因為起步較晚、受外資品牌的擠壓以及核心技術(shù)落后等原因,目前,我國在伺服電機領(lǐng)域還是屬于突破階段,未來市場發(fā)展空間巨大。
編碼器與馬達、驅(qū)動器一起,并列為伺服中主要三大零部件。按碼盤刻孔方式不同,目前在市面上使用的編碼器可以分為增量編碼器和絕對值編碼器。
近年來,國內(nèi)在馬達和驅(qū)動器制造上已有所突破,而編碼器的生產(chǎn)制造水平與國際水平還有差距。因此,編碼器的性能的提高對于伺服電機整體性能的提高以及國產(chǎn)伺服電機進口替代意義重大。
事實上,在伺服領(lǐng)域取得不錯成績的國產(chǎn)機器人品牌中,對伺服電機的性能描述都提到了絕對值編碼器的分辨率,有多家企業(yè)聲稱他們的伺服產(chǎn)品的絕對值編碼器分辨率能夠達到20位以上,但是有業(yè)內(nèi)人士認為這只是一個噱頭,機器人用絕對值編碼器分辨率不一定是越高越好。
據(jù)了解,國產(chǎn)主流絕對值編碼器還只是處于低于20位絕對值編碼的水平。那么國產(chǎn)伺服電機一定要追求達到絕對值編碼器分辨率20位以上才行嗎?機器人用伺服產(chǎn)品的絕對值編碼器的分辨率,一定是越高越好嗎?
在討論這個問題之前,我們先來看看企業(yè)對于絕對值編碼器分辨率的描述:
清能德創(chuàng):CoolDriveA8伺服驅(qū)動器搭載高精度絕對值編碼器,最高分辨率可達23位;
禾川科技:X3E系列伺服系統(tǒng)搭載自主專利技術(shù)、業(yè)界最高磁性20位精度絕對值編碼器的伺服電機;
匯川技術(shù):匯川伺服產(chǎn)品可以實現(xiàn)編碼器絕對值分辨率達23位。
絕對值編碼器分辨率對伺服電機的性能到底有什么影響?
為了方便理解,先解釋一下什么是絕對值,什么是分辨率?“絕對值”是一種“定性”的表述方式,而分辨是一種“定量”的表述方式,就像我們說“32寸液晶電視”,這里的“液晶”就相當(dāng)于“絕對值”,而“32寸”就相當(dāng)于“23位分辨率”?!敖^對值”就是指電機轉(zhuǎn)到哪個位置,隨時可以知道,并且在斷電之后,伺服電機也能夠準確記得電機轉(zhuǎn)動的圈數(shù);因為電機是轉(zhuǎn)圈的,“23位”就代表電機轉(zhuǎn)一圈的刻度有223個,也就是說電機的精度可以達到1/223。
對于絕對值編碼器來講,當(dāng)然是分辨率越高,精度就越高,性能就越好,但是,對于伺服電機來說,絕對值編碼器分辨率并不能最終決定電機的精度。
對此,珠海臺金科技總經(jīng)理姜翔表示編碼器只是一個電機的配件,而電機又只是機器人設(shè)備的一個配件,把編碼器的設(shè)備做得很高,可能存在浪費,如果電機的其它性能跟不上,比如電機的抗抖動性能不好,那么抖動一下就會影響到精度,這樣的話編碼器做得再精確都是沒有用的。
也就是說,對于整個伺服電機的性能來看,作為配件的編碼器只是一個必要條件,但不是充要條件。所以,就目前的情況來看,伺服電機的絕對值編碼器分辨率并不是越高,伺服電機的性能就越好,因為編碼器的精度雖然是影響伺服電機精度的一個重要因素,但并不是決定性的因素,單純靠提高絕對值編碼器的分辨率,并不能保證最后伺服電機的精度,相反,如果其他配件的性能不好,反而會浪費了編碼器的高精度性能。但是毋庸置疑的是,絕對值編碼器分辨率的提高是提高伺服電機性能的前提。
分辨率一定要越高越好嗎?
據(jù)了解,和通用的伺服電機相比較,機器人用伺服電機要求控制器與伺服之間的總線通訊速度快、精度高;另外對基礎(chǔ)材料有加工要求。特別是像機器人末端執(zhí)行器(手爪)應(yīng)采用體積、質(zhì)量盡可能小的電機,尤其是要求快速響應(yīng)時,伺服電動機必須具有較高的可靠性和穩(wěn)定性,能經(jīng)受得起苛刻的運行條件,可進行十分頻繁的正反向和加減速運行,并能在短時間內(nèi)承受過載。
機器人伺服電機需要更高的精度,因此,對于絕對值編碼器的分辨率要求一定是越高越好嗎?那么目前來看,絕對值編碼器的分辨率要達到多少才能滿足機器人行業(yè)的應(yīng)用?讓我們來看看各業(yè)內(nèi)人士都有怎樣的看法:
姜翔指出絕對值編碼器分辨率在17位以上就是中高端產(chǎn)品,而機器人用伺服電機的絕對值編碼器分辨率在17位以上就可以。
禾川科技董事長王項彬也指出機器人用伺服電機絕對值編碼器分辨率在20位左右的精度就已經(jīng)夠了。
埃斯頓營銷中心總經(jīng)理助理盧昊認為,未來伺服電機將會往集成化、智能化、高精度化、抗干擾方面發(fā)展;其中,20bit絕對值編碼器將會是今后發(fā)展的趨勢。
對于絕對值編碼器是否分辨率越高越好,王項彬認為并不是一定的,反而分辨率越高,機器人就越容易出故障,目前來看,17—21位之間的范圍就是比較合適。
而姜翔也表示,絕對值編碼器分辨率越高,在同等體積下技術(shù)難度就越大,而且電機的誤差可能就越大。
他還表示,“就絕對值編碼器來說,分辨率當(dāng)然是越高越好,因為這能夠體現(xiàn)一個公司的技術(shù)實力。”他認為對于實力強的公司來說,可以追求高指標和高品質(zhì)的絕對值編碼器,但是實力不夠的話,就沒有必要拿這個當(dāng)做噱頭。
也就是說,伺服電機企業(yè)并不一定要一味地追求高分辨率的絕對值編碼器,目前機器人用的絕對值編碼器,只要在17位以上就差不多夠用了。在達到這個技術(shù)水平的基礎(chǔ)上,有實力的企業(yè)可以追求更高的指標。