Robot Magnetic Encoder Sensor: Paano Nasira ng Domestic Magnetic Code Discs ang Import Monopoly?

Sa loob ng mga joints ng mga robot na pang-industriya, sa mga shaft ng servo motors, at sa bawat motion node ng mga humanoid robot, mayroong nagtatago ng hindi kapansin-pansin ngunit mahalagang bahagi - ang magnetic encoder . Ito ay gumaganap bilang 'joint nerve' ng robot, na kumukuha ng bilis, posisyon, at anggulo sa real time, ginagawang mekanikal na paggalaw sa mga signal ng kuryente, at pinapagana ang bawat tumpak na pagliko at paghawak.

Nasa puso ng isang magnetic encoder ang  magnetic code disc  (tinatawag ding magnetic ring o drum) - isang pabilog na magnetic component na may pattern na may mga alternating N/S pole. Habang umiikot ang disc kasama ang baras, nakikita ng magnetic sensor ang mga pagbabago sa magnetic field upang makalkula ang anggulo at bilis. Kung ikukumpara sa mga tradisyunal  na optical encoder , nag-aalok ang mga magnetic encoder ng  non-contact measurement, immunity sa alikabok at langis, vibration resistance, malawak na operating temperature range, at mahabang buhay ng serbisyo , na ginagawang mas nangingibabaw ang mga ito sa industrial automation at robotics.

I. Bakit kailangan ang 'domestic substitution'?

Bagama't maliit, ang mga magnetic encoder ay isang klasikong  bottleneck na teknolohiya . Sa loob ng maraming taon, ang mga high-precision na 19-bit o kahit 20 bit magnetic encoder na kinakailangan para sa mga humanoid robot, bagong sasakyang pang-enerhiya, at marami pang ibang sektor ay lubos na umasa sa mga pag-import mula sa Europe – hindi lamang mahal kundi napapailalim din sa mahabang panahon ng lead. Ang mga domestic magnetic encoder ay minsan ay nakipaglaban sa hindi sapat na katumpakan, at ang paggawa ng mga high-end na magnetic code disc ay matagal nang kinokontrol ng mga dayuhang higante.

Sa kabutihang palad, nagbabago ang sitwasyong ito. Sa patuloy na mga tagumpay sa  magnetic na materyales, precision magnetization, at integrated molding , ang mga kumpanyang Tsino ay patuloy na pinapabuti ang pagganap ng mga high-precision na magnetoresistive sensor at magnetic code disc, na nagpapabilis sa domestic substitution. Noong 2024, ang laki ng merkado ng industriya ng magnetic encoder ng China ay umabot sa humigit-kumulang  RMB 1.114 bilyon , na lumago ng 8.37% taon-sa-taon.

II. Tatlong teknikal na hadlang para sa mga domestic magnetic code disc

Ang paggawa ng isang high-performance magnetic code disc para sa mga robot magnetic encoder ay nangangailangan ng pagtagumpayan ng tatlong pangunahing teknikal na hamon:

1. Katumpakan ng paghubog  – Ang katumpakan ng dimensional ng disc ay direktang nakakaapekto sa resolution ng encoder at katatagan ng signal. Ang tradisyonal na multi-piece assembly o mga pamamaraan sa post-processing ay nagpapakilala ng mga error sa pagpupulong na hindi nakakatugon sa katumpakan ng antas ng micron na hinihingi ng mga robot joint.

2. Pagkakapareho at pagiging kumplikado ng magnetization  – Ang mga high-precision magnetic encoder ay karaniwang nangangailangan ng dose-dosenang o kahit higit sa isang daang pares ng N/S pole. Sa panahon ng magnetization, ang bawat poste ay dapat na magkapareho sa lakas, posisyon, at anggulo - anumang maliit na paglihis ay humahantong sa mga error sa pagsukat ng angular.

3. 100% papalabas na inspeksyon  – Bago i-install ang magnetic code disc sa isang robot, dapat itong sumailalim sa mahigpit na magnetic field waveform testing upang matiyak na ang output signal nito ay nakakatugon sa mga detalye ng disenyo. Kung walang ganap na inspeksyon, walang pagkakapare-pareho o pagiging maaasahan.

