Магнетни енкодер је сензор који користи промене у магнетном пољу за мерење угла ротације, смера и брзине. Једноставно речено, он делује као „проприоцептор“ робота — када роботов „мозак“ изда команду попут „подигните леву руку за 30 степени“, магнетни енкодер ради као 'угломер' причвршћен за спој, враћајући у реалном времену стварни достигнути угао. Када се детектује одступање, систем га одмах исправља.
У поређењу са традиционалним оптичким енкодерима, магнетни енкодери имају снажну способност против сметњи, одличну прилагодљивост околини и флексибилну структуру , што их чини посебно погодним за индустријска и сложена окружења са прашином, уљем и вибрацијама. У области роботике, магнетни енкодери еволуирају од конвенционалних пратећих компоненти у кључне сензорске уређаје у оквиру интелигентних система контроле кретања.
На које зглобове се сензор магнетног кодера робота примењује?
Магнетни енкодери се користе у скоро свим зглобовима који захтевају повратну информацију о кретању код робота.
Што се тиче типова зглобова, основним зглобовима као што су колено, раме и струк хуманоидних робота су потребни кодери. Типичан хуманоидни робот са 14+ зглобова захтева 20–30 енкодера. Још упечатљивије, индустријски подаци показују да један хуманоидни робот захтева у просеку око 71 магнетни енкодер . Ови енкодери се обично постављају и на крају мотора и на крају редуктора , радећи заједно на побољшању брзине и прецизности положаја.
Осим хуманоидних робота, магнетни енкодери се такође широко користе у роботским псима и другим сценаријима који захтевају брзу реакцију и имају ограничен простор. Код четвороножног робота, свака нога је обично опремљена са 3 ротирајућа зглоба (контролисање покрета кука, бутине и листа), тако да један четвороножни робот користи укупно 12 енкодера како би осигурао прецизну контролу покрета.
Поред тога, компактни енкодери се могу инсталирати у уским просторима као што су робота ручни зглоб, прсти и врат без угрожавања перформанси.
Колико су они ефикасни? Који ниво тачности могу постићи?
Перформансе магнетних енкодера у зглобовима робота могу се сажети у једну реч: прецизно.
Тренутно су главни магнетни енкодери достигли знатно високе нивое тачности. На пример, магнетни енкодери који користе АМР (анизотропна магнеторезистенција) технологију могу постићи тачност угаоног мерења до ±0,07° ; неки врхунски производи чак достижу тачност апсолутног угла од 0,05° . Што се тиче резолуције, напредни магнетни енкодери могу да обезбеде резолуцију до 18 бита у опсегу од 360°, омогућавајући роботима да обављају задатке са већом доследношћу и поновљивошћу.
У практичним применама, извештај о тестирању колаборативног произвођача робота показао је да се након усвајања магнетних енкодера високих перформанси, тачност позиционирања поновљивости зглобова побољшала са ±0,1 мм на ±0,03 мм . Сваки зглоб Иаскава МОТОМАН робота опремљен је уграђеним магнетним енкодерима високе прецизности, постижући тачност позиционирања поновљивости од ±0,01 мм.
Магнетни енкодери такође подржавају технологију апсолутног кодирања са више обртаја , која задржава информације о положају чак и након губитка струје, елиминишући потребу за поновним преласком на почетак како то захтевају инкрементални енкодери.
Да ли су отпорни на вибрације?
Изузетно отпоран на вибрације. Ово је једна од кључних предности магнетних енкодера у односу на оптичке енкодере.
Пошто раде на принципу бесконтактног мерења , магнетни енкодери избегавају механичко хабање и имају теоретски радни век преко 100.000 сати . Што се тиче отпорности на вибрације, подаци теста су убедљиви: под континуираним вибрацијама (5–2000 Хз) , флуктуација излаза позиције висококвалитетних магнетних енкодера је мања од 0,1° , што је далеко боље од типичних вредности од 3°–5° конвенционалних енкодера.
