CNS 14671-2002 Manipulating industrial robots － EMC test methods and performance evaluation criteria － Guidelines《工业用机器人－电磁兼容性试验方法及性能评估准则－指引》.pdf

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1、 1 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 工業用機器人電磁相容性試驗方法及性能評估準則指引 經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 91 年 9 月 23 日 年 月 日14671 B8016ICS 25.040.30 Manipulating industrial robots EMC test methods and performance evaluation criteria Guidelines 1. 適用範圍：本標準規定工業操作用機器人 (以下簡稱機器人 )在正常工作環境及應用受到電磁影響時之的試驗程序，並對試驗結果

2、提供評估準則。本標準亦適用於受到電磁干擾之機器人操作之安全性評估。 2. 用語釋義：本標準使用之主要用語如下， ( )內之英文僅供參考。未列於本標準之用語依 CNS 10955工業用機器人詞彙 及 CNS14587-1電磁相容性 (EMC)第部 :總則第章 :術語與基本定義之應用與說明 之規定。 2.1 工業操作用機器人 (manipulating industrial robot; robot)：具有多自由度能自動控制、可改編程式程序、多重用途之操作機器，其使應用於工業自動化場合時，可為固定於某一位置或是可移動式。 2.2 電磁性環境 (electromagnetic environment

3、)：在某一特定之場所中，所存在之電磁現象。 2.3 電磁擾動 (electromagnetic disturbance)：會使系統、設備或裝置之性能產生惡化之任何電磁現象。 2.4 電磁干擾 (electromagnetic interference; EMI)：由電磁擾動所造成系統、傳輸頻道或裝置之性能惡化。 備考：電磁干擾係由電磁擾動所造成。 2.5 電磁相容性 (electromagnetic compatibility; EMC)：設備或系統於其所處之電磁環境中仍可正常地工作之能力，且不會發出過度之電磁擾動使得該環境之其他裝置無法正常地工作。 2.6 (電磁 )相容水準 (electr

4、omagnetic) compatibility level)：在特定之操作狀況下，預期會施加於裝置設備或系統上之最大電磁擾動水準。 備考：事實上，電磁相容水準並非一個絕對的最大值，其亦可被微量地超出。 2.7 (電磁 )放射 (electromagnetic) emission)：電磁能量由其來源散發出去之現象。 2.8 免疫力 (對擾動而言 )(immunity (to a disturbance)：系統、設備或裝置不因電磁擾動的現象而造成性能惡化的能力。 (共 19 頁 ) 2 CNS 14671 , B 8016 2.9 (電磁 )感受力 (electromagnetic) susce

5、ptibility)：系統、設備或裝置因電磁擾動而無法避免性能惡化之程度。 備考：感受力大就是缺少免疫力。 3. 量測單位：本標準所使用之量測單位依 CNS 14491工業用機器人性能準則與相關試驗法 及 CNS14489工業用機器人特性之標示 之規定。除非特別聲明，所有的EMC 量，皆使用 SI 單位或其十進位倍數或因數。 備考：若 W1及 W2為某電磁場的振幅，則當 10log21WW=1 時，定義此電磁場之位準差為 1dB (分貝 )。若 W1及 W2為電力位準時，則 1dB 的位準差可定義為 20log21VV=1或 20log21AA=1，其中 V1及 V2是由相同阻抗所量測到的電壓

6、，而 A1及 A2則是由相同阻抗所量測到的電流。 4. 試驗條件 4.1 環境條件 作為試驗之參考環境條件應予記錄之。所設定之環境變數之任何改變應遵照製造廠商之建議，並載錄於試驗報告中。實驗室中，受控之典型環境變數 (溫度、大氣壓力及相對濕度 )之設定值應依照 CNS 電磁相容測試與量測技術系列標準之規定。於 EMC 試驗期間，氣候條件應維持於下列數值之中： (a) 周圍溫度為 15以上， 35以下。 (b) 相對濕度為 10%以上， 75%以下。靜電放電試驗期間，則為 30%以上， 60%以下。 (c) 大氣壓力為 86 kPa 以上， 106 kPa 以下 (860 mbar 到 1060

