磁気エンコーダは、磁場の変化を利用して回転角度、方向、速度を測定するセンサーです。簡単に言うと、ロボットの「固有受容体」として機能します。ロボットの「脳」が「左腕を 30 度上げる」などのコマンドを発行すると、 磁気エンコーダは 関節に取り付けられた「分度器」のように機能し、到達した実際の角度をリアルタイムでフィードバックします。逸脱が検出されると、システムは直ちにそれを修正します。
従来の光学式エンコーダと比較して、磁気式エンコーダは 強力な耐干渉性能、優れた環境適応性、柔軟な構造を特徴としており、粉塵、油、振動のある産業環境や複雑な環境に特に適しています。ロボット分野では、磁気エンコーダが従来のサポートコンポーネントから、インテリジェントモーションコントロールシステム内の主要なセンシングデバイスへと進化しています。
ロボット磁気エンコーダセンサーはどの関節に適用されますか?
磁気エンコーダは、 動作フィードバックを必要とするほぼすべての関節で使用されます。 ロボットの
関節の種類に関しては、 膝、肩、腰などの主要な関節にはすべてエンコーダが必要です。 人型ロボットの14 個以上の関節を持つ一般的な人型ロボットには、20 ～ 30 個のエンコーダが必要です。さらに驚くべきことに、業界データによると、1 台の人型ロボットには平均約 71 個の磁気エンコーダが必要です。これらのエンコーダは通常、 モーター側と減速機側の両方に配置され、連携して速度と位置の精度を向上させます。
人型ロボット以外にも、磁気エンコーダは 犬型ロボット や、高速応答が要求されスペースが限られているその他のシナリオでも広く使用されています。四足ロボットでは通常、各脚に 3 つの回転ジョイント (腰、太もも、ふくらはぎの動きを制御) が装備されているため、1 台の四足ロボットで合計 12 個のエンコーダを使用して正確なモーション制御を確保します。
さらに、コンパクトなエンコーダは、性能を損なうことなくロボットの 手首、指、首などの狭いスペースに取り付けることができます 。
どれくらい効果があるのでしょうか？どの程度の精度を達成できるのでしょうか?
ロボット関節における磁気エンコーダの性能は、一言で言えば 「精密」です。.
現在、主流の磁気エンコーダはかなり高い精度レベルに達しています。たとえば、AMR (異方性磁気抵抗) 技術を使用した磁気エンコーダは、最大 ±0.07° の角度測定精度を達成できます。一部のハイエンド製品では、 絶対角度精度が 0.05°に達する場合もあります。分解能の点では、高度な磁気エンコーダは 18 ビットの分解能を提供できるため、ロボットはより高い一貫性と再現性でタスクを実行できます。 360° の範囲にわたって最大
実際の応用では、高性能磁気エンコーダの採用により関節の再現性位置決め精度が±0.1mmから ±0.03mmに向上したことが協働ロボットメーカーの試験報告書にあります。安川MOTOMANロボットは各関節に高精度磁気式エンコーダを内蔵しており、 繰返し位置決め精度±0.01mmを実現しています。.
磁気エンコーダは、電源喪失後も位置情報を保持する マルチターン アブソリュート エンコーディング テクノロジーもサポートしており、インクリメンタル エンコーダで必要なリホーミングの必要がなくなります。
耐振性はありますか?
非常に耐振動性が高い。 これは、光学式エンコーダに対する磁気エンコーダの重要な利点の 1 つです。
磁気エンコーダはで動作するため 非接触測定原理、機械的磨耗が回避され、理論上の耐用年数は 100,000 時間を超えます。耐振動性の点では、テストデータは説得力があります。 連続振動 (5 ～ 2000 Hz)の下で、高品質磁気エンコーダの位置出力変動は 0.1° 未満であり、従来のエンコーダの典型的な値 3° ～ 5° よりもはるかに優れています。
さらに、磁気エンコーダは IP67 保護等級も備えており、塵や油による汚染のある過酷な環境でも安定した動作を保証します。 AMR テクノロジーの磁気エンコーダは、飽和動作モード下での磁界強度の変化の影響を受けず、優れた 耐振動性能と耐温度ドリフト 性能を備えています。一部の製品はの動作温度範囲をカバーし 、-40°C ～ +125°C、産業グレードのアプリケーション要件を満たします。
つまり、産業用ロボットの高周波起動・停止、正逆回転、連続振動などの過酷な条件下でも、磁気式エンコーダは安定した正確な位置信号を提供します。
SDMのロボット磁気エンコーダセンサー
磁気エンコーダのサプライチェーンでは、磁性材料の品質がセンサの最終的な性能を直接決定します。 SDM マグネティクス株式会社は、 この分野のリーダーです。
2009 年に設立され、杭州蕭山に本社を置き、杭州桐廬に工場を構える SDM は、 国家レベルのハイテク企業です。 希土類永久磁石と磁気コンポーネント システムを専門とする同社は 10 年以上にわたり、磁性材料の研究開発と生産に専念し、自動車、家庭用電化製品、家電、グリーン エネルギー、医療、電気通信、航空宇宙などの業界にワンストップ ソリューションを世界中に提供してきました。
ロボット磁気エンコーダ センサーの分野における SDM の中核的な競争力は、完全な 精密製造チェーンにあります。
まずは一体射出成形。 SDMのエンコーダマグネットは 成形フェライト技術を使用して製造されています。 、フェライト粉末と高性能樹脂（ナイロン、PP、PPSなど）を混合し、射出成形によって成形する射出このプロセスにより、プラスチックの加工性とフェライトの磁気特性の両方が磁石に与えられます。さらに、ことができ、構造強度と一体性が大幅に向上します。 一体成形する 金属シャフトやプラスチック構造部品と射出成形磁石は多極着磁に適しています。12 ～ 20 極が一般的ですが、より高度なバージョンでは最大 100 極まで着磁できます。
第二に、磁気印刷点磁化。 エンコーダマグネットの鍵は磁極の精度にあり、分解能は磁極のピッチ/幅に直接影響されます。 SDMは特別に開発された 高精度着磁プロセスと装置を採用し 、狭ピッチで高精度の着磁を実現し、優れた信号品質を保証します。この「磁気印刷」スタイルの点磁化技術は、各磁極の位置と強度を正確に制御し、その後の検出精度の強固な基盤を築きます。同社は、 マルチトラック磁化 やさまざまな狭い磁極ピッチのカスタマイズもサポートしており、シングルトラック インクリメンタル エンコーダからマルチトラック アブソリュート エンコーダまでのさまざまな要件を満たします。
第三に、磁界波形パターンの全数検査。 SDMでは着磁後、 磁界波形の厳重な全数検査を行っております。 製品一つ一つに対してこれは、寸法設計が正しくても、磁化精度が不十分であると、信号出力が不安定になったり、分解能が低下したり、センサーのキャリブレーションが困難になったりする可能性があるためです。 SDM は完全な検査を通じて、すべてのエンコーダ マグネットの磁界波形が設計基準を満たしていることを確認し、ソースからの一貫性、信頼性、精度を保証します。
統合射出成形から磁気印刷点の磁化、磁場波形の完全な検査まで、SDM はこの完全な精密製造チェーンを活用して、ロボット磁気エンコーダ センサー用の 一貫性と信頼性の高い 磁気コア コンポーネントを提供し、中国のロボット産業における高精度のモーション制御の推進に貢献しています。
