基于电快速瞬变脉冲群的工业机器人示教器测试方法技术

本发明专利技术公开了基于电快速瞬变脉冲群的工业机器人示教器测试方法。电快速瞬变脉冲群是工业机器人控制电源系统常见且危害性极大的电磁干扰类型。本发明专利技术将被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度分为三个等级；然后，通过被测示教器控制机器人执行机构在设定的三种不同干扰脉冲参数工况下进行轨迹规划运动，并在各工况下评判被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级；其中，若某工况下被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级不是Ⅰ级，则进行下一个工况运动前，先通过上位机对被测示教器进行复位。本发明专利技术通过记录示教器与上位机间的丢包次数发生率、示波器曲线以及示教器是否正常工作来评价示教器抗干扰性能，能更深入对示教器进行可靠性研究。

Test method of teaching device of industrial robot based on electrical fast transient pulse group

【技术实现步骤摘要】
基于电快速瞬变脉冲群的工业机器人示教器测试方法
本专利技术属于电磁兼容测试
，具体涉及一种基于电快速瞬变脉冲群的工业机器人示教器测试方法。
技术介绍
示教器作为工业机器人系统的必要组件，操作者可通过对其触摸屏按键、旋转脉冲旋钮等操作控制机器人进行焊接、搬运、切割及喷涂等工作。然而，示教器在复杂的电磁环境下可能受到电磁干扰的影响，其可靠性的强弱，是整个机器人系统可靠性运行的关键。电快速瞬变脉冲群作为工业机器人控制电源系统常见的电磁干扰类型，具有非常丰富的谐波成分，对示教器电源系统可能会产生严重的电磁干扰。该干扰主要表现形式为共模信号作用于示教器电源线上，经端口进入设备内部，转化为差模信号影响示教器正常工作。因此，为降低电快速瞬变脉冲群对示教器的电磁干扰，提升示教器在复杂电磁环境下的运行稳定性，需对其进行详细的电快速瞬变脉冲群测试方案研究。研究人员此前重点以辐射、浪涌及传导等为研究对象进行了大量理论分析，而对示教器的电快速瞬变脉冲群干扰研究较少，缺少基于电快速瞬变脉冲群的工业机器人示教器测试方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于电快速瞬变脉冲群的工业机器人示教器测试方法。本专利技术的具体步骤如下：步骤一、将开关电源的L、N、GND端口与接线盒电源端口相连，被测示教器的I/O端口与接线盒的I/O端口相连，示波器的脉冲输入端口也与接线盒的I/O端口相连；接线盒的通讯端口与上位机的以太网口连接；耦合去耦网络的L1端口、N端口、PE端口与开关电源的L、N、GND端口分别相连。所述的耦合去耦网络用于滤除杂波信号，并将电快速瞬变脉冲群脉冲耦合至开关电源。所述的开关电源为被测示教器供电。所述的上位机与被测示教器进行脉冲通讯；所述的示波器显示采集的I/O信号。步骤二、将被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级；Ⅰ级为被测示教器承受电快速瞬变脉冲群后，上位机与被测示教器通讯的丢包次数发生率小于25％，示波器曲线正常，被测示教器正常工作。Ⅱ级为被测示教器承受电快速瞬变脉冲群后，上位机与被测示教器通讯的丢包次数发生率为25％～75％，示波器曲线正常，被测示教器正常工作，电快速瞬变脉冲群过后上位机与被测示教器通讯的丢包次数发生率小于25％。Ⅲ级为上位机与被测示教器通讯的丢包次数大于75％，或被测示教器曲线不正常，且当电快速瞬变脉冲群过后，上位机与示波器通讯的丢包发生率仍大于75％，或示波器曲线仍不正常。步骤三、在工况一下，对被测示教器上的触摸屏按键进行操作，并旋转脉冲旋钮，控制机器人执行机构进行轨迹规划运动，然后对被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级进行评判。所述的工况一具体如下：通过耦合去耦网络将第一个电快速瞬变脉冲群注入开关电源，第一个电快速瞬变脉冲群施加时间为600s；第一个电快速瞬变脉冲群持续时间为15ms，第一个电快速瞬变脉冲群中单脉冲的间隔时间为300ms，单脉冲宽度为50ns，脉冲重复率为5kHz，第一个电快速瞬变脉冲群的峰值电压为±0.5kV。步骤四、若步骤三评判出被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级不是Ⅰ级，则通过上位机对被测示教器进行复位，否则不对被测示教器进行处理。接着，在工况二下，对被测示教器上的触摸屏按键进行操作，并旋转脉冲旋钮，控制机器人执行机构进行轨迹规划运动，然后对被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级进行评判。