A mágneses kódoló egy olyan érzékelő, amely a mágneses mező változásait használja a forgásszög, az irány és a sebesség mérésére. Egyszerűen fogalmazva, a robot 'proprioceptora' szerepét tölti be – amikor a robot 'agya' parancsot ad ki, például 'emelje fel a bal karját 30 fokkal' A mágneses kódoló úgy működik, mint egy 'szögmérő', amely az ízülethez van rögzítve, és valós időben visszaadja a ténylegesen elért szöget. Ha eltérést észlel, a rendszer azonnal kijavítja azt.
A hagyományos optikai kódolókhoz képest a mágneses kódolók erős interferencia-ellenes képességgel, kiváló környezeti alkalmazkodóképességgel és rugalmas szerkezettel rendelkeznek , így különösen alkalmasak poros, olajos és vibrációs ipari és összetett környezetekben. A robotika területén a mágneses kódolók a hagyományos tartóelemekből az intelligens mozgásvezérlő rendszerek kulcsfontosságú érzékelőeszközeivé fejlődnek.
Mely ízületekre vonatkozik a robot mágneses kódoló érzékelője?
Mágneses kódolókat használnak szinte minden olyan ízületben, amely mozgás-visszacsatolást igényel a robotokban.
Ami az ízületi típusokat illeti, az olyan magízületeknek, mint a térd, a váll és a humanoid robotok dereka, mind kódolókra van szükségük. Egy tipikus humanoid robothoz 14+ ízülettel 20-30 kódolóra van szükség. Még szembetűnőbb, hogy az iparági adatok azt mutatják, hogy egyetlen humanoid robothoz átlagosan körülbelül 71 mágneses kódolóra van szükség . Ezeket a kódolókat általában helyezik el mind a motor végén, mind a reduktor végén , együtt dolgozva a sebesség és a pozíciópontosság javítása érdekében.
A humanoid robotokon kívül a mágneses kódolókat széles körben használják robotkutyákban és más olyan forgatókönyvekben is, amelyek gyors reagálást igényelnek, és korlátozott a helyük. Egy négylábú robotban minden láb jellemzően 3 forgó ízülettel van felszerelve (a csípő, a comb és a vádli mozgását vezérli), így egy négylábú robot összesen 12 kódolót használ a precíz mozgásvezérlés érdekében.
Ezenkívül a kompakt jeladók szűk helyekre, például a robot szerelhetők csuklójára, ujjaira és nyakára a teljesítmény csökkenése nélkül.
Mennyire hatékonyak? Milyen pontossági szintet érhetnek el?
A mágneses kódolók teljesítménye a robotcsuklókban egy szóval összefoglalható: precíz.
Jelenleg a mainstream mágneses kódolók jelentősen magas pontossági szintet értek el. Például az AMR (anizotrop magnetorezisztencia) technológiát használó mágneses kódolók akár ±0,07°-os szögmérési pontosságot is elérhetnek ; egyes csúcskategóriás termékek még a 0,05°-os abszolút szögpontosságot is elérik . Ami a felbontást illeti, a fejlett mágneses kódolók akár 18 bites felbontást is képesek biztosítani 360°-os tartományban, ami lehetővé teszi a robotok számára, hogy nagyobb következetességgel és ismételhetőséggel hajtsanak végre feladatokat.
A gyakorlati alkalmazásokban egy együttműködő robotgyártó tesztjelentése kimutatta, hogy a nagy teljesítményű mágneses kódolók bevezetése után az ízületek ismételhetőségének pozicionálási pontossága ±0,1 mm-ről ±0,03 mm -re javult . A Yaskawa MOTOMAN robot minden csuklója beépített, nagy pontosságú mágneses kódolókkal van felszerelve, amelyek ±0,01 mm-es megismételhetőségi pozicionálási pontosságot érnek el..
A mágneses kódolók támogatják a többfordulatú abszolút kódolási technológiát is , amely az áramkimaradás után is megőrzi a helyzetinformációkat, így nincs szükség az inkrementális kódolók által megkövetelt újrahomingra.
Rezgésállóak?
Rendkívül rezgésálló. Ez a mágneses kódolók egyik legfontosabb előnye az optikai kódolókkal szemben.
Mivel működnek érintésmentes mérési elven , a mágneses jeladók elkerülik a mechanikai kopást, és elméleti élettartamuk meghaladja a 100 000 órát . A rezgésállóság tekintetében a vizsgálati adatok meggyőzőek: folyamatos rezgés (5–2000 Hz) mellett a kiváló minőségű mágneses jeladók pozíciókimeneti ingadozása kisebb, mint 0,1° , ami jóval meghaladja a hagyományos jeladók tipikus 3–5°-os értékeit.
