電纜間歇性故障的診斷方案

當(dāng)受到運動時，電纜會感到疲勞，這會導(dǎo)致完全或間歇性故障，即使這種運動不是恒定的。幸運的是，有一些電纜和線束測試系統(tǒng)可以輕松識別和查明即使是最難以捉摸的間歇性故障的根源。

必要的柔韌性

電纜可能會在預(yù)編程的機器人移動過程中有意彎曲，或者由于操作或環(huán)境引起的振動而無意彎曲。為了確保電纜在這種情況下的性能，可以使用專門的測試系統(tǒng)。

這些系統(tǒng)中最靈活的一個由大型測試板庫提供支持，例如機器人應(yīng)用，包括與納米和微米 D 連接器等的兼容性。為了獲得最佳的靈活性、可用性和快速可重構(gòu)性——以及經(jīng)濟性——這些板安裝有“系列”連接器或連接器插槽(圖 1)。這種柔性電纜和線束測試系統(tǒng)可用于所有機器人應(yīng)用，無論是工業(yè)應(yīng)用還是服務(wù)(例如個人、軍事、醫(yī)療、后勤)。

圖 1：不受連接器類型的限制，連接器適配器板可以填充連接器組、單個連接器或裸露以進行定制。上面顯示的是 USB、D-Sub、nano-D、micro-D、Micro-D 100、IDC 線裝插座等配置解決方案的示例。

安裝前測試壓接

不良、斷線、冷焊點等故障會導(dǎo)致連接間斷。問題在于測試設(shè)備是否足夠靈敏以檢測它們，以及是否在增值流中盡可能早的點應(yīng)用測試——測試越早，任何檢測到的錯誤的影響就越小。

那些為機器人應(yīng)用購買連接電纜的人會希望確保他們的供應(yīng)商運送的電纜已經(jīng)通過了快速循環(huán)時間下的間歇性測試。在這種情況下，一個完整的循環(huán)包括對所有測試點的完整掃描。

間歇性測試 當(dāng)采樣率足夠高以統(tǒng)計捕獲足夠的隨機事件以將測試結(jié)果的置信度提高到可接受的高度時，間歇性測試是正確執(zhí)行的。運行嚴格質(zhì)量計劃(如 6 sigma)的公司將尋求盡可能快的周期時間。他們需要能夠在簡單的通過/失敗之上提供診斷信息的測試人員，這樣他們就可以為他們的流程改進反饋循環(huán)提供定性和定量數(shù)據(jù)。

請注意，雖然間歇測試模式通常被稱為“連續(xù)測試”，但測試信號本身始終是脈沖的，以便掃描全套測試點。在這種情況下，“連續(xù)”僅僅意味著測試不斷地掃過這些測試點。

測試儀可以使用測試儀默認設(shè)置以 100 毫秒/周期時間對 128 個測試點進行采樣，通過減少駐留時間(為零)和測試點數(shù)量，采樣速度可達到 11 毫秒/周期。通過調(diào)整其他參數(shù)可以實現(xiàn)更快的速度。這些相同的測試儀包括一個動態(tài) GUI，用于識別間歇性錯誤的類型和位置(圖 2)，并且可以輸出包含相同圖形的 ISO 9000 質(zhì)量打印報告。

圖 2：實時間歇性測試識別 a) 通過次數(shù)和錯誤次數(shù)，b) 錯誤類型(顏色編碼)，c) 錯誤位置。

隨著循環(huán)速度的增加，使脈沖測試信號與錯誤瞬間同步的可能性增加。圖 3 說明了如果無法將其采樣率設(shè)置得足夠高以捕捉錯誤時刻，測試儀如何提供錯誤的“通過”。圖 2 顯示，在 434 次嘗試(即 434 個完整的測試周期)中，當(dāng)被測電纜正在彎曲時，以 100 毫秒/周期的速度捕獲了 6 個錯誤。如果采樣速度設(shè)置得更慢，則電纜很可能錯誤地通過了間歇測試。

圖 3：脈沖測試信號與錯誤瞬間同步的概率隨著循環(huán)速度的增加而增加。

設(shè)置測試參數(shù)時必須小心，以避免此類誤報。CableEye 測試系統(tǒng)可以在任何持續(xù)時間以 11 毫秒/周期執(zhí)行 64 個測試點的間歇測試。制造 CableEye 測試儀的 CAMI Research 總裁 Christopher E. Strangio 指出，并非所有間歇性測試都是平等的?！拔覀円呀?jīng)看到了一個并排測試，在默認設(shè)置下，CableEye 很容易指示夾具中的間歇性錯誤，而該夾具已被另一個品牌的測試儀'通過'?！彼f。

為了達到必要的采樣率，電阻測量不是間歇測試的一部分，只報告開路和短路。理想情況下，間歇性故障測試儀將允許在兩個閾值下進行測試，以適應(yīng)具有集成電阻組件的電纜。這些類型的電纜可以分兩個階段進行測試。在較低的閾值下，任何包含集成電阻組件的線路都會產(chǎn)生“開路”錯誤。必須以高于集成組件已知電阻的閾值再次進行測試，以隔離該線路上是否存在真正的開路故障。

可以通過多種方式對失敗的集成機器人系統(tǒng)進行安裝后電纜診斷。如果依次移除每條電纜進行測試是不可行的，則可以使用所謂的“完整”或“循環(huán)”測試協(xié)議在現(xiàn)場進行測試。為了將其帶到測試現(xiàn)場，測試儀本身可以放在移動推車上，與其他診斷設(shè)備一起安裝在機架上，并使用觸摸屏筆記本電腦進行操作。

對于完整的現(xiàn)場測試，斷開每一端并在電纜的每一端和測試儀之間連接適配器。然后在機器人執(zhí)行彎曲電纜的運動時執(zhí)行間歇測試。

另一方面，原位環(huán)路測試是一種兩步測試，通常在電纜很長時使用，但在電纜既無法拆卸也沒有固定裝置空間的情況下也可用于短電纜在“遠端”。在該測試的步驟 1 中，在兩端斷開的情況下，在一端執(zhí)行短路測試。在將跳線連接到“遠端”的成對引腳后，在第 2 步中進行連續(xù)性測試。在每個步驟中，在學(xué)習(xí)電纜設(shè)置后，將在機器人執(zhí)行彎曲電纜的運動時進行間歇性測試。使用測試儀的宏功能，整個回路測試序列可以很容易地自動化，從而簡化了操作員的診斷測試。

特別是對于任務(wù)關(guān)鍵型機器人，質(zhì)量控制組將希望創(chuàng)建一個維護計劃，其中包括測試間歇性錯誤。長時間的測試對于進行運動的電纜的電氣壽命測試也很重要。

審核編輯：湯梓紅