消费品检测

工业机器人控制器是机器人的“大脑”，负责指令运算与动作控制，其电磁兼容（EMC）性能直接影响机器人运行稳定性与周边设备安全性。第三方检测作为独立验证环节，需通过标准化测试项目评估控制器的电磁发射与抗扰能力，是保障工业环境电磁兼容性的关键步骤。

辐射发射测试

辐射发射测试是评估工业机器人控制器向空间释放电磁能量的关键项目，目的是确保控制器正常工作时，通过空间传播的电磁骚扰不会超过限值，避免干扰周边敏感设备（如PLC、传感器、通讯模块）的运行。工业机器人控制器作为复杂的电子设备，内部的CPU、电源模块、电机驱动电路等组件均可能产生电磁辐射，需通过标准化测试验证其发射水平。

测试通常依据GB 9254-2008《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》或IEC 61000-3-2/-3-3等标准执行，具体限值需根据设备类别确定——工业环境下的控制器多属于A类设备（用于工业场所），其辐射发射限值相对宽松，但仍需满足30MHz~1GHz频率范围内的量化要求（如30MHz~230MHz频段限值为40dBμV/m，230MHz~1GHz频段为47dBμV/m）。

测试过程需在全电波暗室中进行：将控制器置于非导电测试桌（高度0.8m）上，按照实际工作状态连接电源、负载（如模拟电机的电阻负载）及外围设备，确保控制器处于正常运行模式（如执行循环运动指令）；使用双锥天线或对数周期天线作为接收装置，沿控制器周围3m或10m半径的测试轨迹移动，采集不同频率点的电磁信号强度；测试数据需通过骚扰分析仪记录，最终与标准限值对比，判断是否合格。

需注意的是，测试中控制器的散热风扇、通讯接口（如EtherCAT、Profinet）等易忽略的部件也可能成为辐射源，因此需确保所有功能模块均处于工作状态，避免遗漏潜在的骚扰发射点。此外，若控制器带有金属外壳，需确认外壳接地是否良好——接地不良可能导致辐射发射值超标，需在测试前检查接地电阻（通常要求≤4Ω）。

传导发射测试

传导发射测试针对工业机器人控制器通过电源线或信号线向电网传导的电磁骚扰，核心目标是防止控制器将骚扰信号注入公共电网，影响其他设备的电源质量。与辐射发射不同，传导骚扰通过导线传播，更易影响同一电网内的设备（如相邻的机器人控制器、上位机），因此是电磁兼容检测中的必测项目。

测试依据GB 9254-2008或IEC 61000-3-2标准，频率范围覆盖150kHz~30MHz——这一频段是电源线传导骚扰的主要分布区间，涵盖了开关电源的switching频率（通常几十kHz到几百kHz）及谐波分量。测试时需使用线路阻抗稳定网络（LISN），其作用是为控制器提供稳定的阻抗（50Ω），同时将控制器与电网隔离，避免电网骚扰影响测试结果。

具体操作流程为：将LISN串联在控制器的电源输入端（如AC 220V或DC 24V端口），控制器连接正常负载并运行典型工况（如输出最大电流驱动模拟电机）；通过LISN的测量端口连接骚扰分析仪，采集150kHz~30MHz范围内的电压信号；对于多端口控制器（如同时具备主电源、辅助电源、信号输入输出端口），需逐一测试每个端口的传导发射值，确保所有路径的骚扰均符合限值（如A类设备的传导发射限值为150kHz~500kHz≤79dBμV，500kHz~30MHz≤73dBμV）。

测试中需特别关注控制器的电源滤波器性能——若滤波器选型不当或安装错误（如接地线过长、滤波器与电源入口距离过远），可能导致传导发射超标。此外，信号线的传导发射也需纳入测试范围（如EtherCAT通讯线），此时需使用专门的信号LISN或耦合网络，避免遗漏信号线带来的传导骚扰。

辐射抗扰度测试

辐射抗扰度测试用于验证工业机器人控制器抵抗空间电磁辐射的能力，模拟控制器在工业环境中可能遭受的电磁干扰（如雷达、对讲机、电焊机产生的辐射），确保其在干扰下仍能保持正常功能（如准确输出电机控制信号、维持与上位机的通讯）。

测试依据GB/T 17626.3-2016（等效于IEC 61000-4-3:2006）执行，频率范围覆盖80MHz~2GHz（工业环境中常见的辐射干扰频率），场强要求根据应用场景确定——一般工业场所的测试场强为10V/m（连续波），恶劣环境下可提高至20V/m。测试信号通常采用调幅波（AM，1kHz调制，调幅深度80%），模拟实际环境中的带信息骚扰。

