論磁編碼器與光編編碼器的當(dāng)下和未來(lái)

本文整理自12月20日“2020智能制造＆中國(guó)運(yùn)動(dòng)控制／直驅(qū)行業(yè)發(fā)展高峰論壇——運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用分論壇”，浙江禾川科技股份有限公司董事長(zhǎng)王項(xiàng)彬的發(fā)言，談?wù)摿撕檀ù啪幋a器與光編碼器的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀與未來(lái)研發(fā)追求，供業(yè)內(nèi)人士參考。


高工藝追求貫穿編碼器的當(dāng)下與未來(lái)

近幾年，磁編碼器從開(kāi)始的不被行業(yè)接受，逐漸成為工業(yè)應(yīng)用中的主流編碼器，從技術(shù)角度來(lái)看，國(guó)內(nèi)廠家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全面突破。禾川的磁編碼器已發(fā)展到19位，達(dá)到了業(yè)內(nèi)最高水平，具有耐震動(dòng)、耐油污、耐灰塵等優(yōu)勢(shì)，并得到了大批量市場(chǎng)驗(yàn)證，穩(wěn)定可靠。在光編碼器方面，禾川采取的研發(fā)策略與磁編碼器相同，即做得更短。禾川的25位光編將分辨率做到0.038角秒，精度做到10角秒以內(nèi)，具有高分辨率、速度波動(dòng)小、低速穩(wěn)定性、定位精度高等特點(diǎn)。

光編與磁編的主要區(qū)別在于精度，光編精度優(yōu)于磁編，即使是目前最高19位的磁編，在某些應(yīng)用場(chǎng)合仍達(dá)不到行業(yè)的精度要求。例如，有軌跡要求的金屬雕刻、快速模切等高精高速高技術(shù)要求行業(yè)。

當(dāng)前，編碼器中的一些芯片、關(guān)鍵磁及磁頭等重要元器件仍然依賴于進(jìn)口，這是國(guó)內(nèi)編碼器廠商下階段的主要突破目標(biāo)。在這樣的情況下，當(dāng)企業(yè)達(dá)到批量化生產(chǎn)能力的時(shí)候，其主要競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)就聚集在產(chǎn)品的工藝提升上。例如，禾川的磁編與光編在精度設(shè)計(jì)上，都采用了一個(gè)補(bǔ)正技術(shù)，通過(guò)在每個(gè)一定的區(qū)間內(nèi)添加補(bǔ)正量，對(duì)累計(jì)精度進(jìn)行補(bǔ)正，從而大大提升產(chǎn)品的可靠性與穩(wěn)定性。


在光編的設(shè)計(jì)工藝追求上，我們也下足了功力。光編的主要應(yīng)用場(chǎng)合在于技術(shù)雕刻，功耗要求比較高，現(xiàn)在禾川已經(jīng)在開(kāi)發(fā)無(wú)電池多圈，用于解決電池能耗問(wèn)題。針對(duì)電機(jī)的安裝，100法蘭以下，禾川采用分體式的安裝形式，設(shè)計(jì)迷宮式的軸承擋油板結(jié)構(gòu)，油脂蒸發(fā)自動(dòng)回到軸承，避免污染碼盤(pán)，影響精度；針對(duì)100法蘭以上的電機(jī)，采用十字連軸安裝方式，減震緩沖、隔離高溫、防止竄動(dòng)、防止油污，具有高可靠性的工藝保障。

當(dāng)然，在研發(fā)的過(guò)程中，禾川也碰到很多問(wèn)題。如，十字連軸研發(fā)了近一年半到兩年，大概解決了一百多個(gè)問(wèn)題，看起來(lái)很簡(jiǎn)單的東西，但是挺復(fù)雜的。雖然國(guó)內(nèi)已有幾家公司具備光編批量化生產(chǎn)的技術(shù)實(shí)力，但在光編工藝追求上的精益求精，仍是禾川接下來(lái)要努力的方向。