III. SDM: Isang one-stop breakthrough mula sa mga magnetic na materyales hanggang sa mga magnetic encoder sensor

Sa gitna ng alon ng domestic substitution,  ang SDM Magnetics (Hangzhou) Co., Ltd.  ay nakagawa ng independiyenteng full-chain na landas mula sa mga magnetic na materyales hanggang sa mga magnetic encoder sensor.

Sa larangan ng robot magnetic encoder sensors, ang SDM ay bumuo ng isang kumpletong teknikal na loop ng  integrated injection molding → magnetic-printing point magnetization → full magnetic-field waveform inspection , na ang bawat hakbang ay sumasalamin sa sukdulang pagtugis ng katumpakan at pagkakapare-pareho.

Pinagsamang paghuhulma ng iniksyon: mula sa 'assembly' hanggang sa 'monolithic casting'
Ang tradisyonal na pagmamanupaktura ng mga magnetic code disc ay kadalasang sumusunod sa isang naka-segment na proseso – pagmomolde muna, pagkatapos ay pag-magnetize, pagkatapos ay pag-assemble – at ang bawat karagdagang hakbang ay nag-iipon ng mga error. Ang SDM ay gumagamit ng  pinagsama-samang teknolohiya sa pag-injection molding  , na pinagsasama ang magnetic material at ang disc substrate sa isang hakbang sa pag-injection molding. Hindi lamang nito lubos na binabawasan ang mga naipon na tolerance mula sa pagpupulong ngunit makabuluhang pinapabuti din nito ang structural strength at lightweighting ng disc - partikular na angkop para sa mga robot joints kung saan ang laki at bigat ay kritikal.

Magnetic-printing point magnetization: bawat poste na 'carved with precision'
High-precision magnetic encoders ay humihiling na ang bawat N/S pole sa disc ay nakaposisyon nang may matinding katumpakan at pare-parehong magnetic field intensity. Gumagamit ang SDM ng  magnetic-printing point magnetization  - independyente at tumpak na pag-magnetize ng bawat poste nang paisa-isa. Tinitiyak ng diskarteng ito na 'carved' ang pare-parehong pamamahagi ng poste at matatag na intensity ng magnetic field, na pangunahing ginagarantiyahan ang sinusoidal output signal ng encoder at naglalagay ng solidong magnetic foundation para sa pagsukat ng anggulo na may mataas na resolution.

Buong magnetic-field waveform inspeksyon: walang 'defective' disc na umalis sa pabrika
Ang huling linya ng depensa sa magnetic code disc manufacturing ay inspeksyon. Nagsasagawa ang SDM  ng buong magnetic-field waveform inspeksyon  sa bawat solong disc bago ipadala. Gamit ang mga magnetic sensor na may mataas na sensitivity, kinukuha ang kumpletong signal ng magnetic field habang umiikot, at binubuo ang mga waveform diagram upang pag-aralan ang mga pangunahing parameter gaya ng mga error sa peak-to-peak at pagbaluktot ng waveform. Ang mga disc lang na may perpektong waveform ang makakatanggap ng qualification tag - ibig sabihin, bawat SDM magnetic code disc na inihatid sa mga robot manufacturer ay sumailalim sa  100% waveform verification , na tinitiyak ang pangmatagalang stable na operasyon sa robotic joints.

IV. Mula sa 'domestic substitution' hanggang sa 'domestic leadership'

Mula sa pinagsamang injection molding, hanggang magnetic-printing point magnetization, hanggang sa buong magnetic-field waveform inspection - Ang SDM ay bumuo ng isang kumpleto, nagsasarili, at nakokontrol na manufacturing chain para sa magnetic encoder sensor disc na may tatlong mukhang simple ngunit makapangyarihang proseso.

Ito ay hindi lamang isang pag-upgrade sa teknolohiya ng pagmamanupaktura; ito ay isang microcosm ng  industriya ng magnetic materials ng China na lumilipat mula sa 'tagasunod' patungo sa 'katunggali' at maging sa 'lider' . Kapag ang mga domestic magnetic code disc ay naka-install sa mga joints ng mga Chinese na robot, kapag ang 'bottleneck' ay naging 'sa aming mga kamay,' ang gulugod ng industriya ng robotics ng China ay tunay na nakatayo.

SDM Magnetics – nagtutulak sa bawat tumpak na pag-ikot ng mga Chinese na robot na may lakas ng magnetism.