光电式编码器进度主要由码盘刻度线精度决定,精度越高,刻度线越多,码盘体积越大,其技术难点就在于码盘的加工生产;磁电式编码器使用磁场感应元器件代替码盘,因此可以在提高精度的同时保证体积相对较小,所以在高精度但对编码器体积有要求的前提下使用磁电编码器,同时磁电式编码器采用的磁场感应工作原理,相对于光反射过程相对简单,过程更为可靠。但是磁电编码器价格比较昂贵,目前仅在精度要求、工况要求相对较高的领域适用,随着未来磁场感应元器件价格的下降,磁电式编码器将会有替代光电式编码器的趋势。
编码器作为伺服系统的信号反馈装置,很大程度上决定了伺服系统的精度。伺服驱动器驱动电机运转,电机带着编码器旋转,编码器的反馈型号输送到控制器,控制器就能知道电机的运转情况,从而得出电机的转速,移动位置和移动距离等。控制器根据编码器反馈的信号经过计算得出偏差结果,再次控制电机运动,纠正偏差,从而精确控制电机的转速、位置、距离和力矩等系统变量。
伺服编码器内部结构
编码器技术作为伺服系统的核心技术之一,高精度编码器研发难度非常大,目前国内和国外的伺服系统大部分厂商都是匹配第三方编码器。目前世界上编码器龙头企业是德国Heidenhain公司,其产品选型范围广,品种齐全;比较著名的公司还有日本的尼康和佳能,他们凭借在光学仪器生产中常年积累的经验,生产的光电式编码器具有性能稳定,精度高,使用寿命长等优点。
随着国内研发投入的不断提高,目前部内企业已经掌握编码器技术,比如汇川技术已经能够生产出达到国际领先水平的23位编码器,从而降低了整个伺服系统的制造成本,在行业竞争中取得优势。
伺服系统未来发展趋势
数字化、智能化、简易化、网络化和高效化是伺服系统的未来发展趋势。随着电子技术水平的不断提高,伺服系统的发展也在不断升级。现代伺服系统多采用交流伺服驱动系统,随着工业4.0、工业物联网等理论的提出,现代伺服系统正逐渐向数字信号控制、网络模块控制方向转变。数字控制技术、总线控制技术等现代化技术已经逐渐被高端伺服厂商采用。随着智能制造的逐步发展,五大发展趋势将逐步显现。
1.数字化
数字控制技术取代模拟控制电路在伺服系统中是一种必然趋势。以模拟电子器件为主的伺服控制单元将会被采用全数字处理器的伺服控制单元全面取代。在伺服控制方面将逐步转变为软件控制,以便在伺服系统中应用现代先进的控制方法。数字化控制相比传统控制方法,在响应数度和运动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驱动器智能化。目前伺服内部控制核心大都采用新型高速微处理器和专用数字信号处理机(DSP),,伺服系统数字化是其实现智能化的前提条件。智能化趋势是运行参数都可以通过人机对话的方式来设置;故障自诊断与分析;参数自动修正的功能等。
3.简易化