Magneettinen kooderi on anturi, joka käyttää magneettikentän muutoksia mittaamaan pyörimiskulmaa, suuntaa ja nopeutta. Yksinkertaisesti sanottuna se toimii robotin 'proprioseptorina' – kun robotin 'aivot' antavat komennon, kuten 'nostaa vasenta kättä 30 astetta', magneettinen kooderi toimii kuin 'astelevy', joka on kiinnitetty niveleen, ja se syöttää reaaliajassa todellisen kulman. Kun poikkeama havaitaan, järjestelmä korjaa sen välittömästi.
Perinteisiin optisiin koodereihin verrattuna magneettisilla koodereilla on vahva häiriönestokyky, erinomainen ympäristön mukautumiskyky ja joustava rakenne , mikä tekee niistä erityisen sopivia teollisuus- ja monimutkaisiin ympäristöihin, joissa on pölyä, öljyä ja tärinää. Robotiikan alalla magneettiset kooderit ovat kehittymässä perinteisistä tukikomponenteista älykkäiden liikkeenohjausjärjestelmien keskeisiksi anturilaitteiksi.
Mihin niveliin robottimagneettisensorin anturi vaikuttaa?
Magneettiantureita käytetään lähes kaikissa nivelissä, jotka vaativat liikkeen palautetta roboteissa.
Mitä tulee niveltyyppeihin, ydinnivelet, kuten polvi, olkapää ja vyötärö, tarvitsevat kaikki kooderit. humanoidirobottien Tyypillinen humanoidirobotti, jossa on 14+ niveltä, vaatii 20–30 enkooderia. Hämmästyttävämpää on, että alan tiedot osoittavat, että yksi humanoidirobotti vaatii keskimäärin noin 71 magneettista kooderia . Näitä koodereita käytetään yleensä sekä moottorin että supistimen päässä , ja ne toimivat yhdessä nopeuden ja asennon tarkkuuden parantamiseksi.
Humanoidirobottien lisäksi magneettikoodareita käytetään laajalti myös robottikoirissa ja muissa skenaarioissa, jotka vaativat nopeaa reagointia ja joissa on rajoitetusti tilaa. Nelijalkaisessa robotissa jokainen jalka on tyypillisesti varustettu kolmella pyörivällä nivelellä (ohjaavat lonkan, reiden ja pohkeen liikettä), joten yksi nelijalkainen robotti käyttää yhteensä 12 enkooderia varmistaakseen tarkan liikkeenhallinnan.
Lisäksi kompakteja koodereita voidaan asentaa ahtaisiin tiloihin, kuten robotin ranteeseen, sormiin ja kaulaan suorituskyvystä tinkimättä.
Kuinka tehokkaita ne ovat? Millaisen tarkkuustason he voivat saavuttaa?
Magneettianturien suorituskyky robottiliitoksissa voidaan tiivistää yhteen sanaan: tarkka.
Tällä hetkellä valtavirran magneettiset kooderit ovat saavuttaneet huomattavan korkean tarkkuustason. Esimerkiksi AMR-tekniikkaa (anisotrooppinen magnetoresistanssi) käyttävät magneettiset kooderit voivat saavuttaa jopa kulmamittaustarkkuuden ±0,07°:n ; Jotkut huipputuotteet saavuttavat jopa 0,05 asteen absoluuttisen kulman tarkkuuden . Tarkkuuden suhteen kehittyneet magneettiset kooderit voivat tarjota jopa 18-bittisen resoluution 360 asteen alueella, jolloin robotit voivat suorittaa tehtäviä entistä johdonmukaisemmin ja toistettavimmin.
Käytännön sovelluksissa yhteistyössä toimivan robottivalmistajan testiraportti osoitti, että tehokkaiden magneettisten kooderien käyttöönoton jälkeen liitosten toistettavuuden paikannustarkkuus parani ±0,1 mm:stä ±0,03 mm: iin . Jokainen Yaskawa MOTOMAN -robotin liitos on varustettu sisäänrakennetuilla erittäin tarkoilla magneettisilla koodereilla, jotka saavuttavat ±0,01 mm:n toistettavuuden paikannustarkkuuden.
Magneettiset kooderit tukevat myös monikierrosta absoluuttista koodaustekniikkaa , joka säilyttää sijaintitiedot jopa tehon katkeamisen jälkeen, mikä eliminoi inkrementtianturien vaatiman uudelleenkohdistuksen tarpeen.
Ovatko ne tärinänkestäviä?
Erittäin tärinänkestävä. Tämä on yksi magneettisten kooderien tärkeimmistä eduista optisiin koodereihin verrattuna.
Koska magneettianturit toimivat kosketuksettomalla mittausperiaatteella , ne välttävät mekaanista kulumista ja niiden teoreettinen käyttöikä on yli 100 000 tuntia . Tärinänkestävyyden osalta testitulokset ovat vakuuttavia: jatkuvassa tärinässä (5–2000 Hz) korkealaatuisten magneettianturien asennon vaihtelu on alle 0,1° , mikä on paljon parempi kuin tavanomaisten kooderien tyypilliset 3–5° arvot.
