編碼器作為工業(yè)電機的反饋單元，在運動物體的空間位置和運動速度的檢測工作中發(fā)揮著重要的作用。韋根傳感器技術(shù)在這一領(lǐng)域的應(yīng)用，是近期工控業(yè)內(nèi)較受關(guān)注的一個話題。為了進一步了解韋根傳感器技術(shù)的特點，近期，本刊采訪到德國博思特POSITAL中國區(qū)代表徐哲煒，除了介紹POSITAL這家公司在韋根傳感器技術(shù)的開發(fā)歷程之外，他還詳細分享了韋根傳感技術(shù)的工作原理，以及這類新型編碼器在伺服等工業(yè)電機領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢。

　　組編/劉恒

　　Q：當前，全球制造業(yè)正加速邁向數(shù)字化、智能化發(fā)展階段，請問傳感器/編碼器技術(shù)在其中將發(fā)揮怎樣的作用?

　　A：編碼器屬于運動控制類傳感器，在工業(yè)自動化領(lǐng)域中起到關(guān)鍵作用。任何運動物體的空間位置和運動速度均需要通過編碼器來檢測，在數(shù)字化、智能化發(fā)展的當下，編碼器的角色也變得更加重要，甚至不可或缺，在任何設(shè)備的運動控制過程中，編碼器都可以提供準確的定位檢測功能。

　　Q：請簡要介紹一下德國博思特POSITAL公司在韋根傳感器技術(shù)方面的開發(fā)歷程。

　　A：博思特POSITAL隸屬于FRABA 弗瑞柏集團旗下，主要從事編碼器、傾角儀、工業(yè)傳感器等產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)。從2004年設(shè)計出第一款韋根傳感器開始，博思特POSITAL已擁有近二十年韋根傳感器產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用經(jīng)驗。2013年公司從世界領(lǐng)先的韋根導線制造商手中接收了導線生產(chǎn)，在POSITAL品牌的領(lǐng)導下，公司逐步建立了一支非常專業(yè)和強大的技術(shù)團隊，專注于韋根導線生產(chǎn)和韋根傳感器在多圈旋轉(zhuǎn)編碼器中的應(yīng)用開發(fā)。

　　從最開始的合金冶煉，到韋根傳感器裝配的最終生產(chǎn)，整個生產(chǎn)過程全部都由POSITAL的工程和物流團隊進行控制和優(yōu)化，以確保韋根傳感器產(chǎn)品的優(yōu)秀性能和高品質(zhì)。 2016年，POSITAL韋根傳感器的產(chǎn)量達到100萬只每年;至2023年，有數(shù)以百萬的 POSITAL韋根傳感器正高效運行在各種工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。

　　Q：請問韋根傳感器技術(shù)的工作原理是怎樣的?

　　A：韋根效應(yīng)是一種非線性磁效應(yīng)，以其發(fā)現(xiàn)者John R. Wiegand的名字而命名?；陧f根效應(yīng)的多圈技術(shù)/能量采集技術(shù)是利用磁滯現(xiàn)象所導致導線磁場強度的快速反轉(zhuǎn)，使拾波線圈中產(chǎn)生感應(yīng)脈沖，即使頻率趨近于零時，脈沖的電壓和脈寬都是恒定的，能量恒定且與頻率無關(guān)的脈沖在計量和計數(shù)應(yīng)用中是很有價值的。

　　韋根傳感器主要由線圈、鐵磁體、韋根導線、磁體&屏蔽這幾大部分所組成。韋根傳感器利用磁場產(chǎn)生穩(wěn)定脈沖并提供電能;一方面，脈沖能量可以被采集用于給電路供電，同時韋根傳感器還可作為無線電力傳輸系統(tǒng)的一部分;另一方面，脈沖邊沿很容易被檢測到，這使得韋根技術(shù)完美地適用于那些低能量或可持續(xù)的解決方案中的計數(shù)和觸發(fā)應(yīng)用中。因此，韋根傳感器同時具備脈沖屬性和能量屬性的雙重特點，為多圈系統(tǒng)的計量/計數(shù)工作提供基礎(chǔ)信號和能量供應(yīng)。

　　Q：韋根傳感器技術(shù)在伺服電機領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢有哪些?