7、 mbar 之間 )。 電磁環境條件下不得影響量測結果。 電磁輻射量測時，特別是涉及到由機器人發射出來之輻射場 (輻射放射試驗 )，依標準對測試場地使用之要求其通常都是在一電磁屏蔽無響室之中執行，使得在量測頻率範圍內免於物體反射電磁場。 屏蔽室內在幾乎所有表面安裝適當寬頻角錐形 (broadband pyramidal)吸收材料時，能確保屏蔽無響室內從非常低之頻率 (即 30 MHz)開始其反射及共振皆能受到控制。 量測由機器人本身電纜所產生的電流 (電源纜線、訊號纜線或控制纜線 )之傳導干擾試驗，一般都在屏蔽室或無響室中進行。 屏蔽室能保護試驗場所免於受到試驗室外所產生之電磁場所干擾。當此電

8、磁場沒有消除時，它可能造成量測錯誤且無重複性。 3 CNS 14671 , B 8016 基於本因素， CNS 標準要求在每一次之放射性試驗前，必須進行初步之環境雜訊量測，且其量測值必須低於 CNS 之規範值。 此外，在輻射放射試驗期間，必須很小心地測定機器人之配置及其操作狀態，因為這涉及機器人之最大輻射及傳導電磁放射。 輻射免疫力試驗係用以量測輻射場對機器人之正確操作的影響，其試驗場所之輻射場在所有量測頻率下皆須達到所要求的場強均勻度。 為了執行試驗操作員之安全，必須保護其免於受到由試驗場所所產生之高頻及高強度電磁場之傷害，故最少需要一個屏蔽室，即使在人口稀少之地區可使用一開放之空間，但亦須

9、符合相關管理法規。部分吸波屏蔽室，是一間使用大量之射頻 (radio frequency)吸收材料，用以改裝典型共振之屏蔽室，如果其能建立一個均勻電磁場，則可在其內進行輻射免疫力試驗。此外，在輻射免疫力試驗中為能達到更好的均勻電磁場，在考慮機器人之大小下，即使部分吸波屏蔽室較無響室便宜，仍建議使用屏蔽無響室。 圖 1 為一個適合用來做機器人 EMC 試驗之屏蔽無響室之平面配置圖。除了一個無響室外，一些相鄰的屏蔽房間通常用來放置執行機器人輻射免疫力試驗時所須之試驗儀器及設備。此外，使用特定之天線 (例如多線路傳送線 )及採用恰當的試驗裝置，有助於改善均勻之電磁場的產生。 圖 1 做為機器人 EM

10、C 試驗之屏蔽無響室之平面配置圖例 屏蔽無響室屏蔽室 控制屏蔽室 放大器屏蔽室 旋轉台對數週期天線 電場感測器角錐形天線 多重電纜天線 4 CNS 14671 , B 8016 4.2 機器人之操作條件 機器人應依製造廠商之建議，正確地安裝 (包括電子及機械裝置 )並能使功能完全地操作 (啟動和功能性之試驗 )。 在每一次 EMC 試驗前，可經由指定機器人之輸出或輸入組態，以及其外部裝置之連接，或其他任何有助於識別機器人之資訊，來定義出機器人之組態是非常重要的步驟。如此，可使用機器人之基本配置下來評估其行為性能，此處之基本配置係指最簡單且最易重複實施之配置。 5. 試驗方法 5.1 無電磁擾動

11、下機器人特性描述 依 CNS 14491，在沒有 EMC 擾動下，以執行路徑重複性或姿勢重複性試驗來描述機器人之特性。 試驗時，應於標稱負載以及最大速度條件下執行。 這些試驗結果提供機器人在其製造商之技術規範下運轉之機器人性能參考值。在EMC 測試期間，將這些試驗結果與相同組態規畫下之 EMC 試驗結果比較，可用以評估機器人的 EMC 試驗結果。 5.2 機器人電磁相容性試驗評估準則 於 EMC 試驗時，機器人被規畫配置成數個操作狀態，以得到電磁干擾對機器人運轉性能影響之最多資訊。 試驗時，至少須執行表 1 所列之操作狀態。 表 1 機器人電磁相容性試驗應執行之操作狀態 操作狀態 定義 1 控

