工業機器人電磁抗擾度測試監控方法

黃武凱　孫添飛　竇滿義

摘 要：本文為工業機器人電磁場輻射抗擾度測試過程中的一種性能評定方法，屬于機器人及智能制造高新技術裝備的創新測試方法。在電磁兼容（EMC）電磁輻射抗擾度測試過程中通過圖像比對，監控工業機器人在電磁輻射抗擾度測試過程中的性能降低情況。通過搭建所需硬件架構，包括電波暗室、圖像采集儀等對機器人進行實時監控。

關鍵詞：工業機器人 輻射抗擾度 監控方法

現有檢測工業機器人性能的儀器分為接觸式和非接觸式兩類。例如采用接觸式測量方法的拉線式測量儀，利用三邊測量法原理將測量線與機器人測量點連接，光學編碼器將連接線的拉伸長度實時傳輸到系統軟件，軟件分析得到機器人測量點動態性能指標;采用非接觸式測量方法的激光跟蹤儀，通過比較發射和接收到的激光光束對目標位姿信息實時跟蹤來測算目標的位置，通過軟件分析得到機器人的動態

性能。

在進行電磁場輻射抗擾度試驗時，為了確保在規定的頻率范圍內受試設備周圍的磁場均勻性，國家標準要求優先采用的實驗設施為安裝有吸波材料的屏蔽室即電波暗室或可調式半電波暗室。

檢測機器人運動狀態的測量儀器對電磁場輻射抗擾度試驗所需的強磁場很敏感，如果將測量儀器暴露在強磁場中，自身很容易受到干擾甚至損壞無法正常工作，難以得到準確的測量結果。采用非接觸式測量儀器在測量時必須放置在暗室中，因此在強磁場下進行測量時測量結果不確定度大且儀器損壞風險較高;若采用接觸式測量儀器，為避免測量儀器在強磁場下受到干擾，可考慮將測量儀器放置在暗室外部，然而暗室的結構性能決定了測量儀器的結構部件無法自由穿過墻壁，從而限制了接觸式測量儀器在工業機器人電磁抗擾度測試中的應用。所以，現有的主流測試儀器不適用于在電磁場輻射抗擾度試驗時檢測工業機器人的運動狀態。

本監控方法工作原理如下：

對工業機器人進行編程，使工業機器人的末端沿立方體兩個側面循環運動，運動軌跡為“起點→1→2→3→4→起點→5→6→7→8→起點”。 圖像采集儀采集在白板1和白板2上形成的圖像信息，并傳給電腦處理同時將其圖像顯示在監視器上。

當工業機器人運行程序“起點→1→2→3→4→起點”時，激光探頭發出的激光束在白板1上形成一個正方形跡線（運動軌跡1），另一個激光探頭則在白板2上形成一條豎線（運動軌跡2），如圖1所示。

當工業機器人運行程序“起點→5→6→7→8→起點”時，激光探頭發出的激光束則在白板1上形成一條豎線（運動軌跡3），另外一個激光探頭在白板2上形成一個正方形跡線（運動軌跡4），如圖2所示。

測試時，在未施加電磁干擾的情況下讓工業機器人按照所編程序自動運行，圖像采集儀記錄下白板1、2上各自形成的跡線圖像信息并傳給電腦。然后，對工業機器人施加電磁抗擾度測試所需電磁場，工業機器人繼續自動運行，圖像采集儀將實時采集圖像信息并傳給電腦。

通過軟件實現對前后圖像信息進行比較，并將結果顯示在監視器上。根據顯示結果來判定其軌跡偏離程度，從而確定電磁輻射抗擾度試驗過程中工業機器人受干擾程度。

本方法通過搭建所需硬件架構，包括電波暗室、圖像采集儀等對機器人進行實時監控。利用圖像采集儀采集工業機器人電磁抗擾度測試過程中的圖像信息，通過軟件分析和比對差異，實時監控工業機器人在電磁抗擾度測試過程中性能的變化情況。

參考文獻

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