(yùn)行的機(jī)器人設(shè)備，檢驗(yàn)其控制和傳感功能是否受影響。

7. 電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度試驗(yàn)

模擬供電系統(tǒng)波動(dòng)、短時(shí)跌落或中斷工況，評(píng)估設(shè)備的供電適應(yīng)能力、重啟恢復(fù)能力及功能保持能力。

8. 脈沖磁場(chǎng)、阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)

對(duì)于安裝在特殊工業(yè)環(huán)境中的機(jī)器人系統(tǒng)，可根據(jù)使用需求增加相關(guān)磁場(chǎng)抗擾度項(xiàng)目。

9. 通信端口抗擾度試驗(yàn)

針對(duì)以太網(wǎng)、工業(yè)總線、串口、現(xiàn)場(chǎng)總線等通信接口進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證機(jī)器人在通信擾動(dòng)下的數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性和控制連續(xù)性。

在測(cè)試過程中，通常需要結(jié)合設(shè)備工作模式進(jìn)行功能判定，例如待機(jī)狀態(tài)、自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)、示教狀態(tài)、重復(fù)動(dòng)作狀態(tài)、負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)等，以確保檢測(cè)結(jié)果具有實(shí)際代表性。

標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)

工業(yè)機(jī)器人抗擾度檢測(cè)通常參考以下標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)文件開展，具體選用需結(jié)合產(chǎn)品類別、應(yīng)用場(chǎng)景及項(xiàng)目要求確定：

1. GB/T 17799.2

電磁兼容 通用標(biāo)準(zhǔn) 工業(yè)環(huán)境中的抗擾度標(biāo)準(zhǔn)。適用于工業(yè)環(huán)境中設(shè)備的抗擾度評(píng)價(jià)。

2. GB/T 17626系列

該系列標(biāo)準(zhǔn)是工業(yè)機(jī)器人抗擾度檢測(cè)的重要依據(jù)，常用部分包括：

1）GB/T 17626.2 靜電放電抗擾度試驗(yàn)

2）GB/T 17626.3 射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度試驗(yàn)

3）GB/T 17626.4 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)

4）GB/T 17626.5 浪涌抗擾度試驗(yàn)

5）GB/T 17626.6 射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗(yàn)

6）GB/T 17626.8 工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)

7）GB/T 17626.11 電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度試驗(yàn)

3. IEC 61000-4系列

對(duì)于出口產(chǎn)品或項(xiàng)目，通常需參考IEC 61000-4系列標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試方法與國(guó)內(nèi)GB/T 17626系列基本對(duì)應(yīng)。

4. GB/T 12642

工業(yè)機(jī)器人 性能規(guī)范及其試驗(yàn)方法。可在機(jī)器人性能評(píng)價(jià)及功能狀態(tài)確認(rèn)中提供參考。

5. GB 5226.1

機(jī)械電氣安全 機(jī)械電氣設(shè)備 第1部分：通用技術(shù)條件。適用于機(jī)器人電氣安全及供電控制相關(guān)要求的綜合評(píng)價(jià)。

6. ISO 10218系列

工業(yè)機(jī)器人安全要求相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可用于結(jié)合機(jī)器人系統(tǒng)安全功能進(jìn)行綜合判斷。

7. 產(chǎn)品技術(shù)條件、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或客戶規(guī)范

在一些招投標(biāo)項(xiàng)目、整線驗(yàn)收或行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中，客戶可能對(duì)抗擾度等級(jí)、測(cè)試狀態(tài)、判定準(zhǔn)則提出專項(xiàng)要求，應(yīng)同步納入檢測(cè)依據(jù)。

檢測(cè)關(guān)注要點(diǎn)

為了保證工業(yè)機(jī)器人抗擾度檢測(cè)結(jié)果真實(shí)有效，檢測(cè)過程中通常需要重點(diǎn)關(guān)注以下方面：

1. 工作狀態(tài)設(shè)置

機(jī)器人應(yīng)在具有代表性的運(yùn)行模式下進(jìn)行測(cè)試，如連續(xù)運(yùn)動(dòng)、軌跡重復(fù)、抓取放置、焊接模擬、通信聯(lián)動(dòng)等。

2. 性能判據(jù)確認(rèn)

測(cè)試前需明確功能判據(jù)，通常可分為A類、B類、C類或企業(yè)自定義判定標(biāo)準(zhǔn)，用于判斷測(cè)試中及測(cè)試后設(shè)備是否允許出現(xiàn)短時(shí)性能下降或需人工恢復(fù)。