所述的工况二具体如下：通过耦合去耦网络将第二个电快速瞬变脉冲群注入开关电源，第二个电快速瞬变脉冲群施加时间为600s；第二个电快速瞬变脉冲群持续时间为15ms，第二个电快速瞬变脉冲群中单脉冲的间隔时间为300ms，单脉冲宽度为50ns，脉冲重复率为5kHz，第二个电快速瞬变脉冲群的峰值电压为±1kV；步骤五、若步骤四评判出被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级不是Ⅰ级，则通过上位机对被测示教器进行复位，否则不对被测示教器进行处理。接着，在工况三下，对被测示教器上的触摸屏按键进行操作，并旋转脉冲旋钮，控制机器人执行机构进行轨迹规划运动，然后对被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级进行评判。所述的工况三具体如下：通过耦合去耦网络将第三个电快速瞬变脉冲群注入开关电源，第三个电快速瞬变脉冲群施加时间为600s；第三个电快速瞬变脉冲群持续时间为15ms，第三个电快速瞬变脉冲群中单脉冲的间隔时间为300ms，单脉冲宽度为50ns，脉冲重复率为5kHz，第三个电快速瞬变脉冲群的峰值电压为±2kV。进一步，所述的开关电源将220V电源降压为24V电源为被测示教器供电。进一步，所述的上位机采用计算机。进一步，所述的示波器曲线正常表现为示波器曲线具有峰值且周期性变化。进一步，所述的被测示教器正常工作表现为：控制机器人执行机构进行轨迹规划运动过程中机器人执行机构实际位置与轨迹的误差不超过机器人执行机构的执行精度。本专利技术具有的有益效果是：本专利技术针对示教器自身无法直接判断受电快速瞬变脉冲群干扰影响程度的情况，提供一种现阶段工业机器人示教器领域未有的电快速瞬变脉冲群测试方法，通过记录示教器与上位机间的丢包次数发生率、示波器曲线以及示教器是否正常工作，来评价其抗干扰性能，具有较高的理论依据以及实践意义，具有较高的创新性与工程应用性，能更深入对工业机器人示教器进行可靠性研究。附图说明图1为本专利技术的各元件的连接框图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步说明。基于电快速瞬变脉冲群的工业机器人示教器测试方法，具体步骤如下：步骤一、如图1所示，将开关电源1的L、N、GND端口与接线盒电源端口相连，被测示教器6的I/O端口与接线盒3的I/O端口相连，示波器4的脉冲输入端口也与接线盒的I/O端口相连；接线盒3的通讯端口与上位机2的以太网口连接；耦合去耦网络5的L1端口、N端口、PE端口与开关电源1的L、N、GND端口分别相连。耦合去耦网络5包括耦合装置与去耦装置，用于滤除杂波信号，并将电快速瞬变脉冲群脉冲耦合至开关电源1。开关电源1将220V电源降压为24V电源为被测示教器6供电。上位机2采用计算机，用于与被测示教器6建立脉冲通讯；示波器4显示采集的I/O信号。步骤二、将被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级；Ⅰ级为被测示教器承受电快速瞬变脉冲群后，上位机与被测示教器通讯的丢包次数发生率小于25％，示波器曲线正常(示波器曲线具有峰值且周期性变化)，被测示教器正常工作(控制机器人执行机构进行轨迹规划运动过程中机器人执行机构实际位置与轨迹的误差不超过机器人执行机构的执行精度，无电快速瞬变脉冲群干扰时，机器人执行机构进行轨迹规划运动过程中实际位置与轨迹的误差不会超过机器人执行机构的执行精度)。Ⅱ级为被测示教器承受电快速瞬变脉冲群后，上位机与被测示教器通讯的丢包次数发生率为25％～75％，示波器曲线正常，被测示教器正常工作，电快速瞬变脉冲群过后上位机与被测示教器通讯的丢包次数发生率小于25％。Ⅲ级为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于电快速瞬变脉冲群的工业机器人示教器测试方法，其特征在于：该方法具体如下：/n步骤一、将开关电源的L、N、GND端口与接线盒电源端口相连，被测示教器的I/O端口与接线盒的I/O端口相连，示波器的脉冲输入端口也与接线盒的I/O端口相连；接线盒的通讯端口与上位机的以太网口连接；耦合去耦网络的L1端口、N端口、PE端口与开关电源的L、N、GND端口分别相连；所述的耦合去耦网络用于滤除杂波信号，并将电快速瞬变脉冲群脉冲耦合至开关电源；所述的开关电源为被测示教器供电；所述的上位机与被测示教器进行脉冲通讯；所述的示波器显示采集的I/O信号；/n步骤二、将被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级；Ⅰ级为被测示教器承受电快速瞬变脉冲群后，上位机与被测示教器通讯的丢包次数发生率小于25％，示波器曲线正常，被测示教器正常工作；Ⅱ级为被测示教器承受电快速瞬变脉冲群后，上位机与被测示教器通讯的丢包次数发生率为25％～75％，示波器曲线正常，被测示教器正常工作，电快速瞬变脉冲群过后上位机与被测示教器通讯的丢包次数发生率小于25％；Ⅲ级为上位机与被测示教器通讯的丢包次数大于