Ezenkívül a mágneses kódolók IP67 védelmi besorolást is kínálnak , biztosítva a stabil működést por- és olajszennyezett zord környezetben is. Az AMR-technológiás mágneses kódolók érzéketlenek a mágneses térerősség változásaira telített üzemmódban, és kiváló rezgéscsillapító és hőmérséklet-eltolódást gátló teljesítményt nyújtanak. Egyes termékek közötti üzemi hőmérséklet-tartományt fednek le -40°C és +125°C , és megfelelnek az ipari minőségű alkalmazási követelményeknek.
Röviden, olyan súlyos körülmények között, mint a nagyfrekvenciás start-stop, előre-hátra forgás és folyamatos vibráció az ipari robotokban, a mágneses kódolók továbbra is stabil és pontos helyzetjeleket adnak le.
Az SDM robot mágneses kódoló érzékelői
A mágneses kódoló ellátási láncában a mágneses anyagok minősége közvetlenül meghatározza az érzékelő végső teljesítményét. Az SDM Magnetics Co., Ltd. ezen a területen vezető szerepet tölt be.
A 2009-ben alapított, Xiaoshanban (Hangzhou) található központtal és a hangzhoui Tongluban található gyárral az SDM nemzeti szintű csúcstechnológiás vállalkozás, amely ritkaföldfém állandó mágnesekre és mágneses alkatrészrendszerekre szakosodott. A vállalat több mint egy évtizede foglalkozik mágneses anyagok kutatás-fejlesztésével és gyártásával, és világszerte egyablakos megoldásokat kínál olyan iparágak számára, mint az autóipar, a fogyasztói elektronika, a háztartási gépek, a zöld energia, az orvostudomány, a távközlés és a repülőgépipar.
A robot mágneses kódoló érzékelők területén az SDM versenyképessége a teljes precíziós gyártási láncban rejlik :
Először is, integrált fröccsöntés. Az SDM kódoló mágnesei készülnek fröccsöntött ferrit technológiával , amely ferritport kever össze nagy teljesítményű gyantákkal (pl. nylon, PP, PPS), és fröccsöntéssel formálja azokat. Ez az eljárás mind a műanyagok feldolgozhatóságával, mind a ferritek mágneses tulajdonságaival ruházza fel a mágneseket. Sőt, önthetők , nagymértékben növelve a szerkezeti szilárdságot és az integrációt. egybeöntve is fémtengelyekkel vagy műanyag szerkezeti részekkel A fröccsöntött mágnesek kiválóan alkalmasak többpólusú mágnesezésre – elterjedt egy tucat-két tucat pólus, a kifinomultabb változatok pedig akár száz pólussal is mágnesezhetők.
Másodszor, mágneses nyomtatási pont mágnesezés. A kódoló mágnesek kulcsa a mágneses póluspontosságban rejlik – a felbontást közvetlenül befolyásolja a pólus osztásköze/szélessége. Az SDM speciálisan kifejlesztett , nagy pontosságú mágnesezési eljárásokat és berendezéseket alkalmaz a keskeny hangmagasságú, nagy pontosságú mágnesezés elérése érdekében, biztosítva a kiváló jelminőséget. Ez a 'mágneses nyomtatás' stílusú pontmágnesezési technológia pontosan szabályozza az egyes mágneses pólusok helyzetét és intenzitását, szilárd alapot teremtve a későbbi érzékelési pontossághoz. A vállalat támogatja a többsávos mágnesezést és a különböző keskeny pólusosztások testreszabását is, amelyek megfelelnek a különféle követelményeknek az egysávos inkrementálistól a többsávos abszolút kódolókig.
Harmadszor, a mágneses mező hullámformáinak 100%-os teljes ellenőrzése. A mágnesezés után az SDM teljes körűen megvizsgálja a mágneses mező hullámformáját . minden egyes terméknél szigorúan és Ennek az az oka, hogy még ha a mérettervek helyesek is, az elégtelen mágnesezési pontosság továbbra is instabil jelkimenethez, csökkentett felbontáshoz vagy érzékelő kalibrálási nehézségekhez vezethet. A teljes körű ellenőrzéssel az SDM biztosítja, hogy minden kódolómágnes mágneses tér hullámformája megfelel a tervezési szabványoknak, garantálva a konzisztenciát, a megbízhatóságot és a pontosságot a forrástól kezdve.
Az integrált fröccsöntéstől a mágneses nyomtatási pontok mágnesezéséig a mágneses mező hullámformáinak teljes ellenőrzéséig – az SDM ezt a teljes precíziós gyártási láncot használja fel, hogy nagy konzisztenciájú, nagy megbízhatóságú mágneses magkomponenseket biztosítson a robotmágneses kódoló érzékelők számára, segítve a nagyobb pontosságú mozgásvezérlést a kínai robotikai iparban.
