在伺服系統(tǒng)中，編碼器作為核心部件，其性能好壞直接影響著伺服系統(tǒng)的運(yùn)動特性，同時也因其精密特性，成為了伺服系統(tǒng)中的易損件之一。浙江銳鷹傳感技術(shù)有限公司專注工業(yè)領(lǐng)域傳感技術(shù)，是集研、產(chǎn)、銷為一體化發(fā)展的中高端傳感技術(shù)解決方案供應(yīng)商，公司目前開發(fā)的整體式光電編碼器與分體式光電編碼器具有強(qiáng)大的應(yīng)用優(yōu)勢，并已在多個典型的工業(yè)生產(chǎn)場景中獲得了用戶的肯定與認(rèn)可。

　　文/浙江銳鷹傳感技術(shù)有限公司

　　1 關(guān)于光電絕對值編碼器

　　光電絕對值編碼器是集光機(jī)電技術(shù)于一體的角度位移傳感器，一般由光源、碼盤、光電檢測器件和轉(zhuǎn)換電路等組成。這類編碼器經(jīng)光源發(fā)出平行光，透過隨電機(jī)旋轉(zhuǎn)的光柵盤被切割為明暗相間的斷續(xù)光束，并由光電池根據(jù)透光量產(chǎn)生電信號，以此完成機(jī)械能-光能-電能的轉(zhuǎn)換。編碼器的解算單元根據(jù)電信號計算出準(zhǔn)確的位置，即絕對位置，相較于增量式編碼器，絕對值編碼精準(zhǔn)度更高，抗干擾能力更強(qiáng)，無論是否轉(zhuǎn)動，都可以準(zhǔn)確地讀出位置的編碼，反饋當(dāng)前所處位置，并從編碼大小的變動判別正反方向和位移角度。目前，光電絕對值編碼器已越來越廣泛地被應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng)的角度、長度測量和定位控制場景中。

　　2 整體式與分體式光電編碼器的區(qū)別

　　浙江銳鷹傳感技術(shù)有限公司專注工業(yè)領(lǐng)域傳感技術(shù)，是集研、產(chǎn)、銷為一體化發(fā)展的中高端傳感技術(shù)解決方案供應(yīng)商，公司多款高精度角位移傳感器已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、新能源、交通、醫(yī)療、軍工等各個領(lǐng)域，也是國內(nèi)唯一一家擁有光電、磁電、感應(yīng)式高精度角位移傳感技術(shù)的高新技術(shù)企業(yè)。

　　銳鷹傳感針對于不同使用對象和使用目的，研發(fā)生產(chǎn)了不同位數(shù)和大小的各類光電編碼器，它們具有體積小、分辨率高、精度高、安裝方便等特性。其中，銳鷹傳感創(chuàng)新開發(fā)的整體式光電絕對值編碼器具有一體結(jié)構(gòu)、安裝方便、直軸/錐軸可選擇、滿足多種精準(zhǔn)定位需求等特點(diǎn);此外，銳鷹傳感設(shè)計的分體式光電絕對值編碼器采用超薄設(shè)計，外形精致小巧，分體結(jié)構(gòu)，無彈片剛性連接，提升整體系統(tǒng)剛性，并且一體安裝，一鍵調(diào)試，省心省時。

　　這兩類編碼器的具體性能比較如表1所示。

表1 整體式與分體式光電編碼器性能之比較

　　3 整體式光電編碼器應(yīng)用案例——數(shù)控機(jī)床

　　數(shù)控機(jī)床是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的、適用于加工復(fù)雜零件的高效率自動化機(jī)床，可有效解決復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，也一直是高精度、高響應(yīng)的代名詞。伺服系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，主要被用于實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服和主軸伺服控制，需要將數(shù)控裝置傳遞的信息精確地處理、轉(zhuǎn)換成機(jī)床執(zhí)行部件的直線位移或角位移運(yùn)動，其性能直接影響到數(shù)控機(jī)床的精度、速度等技術(shù)指標(biāo)。

　　編碼器作為伺服控制系統(tǒng)中的重要位置反饋單元，需要滿足速度響應(yīng)快、精度高、抗干擾性強(qiáng)、易維護(hù)等應(yīng)用特點(diǎn)。銳鷹傳感開發(fā)的整體式光電編碼器采用獨(dú)有的鎖軸式結(jié)構(gòu)設(shè)計，在應(yīng)對大慣量電機(jī)的振動沖擊上更加應(yīng)對自如，具有較高的穩(wěn)定性。該整體式光電編碼器分辨率最高可達(dá)25位，可以實(shí)現(xiàn)超高精度的位置反饋及速度響應(yīng)，為高精度的行業(yè)需求保駕護(hù)航，并且能夠符合遠(yuǎn)高于國標(biāo)的抗干擾性能測試要求，使得編碼器在干擾較大的工況下仍然能穩(wěn)定反饋位置信號。同時，整體式光電編碼器簡易拆卸，這種安裝方式讓設(shè)備的維護(hù)不再是一個難題。