75％，或被测示教器曲线不正常，且当电快速瞬变脉冲群过后，上位机与示波器通讯的丢包发生率仍大于75％，或示波器曲线仍不正常；/n步骤三、在工况一下，对被测示教器上的触摸屏按键进行操作，并旋转脉冲旋钮，控制机器人执行机构进行轨迹规划运动，然后对被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级进行评判；所述的工况一具体如下：通过耦合去耦网络将第一个电快速瞬变脉冲群注入开关电源，第一个电快速瞬变脉冲群施加时间为600s；第一个电快速瞬变脉冲群持续时间为15ms，第一个电快速瞬变脉冲群中单脉冲的间隔时间为300ms，单脉冲宽度为50ns，脉冲重复率为5kHz，第一个电快速瞬变脉冲群的峰值电压为±0.5kV；/n步骤四、若步骤三评判出被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级不是Ⅰ级，则通过上位机对被测示教器进行复位，否则不对被测示教器进行处理；接着，在工况二下，对被测示教器上的触摸屏按键进行操作，并旋转脉冲旋钮，控制机器人执行机构进行轨迹规划运动，然后对被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级进行评判；所述的工况二具体如下：通过耦合去耦网络将第二个电快速瞬变脉冲群注入开关电源，第二个电快速瞬变脉冲群施加时间为600s；第二个电快速瞬变脉冲群持续时间为15ms，第二个电快速瞬变脉冲群中单脉冲的间隔时间为300ms，单脉冲宽度为50ns，脉冲重复率为5kHz，第二个电快速瞬变脉冲群的峰值电压为±1kV；/n步骤五、若步骤四评判出被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级不是Ⅰ级，则通过上位机对被测示教器进行复位，否则不对被测示教器进行处理；接着，在工况三下，对被测示教器上的触摸屏按键进行操作，并旋转脉冲旋钮，控制机器人执行机构进行轨迹规划运动，然后对被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级进行评判；所述的工况三具体如下：通过耦合去耦网络将第三个电快速瞬变脉冲群注入开关电源，第三个电快速瞬变脉冲群施加时间为600s；第三个电快速瞬变脉冲群持续时间为15ms，第三个电快速瞬变脉冲群中单脉冲的间隔时间为300ms，单脉冲宽度为50ns，脉冲重复率为5kHz，第三个电快速瞬变脉冲群的峰值电压为±2kV。/n...

【技术特征摘要】
1.基于电快速瞬变脉冲群的工业机器人示教器测试方法，其特征在于：该方法具体如下：
步骤一、将开关电源的L、N、GND端口与接线盒电源端口相连，被测示教器的I/O端口与接线盒的I/O端口相连，示波器的脉冲输入端口也与接线盒的I/O端口相连；接线盒的通讯端口与上位机的以太网口连接；耦合去耦网络的L1端口、N端口、PE端口与开关电源的L、N、GND端口分别相连；所述的耦合去耦网络用于滤除杂波信号，并将电快速瞬变脉冲群脉冲耦合至开关电源；所述的开关电源为被测示教器供电；所述的上位机与被测示教器进行脉冲通讯；所述的示波器显示采集的I/O信号；
步骤二、将被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级；Ⅰ级为被测示教器承受电快速瞬变脉冲群后，上位机与被测示教器通讯的丢包次数发生率小于25％，示波器曲线正常，被测示教器正常工作；Ⅱ级为被测示教器承受电快速瞬变脉冲群后，上位机与被测示教器通讯的丢包次数发生率为25％～75％，示波器曲线正常，被测示教器正常工作，电快速瞬变脉冲群过后上位机与被测示教器通讯的丢包次数发生率小于25％；Ⅲ级为上位机与被测示教器通讯的丢包次数大于75％，或被测示教器曲线不正常，且当电快速瞬变脉冲群过后，上位机与示波器通讯的丢包发生率仍大于75％，或示波器曲线仍不正常；
步骤三、在工况一下，对被测示教器上的触摸屏按键进行操作，并旋转脉冲旋钮，控制机器人执行机构进行轨迹规划运动，然后对被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级进行评判；所述的工况一具体如下：通过耦合去耦网络将第一个电快速瞬变脉冲群注入开关电源，第一个电快速瞬变脉冲群施加时间为600s；第一个电快速瞬变脉冲群持续时间为15ms，第一个电快速瞬变脉冲群中单脉冲的间隔时间为300ms，单脉冲宽度为50ns，脉冲重复率为5kHz，第一个电快速瞬变脉冲群的峰值电压为±0.5kV；
步骤四、若步骤三评判出被测示教器受电快速瞬变脉冲群干扰程度等级不是Ⅰ级，则通过上位机对被测示教器进行复位，否则不对被测示教器进行处理；接着，在工况二下，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张巨勇，张崟，李蓉，许嘉钦，尹爱国，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33