3. 接口布線規(guī)范

電源線、通信線、編碼器線、I/O線纜布置方式會(huì)直接影響測(cè)試結(jié)果，應(yīng)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行布線和接地。

4. 負(fù)載與工裝模擬

必要時(shí)需配置額定負(fù)載、末端執(zhí)行器或模擬工況，以提高測(cè)試與實(shí)際應(yīng)用的一致性。

5. 故障記錄與數(shù)據(jù)追蹤

測(cè)試中應(yīng)記錄誤報(bào)警、停機(jī)、復(fù)位、通信丟包、軌跡偏差、位置異常、顯示異常等現(xiàn)象，形成完整檢測(cè)數(shù)據(jù)。

檢測(cè)流程簡(jiǎn)述

工業(yè)機(jī)器人抗擾度檢測(cè)的一般流程如下：

1. 明確產(chǎn)品信息

確認(rèn)機(jī)器人型號(hào)、供電方式、接口類型、應(yīng)用環(huán)境及檢測(cè)目的。

2. 確定測(cè)試方案

結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)要求、客戶需求及產(chǎn)品特點(diǎn)制定檢測(cè)項(xiàng)目、等級(jí)和運(yùn)行工況。

3. 樣品準(zhǔn)備與預(yù)檢

檢查設(shè)備外觀、功能狀態(tài)、接線方式及輔助設(shè)備配置，確保樣品可正常運(yùn)行。

4. 實(shí)施抗擾度測(cè)試

按照標(biāo)準(zhǔn)要求逐項(xiàng)開展試驗(yàn)，并對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

5. 結(jié)果判定與分析

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)判據(jù)及客戶技術(shù)要求對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，分析異常原因。

6. 出具檢測(cè)報(bào)告

形成規(guī)范檢測(cè)報(bào)告，為產(chǎn)品認(rèn)證、項(xiàng)目交付、質(zhì)量改進(jìn)和市場(chǎng)準(zhǔn)入提供依據(jù)。

結(jié)論建議

工業(yè)機(jī)器人抗擾度檢測(cè)是評(píng)估產(chǎn)品電磁環(huán)境適應(yīng)性的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行、降低故障率、提升系統(tǒng)可靠性具有重要意義。特別是在復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，機(jī)器人往往與變頻器、焊機(jī)、PLC、伺服系統(tǒng)、無線設(shè)備等共同運(yùn)行，電磁干擾環(huán)境復(fù)雜，抗擾度性能直接關(guān)系到產(chǎn)線連續(xù)性和生產(chǎn)安全。

建議企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)、定型和交付階段重點(diǎn)做好以下工作：

1. 在設(shè)計(jì)階段同步開展電磁兼容設(shè)計(jì)

優(yōu)化接地、屏蔽、濾波、布線及接口防護(hù)措施，減少后期整改成本。

2. 在樣機(jī)階段提前進(jìn)行摸底測(cè)試

盡早發(fā)現(xiàn)控制器、通信端口、電源模塊等薄弱環(huán)節(jié)，提升開發(fā)效率。

3. 根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇適當(dāng)檢測(cè)等級(jí)

針對(duì)汽車焊接、重載搬運(yùn)、電子裝配等不同工況，結(jié)合實(shí)際環(huán)境確定測(cè)試方案。

4. 重視系統(tǒng)級(jí)檢測(cè)

不僅關(guān)注機(jī)器人單機(jī)性能，還應(yīng)關(guān)注控制柜、示教器、末端執(zhí)行器及外圍設(shè)備聯(lián)動(dòng)后的整體抗擾度表現(xiàn)。

5. 選擇具備能力的檢測(cè)機(jī)構(gòu)

確保測(cè)試設(shè)備、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、技術(shù)團(tuán)隊(duì)和報(bào)告輸出滿足標(biāo)準(zhǔn)及項(xiàng)目要求。

如需開展工業(yè)機(jī)器人抗擾度檢測(cè)，建議提前準(zhǔn)備產(chǎn)品技術(shù)資料、接口定義、工作說明及測(cè)試工況要求，以便檢測(cè)機(jī)構(gòu)更地制定方案并實(shí)施測(cè)試。通過科學(xué)、規(guī)范的抗擾度檢測(cè)，可有效提升工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)智能制造應(yīng)用提供可靠保障。

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