　　機(jī)床工具行業(yè)作為國家基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，目前正朝著高速、精密、復(fù)合、智能和綠色的方向發(fā)展，銳鷹傳感的整體式光電編碼器是一種理想的選擇。

　　銳鷹傳感整體式光電絕對值編碼器的產(chǎn)品特性如下：

　　l 雙向異步串行通信，單圈17/23bit可選，最高可達(dá)25bit，多圈16位;

　　l 絕對定位精度<±50角秒，重復(fù)定位精度<±3角秒

　　l 高精度系列，絕對定位精度可達(dá)<±15角秒，重復(fù)定位精度可達(dá)<±1角秒;

　　l 多重保護(hù)設(shè)計，減少應(yīng)用要求，大幅提升產(chǎn)品安全性的同時有效延長產(chǎn)品使用壽命;

　　l 體積小、重點(diǎn)輕，直軸錐軸選擇多樣，可滿足多種高精度應(yīng)用場景

　　l RS485接口，多種通信協(xié)議兼容;

　　l 滿足嚴(yán)苛的EMC測試，適應(yīng)各種惡劣電磁環(huán)境工況。

圖1 銳鷹傳感開發(fā)的整體式光電編碼器

　　4 分體式光電編碼器應(yīng)用案例——貼片機(jī)

　　貼片機(jī)又稱貼裝機(jī)，是用來實(shí)現(xiàn)高速、高精度的全自動貼放元器件的設(shè)備。它配置在點(diǎn)膠機(jī)或絲網(wǎng)印刷機(jī)之后，通過移動貼裝頭把表面貼裝元器件準(zhǔn)確地放置PCB焊盤上。貼片機(jī)的貼裝精度指的是準(zhǔn)備貼裝元件的中心和對應(yīng)的PCB板的最大偏移量，一般要求這一數(shù)值不超過百分之三。

　　隨著電子元器件不斷小型化的發(fā)展趨勢，芯片集成度越來越高，相應(yīng)地，對貼片機(jī)的要求也越來越高?！百N裝精度高”、“貼裝速度快”，“貼裝穩(wěn)定”三個指標(biāo)是貼片機(jī)進(jìn)階的三個必要因素。

　　編碼器作為運(yùn)動控制鏈的重要環(huán)節(jié)，扮演著舉足輕重的角色。銳鷹傳感開發(fā)的35/46分體式絕對值光編為貼片機(jī)的進(jìn)階鋪平了道路。該系列分體式光電絕對值編碼器擁有外徑35/46mm、高度15.5mm的極致尺寸，讓伺服電機(jī)在更狹小的空間內(nèi)更加游刃有余，23bit的高分辨率提供了貼片機(jī)最為注重的高精度和高穩(wěn)定性，無軸承和彈片的安裝方式可為整套系統(tǒng)提供更高的剛性及響應(yīng)度。具備了這些優(yōu)點(diǎn)的貼片機(jī)可貼裝多引線、細(xì)間距的各種元器件，在更緊密的電子設(shè)備和軍用設(shè)備的生產(chǎn)上也有用武之地。

　　銳鷹傳感分體式光電絕對值編碼器的應(yīng)用價值如下：

　　l 產(chǎn)品采用分體結(jié)構(gòu)，超薄設(shè)計15.5mm，最大限度地幫助用戶精細(xì)化布局傳動空間，且無彈片連接結(jié)構(gòu)，使伺服系統(tǒng)剛性更優(yōu)，響應(yīng)更快;

　　l 可一體化安裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計，無過多安裝環(huán)境限制，與同類型產(chǎn)品相比安裝時長縮短近50%，進(jìn)一步提升了安裝使用效率;

　　l 產(chǎn)品重復(fù)定位精度<±5角秒，經(jīng)過銳鷹傳感精度校正平臺，校正后絕對定位精度可<±30角秒，定位精度高，信號傳輸距離長，能夠精準(zhǔn)反饋真實(shí)運(yùn)動數(shù)據(jù);

　　l 產(chǎn)品支持單圈/多圈測量，并提供穩(wěn)定高效的通信連接方式，滿足客戶多種精準(zhǔn)測量場景需求;

　　l 產(chǎn)品以高于國標(biāo)的EMC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，完全覆蓋現(xiàn)場的復(fù)雜電磁干擾工況，大大降低系統(tǒng)的總體維護(hù)成本。

圖2 銳鷹傳感開發(fā)的分體式光電編碼器

　　5 結(jié)語

　　除了光電式編碼器之外，銳鷹傳感開發(fā)的產(chǎn)品還包括磁電式編碼器、感應(yīng)式編碼器等。據(jù)統(tǒng)計，目前，銳鷹傳感累計已有近300萬臺產(chǎn)品被應(yīng)用于工業(yè)自動化、新能源、交通、醫(yī)療、軍工等各個領(lǐng)域，公司與行業(yè)伙伴緊密合作，共建產(chǎn)業(yè)新生態(tài)。銳鷹傳感將持續(xù)以自主創(chuàng)新為己任，不斷提升自身創(chuàng)新與業(yè)務(wù)水平，為打造高精尖傳感技術(shù)民族品牌貢獻(xiàn)自己的力量。