另外，先進(jìn)的編碼器算法技術(shù)，也能有效提升整體伺服驅(qū)動(dòng)器性能。目前，驅(qū)動(dòng)器在國(guó)內(nèi)的發(fā)展水平都相當(dāng)不錯(cuò)，但是往往馬達(dá)、編碼器與驅(qū)動(dòng)器匹配應(yīng)用的時(shí)候，就會(huì)影響整體的驅(qū)動(dòng)性能。例如，從前磁編在剛起步發(fā)展的時(shí)候因性能不夠，就會(huì)導(dǎo)致在驅(qū)動(dòng)器的研發(fā)上，下更大的功夫來(lái)提升整體的驅(qū)動(dòng)性能，其實(shí)只要把編碼器位數(shù)提高，驅(qū)動(dòng)效果就會(huì)更佳。而且，在25位光編上，禾川采用單級(jí)NS磁環(huán)來(lái)解決多圈問(wèn)題；利用單磁道的單純圖案，實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí)確?？煽啃?；整體技術(shù)采用以后，伺服系統(tǒng)的性能就會(huì)大大提升。我們也經(jīng)常討論，從自動(dòng)化方案整體出發(fā)，解決問(wèn)題會(huì)更快，而不是單靠某一個(gè)驅(qū)動(dòng)器或者某一個(gè)產(chǎn)品去解決問(wèn)題。

企業(yè)開(kāi)放與協(xié)作，方能細(xì)水長(zhǎng)流

從企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，開(kāi)放與協(xié)作是最重要的兩條生命線，開(kāi)放才能在行業(yè)里拔高技術(shù)層次，協(xié)作才能開(kāi)疆?dāng)U土。

無(wú)論是驅(qū)動(dòng)器、編碼器、還是馬達(dá)等產(chǎn)品，禾川一直在努力地投入研發(fā)與設(shè)計(jì)，目前公司超過(guò)200名研發(fā)人員，占員工總數(shù)的30%。另外，禾川在工業(yè)自動(dòng)化全套方案規(guī)劃中，信息層ERP、MES、UWEB系統(tǒng)等皆為自主研發(fā)；經(jīng)過(guò)多年累計(jì)，驅(qū)動(dòng)層伺服也將推出諸多新品；在執(zhí)行層，也投入研發(fā)了智能像機(jī)。并且當(dāng)前禾川的工廠已在規(guī)劃實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的生產(chǎn)線，歡迎各位同行前來(lái)參觀，一起探討交流，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的共同進(jìn)步。

對(duì)于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)我們也要保持開(kāi)放的心態(tài)。我前身是做OEM（原始設(shè)備制造商）和ODM（原始設(shè)計(jì)制造商）的，近幾年禾川一直在發(fā)展OEM，因?yàn)楦杏X(jué)市場(chǎng)很大，目前公司合作的OEM，貼牌占公司30%以上的份額。我認(rèn)為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)并不是價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)，而是品牌的競(jìng)爭(zhēng)，品牌的競(jìng)爭(zhēng)就是服務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)，或者是你的勢(shì)力范圍內(nèi)的客戶關(guān)系及行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，一步步細(xì)分來(lái)看，競(jìng)爭(zhēng)就沒(méi)有想象的那么大，那么可怕。

近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)品牌企業(yè)的精力主要集中在進(jìn)口替代方面，如果在這個(gè)時(shí)間段，好機(jī)會(huì)面前，我們把產(chǎn)品和技術(shù)做到接近國(guó)際水平，然后用更好的服務(wù)及本土化優(yōu)勢(shì)，提高進(jìn)口替代比例，長(zhǎng)期堅(jiān)持如此發(fā)展，其實(shí)在實(shí)現(xiàn)替代的過(guò)程中，品牌自然就形成了，市場(chǎng)份額也就會(huì)慢慢提高。

第二個(gè)方面就是協(xié)作。浙江人做生意一直保持兩個(gè)習(xí)慣，一是細(xì)水長(zhǎng)流，只要客戶有需求我們必會(huì)提供產(chǎn)品。因?yàn)槊總€(gè)廠家都有它的特長(zhǎng)和優(yōu)勢(shì)，所以我們希望跟市場(chǎng)上的客戶、供應(yīng)商、友軍、甚至競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手等實(shí)現(xiàn)全方位的合作，共同更上一層樓；二就是薄利多銷，以求形成更長(zhǎng)遠(yuǎn)的合作，賺回的利潤(rùn)能夠維持下一代的研發(fā)就夠了，但是最終的核心是一定要有利潤(rùn)，沒(méi)有利潤(rùn)，企業(yè)就無(wú)法生存，技術(shù)研發(fā)就會(huì)停滯不前。未來(lái)，禾川期待能與各企業(yè)實(shí)現(xiàn)互惠互利，共同進(jìn)步，走向明日的輝煌和成功。