因?yàn)槠鸩捷^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(guó)在伺服電機(jī)領(lǐng)域還是屬于突破階段,未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展空間巨大。
編碼器與馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)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(duì)值編碼器。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)在馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)器制造上已有所突破,而編碼器的生產(chǎn)制造水平與國(guó)際水平還有差距。因此,編碼器的性能的提高對(duì)于伺服電機(jī)整體性能的提高以及國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)進(jìn)口替代意義重大。
事實(shí)上,在伺服領(lǐng)域取得不錯(cuò)成績(jī)的國(guó)產(chǎn)機(jī)器人品牌中,對(duì)伺服電機(jī)的性能描述都提到了絕對(duì)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(duì)值編碼器分辨率能夠達(dá)到20位以上,但是有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為這只是一個(gè)噱頭,機(jī)器人用絕對(duì)值編碼器分辨率不一定是越高越好。
據(jù)了解,國(guó)產(chǎn)主流絕對(duì)值編碼器還只是處于低于20位絕對(duì)值編碼的水平。那么國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)一定要追求達(dá)到絕對(duì)值編碼器分辨率20位以上才行嗎?機(jī)器人用伺服產(chǎn)品的絕對(duì)值編碼器的分辨率,一定是越高越好嗎?
在討論這個(gè)問(wèn)題之前,我們先來(lái)看看企業(yè)對(duì)于絕對(duì)值編碼器分辨率的描述:
清能德創(chuàng):CoolDriveA8伺服驅(qū)動(dòng)器搭載高精度絕對(duì)值編碼器,最高分辨率可達(dá)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(duì)值編碼器的伺服電機(jī);
匯川技術(shù):匯川伺服產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)編碼器絕對(duì)值分辨率達(dá)23位。
絕對(duì)值編碼器分辨率對(duì)伺服電機(jī)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(duì)值,什么是分辨率?“絕對(duì)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(shuō)“32寸液晶電視”,這里的“液晶”就相當(dāng)于“絕對(duì)值”,而“32寸”就相當(dāng)于“23位分辨率”?!敖^對(duì)值”就是指電機(jī)轉(zhuǎn)到哪個(gè)位置,隨時(shí)可以知道,并且在斷電之后,伺服電機(jī)也能夠準(zhǔn)確記得電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù);因?yàn)殡姍C(jī)是轉(zhuǎn)圈的,“23位”就代表電機(jī)轉(zhuǎn)一圈的刻度有223個(gè),也就是說(shuō)電機(jī)的精度可以達(dá)到1/223。
對(duì)于絕對(duì)值編碼器來(lái)講,當(dāng)然是分辨率越高,精度就越高,性能就越好,但是,對(duì)于伺服電機(jī)來(lái)說(shuō),絕對(duì)值編碼器分辨率并不能最終決定電機(jī)的精度。
對(duì)此,珠海臺(tái)金科技總經(jīng)理姜翔表示編碼器只是一個(gè)電機(jī)的配件,而電機(jī)又只是機(jī)器人設(shè)備的一個(gè)配件,把編碼器的設(shè)備做得很高,可能存在浪費(fèi),如果電機(jī)的其它性能跟不上,比如電機(jī)的抗抖動(dòng)性能不好,那么抖動(dòng)一下就會(huì)影響到精度,這樣的話編碼器做得再精確都是沒(méi)有用的。
也就是說(shuō),對(duì)于整個(gè)伺服電機(jī)的性能來(lái)看,作為配件的編碼器只是一個(gè)必要條件,但不是充要條件。所以,就目前的情況來(lái)看,伺服電機(jī)的絕對(duì)值編碼器分辨率并不是越高,伺服電機(jī)的性能就越好,因?yàn)榫幋a器的精度雖然是影響伺服電機(jī)精度的一個(gè)重要因素,但并不是決定性的因素,單純靠提高絕對(duì)值編碼器的分辨率,并不能保證最后伺服電機(jī)的精度,相反,如果其他配件的性能不好,反而會(huì)浪費(fèi)了編碼器的高精度性能。但是毋庸置疑的是,絕對(duì)值編碼器分辨率的提高是提高伺服電機(jī)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(jī)相比較,機(jī)器人用伺服電機(jī)要求控制器與伺服之間的總線通訊速度快、精度高;另外對(duì)基礎(chǔ)材料有加工要求。特別是像機(jī)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(jī),尤其是要求快速響應(yīng)時(shí),伺服電動(dòng)機(jī)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(yùn)行條件,可進(jìn)行十分頻繁的正反向和加減速運(yùn)行,并能在短時(shí)間內(nèi)承受過(guò)載。
機(jī)器人伺服電機(jī)需要更高的精度,因此,對(duì)于絕對(duì)值編碼器的分辨率要求一定是越高越好嗎?那么目前來(lái)看,絕對(duì)值編碼器的分辨率要達(dá)到多少才能滿足機(jī)器人行業(yè)的應(yīng)用?讓我們來(lái)看看各業(yè)內(nèi)人士都有怎樣的看法:
姜翔指出絕對(duì)值編碼器分辨率在17位以上就是中高端產(chǎn)品,而機(jī)器人用伺服電機(jī)的絕對(duì)值編碼器分辨率在17位以上就可以。
禾川科技董事長(zhǎng)王項(xiàng)彬也指出機(jī)器人用伺服電機(jī)絕對(duì)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(yíng)銷中心總經(jīng)理助理盧昊認(rèn)為,未來(lái)伺服電機(jī)將會(huì)往集成化、智能化、高精度化、抗干擾方面發(fā)展;其中,20bit絕對(duì)值編碼器將會(huì)是今后發(fā)展的趨勢(shì)。
對(duì)于絕對(duì)值編碼器是否分辨率越高越好,王項(xiàng)彬認(rèn)為并不是一定的,反而分辨率越高,機(jī)器人就越容易出故障,目前來(lái)看,17—21位之間的范圍就是比較合適。
而姜翔也表示,絕對(duì)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(jī)的誤差可能就越大。
他還表示,“就絕對(duì)值編碼器來(lái)說(shuō),分辨率當(dāng)然是越高越好,因?yàn)檫@能夠體現(xiàn)一個(gè)公司的技術(shù)實(shí)力?!彼J(rèn)為對(duì)于實(shí)力強(qiáng)的公司來(lái)說(shuō),可以追求高指標(biāo)和高品質(zhì)的絕對(duì)值編碼器,但是實(shí)力不夠的話,就沒(méi)有必要拿這個(gè)當(dāng)做噱頭。
也就是說(shuō),伺服電機(jī)企業(yè)并不一定要一味地追求高分辨率的絕對(duì)值編碼器,目前機(jī)器人用的絕對(duì)值編碼器,只要在17位以上就差不多夠用了。在達(dá)到這個(gè)技術(shù)水平的基礎(chǔ)上,有實(shí)力的企業(yè)可以追求更高的指標(biāo)。