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伺服编码器基础知识简介(一)


  编码器是伺服系统中的关键零部件之一,个人认为,从某种意义上说编码器性能决定着伺服系统性能的上限。例如,最直观的,通常我们用编码器位置反馈信息,解算电机转速,则其分辨率决定着测速波动大小;又如,编码器绝对定位精度为40角秒,则通常意义下,伺服绝对定位精度不会超过此值。

  日系伺服厂家,一般将编码器、伺服驱动器、电机成套打包提供给客户;自身技术路线,也是综合利用各个部件的特点,发挥技术协同优势,整体提升伺服性能;他们一般通过专有的编码器协议,将伺服打造成一个封闭的系统,自家电机只能匹配自家驱动器,这样有利于实现最佳的整体性能,就像苹果手机一样,软硬件自己搞,可以极限榨取硬件性能,构造自己的生态。如,安川、松下、三菱、欧姆龙、山羊等日系厂家均是此路线。另外,由于深厚的技术积累,日本也衍生出了专门的编码器供应商,如多摩川、尼康、三协等。

  欧系伺服则采取完全不同的技术路线,相比而言,欧系伺服更加开放;一般伺服驱动器厂家,只做驱动器,将驱动器功能性能做到极致,可以匹配各家编码器,可以匹配各种电机,如高创、ABB、ACS、elmo、贝加莱、copley和科尔摩根等;编码器方面,则衍生出了极其专业的海德汉、雷尼绍、sick等国际品牌,专业做磁编的也有伯根、博斯特、巴鲁夫等;当然也有些厂家,提供整套伺服,如倍福、西门子、施耐德等巨头。欧系伺服,大家分工明确,各自完善自己的技术,每一家都有自己的看家本领;另外,也衍生出了一系列的配套产业,特别是在半导体技术的支撑下,像ICHAUS、AVAGO、AMS、英飞凌等,为编码器技术提供ASIC级整体解决方案,如专用的感应芯片、细分芯片和解码芯片等。

  形成这样的格局,主要是因为欧系品牌走高端路线,将伺服技术和编码器技术做到极致后,榨取丰厚的利润;而日系厂商,走的是高性价比路线,致力于提供整体解决方案,靠构建封闭的生态,占领具有绝对优势的市场份额。

  伺服电机编码器是安装在伺服电机上用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器,从物理介质的不同来分,伺服电机编码器可以分为光电编码器和磁电编码器,另外旋转变压器也算一种特殊的伺服编码器,市场上使用的基本上是光电编码器,不过磁电编码器作为后起之秀,有可靠,价格便宜,抗污染等特点,有赶超光电编码器的趋势。

  这个定义,现在来看,从第二句开始就不是特别准确了,现在也有电容式、电涡流式、电感式的编码器;另外,旋变也不算特殊吧,贝加莱、伦茨一直有标配17位旋变的伺服产品;目前来看,磁电式编码器在精度上与光电编码器仍有较大差距,17位磁编,±3角分的精度,仅可以满足一些低端应用场合,是不可能赶超光编的。

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