机器人手臂控制器:EMC电磁兼容解决(一)

一、机器人手臂控制器行业标准剖析

GB/T 39004---2020《工业机器人电磁兼容设计规范》

GB/T 37283-2019 服务机器人 电磁兼容 通用标准 抗扰度要求和限值

GB/T 39785-2021 服务机器人 机械安全评估与测试方法

GB/T 40014-2021 双臂工业机器人 性能及其试验方法

GB/T 40013-2021 服务机器人 电气安全要求及测试方法

GBZ 41046-2021 上肢康复训练机器人 要求和试验方法

TGDCKCJH 013-2020 工业机器人伺服系统可靠性通用要求

TGDCKCJH 014-2020 工业机器人伺服系统可靠性仿真试验规范

TGDCKCJH 015-2020 工业机器人伺服系统可靠性强化试验方法

TGQDA 00005-2021 机器人控制器加速试验与可靠性指标验证方法

TSSITS 301-2020 工业应用移动机器人 设计通则

1.1 同样在T/ZXCH 0014- 2023标准中,规定了详细的试验方法和检验规则。通过这些标准的试验方法,可以准确测试机器人手臂控制器的各项性能,判断其是否符合技术要求;检验规则则明确了产品的合格判定准则,从原材料检验到成品检验,每一个环节都有严格的规范,保证进入市场的机器人手臂控制器质量可靠,为用户提供稳定、高效的使用体验

1.2 GB/T 37283-2019《服务机器人 电磁兼容 通用标准 抗扰度要求和限值》

B 级:服务机器人正常工作时,其性能受到一定电磁干扰影响,但仍能满足基本功能要求

|----------------------|---------------|---------------|
| 试验名称 | 中国标 | 国际标 |
| 静电放电抗扰度试验 | GB/T 17626.2 | IEC61000-4-2 |
| 射频电磁场辐射抗扰度试验 | GB/T 17626.3 | IEC61000-4-3 |
| 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 | GB/T 17626.4 | IEC61000-4-4 |
| 浪涌(冲击)抗扰度试验 | GB/T 17626.5 | IEC61000-4-5 |
| 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验 | GB/T 17626.6 | IEC61000-4-6 |
| 工频磁场抗扰度试验 | GB/T 17626.8 | IEC61000-4-8 |
| 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验 | GB/T 17626.11 | IEC61000-4-11 |

二、机器人手臂控制器EMC电磁兼容

2.1 GB/T 39004---2020《工业机器人电磁兼容设计规范》,该标准于中国机械工业联合会规定了工业机器人的示教器、控制柜、机器人本体、印制电路板(PCB)的电磁兼容(EMC)设计要求 2.2 EMC证实方法: 电磁兼容性测试方法:规定了工业机器人电磁兼容性的测试方法和程序,包括测试环境、测试设备、测试项目和测试步骤等 设计过程记录:要求对工业机器人电磁兼容设计的过程进行记录,包括设计文档、测试报告、整改记录等,以便于追溯和验证设计的有效性

2.3 工业机器人在运行过程中会产生大量电磁干扰,同时自身也对外界电磁干扰敏感。如果电磁兼容性处理不当,不仅会影响机器人系统的稳定性和精确性,导致动作偏差、数据传输错误等问题,还可能干扰周围设备的正常工作

2.4 以汽车制造自动化生产线为例,控制机器人手臂的控制系统对电磁干扰非常敏感,一旦受到干扰,机器人手臂可能会出现动作偏差,影响汽车零部件的安装质量。因此,对机器人手臂控制器进行EMC设计与测试,是确保其在各种电磁环境下可靠运行的关键,对于保障工业生产的顺利进行具有重要意义

2.5 EMC抗干扰设计方法

屏蔽 是常见的抗干扰措施,通过使用金属屏蔽材料将设备或电路包围起来,能够有效阻止外部电磁干扰进入,同时防止内部电磁干扰泄漏出去;例如,在工业电缆中,通常会使用金属屏蔽层来保护电缆内部的信号传输不受外界干扰

接地 可以将设备上的电磁干扰电流引入大地,从而降低设备的电磁干扰水平;在工业自动化系统中,会根据设备特点和电磁环境选择单点接地、多点接地等不同的接地方式

合理布局在工业自动化设备的设计和安装过程中,能减少电磁干扰的产生和传播。比如将强电设备和弱电设备分开布置,避免强电设备对弱电设备产生干扰;合理规划电缆的走向,避免电缆之间的相互干扰

滤波 去除电路中的高频干扰信号,在电源电路中,常使用电源滤波器来抑制电源线上的电磁干扰,保证设备获得稳定、纯净的电源

三、机器人手臂控制器常见问题与行业痛点洞察

技术瓶颈A 机器人手臂控制器的核心部件和关键技术仍存在短缺问题,高性能伺服电机、减速器、控制器等技术壁垒高,突破难度大,限制了机器人整体性能的提升

技术瓶颈B智能化、感知能力和适应性仍有待提高。在复杂多变的工作环境中,机器人手臂控制器难以快速、准确地感知环境变化并做出相应调整,无法满足日益增长的多样化应用需求

市场困境目前机器人行业市场竞争激烈,同质化现象严重,许多企业为了争夺市场份额,大打价格战,导致整个行业利润空间被大幅压缩,企业缺乏足够的资金投入研发和创新,不利于行业的健康发展;机器人企业在市场开拓方面面临诸多困难,一方面,对市场需求的了解不够深入,产品与市场实际需求存在一定偏差;另一方面,缺乏有效的营销策略,难以打开新的市场和客户群体,限制了企业的发展规模和速度

四、为机器人手臂控制器赋能

致力成为全球 EMC电磁兼容技术方案及器件供应商 www.yint.com.cn

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