論磁編碼器與光編編碼器的當下和未來

本文整理自12月20日“2020智能制造＆中國運動控制／直驅(qū)行業(yè)發(fā)展高峰論壇——運動控制技術(shù)應用分論壇”，浙江禾川科技股份有限公司董事長王項彬的發(fā)言，談論了禾川磁編碼器與光編碼器的設計現(xiàn)狀與未來研發(fā)追求，供業(yè)內(nèi)人士參考。


高工藝追求貫穿編碼器的當下與未來

近幾年，磁編碼器從開始的不被行業(yè)接受，逐漸成為工業(yè)應用中的主流編碼器，從技術(shù)角度來看，國內(nèi)廠家已經(jīng)實現(xiàn)了全面突破。禾川的磁編碼器已發(fā)展到19位，達到了業(yè)內(nèi)最高水平，具有耐震動、耐油污、耐灰塵等優(yōu)勢，并得到了大批量市場驗證，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、速度波動小、低速穩(wěn)定性、定位精度高等特點。

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，在某些應用場合仍達不到行業(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)。

當前，編碼器中的一些芯片、關鍵磁及磁頭等重要元器件仍然依賴于進口，這是國內(nèi)編碼器廠商下階段的主要突破目標。在這樣的情況下，當企業(yè)達到批量化生產(chǎn)能力的時候，其主要競爭點就聚集在產(chǎn)品的工藝提升上。例如，禾川的磁編與光編在精度設計上，都采用了一個補正技術(shù)，通過在每個一定的區(qū)間內(nèi)添加補正量，對累計精度進行補正，從而大大提升產(chǎn)品的可靠性與穩(wěn)定性。


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

當然，在研發(fā)的過程中，禾川也碰到很多問題。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問題，看起來很簡單的東西，但是挺復雜的。雖然國內(nèi)已有幾家公司具備光編批量化生產(chǎn)的技術(shù)實力，但在光編工藝追求上的精益求精，仍是禾川接下來要努力的方向。


另外，先進的編碼器算法技術(shù)，也能有效提升整體伺服驅(qū)動器性能。目前，驅(qū)動器在國內(nèi)的發(fā)展水平都相當不錯，但是往往馬達、編碼器與驅(qū)動器匹配應用的時候，就會影響整體的驅(qū)動性能。例如，從前磁編在剛起步發(fā)展的時候因性能不夠，就會導致在驅(qū)動器的研發(fā)上，下更大的功夫來提升整體的驅(qū)動性能，其實只要把編碼器位數(shù)提高，驅(qū)動效果就會更佳。而且，在25位光編上，禾川采用單級NS磁環(huán)來解決多圈問題；利用單磁道的單純圖案，實現(xiàn)小型化的同時確?？煽啃?；整體技術(shù)采用以后，伺服系統(tǒng)的性能就會大大提升。我們也經(jīng)常討論，從自動化方案整體出發(fā)，解決問題會更快，而不是單靠某一個驅(qū)動器或者某一個產(chǎn)品去解決問題。

企業(yè)開放與協(xié)作，方能細水長流

從企業(yè)的長遠發(fā)展來看，開放與協(xié)作是最重要的兩條生命線，開放才能在行業(yè)里拔高技術(shù)層次，協(xié)作才能開疆擴土。

無論是驅(qū)動器、編碼器、還是馬達等產(chǎn)品，禾川一直在努力地投入研發(fā)與設計，目前公司超過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)過多年累計，驅(qū)動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。并且當前禾川的工廠已在規(guī)劃實現(xiàn)全自動化的生產(chǎn)線，歡迎各位同行前來參觀，一起探討交流，實現(xiàn)技術(shù)的共同進步。

對于市場競爭我們也要保持開放的心態(tài)。我前身是做OEM（原始設備制造商）和ODM（原始設計制造商）的，近幾年禾川一直在發(fā)展OEM，因為感覺市場很大，目前公司合作的OEM，貼牌占公司30%以上的份額。我認為市場競爭并不是價格的競爭，而是品牌的競爭，品牌的競爭就是服務的競爭，或者是你的勢力范圍內(nèi)的客戶關系及行業(yè)競爭，一步步細分來看，競爭就沒有想象的那么大，那么可怕。

近年來，國產(chǎn)品牌企業(yè)的精力主要集中在進口替代方面，如果在這個時間段，好機會面前，我們把產(chǎn)品和技術(shù)做到接近國際水平，然后用更好的服務及本土化優(yōu)勢，提高進口替代比例，長期堅持如此發(fā)展，其實在實現(xiàn)替代的過程中，品牌自然就形成了，市場份額也就會慢慢提高。

第二個方面就是協(xié)作。浙江人做生意一直保持兩個習慣，一是細水長流，只要客戶有需求我們必會提供產(chǎn)品。因為每個廠家都有它的特長和優(yōu)勢，所以我們希望跟市場上的客戶、供應商、友軍、甚至競爭對手等實現(xiàn)全方位的合作，共同更上一層樓；二就是薄利多銷，以求形成更長遠的合作，賺回的利潤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，沒有利潤，企業(yè)就無法生存，技術(shù)研發(fā)就會停滯不前。未來，禾川期待能與各企業(yè)實現(xiàn)互惠互利，共同進步，走向明日的輝煌和成功。