高精度微型绝对式编码器应用上与一般绝对式编码器有什么区别?
时间:2025-10-15 12:24:50 浏览次数:
1、 应用场景的区别(最直观的差异)
一般绝对式编码器的应用:
工业机器人: 每个关节都需要,用于反馈关节轴的绝对位置。
数控机床: 用于伺服电机反馈,确保刀具和工件的精确定位。
自动化设备: 如传送带、转台、龙门架等,需要知道断电后位置的场合。
电梯、闸机等。
在这些场景中,编码器需要稳定可靠,能耐受工业环境的振动、油污、电磁干扰,但对体积和极限精度的要求不是第一位的。
高精度微型绝对式编码器的应用:
精密光学设备: 如光刻机的工件台和掩模台、卫星遥感相机的指向镜。这里的“高精度”直接决定了系统的最终性能。
医疗机器人/器械: 如手术机器人(达芬奇机器人)的机械臂关节、内窥镜的旋转机构。需要在极小的空间内实现无抖动的平滑运动和精准控制。
微型机器人/仿生机器人: 如用于探测或医疗的微型机器人,其关节非常小,必须使用微型编码器。
航空航天: 卫星太阳能帆板驱动机构、天线指向机构。对重量、体积有苛刻要求,同时需要极高的可靠性和精度。
高端科研仪器: 如望远镜、光谱仪等需要精密角度定位的设备。
在这些场景中,“微型”是安装的前提,而 “高精度”是设备功能的核心。两者缺一不可。
2、 技术实现的区别
一般绝对式编码器:
原理: 多为光学式或磁式。由于空间相对充裕,可以采用更大直径的码盘,这意味着在相同刻线密度下,能获得更高的精度。
结构: 结构设计更侧重于坚固耐用和散热。轴承、轴系可以做得更粗壮。
信号处理: 成熟的ASIC或FPGA方案,通信接口多为标准的串行通信(如BiSS-C, SSI, Endat等)。
高精度微型绝对式编码器:
原理: 同样以光学式为主(因为光学才能达到最高精度),但微型磁编码器也在快速发展。
技术挑战与解决方案:
微型化与精度的矛盾: 这是最大挑战。码盘直径变小,要在有限的周长内刻下数万甚至数百万条刻线,对光刻和制造工艺是极限考验。解决方案包括使用更精密的母版制作技术和创新的光学读取头设计(如干涉式读数)。
信号质量: 尺寸小意味着信号弱,更容易受到噪声干扰。需要更精密的模拟电路设计和屏蔽技术。
机械刚度与热管理: 微型结构更容易受应力和热变形影响。采用低热膨胀系数材料(如陶瓷、玻璃钢)和特殊的机械补偿设计至关重要。
集成度: 为了减小体积,往往将读取头和部分处理电路高度集成。
3、 性能指标的区别
精度: 一般工业编码器精度在角分级别(如±5角分,即±300角秒);而高精度微型编码器可达角秒级别(如±1角秒,1角秒=1/3600度)。
分辨率: 一般编码器单圈分辨率在17~23位(13万到800万分割);高精度微型编码器可达24位以上(1600万分割),甚至28位、30位。
转速: 一般编码器由于体积大,机械结构更坚固,可能支持更高转速。而微型编码器因轴承和结构限制,最高转速通常会低一些。
防护等级: 一般工业编码器通常有较高的IP等级(如IP65/IP67)。微型编码器因空间限制,防护设计更具挑战性。
简单来说,当您的应用场景对空间有极其苛刻的限制,同时又要求毫厘不差的运动控制精度时,高精度微型绝对式编码器就是您唯一的选择。更多有关于编码器的相关信息可以持续关注我们的网站或者来电咨询,中山柏帝机电GUBOA编码器工程师竭诚为您服务。
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