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【演讲】TDK:工业机器人的EMC设计和变频驱动解决方案

2018-01-25 15:37 高工机器人网 阅读:28512
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摘要说起工业机器人,许多人会从本体、零部件、系统集成等角度去分析当前国内的市场状况,特别是占据机器人成本高达七成的核心零部件,并以此判断国产机器人当前的技术实力。但是却很少有人从最微观的角度来看待这个行业,例如——元器件。但正所谓“见微知著”,在2017高工机器人年会上,来自TDK的两位嘉宾,就从元器件的角度分享了自己对机器人的认知。

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【文/虞超】说起工业机器人,许多人会从本体、零部件、系统集成等角度去分析当前国内的市场状况,特别是占据机器人成本高达七成的核心零部件,并以此判断国产机器人当前的技术实力。但是却很少有人从最微观的角度来看待这个行业,例如——元器件。但正所谓“见微知著”,在2017高工机器人年会上,来自TDK的两位嘉宾,就从元器件的角度分享了自己对机器人的认知。

TDK集团爱普科斯大中华区产品市场部总监徐晖

TDK集团总部位于东京,TDK的主力产品包括陶瓷电容器、铝电解电容器、薄膜电容器、铁氧体及电感器、高频元件、压电和保护器件、以及传感器和传感器系统等各类被动元器件、电源装置。产品品牌包括TDK、爱普科斯(EPCOS)、InvenSense、Micronas、Tronics以及TDK-Lambda。产品涉及在整个工业和能源行业,主要核心技术集中于在元器件领域,TDK还提供和磁铁等磁性应用产品以及能源装置、闪存应用设备等。

“我们理解的机器人应用是一种非常典型的变频应用,从电网取交流电,通过镇流转成直流,再通过逆流对电流进行调速,” TDK集团爱普科斯大中华区产品市场部总监徐晖说:“但是它有一些负作用,网侧会产生谐波和高频电磁干扰,我们公司也提供一些解决方案,通过输入电抗解决低频的干扰、谐波问题,此外,爱普科斯还有一些输出滤波器的解决方案。”

徐晖表示,虽然机器人是一个非常典型的变频器应用,但是它同样非常高端。“举个例子,我们公司目前有30台机器人在2017最新注册送白菜里面运作,爱普科斯对六轴机器人的加工精度要求不是很高,只要能做到0.1毫米就可以了,但是对什么要求高呢?就是它的重复精度,机器人不仅是一次做到0.1毫米,而是要永远做到0.1毫米。因为我们一条产线每个班次要做10万个左右的产品,很小很精密,如果由于外界电磁环境的变化有误动作,后果是非常严重的。”

徐晖说,所以机器人要对电磁兼容的要求很高,而且变频器机器人本身又是一个干扰源,这就要求整个机器人系统在复杂的电磁环境中,首先要具备很强的免疫力,其次不能产生很多的干扰。因为如果产生较多的干扰,第一台机器人有可能会影响第二台,产生连锁效应。“我解释一下机器人应用系统里面干扰是怎么产生和传播的,共模电流是变频驱动系统EMC干扰的主要原因,其产生机理是由于系统,尤其是线缆,电机存在对地寄生电容以及变频驱动PWM逆变工作原理导致的。”

“在实际应用当中,现场往往会出现有两种工况,我们也有客户验证过。其中之一是用一个六轴机器人系统的电机带动八轴的机器人的情景。另外一种应用还在验证过程中,是从伺服到电机的这一段线,实际工况是50米,而只验证了20米。这两种情况都会导致实际工况的干扰要比验证的多很多。因为线缆加强之后,电流信号加大了,导致滤波器发生了饱和。”

TDK集团爱普科斯大中华区产品市场部经理韦延芳则介绍了爱普科斯铝电解电容的情况。

TDK集团爱普科斯大中华区产品市场部经理韦延芳

“我们一直专注于工业领域,伺服则是其中的高端应用领域。电解电容最大的特点是它超长的使用寿命。爱普科斯曾在欧洲进行过实验,有产品的寿命能够长达25年。因此在使用寿命和高可靠性上爱普科斯具备自己独到的经验和优势。”

爱普科斯还提供完全开放的在线版寿命仿真工具,可以帮助客户项目开发前期、中期、以及后期提供设计支持以及验证,大大加快开发周期。“这项技术是基于爱普科斯在欧洲多年的开发经验,是一个大数据的整合。另外我们有一个团队在支撑这个项目,比简单的公式曲线还要可靠很多。”韦延芳说。


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