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工業(yè)機(jī)器人對(duì)光柵編碼器的特性化需求

在中國(guó)，按應(yīng)用環(huán)境分類(lèi)，機(jī)器人專(zhuān)家將機(jī)器人分為兩大類(lèi)，即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人，而協(xié)作機(jī)器人與傳統(tǒng)機(jī)器人之間并沒(méi)有非常大的不同，只是基于不同的設(shè)計(jì)理念生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品。

現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域常見(jiàn)的機(jī)器人有下面兩種，協(xié)作機(jī)器人和機(jī)械手臂，其所用的編碼器都有各自的特性化需求。

協(xié)作機(jī)器人用編碼器的特點(diǎn)：厚度薄、中空且孔徑大，外徑反而要求越小越好，以便于各關(guān)節(jié)的尺寸可以做得更小，機(jī)器人也就更小了；孔徑大是為了中間可以走線(xiàn)纜，節(jié)省空間。

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需要注意的是，大功率的線(xiàn)纜不宜與編碼器電纜放在同一線(xiàn)槽內(nèi)，以避免干擾造成的信號(hào)異常。一般情況下，此類(lèi)編碼器都使用單圈絕對(duì)式編碼器，同時(shí)配一臺(tái)增量編碼器。

國(guó)外產(chǎn)品很多都采用分體式絕對(duì)式編碼器，這要求與其配套的電機(jī)技術(shù)參數(shù)非常**，否則設(shè)備精度就會(huì)損失。

配合國(guó)內(nèi)協(xié)作機(jī)器人的開(kāi)發(fā)，對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)的編碼器也需要定制來(lái)配合，編碼器厚度、孔徑及外徑等相關(guān)方面參數(shù)都需要給出相應(yīng)的技術(shù)要求。

協(xié)作機(jī)器人用編碼器分為整體式安裝和分體式安裝兩種方式，整體式編碼器特點(diǎn)就是對(duì)客戶(hù)端的電機(jī)技術(shù)參數(shù)要求相對(duì)低些，安裝和調(diào)試相對(duì)簡(jiǎn)單易行，成本相對(duì)高一些；如果采用分體式編碼器，需要雙方配合完成對(duì)應(yīng)接口的設(shè)計(jì)，也是為了后續(xù)安裝調(diào)試簡(jiǎn)單可行，但還是要比整體式產(chǎn)品安裝調(diào)試復(fù)雜一些，成本相對(duì)低一些。

通用的工業(yè)機(jī)械手臂，通常采用整體的伺服電機(jī)+編碼器的方式來(lái)構(gòu)建機(jī)械手臂，由于伺服電機(jī)小型化的需求越來(lái)越旺盛，對(duì)應(yīng)編碼器的小型化和超薄化的要求也越來(lái)越強(qiáng)烈。伺服電機(jī)廠(chǎng)家都需要直徑小、厚度薄、價(jià)格低的編碼器。而這類(lèi)電機(jī)可選用的編碼器也分為整體式和分體式兩種：

分體式編碼器對(duì)軸向竄動(dòng)、徑向跳動(dòng)以及止口尺寸公差等都是有相對(duì)較高的要求，電機(jī)廠(chǎng)家需要對(duì)電機(jī)本身參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)，這樣才能更好與編碼器進(jìn)行對(duì)接；而整體式編碼器的厚度很難做到更薄了，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)好薄的整體式光柵編碼器厚度約為20mm。雖然光柵編碼器只是機(jī)器手臂內(nèi)一個(gè)配件，但是在功能實(shí)現(xiàn)上起到舉足輕重的作用。

2017年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)新增工業(yè)機(jī)器人約13.6萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)約60%。同時(shí)，在市場(chǎng)爭(zhēng)奪戰(zhàn)中，國(guó)產(chǎn)自主品牌工業(yè)機(jī)器人仍長(zhǎng)期處于下風(fēng)；現(xiàn)在很多機(jī)器人公司采用的關(guān)鍵部件只能求助于進(jìn)口品牌，受制于人；其實(shí)有些國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品在定制通訊協(xié)議和產(chǎn)品定制卡開(kāi)發(fā)上都積累了豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，并已經(jīng)有多家機(jī)器人公司用國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品完成關(guān)鍵環(huán)節(jié)配套。另外，近幾年協(xié)作機(jī)器人的出現(xiàn)及增長(zhǎng)為國(guó)產(chǎn)機(jī)器人帶來(lái)新的機(jī)會(huì)。

國(guó)產(chǎn)工業(yè)化編碼器已經(jīng)發(fā)展五十多年了，積累了深厚的底蘊(yùn)，與國(guó)外品牌的差距越來(lái)越小，有些產(chǎn)品已經(jīng)趕超國(guó)際水平。如果能夠得到各行業(yè)的支持與協(xié)同，發(fā)展和完善的步伐會(huì)越來(lái)越快，也會(huì)為各行業(yè)帶來(lái)性?xún)r(jià)比更高的產(chǎn)品。

總之，無(wú)論編碼器還是電機(jī)，乃至到行業(yè)上游產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)之路任重而道遠(yuǎn)，哪個(gè)環(huán)節(jié)羸弱，都會(huì)影響到整個(gè)行業(yè)的發(fā)展，受到國(guó)外產(chǎn)品的限制，前階段“中興事件”就能很好的說(shuō)明一切。
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