12、制系統啟動，而機器手臂斷電 2 機器人手臂通電且停止於自動模式 3 機器人手臂通電，在路徑控制下操作且在教導模式下返回一個程式設定點 4 機器人手臂通電，在路徑控制下操作且在自動模式下返回一個程式設定點 機器人在上述的每一操作狀態下所執行的 EMC 試驗期間，應檢驗下列機器人之性能： (a) 依第 5.1 節所建立之準則，檢查機器人之運動。 5 CNS 14671 , B 8016 (b) 機器人之控制檢查 (串列線、監視器及 /或顯示器、系統 I/O、使用者 I/O)。 對於免疫力試驗，有關機能失常之評估準則已定義於相關之 CNS 標準中。但這些準則，得以機器人製造廠商之規範中所建立者替代之

13、。依 CNS 之分類且適用於機器人試驗之評估準則，如表 2 所示。 於每一個 EMC 試驗執行期間，應將發生之機能失常依其所處之每一機器人操作狀態如表 1 中所定義列記於兩個表中，其中記錄之順序是由輕微失常至嚴重失常，如表 2 所示。檢驗紀錄適切表格之範例，如附錄 2 表 1 及附錄 2 表 2 所示。 表 2 機能失常之判定基準 機能失常標準 定義 a 在規定的限度內正常的執行 (無故障 ) b 暫時失去一個或更多的功能但仍在可接受之範圍內 (輕微故障 ) c 試驗時機器人之性能或功能暫時的降低或失去但能自動回復 (稍大的故障 ) d 當性能或功能暫時降低或失去，需要由操作員關掉開關且重新啟

14、動機器人 (嚴重的故障 ) e 由於硬體和軟體的損壞造成性能或功能降低或永久無法回復 (損壞 ) 最後之試驗結果，是由查驗兩個檢驗紀錄表中，發生於某一個狀態下之最嚴重之機能失常表而決定之。一個合格的試驗，必須在 EMC 試驗期間內與其後之性能檢驗中，均能保持機器人之性能。此乃評估 EMC 試驗結果之必要程序。 可能造成機器人機能失常之主要種類，如下所示： 錯誤之運動 (速度高於或低於某一給定之值，包括反常的停止、行進於未經規畫之路徑、定位誤差等 )； 通訊誤差； 錯誤之機器人 I/O 狀態； 終端機上顯示出之錯誤。若僅是閃爍的錯誤發生，而不造成終端機實際操作之困難，則視為可接受之狀況。 5.3

15、 適用於機器人電磁相容性之試驗 下列試驗得作為機器人電磁相容性之試驗。 (a) 靜電放電免疫力試驗：有關接觸與空氣靜電擾動之試驗，應依 CNS 14676-2電磁相容測試與量測技術第 2 部：靜電放電免疫力測試 之規定實施之。 6 CNS 14671 , B 8016 (b) 輻射 /傳導電磁場免疫力試驗：頻率範圍為 80MHz 以上至 1GHz 以下之間之電磁場試驗 (80%振幅， 1kHz 振幅調變 )，應依 CNS 14676-3電磁相容測試與量測技術第 3 部 :輻射射頻電磁場免疫力測試 之規定實施之。對於低於 9kHz 之較低頻率，原則上應採用傳導電磁場免疫力試驗以替代輻射試驗，參見

16、 CNS 14676-6電磁相容測試與量測技術第 6 部 : 射頻場感應的傳導擾動免疫力 。 (c) 電性快速暫態叢訊免疫力試驗：本試驗為因電感負載中斷及繼電器接觸點彈跳所造成之約 5 ns 的短暫上升時間、 50 ns 尖峰寬度及低能量高重複率之暫態現象，應 依 CNS 14676-4電磁相容測試與量測技術第 4 部 :電性快速暫態 /叢訊的免疫力測試 之規定實施之。 (d) 突波免疫力試驗：由於開關交換現象或電力網路故障以及被閃電電擊所造成電壓突波 (1.2s/50s)之相關試驗，應依 CNS 14676-5電磁相容測試與量測技術第 5 部 : 突波免疫力測試 之規定實施之。 (e) 諧振

17、免疫力試驗：網路頻率諧振之相關試驗，應依 CNS 14676-1電磁相容測試與量測技術第 1 部：概觀 之規定實施之。 其定意及相容性位準依 CNS_(IEC 61000-2-1)及 CNS_(IEC 61000-2-2)之規定。 (f) 振鈴波免疫力試驗：振盪波暫態 (100kHz/0.5s)之相關試驗應依 CNS 14676-1之規定實施之。本試驗與突波試驗互相搭配實施。 (g) 阻尼振盪波免疫力試驗： 0.1MHz 及 1MHz 阻尼振盪波暫態之相關試驗 (兩者之上昇時間均為 75ns)，應依 CNS 14676-1 之規定實施之。 100kHz 阻尼振盪波試驗和突波試驗兩者互相搭配，本

