盤點歐洲日本伺服電機編碼器知名品牌

伺服電機編碼器是伺服電機上用來測量磁極位置和伺服電機轉角及轉速的一種傳感器。編碼器是伺服系統(tǒng)中的關鍵零部件之一，可以決定伺服系統(tǒng)性能的上限。

目前市面上日系和歐系伺服電機編碼器占據(jù)主流。日系廠商一般通過專有編碼器協(xié)議打造一個封閉系統(tǒng)，在封閉的系統(tǒng)內自家的電機只適配自家編碼器從而充分發(fā)揮技術協(xié)同的優(yōu)勢，不斷在硬件性能上追求極限，整體提升伺服性能。這種高性價比路線，靠構建封閉的生態(tài)來占領具有絕對優(yōu)勢的市場份額。安川、松下、三菱、歐姆龍等知名的日系廠家都是走的這一條路線。

歐系相較于日系廠商的“封閉”系統(tǒng)，更偏向于在某一項技術上不斷攀登，站在技術的頂端以“開放”的模式來和別家進行配套。編碼器技術領域極其專業(yè)的如海德漢，sick等國際品牌，都有自己的核心技術競爭力，將編碼器性能做到極致，然后去匹配各家的電機，驅動器等其他零部件。

國內目前還是處于電機本體自己做，編碼器外購更多。國內伺服大部分廠家出于成本考慮偏向日系設計。

安川電機（日系）

上文提到日系廠商電機和編碼器大多是一體封閉系統(tǒng)，像多摩川這樣的專業(yè)編碼器廠商也沒有給出很多具體的編碼器參數(shù)指標，只好從日系廠商旗下編碼器配套的電機整體來分析。

Σ-7系列采用了安川自己推出的M總線通信協(xié)議，在該系列伺服電機中配置的是高分辨率的24bit編碼器，最高可達到1677萬脈沖/rev，較Σ-V系列分辨率提高了近16倍。這個精度很高，應用于常見的導程20mm的滾珠絲杠上，位置分辨率可以做到1.2nm。

同時，安川編碼器另有無電池多圈的技能加持。其原理大致來說，是運動的編碼器軸通過特殊調節(jié)的電線產生能量，這種特殊的能量會觸發(fā)特定的計數(shù)器并將數(shù)據(jù)寫入非易失性存儲器。

三菱（日系）

三菱推出的最新一代的J5，速度環(huán)帶寬3.2k，最小通信周期31.25us，26bit無電池多圈編碼器，融合了機械診斷等人工智能技術。

從J2系列到J5系列（三菱電機中國官網(wǎng)并無J5的產品信息，但已經(jīng)推出），速度環(huán)帶寬不斷提升，從J2的55Hz到J5的3500Hz已經(jīng)拔高了不少，而編碼器的分辨率更是從17位飆升到26位，可見三菱在編碼器技術實力的深厚。


J5-HK系列標配了26位分辨率無電池絕對位置編碼器，采用的是獨創(chuàng)的多旋轉檢測方式，因此無需使用保持絕對位置數(shù)據(jù)的電池，應該和安川一樣是基于韋根技術自研的無電池檢測方法。

海德漢（歐系）

海德漢編碼器的精度無疑是所有品牌里最高的，但是價格也不是一般的貴。海德漢旗下編碼器模塊種類較多，這里選取光學掃描的角度編碼器為例。

第一類是玻璃圓光柵碼盤的角度編碼器。該種類有三種型號：ERP 880、ERP 1000、ERP 2000。三種型號的編碼器系統(tǒng)精度均在±0.9'-±4'之間，在擁有較小的細分誤差同時還能保持較低的信號噪音。因為ERP 2000采用玻璃基體的SUPRADUR相位光柵，在每圈信號周期數(shù)上較帶輪轂的玻璃圓光柵碼盤的相位光柵模式下的ERP 880，ERP 1000會降低，但在同類產品上依然是領先的4096周期數(shù)。ERP 880擁有180000每圈周期數(shù)，ERP 1000則有23000-63000的周期數(shù)。在高重復精度和高分辨率應用上這個系列處于國際標桿水平。


第二類是鋼光柵鼓光柵的角度編碼器。第一個系列是采用三點定心模式的ECA 4000，系統(tǒng)精度在±3'至±1.5'，信號周期數(shù)覆蓋8195至44000；第二個系列ERA 4000采用光柵鼓帶定心環(huán)的模式。采用光柵鼓帶定心環(huán)的模式肯定會較三點定心模式在精度上有所下降，為±5'至±2'。但在信號周期數(shù)上覆蓋更廣，3000至13000、6000至44000和12000至52000。這種多種每圈線數(shù)，更高的軸數(shù)上限，在適配高精度高動態(tài)性能電機上很吃香。

小結

雖然日系編碼器很多具體參數(shù)無法數(shù)據(jù)化，但可以從電機整體性能上看出，在日系封閉生態(tài)下的伺服系統(tǒng)擁有強大硬件性能。這種以電機為核心，零部件自配的生態(tài)模式充分利用技術協(xié)同讓硬件的性能得到了最大限度的發(fā)揮。雖然它不夠“開放”，但它足夠實用。歐系品牌引領的“開放”流派則以技術為王，將編碼器的技術水平推向一個又一個高峰。

目前國內還沒有出現(xiàn)體量與國內龐大市場能相匹配的編碼器企業(yè)，高端編碼器產品依賴進口,中低端產品主要以價格獲得市場份額，在產品結構調整上國內品牌還有很長的路要走。

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