编码器擅长什么
编码器测角位移和转速,增量编码器输出脉冲、绝对值编码器直接输出角度值。它装在电机、转轴、丝杠上,测旋转角度和速度,配合机械传动也能间接算出直线位移,但会受传动链误差影响。编码器普及得特别广,几乎每个伺服电机背后都有一个,因为它便宜、响应快、能直接反馈给驱动器做闭环。
磁致伸缩擅长什么
磁致伸缩传感器直接测直线位移,装进油缸测活塞位置,非接触、精度高、无传动误差。它输出的是真实直线位置,不依赖机械传动,所以精度不受丝杠间隙、皮带打滑影响。磁致伸缩是现场直接测量型,测得就是真实的物理位置,不经过任何中间换算。
测量对象不同
编码器是旋转类,磁致伸缩是直线类。需要测转速、角度、电机反馈,用编码器;需要直接测直线位移、油缸位置,用磁致伸缩。两者不是替代关系,而是互补:编码器接旋转,磁致伸缩接直线。一个系统里往往两个都会有,电机侧用编码器做速度反馈,执行机构侧用磁致伸缩做位置反馈,各管各的。
精度差异
编码器间接测直线受丝杠、齿轮的误差累计,精度受限;磁致伸缩直接测直线,消除了中间传动误差,精度更高、重复性更好。对精度要求高的直线定位,磁致伸缩优势明显。举个例子:用编码器加丝杠测位置,丝杠的螺距误差、背隙、热伸长都会叠进去;用磁致伸缩测同一根油缸,读到的就是活塞的真实位置,误差来源少了一大截。
现场坑点
一是编码器用于直线定位时,一定要把传动链的背隙、弹性变形算进去,不然闭环容易振荡;二是磁致伸缩埋在油缸里,安装时要保证磁环和活塞同心,偏了会读数不准;三是编码器怕油污和灰尘进入码盘,防护等级要选够;四是磁致伸缩的输出接口要跟驱动器的反馈类型匹配,模拟量、SSI、CANopen都要对得上。
看一个完整案例
一套注塑机的锁模和顶出机构,锁模油缸的活塞位置用磁致伸缩测,直接读到物理行程,闭环稳;伺服电机的转速和角度用编码器反馈,响应快。两者一个管直线、一个管旋转,配合起来设备运行得很顺。反过来,如果只看成本用编码器加丝杠来测油缸位置,丝杠磨损、背隙、热胀冷缩都会把误差叠进来,定位越来越不准。所以真正的做法是按测量对象分工,而不是二选一。
怎么选
测旋转、速度用编码器;测直线、油缸用磁致伸缩。如果一个系统既有旋转轴又有直线轴,就两者并用。把测量对象是旋转还是直线定清楚,选型自然就清楚了。两个都适合的时候,看精度需求和环境:要真位置、要准,选磁致伸缩;要反馈给电机、要快,选编码器。