18、試驗與振鈴波試驗相似，惟具有較短之上昇時間。因此，當要求條件較少時，振鈴波試驗得為 100kHz 阻尼振盪波試驗之替代試驗。 (h) 高頻感應連續波電壓免疫力試驗：頻率範圍在 0.01MHz 至 1MHz 間之高頻感應電壓相關試驗，應依 CNS 14676-1 之規定實施之。 (i) 電壓陡降與瞬斷免疫力試驗：電源供應器電壓陡降與瞬斷之相關試驗，應依 CNS 14676-1 之規定實施之。 (j) 傳導干擾量測： 0.15MHz 至 30MHz 頻率範圍內之傳導放射量測應依 CNS 13803工業、科學、醫學射頻設備之電磁干擾特性的限制值與量測法 和 CNS 13438資訊技術設備射頻干擾的限

19、制值與量測方法 之規定實施之。 (k) 輻射干擾量測： 30MHz 到 1GHz 頻率範圍之量測應依 CNS 13803 和 CNS 13438之規定實施之。 所有上述提及之傳導免疫力試驗皆可用於試驗機器人控制系統之電源供應線路。此外，快速暫態免疫力試驗可用於輸出 /輸入控制電路及訊號線之試驗。 7 CNS 14671 , B 8016 靜電放電免疫力試驗僅適用於機器人工作空間以外。 包括操作機及控制系統的整台機器人，必須經過電磁場免疫力試驗及干擾之量測。 基於試驗之經驗，以下為機器人之 EMC 必要試驗： 靜電放電免疫力試驗； 電性快速暫態 /叢訊免疫力試驗； 電壓陡降及瞬斷免疫力試驗； 突

20、波免疫力試驗。 若這些試驗皆能成功地通過時，則已證明當機器人遇到某些最常見危害的電磁擾動時，仍能保持其正常性能，且其在正常工作期間故障發生可能性次數亦會大大的降低。 更深入之 EMC 試驗則必須與製造廠商協商，應就機器人典型之應用型態以及受測機器人預期工作之電磁環境加以考慮。 針對前述 EMC 試驗之較詳細說明，如附錄 1 所示。 5.4 機器人電磁相容性試驗之建議等級 EMC 試驗等級 (嚴苛等級 )之選擇應依據待測機器人預期工作場所之電磁環境而定。 於第 2.2 節所規定之電磁環境，係指存在於某一個指定地點之全部電磁性現象，而非所有的任意環境。因此，若一個裝置在某一特定環境具有電磁相容特性

21、，並不代表此裝置在其他環境也具有電磁相容之特性。由於其與所處位置和時間有關，無法完全準確地預測電磁環境之特性。是以至少應確認待測環境內之設備或裝置所產生的是何種電磁場與擾動，唯有經此項檢測才能確認機器人實際工作時之電磁環境。因此，收集有關環境之資料及資訊是必要的，若資料不足，則必須以實驗之方式獲得資料，但通常這是昂貴的。 此外，依第 2.5 節 EMC 之定義，電磁相容性意指設備或系統可滿意地在其所處之電磁性環境內工作，不會發出過度之電磁擾動使得該環境內之其他裝置無法正常之工作。這代表電磁相容性不只與設備、裝置或系統有關，同時也與人類有關。此觀點在設定 EMC 之電磁場發射極限值時相當重要。此

22、外，為人熟知之環境特性可做為機器人設計之準則，使其免於真實環境之 EMC 之干擾，同時不會發射干擾至工作環境中。 就環境條件而言，選擇適當之 EMC 試驗等級須考慮許多因素，主要有： 影響設備之擾動種類； 期望之可靠度及行為； 8 CNS 14671 , B 8016 經濟上之限制。 這些因素彼此相互關連，例如：極高之可靠度要求通常與經濟上之限制相衝突。 基於 CNS 電磁相容系列標準對於某些電磁環境模型之定義，可應用相同之 EMC 要求到在類似環境下工作之裝備，並由電磁觀點提供鑑別環境所需之資料。典型之機器人工作環境是在輕型或重型工業中，其電力是由其附近或在工廠內部中之專用配電變壓器之工業用