测试 setup如下：将控制器置于电波暗室的转台上（高度0.8m），连接电源、负载及监测设备（如示波器、PLC上位机）；使用宽带天线（如双脊喇叭天线）作为发射装置，置于控制器前方3m或10m处，与控制器保持水平对齐；通过信号发生器产生测试频率的信号，经功率放大器放大后由天线发射，形成均匀的电磁辐射场；转台以6rpm的速度旋转，确保控制器所有方向均受到辐射照射；在测试过程中，需持续监测控制器的运行状态（如电机转速、位置误差、通讯数据包丢失率），若出现性能下降（如位置误差超过允许范围）或功能丧失（如停机、重启），则判定为不合格。

需注意的是，控制器的外壳屏蔽效能直接影响辐射抗扰度结果——若外壳为塑料材质且未做电磁屏蔽处理，辐射信号易穿透外壳干扰内部电路；若外壳为金属材质但存在缝隙（如散热孔、接口缝隙），需检查缝隙的电磁密封性能（如使用导电橡胶条密封），避免电磁波从缝隙渗入。此外，控制器的信号线（如编码器线、传感器线）也可能成为辐射接收天线，需使用屏蔽线并确保屏蔽层良好接地，降低辐射干扰的影响。

传导抗扰度测试

传导抗扰度测试评估工业机器人控制器抵抗通过电源线或信号线传导的电磁骚扰的能力，模拟电网中的浪涌、谐波、射频干扰等传导骚扰，确保控制器在这些干扰下不会出现误动作或故障。与辐射抗扰度不同，传导骚扰通过导线直接耦合到控制器内部电路，干扰强度更集中，对控制器的电源系统、信号处理电路挑战更大。

测试依据GB/T 17626.6-2017（等效于IEC 61000-4-6:2013）执行，频率范围覆盖150kHz~80MHz（传导骚扰的主要频率区间），骚扰信号类型包括连续波（CW）和调幅波（AM，1kHz调制）。测试电平根据标准要求设定——电源端口的测试电平为10V（电压注入），信号端口为3V（对于平衡线）或1V（对于非平衡线）。

测试流程如下：对于电源端口，使用耦合/去耦网络（CDN）将骚扰信号注入到电源线中，CDN的作用是将骚扰信号耦合到被测线路，同时防止骚扰信号反向流入电网；对于信号端口（如EtherCAT、RS485），需使用专门的信号耦合网络（如电容耦合夹），避免损坏信号接口；在注入骚扰信号的同时，需监测控制器的运行状态——例如，若控制器执行轨迹规划指令，需检查电机的实际位置与理论位置的偏差是否在允许范围内（如≤0.1mm）；若控制器与上位机通讯，需检查通讯误码率是否超过限值（如≤1×10⁻⁶）。

测试中需重点关注控制器的电磁兼容性设计：电源电路的浪涌保护器（SPD）、信号电路的瞬态抑制二极管（TVS）是否有效；信号线的阻抗匹配是否良好（如EtherCAT线的特性阻抗为100Ω）；接地系统是否合理（如单点接地、信号地与电源地分开）。若这些设计不完善，传导骚扰可能直接损坏控制器的敏感组件（如CPU芯片、ADC模块）或导致逻辑错误（如指令误触发、数据篡改）。

静电放电抗扰度测试

静电放电（ESD）抗扰度测试模拟工业机器人控制器在使用过程中遭受的静电冲击（如操作人员触碰控制器面板、机器人本体与控制器之间的静电转移），评估控制器抵抗静电放电的能力，避免因静电导致的硬件损坏或功能异常（如重启、死机、参数丢失）。

测试依据GB/T 17626.2-2018（等效于IEC 61000-4-2:2008）执行，放电类型包括接触放电和空气放电——接触放电用于测试导电表面（如金属外壳、接口端子），放电电压通常为6kV（常规要求）或8kV（严酷环境）；空气放电用于测试绝缘表面（如塑料操作面板、显示屏），放电电压通常为8kV或15kV。放电次数需满足标准要求（如每个放电点放电10次，正负极性各5次）。

测试过程如下：将控制器置于静电放电测试台上（台面为接地的金属板，控制器与台面之间用10mm厚的绝缘垫隔开），连接电源、负载及监测设备；使用静电放电发生器（ESD gun）对控制器的关键部位进行放电：接触放电针对金属外壳的边缘、接口端子的金属部分、散热孔的金属格栅；空气放电针对塑料面板、显示屏表面、按键缝隙；在放电过程中，需持续监测控制器的运行状态——若出现硬件损坏（如电源指示灯熄灭、冒烟）、功能异常（如操作面板无响应、电机突然停转），则判定为不合格。

