摘要:人形机器人可能包含关节驱动、主控、传感、通信、电源和安全相关板卡,不同板卡的FCT对象差异很大。关节板关注驱动、采样、编码与制动接口,传感板关注激励、量程、通信和校准,主控板还涉及启动、网络和固件。本文给出从系统需求到量产治具、覆盖矩阵、故障数据和维护的设计方法,不把板级通过等同于机器人整机安全。
直接答案:先把板卡功能拆成“输入刺激—内部状态—输出响应—故障反应—判定证据”,再确定哪些由ICT、FCT、子系统或整机覆盖。FCT治具应受控管理供电、负载、传感模拟、通信、程序、校准、联锁与通道差异;每次测试关联硬件、固件、序列标识、治具和原始结果。安全功能需要在系统风险分析下验证,不能只靠一块板的FCT结论。
30条山西英特丽高速SMT产线
32000㎡晋城厂房
三项体系IATF16949/ISO9001/ISO13485
7厂150+线英特丽集团整体

一、测试设计从板卡角色与系统边界开始

1.1 关节驱动板与传感板不能共用一张覆盖表

关节驱动板可能连接电机、编码器、制动器、温度、电流采样和通信;传感板可能处理力、位置、惯性或触觉信号;主控板则承担计算、网络和状态管理。实际接口由客户设计决定。测试需求应引用原理图、接口控制文件、功能规范、故障策略和软硬件版本。

人形机器人关节板产品形态可参考人形机器人关节驱动板PCBA制造场景。该页面用于理解行业需求,不能代替客户的测试规范和安全分析。

1.2 板级、子系统和整机覆盖要分层

板级FCT适合验证电源轨、接口、采样、通信、固件身份和受控负载响应;电机实际运动、机械限位、多关节协调、整机急停和人体交互需要更高层级验证。覆盖矩阵要标明每项功能在哪一层测试、由谁批准以及下层未覆盖项如何传递。

板卡角色典型输入板级可观察输出系统层保留项
关节驱动供电、命令、编码与温度模拟驱动状态、采样、通信、告警真实电机与机械负载
传感采集桥式、模拟或数字激励零点、量程、噪声和通信安装应力与整机校准
主控通信网络、存储、启动与时钟启动、接口、日志和版本多节点协同与任务执行
电源管理输入、使能、监测和负载输出、时序、保护状态整机配电和热环境
安全接口受控故障与状态输入板级检测和输出状态系统风险降低效果
人形机器人关节驱动板传感板功能覆盖测试治具安全状态和数据闭环示意
图1:按板卡角色把输入刺激、输出响应与系统测试层级连接(AI示意图)

二、覆盖矩阵把需求翻译成可执行步骤

2.1 每条需求需要刺激、测量和判定

“通信正常”不是可执行步骤。应明确通信接口、节点配置、报文或握手、超时、错误状态和记录;“采样正常”应明确输入来源、测量点、转换关系、允许范围和校准状态。判定值由客户设计与适用规范提供,制造方负责按受控文件执行。

2.2 故障状态和上电顺序也属于功能

可根据系统风险评估测试欠压、过温信号、传感断线、通信中断或联锁输入下的板级反应。故障注入必须在治具安全边界内,并说明没有覆盖的危险场景。上电、复位、固件升级和掉电数据保持也要纳入版本化脚本。

通用ICT与FCT分工可参考PCBA量产测试方案怎么定。ICT更偏向电气连接和器件层检查,FCT面向约定功能,两者与系统测试互为补充。

三、治具设计要兼顾接口保护和重复性

3.1 供电、负载和信号模拟应受控

治具文件要规定电源能力、限流、接地、放电、连接顺序、负载范围、传感模拟精度、通信适配和异常停机。若涉及电机等真实负载,还要评估运动、夹持、制动和人员隔离风险。量产治具不应依赖工程师现场手工调整不受控旋钮。

3.2 通道与接触件状态会影响测试结果

多通道治具应验证供电线损、采集偏差、通信稳定和节拍差异。探针、连接器和线束随使用会磨损,维护、点检、备件和更换需留记录。无故障复测比例上升时,应先检查治具和接口,而不是直接放宽产品判定。

