聊一聊：機器人EMC測試與整改
作者：宇冠檢測 發布時間：2021-07-30 閱讀： 來源：
眾所周知，在機器人CR檢測認證當中，EMC的測試是一類非常難通過的測試類別，為此很多機器人生產廠家被這項測試羈絆住了前進的腳步。那么怎么讓機器人能有效快速地通過CR認證中的EMC測試，成為他們亟需解決的問題。而其中，通過率最低的，則是EMC中輻射和傳導這兩項測試。主要問題存在于在產品設計階段，生產廠家為了產品的功能提升和結構優化，常常忽略了減少EMC干擾的電路設計，導致經常出現樣品在認證過程中需要進行EMC整改，費時費力，延誤獲證時間。那如何在產品設計初期就考慮產品的EMC的缺陷，或是如何對EMC測試不合格的項目進行有效整改呢？
相對于其他內部空間結構很緊湊的產品來講，機器人產品內部電路結構空間相對比較大，但由于機器人功能相對較多。所以，各功能電路板塊的結構設計問題、聯結線纜的走線問題、濾波器的選型問題等因素皆有可能導致EMC測試不通過。
EMC測試標準
現階段，機器人CR認證以及歐洲CE認證中，EMC測試要求主要分為電磁干擾（EMI）和電磁抗擾度抗干擾（EMS）兩部分。分別按照如下的標準：
如何解決機器人輻射電磁干擾
機器人電路內部的各種信號傳遞，經常會無意間導致噪聲和有用信號以共模電流的方式，傳導到各種殼體或各種連接線纜，使得這些導體變為天線并通過空間耦合到其他電路或電器，從而形成輻射發射干擾。解決機器人輻射電磁干擾問題，主要考慮如下三點：屏蔽、濾波、接地。
1、屏蔽
屏蔽就是以金屬隔離的原理來控制某一區域的電場或磁場對另一區域的干擾。它包括兩個含義：一是將電路、電纜或整個系統的干擾源包圍起來，防止電磁干擾向外擴散；二是用屏蔽體將接收電路、設備或系統包圍起來，防止它們受到外界電磁干擾的影響。
1） 機器人控制電路與主功率電路要有明確的布局區分。
2） 盡量避免大電流高電壓布線與各種功能板的控制線、互連線和信號線并行布線，各種功能板的控制線和信號線盡量采用屏蔽線，將普通的大電流信號或數據傳輸信號電纜改為對稱絞線電纜。
3） 在不影響機器人性能的前提下，適當調整各種互連線纜的走向和排列，做到不同類型的電纜相互隔離。
4） 在可能的情況下，對重要器件進行屏蔽、隔離處理，特別是服務機器人所使用的無線射頻模塊盡量帶有屏蔽罩。
2、濾波
機器人的電源模塊往往是EMC干擾的主要部件，針對電源模塊所產生的干擾，往往可以使用濾波器來解決。
1） 要選擇合適的濾波或濾波電路。認證之前最好做一下預測試，知曉或估計需濾掉的雜波頻點或頻段以及其輻射強度，然后定制合適的濾波器，市面上買來的通用濾波器有時候起不了作用。
2） 電源濾波器的輸入端和輸出端要完全隔離，濾波器金屬外殼和屏蔽盒緊密結合，實現良好接地。
3） 設計產品時，在結構空間上預留出裝濾波器的位置。
3、接地
接地技術是電磁兼容中的一項重要技術。
1）在機器人控制部分的電路設計中，盡量將數字電路與模擬電路分開，電路板上既有高速邏輯電路，又有線性電路，應使它們盡量分開，而兩者的地線不要相混，分別與電源端地線相連。要盡量加大線性電路的接地面積，且盡量避免形成不必要的地回路。
2）各種控制電路板卡盡量采用完整的地平面設計，多層板設計，鋪設地層，便于干擾信號泄放。
3）接地平面應采用低阻的導電材料制成，并且有足夠的長度和寬度，厚度，以保證在所有頻率上它的兩邊均具有低阻抗。
4）機器人本體中一些起到接地和固定作用的金屬框架，工業機體中的電氣柜等，需要可靠接地，電氣柜內部金屬部件之間也要可靠連接。
如何解決機器人的電磁傳導騷擾
在傳導騷擾測試中，干擾信號主要是通過電源線傳導到測試人工電源網絡從而被探測到的。在機器人產品的設計之初，我們就要考慮通過產品構架的設計，來改變這種電流的傳遞路徑和大小，把風險降到最低。所以，解決機器人電磁傳導騷擾，可以考慮如下幾點：
1、為機器人預留濾波器或濾波電路的位置，選擇合適的濾波器。
2、電源模塊中的電源輸入線的長度要縮短，輸入線過長，外面進來的干擾還沒有經過濾波，就已經通過空間耦合的方式串擾到電路板上，反之電路板上產生的干擾信號也會直接耦合到濾波器的輸入線上，傳導到機箱外造成傳導的超標。
3、電源濾波器要正確安裝，濾波器的輸入端和輸出端要盡量完全隔離。
4、電源濾波器金屬外殼，其他電路屏蔽殼體的接地線要盡量短，并實現良好接地。
5、選擇合適的磁環以扼制共模干擾。
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