Magnetski enkoder je senzor koji koristi promjene u magnetskom polju za mjerenje rotacijskog kuta, smjera i brzine. Jednostavno rečeno, djeluje kao robotov 'proprioceptor' — kada robotov 'mozak' izda naredbu poput 'podigni lijevu ruku za 30 stupnjeva', magnetski enkoder radi poput 'kutomjera' pričvršćenog na zglob, vraćajući u stvarnom vremenu stvarni postignuti kut. Nakon što se otkrije odstupanje, sustav ga odmah ispravlja.
U usporedbi s tradicionalnim optičkim koderima, magnetski koderi imaju snažnu sposobnost sprječavanja smetnji, izvrsnu prilagodljivost okolišu i fleksibilnu strukturu , što ih čini posebno prikladnima za industrijska i složena okruženja s prašinom, uljem i vibracijama. U području robotike, magnetski enkoderi se razvijaju od konvencionalnih pratećih komponenti u ključne senzorske uređaje unutar inteligentnih sustava za kontrolu kretanja.
Na koje se zglobove primjenjuje senzor robotskog magnetskog kodera?
Magnetski enkoderi koriste se u gotovo svim zglobovima koji zahtijevaju povratnu informaciju o kretanju kod robota.
Što se tiče tipova zglobova, glavni zglobovi poput koljena, ramena i struka humanoidnih robota trebaju kodere. Tipičan humanoidni robot s 14+ zglobova zahtijeva 20-30 kodera. Što je još začudnije, industrijski podaci pokazuju da jedan humanoidni robot zahtijeva prosječno oko 71 magnetski koder . Ovi se koderi obično postavljaju i na kraju motora i na kraju reduktora , radeći zajedno na poboljšanju brzine i točnosti položaja.
Osim u humanoidnim robotima, magnetski enkoderi također se naširoko koriste u robotskim psima i drugim scenarijima koji zahtijevaju brz odgovor i imaju ograničen prostor. Kod četveronožnog robota, svaka noga je obično opremljena s 3 rotacijska zgloba (kontroliraju pokrete kuka, bedra i listova), tako da jedan četveronožni robot koristi ukupno 12 enkodera kako bi osigurao preciznu kontrolu pokreta.
Osim toga, kompaktni enkoderi mogu se instalirati u uske prostore poput robota zapešća, prstiju i vrata bez ugrožavanja performansi.
Koliko su učinkoviti? Koju razinu točnosti mogu postići?
Učinkovitost magnetskih enkodera u zglobovima robota može se sažeti u jednu riječ: precizno.
Trenutačno su glavni magnetski koderi dosegli znatno visoke razine točnosti. Na primjer, magnetski koderi koji koriste tehnologiju AMR (anizotropni magnetski otpor) mogu postići kutnu točnost mjerenja do ±0,07° ; neki vrhunski proizvodi čak dosežu točnost apsolutnog kuta od 0,05° . Što se tiče rezolucije, napredni magnetski enkoderi mogu pružiti do 18-bitnu rezoluciju u rasponu od 360°, omogućujući robotima da obavljaju zadatke s većom dosljednošću i ponovljivošću.
U praktičnim primjenama, izvješće o ispitivanju kolaborativnog proizvođača robota pokazalo je da se nakon usvajanja magnetskih kodera visokih performansi, točnost pozicioniranja ponovljivosti spoja poboljšala s ±0,1 mm na ±0,03 mm . Svaki zglob robota Yaskawa MOTOMAN opremljen je ugrađenim visokopreciznim magnetskim koderima koji postižu točnost pozicioniranja ponovljivosti od ±0,01 mm.
Magnetski koderi također podržavaju višestruku tehnologiju apsolutnog kodiranja , koja zadržava informacije o položaju čak i nakon gubitka napajanja, eliminirajući potrebu za ponovnim usmjeravanjem prema početnoj stranici kako to zahtijevaju inkrementalni koderi.
Jesu li otporni na vibracije?
Izuzetno otporan na vibracije. Ovo je jedna od ključnih prednosti magnetskih kodera u odnosu na optičke kodere.
Budući da rade na principu beskontaktnog mjerenja , magnetski enkoderi izbjegavaju mehaničko trošenje i imaju teoretski životni vijek veći od 100.000 sati . Što se tiče otpornosti na vibracije, podaci ispitivanja su uvjerljivi: pod kontinuiranim vibracijama (5–2000 Hz) , izlazna fluktuacija položaja visokokvalitetnih magnetskih enkodera manja je od 0,1° , što je daleko bolje od tipičnih vrijednosti od 3°–5° konvencionalnih enkodera.