治具模块设计输入确认项目维护记录
供电保护电压、电流、上电和放电限流、反接、联锁和停机电源与保护状态
负载模拟接口、范围、时序和散热稳定性与通道一致性负载模块履历
传感激励类型、量程、精度和校准零点、增益和噪声校准和替换
通信适配协议、速率、节点和错误正常与故障状态适配器和脚本版本
数据系统序列、程序、结果和权限关联、备份与导出版本与访问日志

四、固件、校准与身份要在测试中闭环

4.1 烧录与FCT使用同一兼容矩阵

硬件版本、启动程序、应用固件、参数和测试脚本应建立兼容关系。测试开始前读取或确认板卡身份,测试结束保存版本校验与结果。若工程样件允许临时固件,要标记用途和有效批次,不能流入普通量产库存。

4.2 校准值需要来源、权限和复核

传感或电流采样板可能需要写入零点、增益或其他校准参数。项目应规定标准器、算法、环境、写入位置、范围、复核和失败处理。校准数据与序列标识关联,返修换件后判断是否重新校准。

AI服务器电源板同样需要把固件、治具和测试覆盖前置,可对照同批AI服务器电源板NPI爬坡。两类产品的功能和安全边界不同,不能共用参数。

五、量产数据要支持故障定位与治具改善

5.1 保存步骤级结果而非一个总状态

每块板应关联硬件、固件、批次、治具、通道、脚本、开始结束和各步骤结果。失败时保存测量值、错误码、通信事件和操作。复测要保留原失败与复测原因,避免只看后一次通过。

5.2 失效模式要回流覆盖矩阵

把失败分为产品、物料、装配、固件、治具、操作和系统接口原因,观察某步骤、通道或批次是否集中。新故障若现有FCT无法检出,应由客户与制造方评估增加测试、修改设计或调整上游过程,并更新版本。

关节驱动板涉及电机接口时,台架安全与动态数据还可对照同批农业无人机ESC批量测试的分层方法;机器人关节的制动、机械和协同控制仍需依据自身系统风险重新设计。

ISO 10218-1:2025针对工业机器人本体安全,官方范围明确不覆盖服务机器人、消费产品等类别。人形机器人是否适用取决于产品用途。IEC 60204-1则覆盖机器的电气、电子和可编程电子设备。两者可帮助识别系统输入,但都不是关节板FCT参数表。

六、四个FCT FAQ

人形机器人关节板FCT通过是否等于整机关节安全验证完成?

不等于。板级FCT只覆盖约定接口和响应,电机、机械、制动、多轴协同及系统风险降低措施仍需在对应层级验证。

关节驱动板和传感板可以共用同一套FCT程序吗?

通常需要分别建立覆盖。两类板卡的输入、输出、精度、故障反应和校准不同,可共享平台但程序与判定应受控区分。

FCT失败后重新插拔通过,可以直接计为合格吗?

不宜直接覆盖原失败。应保留初始记录,检查板卡、连接器、治具通道和操作原因,并按批准的复测流程判定。

山西英特丽是否在本页声明具备某种机器人专用治具?

本页不作该类声明。治具、接口和测试能力需根据客户板卡与覆盖要求,在具体项目技术评审中核实。

七、资料依据与附录术语

资料依据:

术语说明
FCT在规定输入和负载下验证板卡约定功能的测试
覆盖矩阵需求、刺激、测量、判定和测试层级的对应表
故障注入在受控安全边界内模拟异常输入并观察响应
通道一致性多通道治具输入、测量和判定的可比状态
校准参数用于修正传感或采样结果并与板卡身份关联的数据
系统边界板级测试与子系统、整机测试之间的责任和覆盖界面

评审人形机器人控制板FCT时,可提供板卡角色、接口、固件、故障策略、覆盖矩阵和产量节奏,与山西英特丽核对制造测试输入。具体治具与能力以项目评审为准。

沟通机器人板卡测试