需注意的是，控制器的静电防护设计直接影响测试结果：金属外壳需良好接地（接地电阻≤4Ω），将静电电荷快速导入大地；操作面板的塑料材质需添加抗静电剂，降低表面电阻率（通常要求≤1×10¹²Ω）；接口端子需安装静电保护器件（如TVS二极管），限制静电放电电压在芯片的耐受范围内（如CPU的ESD耐受电压通常为2kV~4kV）。此外，测试前需确保控制器处于正常工作温度（如25℃±5℃），温度过高可能降低元件的ESD耐受能力。

电快速瞬变脉冲群抗扰度测试

电快速瞬变脉冲群（EFT/B）抗扰度测试模拟工业机器人控制器电源线上的快速瞬变骚扰（如继电器触点弹跳、开关电源启停产生的脉冲群），这些脉冲具有短上升时间（≤5ns）、高重复频率（5kHz~100kHz）的特点，易通过电源线耦合到控制器内部电路，导致逻辑错误或通讯中断。

测试依据GB/T 17626.4-2018（等效于IEC 61000-4-4:2012）执行，脉冲参数包括：上升时间5ns±3ns，脉冲宽度50ns±10ns，重复频率5kHz，脉冲群持续时间15ms，间隔时间15s。测试电压根据端口类型设定——电源端口通常为2kV（线-地），信号端口为1kV（线-线）或0.5kV（线-地）。

测试 setup：使用耦合/去耦网络（CDN）将脉冲群信号注入到控制器的电源或信号线上，CDN需与控制器的电源电压、电流匹配（如AC 220V/10A或DC 24V/5A）；控制器需连接实际负载（如模拟电机的功率电阻），并运行典型工作循环（如执行Pick & Place动作）；在测试过程中，需监测控制器的关键参数：如电机驱动信号的占空比是否稳定、编码器反馈信号是否丢失、与上位机的通讯是否出现CRC错误；若出现逻辑错误（如电机反转、位置偏差过大）或通讯中断（如EtherCAT总线断开），则判定为不合格。

控制器的电源滤波和信号隔离设计是应对EFT/B的关键：电源输入部分需安装专门的EFT滤波器 (如带共模电感和X/Y电容的滤波器)，抑制脉冲群的共模骚扰；信号接口（如编码器、传感器）需使用光电隔离器或磁隔离器，切断脉冲群的传导路径；此外，控制器内部的PCB布局需优化——将电源电路与信号电路分开布局，避免脉冲群骚扰耦合到敏感电路（如CPU的时钟电路）。测试中需注意，脉冲群的注入极性（正极性、负极性）均需测试，确保控制器对两种极性的脉冲群均有防护能力。

浪涌（冲击）抗扰度测试

浪涌（冲击）抗扰度测试模拟工业机器人控制器电源线上的浪涌电压，这些浪涌通常来自雷击（感应雷击或直接雷击）、电网切换（如变压器投切）或大型电机启停，具有高电压（kV级）、短持续时间（μs级）的特点，易损坏控制器的电源模块、整流电路或滤波电容。

测试依据GB/T 17626.5-2019（等效于IEC 61000-4-5:2014）执行，浪涌波形分为电压波和电流波：电压波为1.2/50μs（上升时间1.2μs，半峰时间50μs），电流波为8/20μs（上升时间8μs，半峰时间20μs）。测试电压根据端口类型设定——线-线端口（如AC 220V的L-N）通常为2kV，线-地端口（如L-PE、N-PE）为4kV；测试次数为每个极性（正、负）各5次，间隔时间1分钟。

测试流程如下：使用浪涌发生器和耦合/去耦网络（CDN）将浪涌信号注入到控制器的电源端口；控制器需连接实际负载，并处于正常运行状态；在测试过程中，需监测控制器的电源状态（如电源指示灯是否亮、电压输出是否稳定）、硬件状态（如是否有烟雾、异味）及功能状态（如电机是否正常运行、上位机是否报警）；若出现硬件损坏（如电源模块烧毁、保险丝熔断）、功能异常（如控制器无法启动、电机停转），则判定为不合格。

控制器的浪涌防护设计是测试通过的关键：电源输入部分需安装浪涌保护器（SPD），其电压保护水平（Up）需低于控制器电源模块的耐受电压（如电源模块的耐受电压为6kV，则SPD的Up需≤4kV）；SPD的通流容量（Iimp）需满足工业环境要求（如10kA~20kA），应对多次浪涌冲击；此外，电源电路的整流桥、滤波电容需选用耐浪涌的元件（如电解电容的浪涌电压耐受值通常为额定电压的1.5倍）。测试前需确保控制器的接地系统良好，将浪涌电流快速导入大地，避免电流在控制器内部积聚。