工业机器人在供电网络中的冲击测试

2020/2/25 11:29:07admin4

   广州友仪机电工程师发现,供电网络除向工业机器人提供有用的电能外,同时也会引入无用的成份。当工业机器人与其它经常变动的大负载设备共用同一电源时,供电网络可能产生几百伏特的低频干扰信号,也可能是数百伏特或千伏特的尖峰脉冲信号以及衰减振荡形式的干扰信号或产生电压降。对电子产品而言,危害最大的是供电网络引起的干扰信号,它能导致工业机器人程序错误、存储丢失甚至系统的损坏。

   分析供电网络中易引起的干扰特性,依据国内外相关标准,针对某工业机器人开展电快速瞬变脉冲群、浪涌和电压跌落等试验,搭建相关试验平台,对试验结果进行分析和总结。

一、电快速瞬变脉冲群试验

   该试验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到工业机器人的电源端口、控制端口、信号端口和接地端口的试验。目的是为了验证工业机器人维修对诸如来自切换瞬态过程(切断感性负载、继电器触点弹跳、高压开关切换等)引起的瞬变干扰时是否能正常工作。试验时,先要对快速瞬变脉冲群发生器的脉冲上升时间、持续时间、重复频率、脉冲群持续时间和脉冲群周期等特性进行校验。

二、电快速瞬变脉冲群试验结果与分析

   对电源线、示教盒线缆、编码线施加干扰脉冲。示教盒线缆为屏蔽线,内部由电源线、急停线和信号线组成。以容性耦合夹方式在示教盒线缆施加干扰电压±1 kV时,通过安装在示教盒上的测试软件实时监测通信数据,发现通信丢包率由施加干扰前的0.05%增加到0.35%。示教盒线缆施加电压±2 KV时,示教器开始出现闪烁现象,测试 时间较长会造成抱闸板烧坏。

   通信丢包率增加的原因既可能是控制柜无法通过试验,也可能是示教盒受脉冲干扰影响数据统计。闪屏和抱闸板问题的干扰来源,既可能是 高频共模干扰以传导形式沿示教盒屏幕导线传输干扰,也可能是干扰脉冲在导线上传导过程中产生的二次空间辐射感应,这样工业机器人最终受到的是传导和辐射的复合干扰。

   在示教盒内部芯片的输入端,快速瞬变脉冲 群对寄生电容充电,经过累积最后达到并超过芯片的抗扰度电平。容性耦合夹干扰属于共模注入方式,消除电容性耦合的方法是将示教盒线缆屏蔽起来,示教盒线缆是屏蔽线,应确保线缆良好接地。控制柜的外壳是金属的,建议在靠近金属机箱的示教盒线缆电源入口处安装共模滤波器,共模滤波电容能将干扰旁路掉,使其回到干扰源,干扰中较低的频率成份可以依靠共模电感抑制。还可以考虑通过在软件上加入看门狗程序来完成,使得产品在丢失连接后能够自动重新连接上,确保示教盒能够与控制柜通信正常。在示教盒屏幕导线上添加磁环,这种磁环可以选用常用的夹扣式磁环,夹在靠近屏幕的一端,使用时应注意磁环的电感量,使用不同的磁环兼顾高频和低频的要求。

   在靠近示教盒急停线上增加磁珠和电容,这是为了在脉冲进入抱闸板前将高压脉冲过滤到地。对示教盒内敏感电路采取局部屏蔽处理的方式也可减少干扰,屏蔽体应为一个完整的六面体。

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