سنسور رمزگذار مغناطیسی ربات: چگونه دیسک‌های کد مغناطیسی داخلی انحصار واردات را می‌شکنند؟

در داخل مفاصل روبات‌های صنعتی، روی محور موتورهای سروو و در هر گره حرکتی ربات‌های انسان‌نما، یک جزء نامشخص و در عین حال حیاتی پنهان می‌شود. مغناطیسی رمزگذار به عنوان 'عصب مشترک' ربات عمل می کند، سرعت، موقعیت و زاویه را در زمان واقعی ثبت می کند، حرکت مکانیکی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند و هر چرخش و درک دقیق را امکان پذیر می کند.

در قلب یک رمزگذار مغناطیسی،  دیسک کد مغناطیسی  (که حلقه یا درام مغناطیسی نیز نامیده می‌شود) قرار دارد - یک جزء مغناطیسی دایره‌ای که با قطب‌های متناوب N/S الگوبرداری شده است. همانطور که دیسک با شفت می چرخد، سنسور مغناطیسی تغییرات میدان مغناطیسی را برای محاسبه زاویه و سرعت تشخیص می دهد. در مقایسه با  رمزگذارهای نوری سنتی ، انکودرهای مغناطیسی  اندازه گیری بدون تماس، مصونیت در برابر گرد و غبار و روغن، مقاومت در برابر لرزش، محدوده دمای عملیاتی گسترده و عمر طولانی را ارائه می دهند که آنها را به طور فزاینده ای در اتوماسیون صنعتی و روباتیک غالب می کند.

I. چرا 'جایگزینی داخلی' ضروری است؟

اگرچه رمزگذارهای مغناطیسی کوچک، یک  فناوری کلاسیک تنگنا هستند . برای سال‌ها، رمزگذارهای مغناطیسی 19 بیتی یا حتی 20 بیتی با دقت بالا که برای روبات‌های انسان‌نما، وسایل نقلیه انرژی‌های جدید و بسیاری از بخش‌های دیگر مورد نیاز است، کاملاً به واردات از اروپا متکی بوده‌اند - نه تنها گران‌قیمت، بلکه در معرض زمان‌های طولانی نیز هستند. رمزگذارهای مغناطیسی داخلی زمانی با دقت ناکافی دست و پنجه نرم می‌کردند و ساخت دیسک‌های کد مغناطیسی پیشرفته مدت‌ها توسط غول‌های خارجی کنترل می‌شد.

خوشبختانه این وضعیت در حال تغییر است. با پیشرفت های مداوم در  مواد مغناطیسی، مغناطیس سازی دقیق، و قالب گیری یکپارچه ، شرکت های چینی به طور پیوسته عملکرد سنسورهای مقاومت مغناطیسی با دقت بالا و دیسک های کد مغناطیسی را بهبود می بخشند و جایگزینی داخلی را تسریع می کنند. در سال 2024، اندازه بازار صنعت رمزگذار مغناطیسی چین به حدود  1.114 میلیارد یوان رسید که 8.37 درصد نسبت به سال گذشته رشد داشت.

II. سه مانع فنی برای دیسک های کد مغناطیسی داخلی

ساخت یک دیسک کد مغناطیسی با کارایی بالا برای رمزگذارهای مغناطیسی ربات نیازمند غلبه بر سه چالش فنی اصلی است:

1. دقت قالب گیری  – دقت ابعادی دیسک به طور مستقیم بر وضوح و ثبات سیگنال رمزگذار تأثیر می گذارد. روش‌های مونتاژ چند تکه سنتی یا پس از پردازش، خطاهای مونتاژی را معرفی می‌کنند که نمی‌توانند دقت سطح میکرونی مورد نیاز اتصالات ربات را برآورده کنند.

2. یکنواختی و پیچیدگی مغناطیسی  - رمزگذارهای مغناطیسی با دقت بالا معمولاً به ده ها یا حتی بیش از صدها جفت قطب N/S نیاز دارند. در طول مغناطیسی، هر قطب باید از نظر قدرت، موقعیت و زاویه یکسان باشد - هر انحراف کوچک منجر به خطاهای اندازه گیری زاویه ای می شود.

3. 100٪ بازرسی خروجی  - قبل از نصب یک دیسک کد مغناطیسی در یک ربات، باید تحت آزمایش شکل موج میدان مغناطیسی دقیق قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که سیگنال خروجی آن مطابق با مشخصات طراحی است. بدون بازرسی کامل، سازگاری یا قابلیت اطمینان وجود ندارد.