23、低壓配電網路所提供。低壓交流配電系統之特徵為：額定電壓為單相 240 伏特或三相 415 伏特及額定頻率為 50Hz 或 60Hz。在重工業環境中，低壓配電網路系統可以達到 1kV。根據 CNS 電磁相容系列標準內容所述，工業環境中之擾動主要來自以下情況： 用於工業上、科學上或醫學上之儀器，如銲接機； 經常切換之中型電感負載或電容負載； 大電流及其感應出之大磁場。 除了工業環境之外，機器人甚至可能於一有傷害性電磁環境中運轉，例如高壓變電所。此時，由於沒有一個適當之參考模型得以描述所謂之特殊環境，故必須知道或量測到由傷害性電磁環境中所產生之電磁擾動等級。當 EMC 試驗等級和環境種類等級有關時，

24、依 CNS 14676-1 之規定如下： 加諸於受測機器人之 EMC 擾動值必須在典型工業環境中選出，而其相關試驗等級為 3； 試驗等級 4 僅適用於特別關鍵之情況； 特殊等級 X 僅適用於預定安置於一高度傷害性環境之機器人。 若機器人將安置於較工業環境模型輕微之環境下工作，則試驗等級得予以降低。 5.5 關於某些機器人應用之建議試驗 機器人主要應用與可行之 EMC 試驗選擇準則間之關連性，如表 3 所示。此外，表3 根據適當之電磁環境模型，提供與每一個 EMC 試驗時參數值選擇之參考。 表 3 中所列機器人之主要應用係參照 CNS 14491 所述，其中包含了機器人性能評估之要求，及針對一些

25、典型機器人應用所須選擇之基本性能試驗提供準則。其指定了 2 種機器人應用之種類： (1) 若該應用通常需要姿勢對姿勢之控制，則至少須進行姿態重複性之試驗 (參照CNS 14491)。 (2) 若該應用需要連續路徑控制，則至少須進行路徑重複性之試驗 ( 參照 CNS 14491)。 9 CNS 14671 , B 8016 利用這種方法，可減少針對機器人指定應用做性能描述之試驗數目，也可據此選擇較佳之機器人性能驗證試驗，以用於評估 EMC 試驗。 在表 3 中所建議之 EMC 試驗位準幾乎都等於 3，除非另外聲明，否則其皆針對電壓峰值而言。表 3 可作為與機器人主要應用相關之 EMC 試驗之選用

26、原則及試驗等級選擇之建議。 機器人之傳導及輻射放射之相關試驗，如表 4 所示。試驗等級之選擇必須考慮機器人附近之裝置或人員是否有適當保護，使之不會受到由機器人產生之電磁擾動所傷害。其中，放射位準為依 CNS 13803 之規定選擇之。表 4 中之機器人主要應用，應被分類為 4 個適當之範圍：射頻激發之電弧銲、非射頻激發之電弧銲、點銲及其他。惟表 4 中之某些值暫不予以規定。例如， TIG 與 MIG 這兩種電弧銲之應用，仍須進一步之分析。表 3 和表 4 之資料，仍得經由進一步之實驗予以更新。 10 CNS 14671 , B 8016 表 3 機器人之主要應用與 EMC 試驗之等級建議值 機

27、器人應用 點銲 裝卸 裝載 卸載 裝配 檢驗 機器加工去毛邊 拋光切削噴漆 電弧銲 塗膠 靜電放電， kV(1) 接觸放電 空中放電 6 8 6 8 6 8 6 8 6 8 6 8 電磁輻射場 V/m 10 (2) (2) 10 10 10 10 快速暫態， kV 電源供應 連續和信號 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 感應電壓突波， kV(3) 2 到 4 2 到 42到 42到 4 2 到 42到 4 2 到 4 諧波 THD % 10 10 10 10 10 10 10 振鈴波， kV 2 2 2 2 2 2 2 有阻尼振盪波， kV 2 2 2 2 2 2 2 高