Поред тога, магнетни енкодери такође нуде степен заштите ИП67 , обезбеђујући стабилан рад у тешким окружењима са контаминацијом прашине и уља. Магнетни енкодери са АМР технологијом су неосетљиви на варијације јачине магнетног поља у засићеном режиму рада, са одличним антивибрационим и анти-температурним перформансама. Неки производи покривају опсег радних температура од -40°Ц до +125°Ц , испуњавајући захтеве индустријске примене.
Укратко, у тешким условима као што су високофреквентни старт-стоп, ротација напред-назад и континуиране вибрације код индустријских робота, магнетни енкодери и даље испоручују стабилне и прецизне сигнале положаја.
СДМ-ови роботски магнетни енкодер сензори
У ланцу снабдевања магнетним енкодером, квалитет магнетних материјала директно одређује коначне перформансе сензора. СДМ Магнетицс Цо., Лтд. је лидер у овој области.
Основан 2009. године, са седиштем у Сјаошану, Хангџоу, и фабриком у Тонглуу, Хангџоу, СДМ је високотехнолошко предузеће на националном нивоу специјализовано за трајне магнете ретких земаља и системе магнетних компоненти. Више од једне деценије, компанија је посвећена истраживању и развоју и производњи магнетних материјала, пружајући јединствена решења широм света за индустрије као што су аутомобилска индустрија, потрошачка електроника, кућни апарати, зелена енергија, медицина, телекомуникације и ваздухопловство.
У области сензора магнетних енкодера робота, основна конкурентност СДМ-а лежи у комплетном ланцу производње прецизности :
Прво, интегрисано бризгање. СДМ-ови енкодерни магнети се производе коришћењем технологије бризганог ферита , која меша феритни прах са смолама високих перформанси (нпр. најлон, ПП, ППС) и обликује их бризгањем. Овај процес даје магнетима и обрадивост пластике и магнетна својства ферита. Штавише, могу се интегрално обликовати са металним осовинама или пластичним структурним деловима, што значајно повећава структурну чврстоћу и интеграцију. Магнети убризгани су добро прилагођени за вишеполно магнетизирање — уобичајено је десетак или два туцета полова, а софистицираније верзије се могу магнетизирати са до стотину полова.
Друго, магнетизовање тачке за штампање. Кључ за магнете кодера лежи у прецизности магнетног пола — на резолуцију директно утиче корак/ширина пола. СДМ користи специјално развијене процесе и опрему за магнетизацију високе прецизности за постизање магнетизације уског тона, високе прецизности, обезбеђујући одличан квалитет сигнала. Ова технологија у стилу „магнетног штампања“ прецизно контролише положај и интензитет сваког магнетног пола, постављајући чврсту основу за каснију прецизност сензора. Компанија такође подржава магнетизацију на више колосека и прилагођавање различитих уских нагиба полова, испуњавајући различите захтеве од инкременталних једноструких до вишеструких апсолутних енкодера.
Треће, 100% потпуна инспекција таласних облика магнетног поља. Након магнетизације, СДМ врши строгу потпуну инспекцију таласног облика магнетног поља за сваки појединачни производ. То је зато што чак и ако су димензионални дизајни тачни, недовољна прецизност магнетизације и даље може довести до нестабилног излазног сигнала, смањене резолуције или потешкоћа са калибрацијом сензора. Кроз потпуну инспекцију, СДМ осигурава да таласни облик магнетног поља сваког магнета енкодера испуњава стандарде дизајна, гарантујући доследност, поузданост и тачност из извора.
Од интегрисаног бризгања, до магнетизације тачке магнетног штампања, до потпуне инспекције таласних облика магнетног поља — СДМ користи овај комплетан прецизан производни ланац како би обезбедио компоненте магнетног језгра високе конзистентности и високе поузданости за сензоре магнетног енкодера робота, помажући у управљању прецизнијом контролом кретања у кинеској роботској индустрији.
