國產(chǎn)突破!初創(chuàng)企業(yè)用塑料碼盤代替精密光柵?破解光柵編碼器光刻工藝"卡脖子"難題

時(shí)間:2025-03-28

來源:運(yùn)控CMCIA

導(dǎo)語:在機(jī)器人的運(yùn)行過程中,編碼器發(fā)揮著重要作用。機(jī)器人的位置測量、速度測量、方向判斷以及閉環(huán)控制等基礎(chǔ)性工作,均離不開編碼器。作為機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)控制不可或缺的關(guān)鍵部件,編碼器的精度、響應(yīng)速度和可靠性和等指標(biāo),正成為衡量機(jī)器人產(chǎn)品性能的重要參考依據(jù)。

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  初創(chuàng)企業(yè)攪局,首創(chuàng)光像式編碼器技術(shù)

  目前,編碼器按傳感技術(shù)可分為光電式、磁電式和電感式幾大類別。磁電式編碼器成本低、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),但精度易受強(qiáng)磁、高溫影響;電感式編碼器能在極端環(huán)境工作,可體積大、重量重、動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢。

  光電式編碼器利用光學(xué)原理測轉(zhuǎn)動(dòng)角度,受溫度和電磁干擾小、長期可靠性高、精度可達(dá)角秒級,被廣泛應(yīng)用于高端機(jī)器人市場。但同時(shí),因采用精密光柵盤和高精度光學(xué)組件,核心芯片還依賴進(jìn)口,光電式編碼器也存在成本高昂的問題。此外,其玻璃光刻碼盤在灰塵、油污環(huán)境易受污影響精度,高分辨率型號也結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大。

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  在此背景下,光碼未來首創(chuàng)了顛覆式創(chuàng)新光像式編碼器技術(shù),打破了傳統(tǒng)光電式編碼器在成本和可靠性上的局限。相較當(dāng)前主流光電式編碼器廠商采用帶精密刻度的光電發(fā)生處理輸出芯片及高精密刻度光柵的方案,光碼未來的光像式編碼器采用了塑料碼盤來替代傳統(tǒng)玻璃碼盤,在大幅降低成本的同時(shí)保證了精度。而且,這種編碼器無需軸承保護(hù),不怕灰塵、臟污、消磁及電磁干擾,其溫升耐高溫可達(dá)105℃,具備高穩(wěn)定性和可靠性。

  ▍集成四大創(chuàng)新技術(shù),推動(dòng)編碼器技術(shù)升級

  光碼未來提出的光像式編碼器技術(shù)集成了四大優(yōu)勢,通過采用全新自主技術(shù)方案,在保障精度的同時(shí)提升了可靠性與穩(wěn)定性,還實(shí)現(xiàn)了成本降低,有力推動(dòng)了編碼器技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與升級。

  采用全自主方案:光學(xué)成像算法替代光刻工藝與專用芯片。

  光碼未來所提出的光像技術(shù)方案采用陣列式多個(gè)通用光電發(fā)生接收器和通用 CPU 的高速ADC 模塊及較高精度的注塑碼盤,通過對光電信號光強(qiáng)變化的處理、成像、合成運(yùn)算得出所需探測的微小角度變化,使用較低的組裝加工工藝和校準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)光電編碼器方案相當(dāng)精度的編碼器,替代平行光源及專用IC haus光電池芯片,用光學(xué)革新算法替代光刻工藝及專用芯片。

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  在許多特殊的應(yīng)用場景中,對編碼器的結(jié)構(gòu)尺寸有著特殊要求。光碼未來的技術(shù)方案具備制作中空軸和超小尺寸產(chǎn)品的能力,能夠滿足不同客戶的多樣化需求。其最小可做到8mm高精度23位光編。

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  保證精度降成本:新型工藝替代傳統(tǒng)玻璃光刻碼盤

  傳統(tǒng)的光電式編碼器常采用高精密加工的玻璃碼盤,雖然玻璃碼盤在精度方面表現(xiàn)出色,但其加工工藝復(fù)雜、成本較高,且質(zhì)地易碎,在生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用過程中容易損壞,增加了維護(hù)成本。光碼未來的方案創(chuàng)新性地采用塑料碼盤,在保證精度的同時(shí)大幅降低了成本。

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  提高穩(wěn)定增允差:新方案天然優(yōu)勢淡定應(yīng)對復(fù)雜工況

  在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)和設(shè)備運(yùn)行過程中,由于機(jī)械安裝誤差、設(shè)備振動(dòng)、溫度變化等因素的影響,編碼器不可避免地會(huì)面臨各種允差問題。光像技術(shù)方案天然的具備強(qiáng)大的應(yīng)對更大允差的能力,確保在復(fù)雜工況下仍能穩(wěn)定、準(zhǔn)確地工作。

  增強(qiáng)可靠擋干擾:創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證測量精度準(zhǔn)確性

  在工業(yè)應(yīng)用中,灰塵和臟污常對光電式編碼器造成干擾?;覊m易侵入傳統(tǒng)編碼器遮擋碼盤刻線,影響光信號檢測,導(dǎo)致測量精度下降。光像技術(shù)碼盤采用創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),沒有高精密刻線,不怕灰塵臟污、消磁、溫升。

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  編碼器作為在機(jī)器人、工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的高精度位置傳感器,長期以來面臨著被海外巨頭壟斷的困境,國產(chǎn)化進(jìn)程困難重重。而中國初創(chuàng)企業(yè)光碼未來獨(dú)辟蹊徑,以算法創(chuàng)新為突破口,擺脫了對傳統(tǒng)光刻工藝的依賴,通過“光像技術(shù)”達(dá)成了高精度編碼器的低成本制造。這一成果不僅填補(bǔ)了國產(chǎn)技術(shù)的空白,更為中國高端制造的自主化發(fā)展開辟了全新路徑,有力推動(dòng)智能制造向更高維度邁進(jìn)。

  ▍關(guān)于光碼未來

  光碼未來于2025年2月在浙江湖州成立,是一家專注于創(chuàng)新精密智能傳感技術(shù)解決方案的傳感器初創(chuàng)企業(yè)。

  光碼未來創(chuàng)始人齊洋是國家級特聘專家,曾榮獲第七屆浙商大會(huì)“浙商新星”等多項(xiàng)榮譽(yù)。其研發(fā)團(tuán)隊(duì)也實(shí)力強(qiáng)勁,碩士占比達(dá)高達(dá)30%。同時(shí),光碼未來依托浙江大學(xué)湖州研究院的強(qiáng)大資源,與該院合作成立了機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)傳感器研究中心,并由齊洋擔(dān)任研究中心主任。圍繞最前沿光電技術(shù),光碼未來積極布局,已構(gòu)建了科研、市場雙向循環(huán)體系。

  在3月26日至29日舉辦的2025 ITES深圳工業(yè)展上,光碼未來將攜其光柵編碼器亮相,并正式推出該產(chǎn)品,其展位號為3 - H51,歡迎大家前往參觀交流。

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