工業(yè)機器人EMC測試的基本概念和重要性

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

EMC測試的重要性體現在多個(gè)方面。它確保了產(chǎn)品的安全性，防止因電磁干擾導致控制系統故障，從而避免意外事故。EMC測試是產(chǎn)品符合國際和國內法規要求的必要條件，有助于提升產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力。通過(guò)有效的EMC設計，可以顯著(zhù)降低設備產(chǎn)生的電磁干擾，保護周?chē)娮釉O備的正常運行，從而提高整體系統的可靠性和穩定性[13]。

工業(yè)機器人EMC測試的具體項目（如輻射發(fā)射、傳導騷擾等）

工業(yè)機器人EMC測試的具體項目包括輻射發(fā)射、傳導騷擾、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(chǎng)輻射抗擾度、工頻磁場(chǎng)抗擾度、電壓暫降和短時(shí)中斷抗擾度等[32][16]。這些測試項目旨在確保工業(yè)機器人在復雜電磁環(huán)境中的穩定運行與安全性，避免對其他設備造成干擾[31][2]。

工業(yè)機器人EMC檢測的國際/國內標準（如IEC 61000系列、GB/T 17626等）

工業(yè)機器人EMC檢測的國際和國內標準主要包括以下內容：

guojibiaozhun：

IEC 61000系列：這是國際電工委員會(huì )（IEC）發(fā)布的EMC標準，涵蓋了EMC的各個(gè)方面，包括發(fā)射、抗擾度、測試方法和限值等。例如，IEC 61000-4系列詳細規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：歐洲標準，與IEC 61000系列相對應，適用于工業(yè)環(huán)境中的EMC要求[63]。

CISPR系列：國際無(wú)線(xiàn)電干擾特別委員會(huì )（CISPR）發(fā)布的標準，如CISPR 22適用于信息技術(shù)設備的輻射發(fā)射要求[57]。

國內標準：

GB/T 17626系列：中國國家標準，與IEC 61000系列相對應，涵蓋了EMC測試的通用要求和測試方法。例如，GB/T 17626.2規定了靜電放電抗擾度測試，GB/T 17626.3規定了射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度測試，GB/T 17626.4規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)設備的輻射發(fā)射要求，類(lèi)似于CISPR 22[57]。

GB 4824：針對家用電器EMC的標準[58]。

工業(yè)機器人相關(guān)標準：

IEC ：規定了工業(yè)環(huán)境設備的抗干擾要求，適用于工業(yè)機器人[2]。

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

IEC ：針對安全相關(guān)系統的EMC要求，確保工業(yè)機器人在復雜電磁環(huán)境中仍能穩定運行[67]。

其他相關(guān)標準：

EN 55014系列：適用于工業(yè)設備的EMC要求[65]。

VCCI：日本電氣設備和材料測試實(shí)驗室發(fā)布的EMC標準，主要針對信息技術(shù)設備[64]。

工業(yè)機器人EMC整改常見(jiàn)項目（如濾波器設計、屏蔽處理、接地優(yōu)化等）

工業(yè)機器人EMC整改的常見(jiàn)項目主要包括以下幾個(gè)方面：

濾波器設計：在電源輸入端和信號線(xiàn)中增加濾波器，以減少高頻噪聲的傳導。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)化接地設計，確保良好的接地連接，降低地電位差帶來(lái)的干擾。常見(jiàn)的接地類(lèi)型包括模擬地、數字地、電源地和功率地，需根據具體需求選擇和敷設[100][110]。避免地線(xiàn)形成環(huán)路，以減少地線(xiàn)中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾[110]。

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

接地與屏蔽結合：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(guò)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]。

系統優(yōu)化：從整體角度考慮EMC問(wèn)題，特別是在頻率較高的場(chǎng)合，耦合通道復雜，系統分析才能找到問(wèn)題根源[111]。

工業(yè)機器人EMC測試流程及典型失敗案例

工業(yè)機器人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進(jìn)行，確保對所有測量頻率為均勻場(chǎng)。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：

位姿準確度與重復性測試：按GB/T 中9.2和9.7程序測試，額定負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(chǎng)抗擾度（A.2）、傳導干擾抗擾度（A.3.1快速瞬態(tài)、A.3.2電壓瞬時(shí)跌落和短時(shí)中斷、A.3.3浪涌）等[130]。

測試標準：依據GB/Z 、IEC 1000系列標準等，確保機器人在電磁環(huán)境中正常工作且不對其他設備造成干擾[1]。

測試結果評價(jià)：根據測試結果與標準限值對比，判斷是否通過(guò)[130]。

典型失敗案例

伺服驅動(dòng)器諧波干擾超標：伺服驅動(dòng)器產(chǎn)生的諧波干擾超出標準限值，導致EMC測試失敗[2]。

編碼器信號線(xiàn)干擾：編碼器信號線(xiàn)受外部電磁場(chǎng)干擾，導致定位偏差[2]。

傳導發(fā)射超標：某數控機床在EMC測試中傳導發(fā)射超標15dB，通過(guò)增加三相平衡濾波器后，通過(guò)率提升90%[118]。

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

靜電放電（ESD）失?。耗晨刂破鳟a(chǎn)品在BCI測試中因地線(xiàn)濾波磁珠使用不當導致測試失敗[125]。

失敗原因分析

設計缺陷：電路布局不合理、屏蔽措施不足、濾波器選型不當等[123]。

人為操作：在測試過(guò)程中手動(dòng)調整參數以降低噪音，導致測試結果不真實(shí)[112]。

供應鏈問(wèn)題：供應商提供的部件未通過(guò)EMC認證，導致整體系統不合規[118]。

測試環(huán)境問(wèn)題：測試場(chǎng)地未滿(mǎn)足均勻場(chǎng)要求，影響測試結果[1]。

整改建議

優(yōu)化電路設計：合理布局PCB、使用屏蔽電纜、縮短電源線(xiàn)長(cháng)度、增加濾波器等[116]。