光電式編碼器進度主要由碼盤刻度線精度決定,精度越高,刻度線越多,碼盤體積越大,其技術難點就在于碼盤的加工生產(chǎn);磁電式編碼器使用磁場感應元器件代替碼盤,因此可以在提高精度的同時保證體積相對較小,所以在高精度但對編碼器體積有要求的前提下使用磁電編碼器,同時磁電式編碼器采用的磁場感應工作原理,相對于光反射過程相對簡單,過程更為可靠。但是磁電編碼器價格比較昂貴,目前僅在精度要求、工況要求相對較高的領域適用,隨著未來磁場感應元器件價格的下降,磁電式編碼器將會有替代光電式編碼器的趨勢。
編碼器作為伺服系統(tǒng)的信號反饋裝置,很大程度上決定了伺服系統(tǒng)的精度。伺服驅(qū)動器驅(qū)動電機運轉(zhuǎn),電機帶著編碼器旋轉(zhuǎn),編碼器的反饋型號輸送到控制器,控制器就能知道電機的運轉(zhuǎn)情況,從而得出電機的轉(zhuǎn)速,移動位置和移動距離等??刂破鞲鶕?jù)編碼器反饋的信號經(jīng)過計算得出偏差結(jié)果,再次控制電機運動,糾正偏差,從而精確控制電機的轉(zhuǎn)速、位置、距離和力矩等系統(tǒng)變量。
伺服編碼器內(nèi)部結(jié)構
編碼器技術作為伺服系統(tǒng)的核心技術之一,高精度編碼器研發(fā)難度非常大,目前國內(nèi)和國外的伺服系統(tǒng)大部分廠商都是匹配第三方編碼器。目前世界上編碼器龍頭企業(yè)是德國Heidenhain公司,其產(chǎn)品選型范圍廣,品種齊全;比較著名的公司還有日本的尼康和佳能,他們憑借在光學儀器生產(chǎn)中常年積累的經(jīng)驗,生產(chǎn)的光電式編碼器具有性能穩(wěn)定,精度高,使用壽命長等優(yōu)點。
隨著國內(nèi)研發(fā)投入的不斷提高,目前部內(nèi)企業(yè)已經(jīng)掌握編碼器技術,比如匯川技術已經(jīng)能夠生產(chǎn)出達到國際領先水平的23位編碼器,從而降低了整個伺服系統(tǒng)的制造成本,在行業(yè)競爭中取得優(yōu)勢。
伺服系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢
數(shù)字化、智能化、簡易化、網(wǎng)絡化和高效化是伺服系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢。隨著電子技術水平的不斷提高,伺服系統(tǒng)的發(fā)展也在不斷升級?,F(xiàn)代伺服系統(tǒng)多采用交流伺服驅(qū)動系統(tǒng),隨著工業(yè)4.0、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等理論的提出,現(xiàn)代伺服系統(tǒng)正逐漸向數(shù)字信號控制、網(wǎng)絡模塊控制方向轉(zhuǎn)變。數(shù)字控制技術、總線控制技術等現(xiàn)代化技術已經(jīng)逐漸被高端伺服廠商采用。隨著智能制造的逐步發(fā)展,五大發(fā)展趨勢將逐步顯現(xiàn)。
1.數(shù)字化
數(shù)字控制技術取代模擬控制電路在伺服系統(tǒng)中是一種必然趨勢。以模擬電子器件為主的伺服控制單元將會被采用全數(shù)字處理器的伺服控制單元全面取代。在伺服控制方面將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖刂疲员阍谒欧到y(tǒng)中應用現(xiàn)代先進的控制方法。數(shù)字化控制相比傳統(tǒng)控制方法,在響應數(shù)度和運動精度等方面得到了全面提升。
2.智能化
智能化主要是指伺服驅(qū)動器智能化。目前伺服內(nèi)部控制核心大都采用新型高速微處理器和專用數(shù)字信號處理機(DSP),,伺服系統(tǒng)數(shù)字化是其實現(xiàn)智能化的前提條件。智能化趨勢是運行參數(shù)都可以通過人機對話的方式來設置;故障自診斷與分析;參數(shù)自動修正的功能等。
3.簡易化