28、頻感應連續波電壓， V 50 50 50 50 50 50 50 電壓， ms(4) 急降 (-20%) 瞬斷 (-100%) 50 20 50 20 50 20 50 20 50 20 50 20 50 20 註(1):試驗值等於試驗位準 3。須檢查相對濕度及合成材料之存在與否，以決定是否需要提高試驗位準。 (2)：當環境中出現了一溫和之電磁輻射，例如某一低功率 (低於 1W 額定功率 )但禁止靠近機器人之行動式電話在使用中，則建議在電磁埸等級為 3V/m 以下執行試驗。 (3)：建議之試驗等級介於等級 3 到 4 之間者，依 CNS 14676-1 之規定。試驗位準之選擇必須視機器人與室外

29、環境之間之連結型態而定，例如，互相連結之電纜如室外電纜，若室外環境保護得不夠周全，就可能遭到由閃電電擊所產生之電壓干擾。若機器人防止閃電電擊之保護做得不夠充分，則建議使用試驗位準 4(4kV)。 (4)：若機器人之額定電流在每相 16A 以下，則表 3 中之試驗等級適用於該機器人之電氣或電子元件。較高電流之機器人應該在降低電源電壓瞬斷之時間 (例如10ms)下予以試驗。 11 CNS 14671 , B 8016 表 4 機器人之主要應用與放射性 EMC 試驗之等級建議值 機器人之應用 射頻激發 之電弧銲 非射頻激發之電弧銲 點銲 其他 (1) 噴漆 塗膠 傳導放射 ISM 第二組第 A類太嚴

30、謹，其限制值暫不予以規定 ISM 第二組第 A 類 ISM 第二組第 A 類 ISM 第一組 第 A 類 ISM 第二組 第 A 類 ISM 第二組第 A 類 輻射放射 ISM 第二組第 A類太嚴謹，其限制值暫不予以規定 ISM 第二組第 A 類 ISM 第二組第 A 類 ISM 第一組 第 A 類 ISM 第二組 第 A 類 ISM 第二組第 A 類 註 (1)：其他係指搬運、裝載、卸載、裝配、檢驗、機械加工、去毛邊、拋光、切削機器人。這些機器人被分類在 ISM 之第一組第 A 類，除非其某些特定應用係屬於 ISM 第二組的第 A 類，這些特定的應用條列於 CNS 13803 之附錄 1 中

31、。 12 CNS 14671 , B 8016 附錄 1 建議用於機器人之 EMC 試驗方法 本附錄規定靜電放電、快速暫態電壓陡降和瞬斷及突波等機器人之強制試驗以及本標準第 5.3 節中所述之各種 EMC 試驗之實施要點。 1. 靜電放電之免疫力試驗 不論是直接影響或間接地經由感應耦合或輻射作用，靜電放電 (ESD)均會影響機器人之運轉，或傷害其電子迴路。 ESD 僅適用於機器人特定之點與面，這些點與面必須在試驗操作員可以正常接近之地方，且是在機器人工作空間之外。此外，亦應對可由控制系統外而接近之控制系統上的連接器、串列埠與 I/O 埠進行試驗。直接放電，係由所選定之試驗點與接地點間之單獨放電

32、完成。執行本試驗時，須至少做 10 次以上，連續放電之間隔為 1 秒。放電檢驗點可藉由每秒 20 次之試探性放電予以選定。典型之 ESD 波形圖及 ESD 產生器簡圖如附錄 1 圖 1 及附錄 1 圖 2 所示。 再者，為了模擬機器人附近兩物體間之靜電放電，其靜電放電係施於地面或機器人附近之 50cm50cm 金屬平板 (距機器人 10cm)。 附錄 1 圖 1 ESD 產生器輸出電流之典型波形 13 CNS 14671 , B 8016 附錄 1 圖 2 ESD 產生器之簡圖 V 高電壓源 (16.5kV) Rc充電電阻器 (50M至 100M) Cs儲能電容 150pF Rd放電電阻器 3

33、30 2 電磁場之免疫力試驗 無線電發射器或其他可發射連續輻射波電磁能量之裝置，均能產生電磁場。除了必須考慮機器人對手持式無線電收發機 (對講機 )輻射之免疫力，其他之電磁場來源，如固定之站臺、無線電及發射器、載具用無線電發射器及各種工業電磁性來源或間歇源等，均應予以考慮。因此，為了使試驗結果具有再複性，試驗應於一適當之試驗場所(參照本標準第 4.1 節 )進行。機器人試驗時所用之性能量測系統之選擇是一個關鍵點，而量測系統之感受力也應通過驗證。 3 傳導擾動之免疫力試驗 為安全起見，除了介電強度與絕緣阻抗試驗外，亦應做耐突波試驗，且其必須先於其他免疫力試驗執行，施行之對象為未啟動之機器人。 低

