RLS磁编码器及高精度磁环技术要求

在磁编码器领域,RLS高精度、可靠性、卓越的动态性能、即用型模块为特点,在全球工业市场拥有较高的市场声誉

RLS是雷尼绍(Renishaw)的关联公司,雷尼绍持有RLS公司50%的股份。RLS联合雷尼绍可提供适合各种应用的定制产品解决方案:从重型机械、先进的手术与协作机器人、航空,深海应用,太阳能发电厂等。

RLS的产品线主要围绕磁性编码技术,分为芯片和模块两大类,主要应用领域:

  • 工业自动化与机器人:伺服电机、机器人关节、协作机器人是其主要市场。
  • 医疗设备:手术机器人、输液泵、呼吸机等需要安静、可靠、精确的运动控制。
  • 航空航天:作动器、舵机控制系统。
  • 高端工业设备:直接驱动电机、数控转台、精密测量仪器。

RLS编码器类型

产品系列产品类型核心特点与描述典型应用
a、 旋转磁编码器   
1. RM系列编码器模块超微型、增量式。尺寸极小,提供差分或单端输出,是市场上最紧凑的磁编码器之一。微型伺服电机、机器人关节、无刷直流电机、空间受限的精密设备。
2. AM系列编码器模块绝对式、模块化。提供单圈或多圈绝对位置信息,支持多种工业标准串行协议。需要上电即知位置的伺服系统、机器人、自动化转台。
3. AX系列编码器模块绝对式、无轴承。模块无内置轴承,允许更大的空心轴直径,磁环可直接压装在客户轴上。大中空轴电机、直接驱动电机、集成度要求高的驱动系统。
4. EC系列编码器模块增量式、无轴承。经典的模块化设计,磁环与读数头分离,提供出色的抗污能力。通用伺服电机、工业自动化、有油污和灰尘的恶劣环境。
5. AK系列编码器IC(芯片)高性能、芯片级。提供高分辨率的数字或模拟输出,允许客户自行设计编码器电路板。需要深度集成的电机驱动板、PCB空间有限的大批量产品。
6. AKS系列编码器IC(芯片)超小型、芯片级。在AK系列基础上进一步缩小封装,是全球最小的磁编码器IC之一。对尺寸有极致要求的微型电机、无人机云台、内窥镜等医疗器械。
7. ORM系列编码器模块光学旋转磁编码器。独特地结合了磁环的鲁棒性和光学传感器的超高精度,实现纳米级分辨率。半导体制造设备、计量仪器、超高精度定位平台等要求极高的场合。

 b、 直线磁编码器 
 8. LM系列

编码器模块 | 线性、增量式。非接触式测量直线位移,对安装误差不敏感,抗污染能力强。 直线电机、精密平台、线性执行器、医疗设备。
 9. LMA系列 

编码器模块 | 线性、绝对式。在LM系列基础上增加了绝对位置反馈功能,上电即知当前位置,无需回零。 需要绝对位置的直线电机、自动化设备、精密测量系统。

RLS,IC-HAUS,AMS磁编码器方案对比

特性维度雷尼绍iC-HausAMS
市场定位高性能、工业级解决方案高度灵活的芯片级解决方案消费电子与汽车级大批量市场
核心产品形态模块化系统(分离的磁环+读数头)编码器芯片编码器芯片/模块
技术特点1. 高精度(细分后分辨率极高)
2. 强大的内置插值和误差补偿
3. 原生支持工业总线协议
1. 高度集成(单芯片系统SoC)
2. 可编程性强(通过GUI配置)
3. 接口丰富,支持数字和模拟输出
1. 高集成度,小型化
2. 出色的能效比低功耗
3. 强大的片上诊断功能
主流系列举例• ATOM DX(绝对式,旋转)
• VIONiC(磁栅,线性)
• iC-MH / iC-MU(增量式)
• iC-PV / iC-QQ(绝对式/可编程)
• iC-MW(线性)
• AS504x(绝对式,旋转)
• AS5x(绝对式,旋转)
• AS53xx(线性)
典型输出接口BiSS C, Fanuc, Mitsubishi, DRIVECLiQ, SerialA/B/I, UVW, PWM, SPI, SSI, Hiperface DSL, EnDatABI, PWM, UVW, SPI, I²C, ABZ

精密磁环技术要求

高精度,性能均一稳定的磁环,对磁编码器的稳定工作至关重要。我们欧波福公司在精密磁环领域,通过自主的垂直整合、深耕本土市场的应用理解以及持续的工艺攻关,为客户提供极具性价比的高精度磁环解决方案。

  • 高精度:通过先进的充磁设备和技术,实现优异的磁极周期精度和低偏心误差,确保高系统精度。
  • 高一致性:严格的生产管控和全检流程,保证磁环批次间的高一致性。
  • 良好的热稳定性:通过采用高性能磁性材料,并优化配方与处理工艺,保证磁环在宽温范围内的性能稳定。

磁环的性能可以概括描述如下:

a:机械尺寸要求

 确保磁环能够被精确、稳定、同心地安装在旋转轴上,为高精度测量提供一个理想的几何基准。

技术要求描述与目的不达标的后果
1. 尺寸与公差严格控制内径、外径、宽度和厚度等关键尺寸的公差,确保能与轴、外壳等部件精确配合。安装困难,配合过松或过紧,导致应力或偏心。
2. 真圆度确保磁环的圆形轮廓尽可能完美,避免椭圆或多边形偏差。引入与旋转周期相同的低频误差,影响精度。
3. 端面跳动/平行度控制磁环两个端面与轴心的垂直度和平行度。导致磁环在旋转时产生轴向窜动,影响读数头与磁环间隙的稳定性。
4. 同轴度确保磁环的几何中心与电机轴的旋转中心完全重合。这是最关键的机械要求之一。产生严重的偏心误差,这是旋转编码器最主要的误差源,其误差幅度等于偏心量。

b:磁性性能要求

 产生一个强度稳定、波形纯净、周期精确的正余弦磁场信号,为后级的插值算法提供高质量的信号源,从而实现高分辨率和高精度。

技术要求描述与目的不达标的后果
1. 磁极周期精度磁环上每个N-S磁极对的宽度必须高度均匀一致,这是角度测量的“尺子”刻度。直接产生位置误差,导致编码器精度下降。
2. 磁场强度磁环表面磁场的强度需足够高,且在整个工作范围内保持稳定。强度过弱会导致信噪比低,易受干扰;强度过高可能使传感器饱和。
3. 磁场均匀性每个磁极中心的磁场强度应一致,整个圆周上的磁场强度也应均匀。导致正弦波信号幅度波动,引起插值误差和速度抖动
4. 热稳定性在工作温度范围内,磁场的衰减(磁通损失)必须在允许范围内。高温下信号幅度衰减至阈值以下,导致编码器失效,或引起精度漂移。
5. 抗去磁能力抵抗外部反向磁场(如电机定子磁场)导致其磁性减弱或消失的能力。在强干扰磁场中性能不稳定,磁场强度逐渐衰减,寿命缩短。
6. 波形纯度磁环旋转时产生的磁场空间波形应接近理想的正弦和余弦曲线。这是以上多项磁性性能的综合体现,波形不纯会直接限制编码器的终极性能

欧波福公司有磁环标准品对应常用磁编码器要求,如匹配IC-HAUS IC-MU系列磁编码芯片精密双码道磁环

同时我们可以更灵活快速地响应客户对高精度磁环的定制化需求。期待您能与我们取得联系!

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