随着轮毂伺服电机在工业机器人中的应用越来越广泛,伺服编码器作为工业机器人技术核心——伺服电机的核心零部件,也成为工业机器人行业关注的焦点之一。

目前行业中应用最为广泛的伺服编码器有两种:光电式编码器,磁电式编码器。光电式编码器主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成,码盘上刻有节距相等的辐射状透光缝隙, 相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期,是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器,主要用来测量位移或角度,是目前轮毂伺服电机应用最多的编码器。而磁电式编码器采用磁电式设计,通过磁感应器件、利用磁场的变化来产生和提供转子的绝对位置。

光电式编码器的结构简单,在设计和使用中不需要考虑与电机之间的电磁干扰。而电机内部产生的磁场对磁电式编码器有干扰的,因此磁电式编码器在设计时要做抗干扰处理。且运行速度越高,电机的磁场对磁电式编码器的干扰越大。但目前轮毂伺服电机对磁电式编码器的需求量越来越大,已有替代光电式编码器的趋势。这是为什么呢?虽然光电式编码器价格实惠,在低速范围内运行稳定,但还是有它的局限性。

第一,传统的光电编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性及精度可以达到普通标准,但容易碎。金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,对精度有限制,其热稳定性就要比玻璃码盘差一个数量级。塑料码盘的成本低,但精度和耐高温性达不到高要求。而磁电式编码器利用磁器件代替了传统的码盘,弥补了光电式编码器的这一些缺陷,更抗震、耐腐蚀、耐污染。

第二,光电式编码器是通过在码盘上刻线来计算精度,所以精度越高,码盘就会越大,编码器体积越大,并且精度也不是连续的。磁电式编码器则没有这样的限制,可以做到小体积高精度。

第三,因为两种编码器的感应原理不同,光电式编码器比磁电式编码器更容易失效。光电码盘的材质通常为玻璃,高分子材料,金属,实际应用中,光电码盘与光敏电阻的距离很小,通常在10μm的数量级,因而,任何轴向窜动都会损坏编码器。磁电式编码器几乎没有运动部件,因此更加可靠。

第四,在有灰尘和水汽的使用环境中,光电式编码器更容易损坏。在所有的编码器中,传感器电路和编码盘位于编码器外壳的轴承之间。通常编码器要在轴承,外壳和接线处密封,但是密封非常容易受温度影响。由于环境和编码器自身的发热,当温度高时。编码器里面的空气和水汽被排出,当温度低时外界的空气和水汽又被吸入。这些水汽凝结在码盘上,会直接导致光电式编码器失效。而磁电式编码器的感应部件完全封装在芯片里,丝毫不受影响。

除此之外,光电式编码器必须在无尘的环境里生产,因为任何粉尘掉在码盘上,光电式编码器就失效了。而且光电式编码器必须严格的密封,从而增加了编码器的成本。即使这样,在振动剧烈的情况下难免出现粉尘脱落导致光编码器失效的情况。而磁电式编码器的磁传感器不需要清洁透明的间隙。磁码盘和传感器之间只需要一些距离即可运行,只要这些间隙不被含铁物质填满,磁脉冲就可以被编码器上的芯片轻松检测到。因此污垢、粉尘、冷凝以及其他污染物都不会影响磁编码器的可靠性。

近几年,磁电式编码器从刚开始不被行业接受,逐渐成为工业机器人行业轮毂伺服电机应用中的主流编码器之一,已实现了技术层面的突破。深圳中菱科技作为工业及其人轮毂伺服电机的专业生产厂家和供应商,已对轮毂伺服电机进行了全面升级,将电机内置1024线光电式编码器升级为4096线磁电式编码器,极大地提升了电机的稳定性和使用寿命。载重60kg的小功率电机,到载重200kg~500kg的大功率电机,都支持光电式编码器和磁电式编码器可选,客户可根据对应用场合和精度等要求选择合适的编码器。凭借其高精度、高可靠性等特点,中菱科技轮毂伺服电机成为工业机器人的首选,可被运用于几乎所有的工业搬运场合。

工业机器人是先进制造业的关键支撑装备,而轮毂伺服电机作为工业机器人的动力系统,是机器人运动的“核心”。中菱科技新一代轮毂伺服电机针对工业机器人量身打造,取代传统驱动直流电机,为工业机器人的长足发展提供了技术支持,奠定了坚实的基础。