III. SDM: پیشرفت یک مرحله ای از مواد مغناطیسی به حسگرهای رمزگذار مغناطیسی

در میان موج جایگزینی داخلی،  SDM Magnetics (Hangzhou) Co., Ltd.  یک مسیر مستقل و زنجیره کامل از مواد مغناطیسی به حسگرهای رمزگذار مغناطیسی ایجاد کرده است.

در زمینه سنسورهای رمزگذار مغناطیسی ربات، SDM یک حلقه فنی کامل از  قالب‌گیری تزریقی یکپارچه → مغناطیس کردن نقطه چاپ مغناطیسی → بازرسی کامل شکل موج میدان مغناطیسی ایجاد کرده است که هر مرحله منعکس کننده پیگیری نهایی دقت و سازگاری است.

قالب‌گیری تزریقی یکپارچه: از 'مونتاژ' تا 'ریخته‌گری یکپارچه'
تولید سنتی دیسک‌های کد مغناطیسی اغلب از یک فرآیند تقسیم‌بندی شده پیروی می‌کند - ابتدا قالب‌گیری، سپس مغناطیس کردن، سپس مونتاژ - و هر مرحله اضافی باعث انباشته شدن خطا می‌شود. SDM از فناوری  قالب گیری تزریقی یکپارچه استفاده می کند  که مواد مغناطیسی و بستر دیسک را در یک مرحله قالب گیری تزریقی ترکیب می کند. این نه تنها تحمل انباشته شده از مونتاژ را به شدت کاهش می دهد، بلکه به طور قابل توجهی استحکام ساختاری و وزن سبک دیسک را بهبود می بخشد - به ویژه برای اتصالات روباتی که اندازه و وزن آن بسیار مهم است.

مغناطیسی نقطه چاپ مغناطیسی: هر قطب 'حک شده با دقت'
رمزگذارهای مغناطیسی با دقت بالا نیاز دارند که هر قطب N/S روی دیسک با دقت فوق العاده و شدت میدان مغناطیسی یکنواخت قرار گیرد. SDM  از مغناطیسی نقطه چاپ مغناطیسی استفاده می کند  - به طور مستقل و دقیق هر قطب را یک به یک مغناطیس می کند. این رویکرد «حک شده» توزیع یکنواخت قطب و شدت میدان مغناطیسی پایدار را تضمین می‌کند و اساساً سیگنال خروجی سینوسی رمزگذار را تضمین می‌کند و یک پایه مغناطیسی محکم برای اندازه‌گیری زاویه با وضوح بالا ایجاد می‌کند.

بازرسی کامل شکل موج میدان مغناطیسی: هیچ دیسک 'معیب' کارخانه را ترک نمی کند
آخرین خط دفاعی در تولید دیسک کد مغناطیسی بازرسی است. SDM  بازرسی کامل شکل موج میدان مغناطیسی را  روی هر دیسک قبل از ارسال انجام می دهد. با استفاده از حسگرهای مغناطیسی با حساسیت بالا، سیگنال میدان مغناطیسی کامل در طول چرخش گرفته می‌شود و نمودارهای شکل موج برای تجزیه و تحلیل پارامترهای کلیدی مانند خطاهای پیک به پیک و اعوجاج شکل موج تولید می‌شوند. فقط دیسک‌هایی با شکل موج کامل برچسب صلاحیت دریافت می‌کنند - به این معنی که هر دیسک کد مغناطیسی SDM که به تولیدکنندگان ربات تحویل داده می‌شود،  ۱۰۰٪ تأیید شکل موج را انجام داده است ، و از عملکرد پایدار طولانی‌مدت در مفاصل رباتیک اطمینان حاصل می‌کند.

IV. از 'جانشینی داخلی' تا 'رهبری داخلی'

از قالب‌گیری تزریقی یکپارچه، مغناطیس‌سازی نقطه چاپ مغناطیسی، تا بازرسی کامل شکل موج میدان مغناطیسی - SDM با این سه فرآیند به ظاهر ساده و در عین حال قدرتمند، یک زنجیره تولید کامل، مستقل و قابل کنترل برای دیسک‌های حسگر رمزگذار مغناطیسی ساخته است.

این فقط یک ارتقاء در فناوری تولید نیست. این یک دنیای کوچک از  صنعت مواد مغناطیسی چین است که از 'پیرو' به 'رقیب' و حتی 'پیشرو' در حال گذار است . وقتی دیسک‌های کد مغناطیسی داخلی در اتصالات روبات‌های چینی نصب می‌شوند، وقتی 'گلوگاه' 'در دستان ما' می‌شود، ستون فقرات صنعت رباتیک چین واقعاً بلند می‌شود.

SDM Magnetics - هر چرخش دقیق ربات های چینی را با قدرت مغناطیس هدایت می کند.