산업용 로봇의 관절 내부, 서보 모터의 샤프트, 휴머노이드 로봇의 모든 동작 노드에는 눈에 띄지 않지만 중요한 구성 요소가 숨겨져 있습니다. 자기 인코더 . 이는 로봇의 '관절 신경' 역할을 하며 속도, 위치 및 각도를 실시간으로 캡처하고 기계적 움직임을 전기 신호로 변환하며 모든 정확한 회전과 파악을 가능하게 합니다.
자기 인코더의 중심에는 N/S 극이 교대로 패턴화된 원형 자기 구성 요소인 자기 코드 디스크 (자기 링 또는 드럼이라고도 함)가 있습니다. 디스크가 샤프트와 함께 회전하면 자기 센서가 자기장의 변화를 감지하여 각도와 속도를 계산합니다. 기존 광학 인코더 와 비교하여 자기 인코더는 제공하므로 비접촉식 측정, 먼지 및 기름에 대한 내성, 진동 저항, 넓은 작동 온도 범위 및 긴 서비스 수명을 산업 자동화 및 로봇 공학에서 점점 더 지배적인 위치를 차지하고 있습니다.
I. '국내 대체'는 왜 필수인가요?
비록 작지만 자기 인코더는 고전적인 병목 현상 기술 입니다 . 수년 동안 휴머노이드 로봇, 신에너지 차량 및 기타 여러 분야에 필요한 고정밀 19비트 또는 심지어 20비트 자기 인코더는 전적으로 유럽에서 수입에 의존해 왔습니다. 이는 비용이 많이 들 뿐만 아니라 리드 타임도 길기 때문입니다. 국내 자기 인코더는 한때 정확성이 부족하여 어려움을 겪었고, 고급 자기 코드 디스크 제조는 오랫동안 외국 거대 기업에 의해 통제되었습니다.
다행히도 이러한 상황은 변하고 있습니다. 의 지속적인 혁신을 통해 자성 재료, 정밀 자화 및 통합 성형 분야 중국 기업은 고정밀 자기 저항 센서 및 자기 코드 디스크의 성능을 꾸준히 개선하여 국내 대체를 가속화하고 있습니다. 2024년 중국 자기 인코더 산업의 시장 규모는 약 11억 1,400만 위안 에 달해 전년 대비 8.37% 성장했습니다.
II. 국내 자기코드 디스크의 세 가지 기술적 장애물
로봇 자기 인코더용 고성능 자기 코드 디스크를 제조하려면 세 가지 핵심 기술 과제를 극복해야 합니다.
성형 정밀도 – 디스크의 치수 정확도는 인코더의 해상도와 신호 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다. 기존의 다중 부품 조립 또는 후처리 방법에서는 로봇 관절이 요구하는 미크론 수준의 정밀도를 충족할 수 없는 조립 오류가 발생합니다.
자화 균일성 및 복잡성 – 고정밀 자기 인코더에는 일반적으로 수십 또는 심지어 수백 쌍이 넘는 N/S 극이 필요합니다. 자화하는 동안 모든 극은 강도, 위치 및 각도가 동일해야 합니다. 작은 편차라도 각도 측정 오류로 이어집니다.
100% 외부 검사 – 자기 코드 디스크를 로봇에 설치하기 전에 엄격한 자기장 파형 테스트를 거쳐 출력 신호가 설계 사양을 충족하는지 확인해야 합니다. 전체 검사가 없으면 일관성이나 신뢰성이 없습니다.
III. SDM: 자성 재료부터 자기 엔코더 센서까지 원스톱 혁신
국내 대체 물결 속에서 SDM Magnetics (Hangzhou) Co., Ltd.는 자성 재료부터 자기 인코더 센서까지 독립적인 풀체인 경로를 구축했습니다.
로봇 자기 엔코더 센서 분야에서 SDM은 통합 사출 성형 → 자기 인쇄 점 자화 → 전체 자기장 파형 검사 의 완전한 기술 루프를 구축했으며 , 각 단계는 궁극적인 정밀도와 일관성 추구를 반영합니다.
통합 사출 성형: '조립'에서 '모놀리식 주조'까지 기존 자기 코드 디스크 제조에서는 먼저 성형하고 자화한 다음 조립하는 분할된 공정을 따르는 경우가 많으며 추가 단계마다 오류가 누적됩니다. SDM은 통합 사출 성형 기술을 채택합니다. 단일 사출 성형 단계에서 자성 재료와 디스크 기판을 결합하는 이는 조립으로 인한 누적 공차를 획기적으로 줄일 뿐만 아니라 디스크의 구조적 강도와 경량화를 크게 향상시킵니다. 특히 크기와 무게가 중요한 로봇 관절에 적합합니다.
자기 인쇄 포인트 자화: 모든 극 '정밀하게 조각' 고정밀 자기 인코더는 디스크의 각 N/S 극이 매우 정확하고 균일한 자기장 강도로 배치되어야 합니다. SDM은 자기 인쇄 포인트 자화를 사용합니다 . 즉, 각 극을 하나씩 독립적이고 정확하게 자화합니다. 이 '조각' 접근 방식은 균일한 극 분포와 안정적인 자기장 강도를 보장하여 근본적으로 인코더의 정현파 출력 신호를 보장하고 고해상도 각도 측정을 위한 견고한 자기 기반을 마련합니다.
전체 자기장 파형 검사: '결함' 디스크가 공장에서 출고되지 않습니다. 자기 코드 디스크 제조의 최종 방어선은 검사입니다. SDM은 전체 자기장 파형 검사를 수행합니다. 배송 전에 모든 단일 디스크에 대해 고감도 자기 센서를 사용하여 회전 중 전체 자기장 신호를 캡처하고 파형 다이어그램을 생성하여 피크 대 피크 오류 및 파형 왜곡과 같은 주요 매개변수를 분석합니다. 완벽한 파형이 있는 디스크만 인증 태그를 받습니다. 즉, 로봇 제조업체에 전달되는 모든 SDM 자기 코드 디스크는 100% 파형 검증을 거쳐 로봇 관절에서 장기적으로 안정적인 작동을 보장합니다.
IV. '국내 대체'에서 '국내 리더십'으로
통합 사출 성형부터 자기 인쇄 포인트 자화, 전체 자기장 파형 검사에 이르기까지 SDM은 간단해 보이지만 강력한 세 가지 프로세스를 통해 자기 인코더 센서 디스크를 위한 완벽하고 자율적이며 제어 가능한 제조 체인을 구축했습니다.
이는 단지 제조 기술의 업그레이드가 아닙니다. 이는 의 축소판입니다 '추종자'에서 '경쟁자', 심지어 '리더'로 전환하는 중국 자성 재료 산업 . 국산 자기 코드 디스크가 중국 로봇의 관절에 설치되고 '병목 현상'이 '우리 손 안에' 있게 되면 중국 로봇 산업의 중추가 우뚝 서게 됩니다.