Lisäksi magneettianturit tarjoavat myös IP67-suojausluokituksen , mikä takaa vakaan toiminnan ankarissa ympäristöissä, joissa on pölyä ja öljyä. AMR-teknologian magneettiset kooderit eivät ole herkkiä magneettikentän voimakkuuden vaihteluille kyllästetyssä käyttötilassa, ja niissä on erinomainen tärinän- ja lämpötilapoikkeaman estokyky. Jotkut tuotteet kattavat käyttölämpötila-alueen -40 °C - +125 °C , ja ne täyttävät teollisuuskäyttöön liittyvät vaatimukset.
Lyhyesti sanottuna, vaikeissa olosuhteissa, kuten korkeataajuisessa käynnistys-pysäytys, pyöriminen eteen-taakse ja jatkuva tärinä teollisuusroboteissa, magneettiset kooderit antavat edelleen vakaat ja tarkat sijaintisignaalit.
SDM:n robottimagneettisensorin anturit
Magneettisen kooderin toimitusketjussa magneettisten materiaalien laatu määrittää suoraan anturin lopullisen suorituskyvyn. SDM Magnetics Co., Ltd. on johtava tällä alalla.
Vuonna 2009 perustettu SDM, jonka pääkonttori sijaitsee Xiaoshanissa Hangzhoussa ja tehdas Tonglussa Hangzhoussa, on kansallisen tason korkean teknologian yritys, joka on erikoistunut harvinaisten maametallien kestomagneetteihin ja magneettikomponentteihin. Yli vuosikymmenen ajan yritys on omistautunut magneettisten materiaalien tutkimukseen ja kehitykseen sekä tuotantoon tarjoten keskitettyjä ratkaisuja maailmanlaajuisesti sellaisille aloille kuin autoteollisuus, kulutuselektroniikka, kodinkoneet, vihreä energia, lääketiede, televiestintä ja ilmailu.
Robottimagneettisten kooderien antureiden alalla SDM:n ydinkilpailukyky piilee täydellisessä tarkkuusvalmistusketjussa :
Ensinnäkin integroitu ruiskuvalu. SDM:n enkooderimagneetit valmistetaan ruiskuvaletulla ferriittitekniikalla , joka sekoittaa ferriittijauhetta tehokkaisiin hartseihin (esim. nylon, PP, PPS) ja muotoilee niitä ruiskuvalulla. Tämä prosessi antaa magneeteille sekä muovin prosessoitavuuden että ferriittien magneettiset ominaisuudet. Lisäksi ne voidaan valaa kiinteästi metalliakseleilla tai muovisilla rakenneosilla, mikä parantaa huomattavasti rakenteellista lujuutta ja integraatiota. Ruiskupuristetut magneetit sopivat hyvin moninapamagnetointiin – tusina tai kaksi tusinaa napoja ovat yleisiä, ja kehittyneempiä versioita voidaan magnetoida jopa sadalla navalla.
Toiseksi magneettipainopistemagnetointi. Avain kooderimagneetteihin piilee magneettisen napojen tarkkuudessa – napaväli/leveys vaikuttaa suoraan resoluutioon. SDM käyttää erityisesti kehitettyjä erittäin tarkkoja magnetointiprosesseja ja laitteita kapeaäänisen ja erittäin tarkan magnetoinnin saavuttamiseksi, mikä takaa erinomaisen signaalin laadun. Tämä 'magneettitulostus' -tyylinen pistemagnetointitekniikka ohjaa tarkasti jokaisen magneettinavan sijaintia ja intensiteettiä, mikä luo vankan perustan myöhemmälle tunnistustarkkuudelle. Yritys tukee myös moniraitamagnetointia ja erilaisten kapeiden napavälien räätälöintiä, jotka täyttävät erilaiset vaatimukset yksiraitaisista inkrementaaleista moniraitaisiin absoluutteihin koodereihin.
Kolmanneksi magneettikentän aaltomuotokuvioiden 100 % täysi tarkastus. Magnetoinnin jälkeen SDM suorittaa magneettikentän aaltomuodon tiukan täyden tarkastuksen . jokaisen tuotteen Tämä johtuu siitä, että vaikka mittasuhteet ovat oikeat, riittämätön magnetoinnin tarkkuus voi silti johtaa epävakaaseen signaalin ulostuloon, heikentyneeseen resoluutioon tai anturin kalibrointiongelmiin. Täydellisen tarkastuksen avulla SDM varmistaa, että jokaisen enkooderimagneetin magneettikentän aaltomuoto täyttää suunnittelustandardit, mikä takaa johdonmukaisuuden, luotettavuuden ja tarkkuuden lähteestä alkaen.
Integroidusta ruiskuvalusta magneettitulostuspisteiden magnetointiin ja magneettikentän aaltomuotojen täydelliseen tarkastukseen – SDM hyödyntää tätä täydellistä tarkkuusvalmistusketjua tarjotakseen tasalaatuisia ja erittäin luotettavia magneettisia ydinkomponentteja robottimagneettienkooderiantureille, mikä auttaa ohjaamaan entistä tarkempaa liikkeenohjausta Kiinan robotiikkateollisuudessa.