34、頻及高頻傳導免疫力試驗，建議同時使用脈衝產生器及配裝有可監視同步事件之觸發器之機器人性能量測系統。本標準第 5.3 節中所列之必要傳導免疫力試驗項目：快速暫態、電壓陡降和瞬斷及突波免疫力試驗，其詳細之試驗方法依下列之規定。 3.1 快速暫態 快速暫態之明顯特徵為快速之上升時間 (5ns)、為期短暫 (50%脈波時間為 50ns)、低能量但高重複率 (5kHz 或 2.5kHz)。本試驗是以附錄 1 圖 3 及附錄 1 圖 4 所示之重複叢訊之短脈衝進行，試驗之產生器之簡圖如附錄 1 圖 5 所示。最小之試驗期間為1 分鐘，試驗之電壓必須施加於： 電源供應線路 (在每一端點與其最近具保護之接地點

35、或參考接地平面之間之共模型式 )。 放電開關放電端 14 CNS 14671 , B 8016 控制和訊號線及通訊電路 (在共同接地模式，最好具有電容性耦合夾 )。 3.2 電壓陡降及瞬斷 本試驗之目的主要是在驗證機器人對電壓陡降和瞬斷之免疫力。而電壓陡降和瞬斷則是由低壓、中壓及高壓網路之故障 (短路或地線錯誤 )或是電路瞬間短路又接和之誤動作所造成。 試驗時，機器人一開始以其額定電壓運作，隨之依附錄 1 圖 6 所示之電壓陡降或瞬斷來試驗之。機器人通常是一個三相之裝置，因此，電壓陡降試驗可同時做用於其三相就是只用於其中一相或二相。 附錄 1 圖 3 50負載之單一短脈衝圖形 附錄 1 圖 4

36、 快速暫態圖示 突波 視測試電壓等級而定重複爆發率 5.0/2.5kHz爆發週期爆發長度 依測試電壓位準而定叢訊重複率 5.0/2.5kHz 叢訊週期： 300ms 叢訊持續時間 15 CNS 14671 , B 8016 附錄 1 圖 5 試驗之產生器簡圖 V 高壓電源 Rs脈衝持續修飾電阻 Rc充電電阻 Rm阻抗匹配電阻 Cc儲能電容 CdD.C 阻礙電容 附錄 1 圖 6 具兩次電壓陡降或瞬斷之試驗循環圖例 3.3 突波 電壓突波是由開關之現象、電力網路失效或由於閃電電擊所造成，且視其來源與機器人之間之相對阻抗而有不同影響 (機器人阻抗高於來源意指感應電壓脈衝；反之則為感應電流脈衝 )。

37、 因此測試突波必須具備下列基本特性： 對開路產生器而言，電壓脈衝為 1.2/50s(參照附錄 1 圖 7 所示 )； 對短路產生器而言，電流脈衝為 8/20s。 試驗訊號產生器必須能夠在開路狀態下傳送電壓脈衝，且在短路狀況下傳送電流脈衝，各脈衝之波形與大小皆可隨指定改變之。 附錄 1 圖 8 為此混合波形產生器之電路簡圖。 本試驗於每一個極性皆須執行 5 次以上，若情況許可，每次以主電壓波形在不同位置試驗之。兩脈衝之時間間隔，與其內建之回復時間保護有關 (例如重複率：每分鐘 1 次 )。 16 CNS 14671 , B 8016 4 傳導及輻射干擾量測 對機器人進行本試驗時，必須定出其在最大

38、傳導或輻射干擾下之操作狀態。 附錄 1 圖 7 開路電壓脈衝圖形 附錄 1 圖 8 混合波形產生器之電路簡圖 V 高壓電源 Rs脈衝持續修飾電阻 Rc充電電阻 Rm 阻抗匹配電阻 Cc儲能電容 Lr 阻抗匹配電感 暫態時間 T1=1.67T=1.2S30% 半波時間 T2=50s20% T =0.72s30% td=50s20% tr=1s20% 備考： 1=100% 17 CNS 14671 , B 8016 附錄 2 試驗報告之建議表格 (參考 ) EMC 試驗結果之建議表格如附錄 2 表 1 及附錄 2 表 2 所示，其操作狀態之代碼如下： 1. 控制系統啟動，而機器人手臂斷電。 2.

