工業(yè)機(jī)器人EMC測試的基本概念和重要性

工業(yè)機(jī)器人EMC（電磁兼容性）測試的基本概念是指評估設(shè)備在電磁環(huán)境中正常工作，不對其他設(shè)備產(chǎn)生不可接受的電磁干擾的能力。具體來說，EMC測試包含兩個方面：抗電磁干擾（Electromagnetic Immunity）和電磁干擾發(fā)射（Electromagnetic Emission）。前者確保設(shè)備在電磁干擾環(huán)境下能夠正常工作，后者則驗證設(shè)備自身產(chǎn)生的電磁輻射是否在允許范圍內(nèi)，不會對其他設(shè)備造成干擾[15]。

EMC測試的重要性體現(xiàn)在多個方面。它確保了產(chǎn)品的安全性，防止因電磁干擾導(dǎo)致控制系統(tǒng)故障，從而避免意外事故。EMC測試是產(chǎn)品符合國際和國內(nèi)法規(guī)要求的必要條件，有助于提升產(chǎn)品的市場競爭力。通過有效的EMC設(shè)計，可以顯著降低設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾，保護(hù)周圍電子設(shè)備的正常運(yùn)行，從而提高整體系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性[13]。

工業(yè)機(jī)器人EMC測試的具體項目（如輻射發(fā)射、傳導(dǎo)騷擾等）

工業(yè)機(jī)器人EMC測試的具體項目包括輻射發(fā)射、傳導(dǎo)騷擾、靜電放電抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度、雷擊浪涌抗擾度、射頻場輻射抗擾度、工頻磁場抗擾度、電壓暫降和短時中斷抗擾度等[32][16]。這些測試項目旨在確保工業(yè)機(jī)器人在復(fù)雜電磁環(huán)境中的穩(wěn)定運(yùn)行與安全性，避免對其他設(shè)備造成干擾[31][2]。

工業(yè)機(jī)器人EMC檢測的國際/國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)（如IEC 61000系列、GB/T 17626等）

工業(yè)機(jī)器人EMC檢測的國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下內(nèi)容：

guojibiaozhun：

IEC 61000系列：這是國際電工委員會（IEC）發(fā)布的EMC標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了EMC的各個方面，包括發(fā)射、抗擾度、測試方法和限值等。例如，IEC 61000-4系列詳細(xì)規(guī)定了各種抗擾度測試方法，如靜電放電（ESD）、輻射抗擾度（RS）、電快速瞬變脈沖群（EFT）抗擾度等[68]。

EN 61000系列：歐洲標(biāo)準(zhǔn)，與IEC 61000系列相對應(yīng)，適用于工業(yè)環(huán)境中的EMC要求[63]。

CISPR系列：國際無線電干擾特別委員會（CISPR）發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，如CISPR 22適用于信息技術(shù)設(shè)備的輻射發(fā)射要求[57]。

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 17626系列：中國國家標(biāo)準(zhǔn)，與IEC 61000系列相對應(yīng)，涵蓋了EMC測試的通用要求和測試方法。例如，GB/T 17626.2規(guī)定了靜電放電抗擾度測試，GB/T 17626.3規(guī)定了射頻電磁場輻射抗擾度測試，GB/T 17626.4規(guī)定了電快速瞬變脈沖群抗擾度測試等[57]。

GB 9254：適用于信息技術(shù)設(shè)備的輻射發(fā)射要求，類似于CISPR 22[57]。

GB 4824：針對家用電器EMC的標(biāo)準(zhǔn)[58]。

工業(yè)機(jī)器人相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：

IEC ：規(guī)定了工業(yè)環(huán)境設(shè)備的抗干擾要求，適用于工業(yè)機(jī)器人[2]。

ISO 10218-1：機(jī)器人和機(jī)器人裝置的安全要求，適用于工業(yè)機(jī)器人[69]。

IEC ：針對安全相關(guān)系統(tǒng)的EMC要求，確保工業(yè)機(jī)器人在復(fù)雜電磁環(huán)境中仍能穩(wěn)定運(yùn)行[67]。

其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：

EN 55014系列：適用于工業(yè)設(shè)備的EMC要求[65]。

VCCI：日本電氣設(shè)備和材料測試實驗室發(fā)布的EMC標(biāo)準(zhǔn)，主要針對信息技術(shù)設(shè)備[64]。

工業(yè)機(jī)器人EMC整改常見項目（如濾波器設(shè)計、屏蔽處理、接地優(yōu)化等）

工業(yè)機(jī)器人EMC整改的常見項目主要包括以下幾個方面：

濾波器設(shè)計：在電源輸入端和信號線中增加濾波器，以減少高頻噪聲的傳導(dǎo)。例如，使用鐵氧體磁環(huán)、磁珠、高頻積層電感等元件，抑制不同頻率的干擾[91][99]。優(yōu)化濾波器的接地處理，確保其有效工作[83]。