Osim toga, magnetski enkoderi također nude ocjenu zaštite IP67 , osiguravajući stabilan rad u teškim okruženjima s prašinom i kontaminacijom ulja. Magnetski enkoderi AMR-tehnologije neosjetljivi su na varijacije jakosti magnetskog polja u zasićenom načinu rada, a imaju izvrsne protiv vibracija i temperaturnog drifta . performanse Neki proizvodi pokrivaju radni temperaturni raspon od -40°C do +125°C , ispunjavajući zahtjeve industrijske razine primjene.
Ukratko, pod teškim uvjetima kao što su visokofrekventni start-stop, rotacija naprijed-natrag i kontinuirane vibracije u industrijskim robotima, magnetski enkoderi i dalje daju stabilne i točne signale položaja.
SDM-ovi robotski senzori magnetskog kodera
U opskrbnom lancu magnetskog kodera, kvaliteta magnetskih materijala izravno određuje konačnu izvedbu senzora. SDM Magnetics Co., Ltd. je lider u ovom području.
Osnovan 2009. godine, sa sjedištem u Xiaoshanu, Hangzhou, i tvornicom u Tongluu, Hangzhou, SDM je visokotehnološko poduzeće na nacionalnoj razini specijalizirano za trajne magnete rijetke zemlje i sustave magnetskih komponenti. Više od desetljeća tvrtka je posvećena istraživanju i razvoju i proizvodnji magnetskih materijala, pružajući rješenja na jednom mjestu diljem svijeta za industrije poput automobilske industrije, potrošačke elektronike, kućanskih aparata, zelene energije, medicine, telekomunikacija i zrakoplovstva.
U području senzora robotskih magnetskih kodera, glavna konkurentnost SDM-a leži u potpunom preciznom lancu proizvodnje :
Prvo, integrirano injekcijsko prešanje. SDM-ovi magneti za kodiranje proizvode se pomoću tehnologije brizganog ferita , koja miješa feritni prah sa smolama visokih performansi (npr. najlon, PP, PPS) i oblikuje ih brizganjem. Ovaj proces daje magnetima mogućnost obrade plastike i magnetska svojstva ferita. Štoviše, mogu se integralno oblikovati s metalnim osovinama ili plastičnim strukturnim dijelovima, čime se znatno povećava strukturna čvrstoća i integracija. Injekcijski lijevani magneti prikladni su za višepolno magnetiziranje - uobičajeno je desetak ili dva tuceta polova, a sofisticiranije verzije mogu se magnetizirati s do stotinu polova.
Drugo, magnetizacija točke magnetskog ispisa. Ključ kod magneta kodera leži u točnosti magnetskog pola — na razlučivost izravno utječe nagib/širina pola. SDM koristi posebno razvijene procese magnetizacije visoke preciznosti i opremu za postizanje magnetizacije uskog koraka, visoke točnosti, osiguravajući izvrsnu kvalitetu signala. Ova tehnologija točkastog magnetiziranja u stilu 'magnetskog ispisa' precizno kontrolira položaj i intenzitet svakog magnetskog pola, postavljajući čvrst temelj za kasniju točnost očitavanja. Tvrtka također podržava magnetizaciju s više staza i prilagodbu različitih uspona uskih polova, ispunjavajući različite zahtjeve od jednotračnih inkrementalnih do apsolutnih kodera s više staza.
Treće, 100% potpuna inspekcija valnog oblika magnetskog polja. Nakon magnetiziranja, SDM provodi strogi puni pregled valnog oblika magnetskog polja za svaki pojedini proizvod. To je zato što čak i ako su dimenzionalni dizajni ispravni, nedovoljna točnost magnetizacije još uvijek može dovesti do nestabilnog izlaznog signala, smanjene rezolucije ili poteškoća s kalibracijom senzora. Kroz punu inspekciju, SDM osigurava da valni oblik magnetskog polja svakog magneta kodera zadovoljava standarde dizajna, jamčeći dosljednost, pouzdanost i točnost od izvora.
Od integriranog injekcijskog prešanja, do magnetiziranja točke magnetskog ispisa, do potpune inspekcije valnih oblika magnetskog polja — SDM koristi ovaj kompletan precizan proizvodni lanac kako bi osigurao komponente magnetske jezgre visoke dosljednosti i visoke pouzdanosti za robotske senzore magnetskog enkodera, pomažući u pokretanju preciznije kontrole kretanja u kineskoj robotskoj industriji.