39、機器人手臂通電且停止於自動模式。 3. 機器人手臂通電，在路徑控制下操作且在教導模式下返回一程式設定點。 4. 機器人手臂通電，在路徑控制下操作且在自動模式下返回一程式設定點。 機能失常準則代碼如下： a. 無故障 b. 輕微故障 c. 稍大之故障 d. 嚴重之故障 e. 損壞 附錄 2 表 1 依本標準第 5.1 節建立之標準執行之機器人動作檢查表 機器人動作評估 EMC 試驗： 機能失常準則 操作狀態 a b c d e 1 不適用 2 34 附錄 2 表 2 依機器人製造廠商規範所做之機器人控制檢查表 (串列線 (serial lines)、監視器及 (或 )顯示器、系統輸入輸出及使用者

40、輸入輸出 ) 機器人控制評估 EMC 試驗： 機能失常標準 操作狀態 a b c d e 1 2 3 4 18 CNS 14671 , B 8016 附錄 C 中英名詞對照表 中文名詞 英文名詞 電磁相容位準 electromagnetic compatibility level 2.6 電磁相容性 electromagnetic compatibility; EMC 2.5 電磁擾動 electromagnetic disturbance 2.3 電磁放射 electromagnetic emission 2.7 電磁性環境 electromagnetic environment 2.2 電

41、磁干擾 electromagnetic interference; EMI 2.4 電磁感受力 electromagnetic susceptibility 2.9 免疫力 immunity 2.8工業操作機器人 manipulating industrial robot; robot 2.1 展頻角錐形吸收材料 broadband pyramidal absorber 4.1 射頻 radio frequency 4.1 3.英中名詞對照表 英文名詞 中文名詞 electromagnetic compatibility level 電磁相容位準 2.6 electromagnetic com

42、patibility; EMC 電磁相容性 2.5 electromagnetic disturbance 電磁擾動 2.3 electromagnetic emission 電磁放射 2.7 electromagnetic environment 電磁性環境 2.2 electromagnetic interference; EMI 電磁干擾 2.4 electromagnetic susceptibility 電磁感受力 2.9 immunity 免疫力 2.8 manipulating industrial robot; robot 工業操作機器人 2.1 broadband pyram

43、idal absorber 展頻角錐形吸收材料 4.1 radio frequency 射頻 4.1 引用標準： CNS 10955 工業用機器人詞彙 CNS 13438 資訊技術設備射頻干擾的限制值與量測方法 CNS 13803 工業、科學、醫學射頻設備之電磁干擾特性的限制值與量測法 CNS 14489 工業用機器人特性之標示 CNS 14491 工業用機器人性能準則與相關試驗法 19 CNS 14671 , B 8016 CNS 14587-1 電磁相容性 (EMC)第部 :總則第章 :術語與基本定義之應用與說明 CNS 14676-1 電磁相容測試與量測技術第 1 部：概論 CNS 14

44、676-2 電磁相容測試與量測技術第 2 部：靜電放電免疫力測試 CNS 14676-3 電磁相容測試與量測技術第 3 部 :輻射射頻電磁場免疫力測試 CNS 14676-4電磁相容測試與量測技術第 4 部 :電性快速暫態 /叢訊的免疫力測試 CNS 14676-5 電磁相容測試與量測技術第 5 部 : 突波免疫力測試 CNS 14676-6 電磁相容測試與量測技術第 6 部 : 射頻場感應的傳導擾動免疫力 CNS_(IEC 61000-2-1) ： Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 2: Environment - Section 1: D

45、escription of the environment - Electromagnetic environment for low-frequency conducted disturbances and signalling in public power supply systems CNS_(IEC 61000-2-2)： Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 2-2: Environment - Compatibility levels for low-frequency conducted disturbances and signalling in public low-voltage power supply systems 相對應國際標準： ISO/TR 11062:1994 Manipulating industrial robots EMC test methods and performance evaluation criteria Guidelines