
裘奋先生 上海精浦机电有限公司总经理
工业化的发展,从机械化发展到自动化,现在已经向智能化、柔性化、信息化及安全生产等方面发展,而旋转编码器,正是这种发展所需要的表现突出的传感器。从旋转编码器的应用看,其既可作为角度传感器,又可间接作为长度传感器,或速度传感器。在工业控制中,增量值编码器重点作为速度控制应用,在变频电机、伺服电机及同步电梯等应用上方兴未艾,增量值旋转编码器作为其中的高速高精度的速度控制应用,目前几乎无可替代;而绝对值编码器在工业自动化定位控制方面也是刚刚兴起,其突出的优点使该类产品大有发展的前景。
定位控制,最早是从行程开关开始,而后在接近开关、光电开关中的应用已是相当成熟,且方便易用,为工业从机械化向自动化发展作出了很大的贡献。可是,随着工业控制的不断发展,又有了新的要求,定位控制要智能化、柔性化、信息化并更加具有安全性,这样,绝对值旋转编码器的应用优点便凸显出来:
智能化多点控制:接近开关、光电开关都是单点控制,随着控制要求的增加,控制点越来越多,却不能无限制增加接近开关、光电开关。一个旋转编码器,输出的位置是连续的,而且可以输出速度与加速度的变化量,来实现工作行程中任意点的控制。
柔性化运动控制:定位可以在远程柔性调整;在运动过程中,可以有位置对应的速度、加速度的变化,编码器能方便地提供其他定位传感器无法完成的事情。
信息化管理:除定位控制点,控制室还可知道其具体位置并显示;可以记录,便于更好地生产管理。
在数据可靠性与生产安全性方面,绝对值编码器信号不受干扰、停电、高速及抖动情况影响,数据可靠,体积仅有拳头大小的旋转编码器,可以测量从几微米到上百米的距离,多个工位,只要解决一个旋转编码器的安全安装问题,可以避免诸多接近开关与光电开关在现场机械安装麻烦、容易被撞坏、遭高温及水气困扰等问题。由于无机械组件损耗,只要安装位置准确,编码器的使用寿命往往较长。由于编码器提供的不是一个点,而是一个连续区域的绝对位置,所以,可以设定的定位是一个安全角度或长度的安全区域,从而提供生产的安全性。
经济化:对于多个连续的控制工位,只需一个旋转编码器的成本,以及更主要的安装、维护及损耗成本降低,使用寿命增长;可长期稳定高效的使用,长期应用成本低廉,其经济化得到凸显。
如上所述优点,旋转编码器已经越来越广泛地被应用于各种工控场合,尤其是绝对值编码器将被更广泛地应用,其发展前景一片光明。
旋转编码器未来的技术发展上,在速度传感器使用方面仍然是增量值编码器的应用,伺服电机应用要求编码器有更高的分辨率与精度;变频电机应用要求编码器抗干扰更好,信号传递更远;电梯同步拽引机应用需要正余弦信号的编码器信号曲线精度更高,便于获得细分后的精度。
在角度使用方面,例如工业机器人、转台、测试设备及机床等,更倾向于使用绝对值、高精度的编码器,或者编码器成本及使用成本更低的绝对值编码器,可以替换抗干扰性差、停电移动有误差积累的增量值编码器。
在长度使用方面,绝对值真多圈编码器将有更大的发展,从数据可靠性、高效稳定及安全性来讲,将逐渐替换增量编码器,成为定位控制的主流,在新增的风力发电、工程机械、港口机械、起重运输、钢铁冶金、水利水电、医疗设备与各种综合性设备等定位控制中,将逐步需要使用旋转编码器,而且首选的将更多的是绝对值编码器。
其次,编码器的性能可靠性将越来越重要,由于工业使用领域的扩大,电气条件与使用环境越来越复杂,对于编码器的使用可靠性要求增高,标准工业级的编码器将替代如今大量使用的经济级编码器,可靠又经济的工业等级编码器品种,会受到用户的欢迎。而对于绝对值编码器,另一个使用门槛是使用便利性,输出信号开放且通用性强,便于客户使用而将受到用户欢迎,发展空间广阔。
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