屏蔽處理：對敏感部件進(jìn)行屏蔽，如電源板、信號板等，以降低輻射干擾。屏蔽材料可以采用金屬外殼、導(dǎo)電涂層等[103][106]。確保屏蔽層良好接地，避免屏蔽效果下降[101]。

接地優(yōu)化：優(yōu)化接地設(shè)計，確保良好的接地連接，降低地電位差帶來的干擾。常見的接地類型包括模擬地、數(shù)字地、電源地和功率地，需根據(jù)具體需求選擇和敷設(shè)[100][110]。避免地線形成環(huán)路，以減少地線中的電流產(chǎn)生的磁場干擾[110]。

PCB布局優(yōu)化：合理規(guī)劃和布置電路，減少信號線長度，使用差分信號等，以減少電磁干擾的產(chǎn)生[106]。優(yōu)化PCB回路設(shè)計，減少dV/dt和dI/dt，采用軟恢復(fù)特性二極管或同步整流技術(shù)[82]。

接地與屏蔽結(jié)合：屏蔽與接地配合使用，才能起到有效的屏蔽效果。例如，變壓器初級與次級加屏蔽接地和PFC外層屏蔽接地，對低頻輻射有抑制作用[101]。

材料選擇：在整改過程中，選擇符合EMC要求的材料，如電磁屏蔽材料，以減少電磁波的泄漏和干擾[105]。

系統(tǒng)優(yōu)化：從整體角度考慮EMC問題，特別是在頻率較高的場合，耦合通道復(fù)雜，系統(tǒng)分析才能找到問題根源[111]。

工業(yè)機(jī)器人EMC測試流程及典型失敗案例

工業(yè)機(jī)器人EMC測試流程及典型失敗案例如下：

EMC測試流程

測試條件：測試環(huán)境需在屏蔽消波室內(nèi)進(jìn)行，確保對所有測量頻率為均勻場。測試條件包括溫度（15°C~35°C）、濕度（10%~75%）、空氣壓力（86~106kPa）等[1]。

測試方法：

位姿準(zhǔn)確度與重復(fù)性測試：按GB/T 中9.2和9.7程序測試，額定負(fù)載和最大速度條件下進(jìn)行[130]。

EMC測試：包括靜電放電（ESD）、電磁場抗擾度（A.2）、傳導(dǎo)干擾抗擾度（A.3.1快速瞬態(tài)、A.3.2電壓瞬時跌落和短時中斷、A.3.3浪涌）等[130]。

測試標(biāo)準(zhǔn)：依據(jù)GB/Z 、IEC 1000系列標(biāo)準(zhǔn)等，確保機(jī)器人在電磁環(huán)境中正常工作且不對其他設(shè)備造成干擾[1]。

測試結(jié)果評價：根據(jù)測試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)限值對比，判斷是否通過[130]。

典型失敗案例

伺服驅(qū)動器諧波干擾超標(biāo)：伺服驅(qū)動器產(chǎn)生的諧波干擾超出標(biāo)準(zhǔn)限值，導(dǎo)致EMC測試失敗[2]。

編碼器信號線干擾：編碼器信號線受外部電磁場干擾，導(dǎo)致定位偏差[2]。

傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)：某數(shù)控機(jī)床在EMC測試中傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)15dB，通過增加三相平衡濾波器后，通過率提升90%[118]。

輻射發(fā)射超標(biāo)：某電子設(shè)備在EMC測試中輻射發(fā)射超標(biāo)，主要原因是高頻電路布局不合理[129]。

靜電放電（ESD）失敗：某控制器產(chǎn)品在BCI測試中因地線濾波磁珠使用不當(dāng)導(dǎo)致測試失敗[125]。

失敗原因分析

設(shè)計缺陷：電路布局不合理、屏蔽措施不足、濾波器選型不當(dāng)?shù)萚123]。

人為操作：在測試過程中手動調(diào)整參數(shù)以降低噪音，導(dǎo)致測試結(jié)果不真實[112]。

供應(yīng)鏈問題：供應(yīng)商提供的部件未通過EMC認(rèn)證，導(dǎo)致整體系統(tǒng)不合規(guī)[118]。

測試環(huán)境問題：測試場地未滿足均勻場要求，影響測試結(jié)果[1]。

整改建議

優(yōu)化電路設(shè)計：合理布局PCB、使用屏蔽電纜、縮短電源線長度、增加濾波器等[116]。