2部分机器人电控性设计与测试

机器人电控可靠性设计与测试汇报目录第一部分可靠性简述第二部分电控可靠性设计第三部分电控可靠性测试可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试一、可靠性简述（几个概念）

1、故障（失效）以及分类

故障：终止即丧失完成规定的功能，不能执行规定功能的状态。

分为：偶然故障与耗损故障；

致命性与非致命性等等

2、可靠性

产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定的功能的能力称为可靠性。其概率度量称为可靠度。规定的条件：规定的环境与使用条件；规定的时间：时间与次数等；可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2、可靠性规定的功能：产品规格书标明的正常工作的性能指标。比如：机器人的重复定位精度等。3、维修性产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复执行规定状态的能力，称为维修性。

强调：维修手册的重要性

是产品质量的一种特性，是由设计赋予的使其维修简便、迅速和经济的固有特性。可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试4、保障性

包括有关的设计特性：设计便于操作、检测、维修、装卸、运输等。体现可保障性特点。保障资源的充足和适用程度：备件备品等。体现能保障的特性。

使用操作简洁、装卸方便、出现故障有显示、故障能及时修复、维修有备件等5、常用度量1）可靠度

在规定的条件下与规定的时间内，完成规定功能的概率可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2）故障率

工作到某时刻尚未发生故障，在该时刻后单位时间内发生故障的概率。3）平均故障间隔时间（MTBF）一个可修复产品，在使用过程中发生了N0次故障，每次故障修复后又重新投入使用，测得其每次工作连续时间进行平均。4）平均修复时间（MTTR）故障维修时间平均可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试二

可靠性设计

产品可靠性是设计出来的、生产出来的。可靠性设计要求：

1）规定定性定量的可靠性要求2）可靠性模型建立3）可靠性分配4）耐环境设计5）元器件选用与控制6）电磁兼容设计7）降额设计与热设计等可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试二

可靠性设计维修性设计要求：

1）合理布局，减少干扰2）标准化、互换性与模块化3）防差错与识别标记设计4）维修安全性设计5）故障检测6）维修人因工程设计可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2、电控可靠性设计（ER20-C10）：

1）元器件选型与控制

控制器---------------控制要求决定a、控制器的速率、处理能力、总线接口等CP252/X:600MHZ256MBDDR-SDRAMCP242/A:1.1G512MBDDR2-SDRAM

b、控制器电池更换Batterytype:CR2032(Lithium-Mn,3V/220mAh)Servicelife:min.3years,typically5yearsGA1060、EtherCAT可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2、电控可靠性设计（ER20-C10）：

1）元器件选型与控制

电机---------------机械要求决定a、功率、转矩、转速等

可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试b、电机编码器、油封等1、编码器要求：伪绝对17位2、油封：双唇油封，耐压力(0.03MPa)的doublelip的U型密封圈2010年2月份的第1台机器人出现过抱闸力矩下降可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2、电控可靠性设计（ER20-C10）：

1）元器件选型与控制

驱动器的选择---------------电机与控制方式a、一般厂家提供电机与驱动器的匹配选择，主要依据电流b、与上位的控制方式：总线？脉冲？模拟量？

山洋：ER165C：GA1060，基于402的总线ER20：EtherCAT

固高：模拟量，脉冲、EtherCATB&R:POWERLINK等可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试c、驱动器配套的制动电阻的选择

1、这与加减速的占空比有关系2、一般厂家会推荐参考阻值与功率3、需要实验验证获得数据可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2、电控可靠性设计（ER20-C10）：

1）元器件选型与控制

变压器的选择---------------电机等联动方式a、MJ联动方式的各轴电机速度、转矩等进行能量叠加b、ML联动方式的各轴电机速度、转矩等进行能量叠加c、参考其他机器人，比如ER210-C40的变压器为：8.3KVA可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2、电控可靠性设计（ER20-C10）：

1）元器件选型与控制

断路器、接触器、滤波器、电源的选择---------------整个功耗

a、控制回路损耗：单相损耗、风扇、插座等b、控制电源按照控制回路电流计算c、抱闸电源按照电机制动器线圈计算（4.5A、3A左右）d、控制方式决定线圈的选择，电流确定触点的容量等1、控制电源允许的外部IO容量总和要小于总容量2、需要实验验证获得数据可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2、电控可靠性设计（ER20-C10）：

1）元器件选型与控制

重载连接器的选择---------------主要根据电流a、动力线16A4.0mm2b、编码器、控制10A1.50.37

c、插接方式：弯直头、线缆直径、接触电阻，插拔次数等1、拨线长度限制2、专用压线设备，出现过1例由于压线不紧，造成电阻增大，发热烧毁3、品牌与质量选取----维恩等可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2、电控可靠性设计（ER20-C10）：

1）元器件选型与控制

线缆的选择---------------主要根据电流（1mm2大概6-8A）a、三相进线的选择：整个功耗b、控制线：后端功耗，阻抗、衰减等c、组合方式：电流递减ER20-C10：1、进线设计4mm2，实测基本2.5就够了ER165C-C10:1、管线包，100%负载100%速度3.5mm2电流22.9A电机标称24A可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2、电控可靠性设计（ER20-C10）：

1）元器件选型与控制

管线包线缆的选择---------------主要根据电流与耐拉a、规格：复合？电流？b、材质：PVC?PUR?c、铜丝绞合方式：单绞？双绞？d、要求耐扭拉1000万次以上

目前本体品牌：大电，参考NACHI，

更换前为：意华、卡迪夫等可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2、电控可靠性设计（ER20-C10）：

1）元器件选型与控制

安全板的设计---------------功能与可靠性a、功能：急停、伺服故障、外部连锁等b、器件选取：电流、线宽等c、可靠性：继电器的吸合次数

（100000次以上）

目前品牌：大电，参考NACHI；

以前为：意华、卡迪夫等可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2、电控可靠性设计（ER20-C10）：

1）元器件选型与控制

各电流测试验证：可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2、电控可靠性设计（ER20-C10）：

2）抗干扰设计

理念：动力与控制信号分开，减少干扰，编码器反馈进行屏蔽处理。

柜内：动力线尽量与控制线缆分开布置可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2、电控可靠性设计（ER20-C10）：

2）各机型的问题汇总ER50/ER210A-C20：ER50-C20：1、电机漏油：制动器密封2、电机编码器：2.2代—10G震动，2.5代---20G震动

3、线缆：意华—卡迪夫---大电4、制动电阻打火（设计原因）5、变压器烧毁（过载、本身质量）可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2、电控可靠性设计：

3）ISO13849标准可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2、电控可靠性设计：

3）ISO13849标准可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试2、电控可靠性设计：

3）ISO13849标准MTTFD:平均危险失效时间NACHI的机器人算出为：46.8年以上（急停、外部连锁、限位连锁、模式选择、继电器等）可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试3、电控可靠性测试：

1）工程试验与统计试验

工程试验包括：环境应力筛选试验、可靠性增长试验、加速寿命测试环应力筛选试验：对于电子产品有随机震动、温度循环应力可靠性增长测试：在规定的环境下，进行长时间测试，暴露设计与制造的薄弱环节与器件。试验-分析-改进。加速寿命测试：超载测试等统计试验包括：可靠性测定试验、鉴定、验收1）定时截尾试验2）定数截尾试验可靠性简述电控可靠性设计电控可靠性测试3、电控可靠性测试：

2）1500H测试

参考国家与行业标准制定的