　　A：韋根傳感器可應(yīng)用于電機反饋編碼器中，其最主要的特點便是在記錄多圈時無電池且免維護;其次，韋根傳感器還具有高信噪比、耐環(huán)境、無能量衰減、無機械磨損、高觸發(fā)頻率特點。韋根技術(shù)通常在編碼器中起到了多圈計數(shù)的作用，因此其也可以與光電編碼器組合出高性能的產(chǎn)品。

　　Q：目前在中國市場上，POSITAL韋根編碼器在伺服電機領(lǐng)域是否有成功的應(yīng)用案例?應(yīng)用效果如何?

　　A：POSITAL的產(chǎn)品應(yīng)用范圍非常廣泛，其中包括工程機械、港口機械、風電、光伏、醫(yī)療、水務(wù)、機器人等，超過10個大類及50多個細分行業(yè)領(lǐng)域。POSITAL基于韋根技術(shù)開發(fā)的KIT編碼器目前已在國內(nèi)擁有不少成功案例，尤其是在工業(yè)機器人、特種機器人、AGV等對于電機免維護有較高要求的應(yīng)用場合中，POSITAL開發(fā)的產(chǎn)品均能完美勝任。

　　Q：目前在中國市場上，POSITAL傳感器/編碼器產(chǎn)品系列的布局是怎樣的?

　　A：POSITAL目前推出的產(chǎn)品系列主要包括：傳統(tǒng)工業(yè)類旋轉(zhuǎn)編碼器、工業(yè)傾角儀、拉繩傳感器，以及專為伺服和機器人市場推出的KIT編碼器系列。

　　其中，KIT系列編碼器可為實時運動反饋提供智能、免維護且經(jīng)濟高效的解決方案。采用具有不間斷、無電池多圈功能的獨特設(shè)計，KIT系列編碼器每次旋轉(zhuǎn)時，韋根傳感器都會產(chǎn)生脈沖電能，非常適合集成到伺服、步進或BLDC電機中。KIT編碼器安裝不需要特殊設(shè)備，并有多種機械配置，編碼器外徑最小可達22mm，通過增強信號處理軟件還可實現(xiàn)具有出色延遲補償?shù)母叻直媛饰恢脺y量功能。

　　此外，POSITAL還擁有一系列完整的傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)備位置傳感器，如：傾角儀、旋轉(zhuǎn)編碼器、拉繩傳感器等，能夠為AGV、叉車、工程機械、港口起重、醫(yī)療設(shè)備、太陽能/風電等各個行業(yè)用戶提供工廠自動化及移動機械的一站式解決方案。

　　Q：特別是在伺服電機領(lǐng)域，目前POSITAL韋根編碼器產(chǎn)品的主推型號有哪些?產(chǎn)品的主要規(guī)格有哪些(如：接口協(xié)議、分辨率、結(jié)構(gòu)設(shè)計等等)?

　　A：POSITAL自2017年起陸續(xù)推出基于韋根技術(shù)的無電池KIT編碼器系列。該系列目前涵蓋了36mm外徑、22mm外徑，以及大中空產(chǎn)品線，均為絕對值多圈且無需電池。目前產(chǎn)品主要支持BISS-C和SSI開源接口協(xié)議，單圈分辨率最高可達19bit。

　　其中，我們的22mm(外徑)KIT編碼器是目前世界上最小的絕對值多圈編碼器，外形小巧緊湊，多圈，無電池，無齒輪，免維護，單圈分辨率高達17bit。另外，POSITAL通孔KIT編碼器采用空心軸設(shè)計，且無軸承，是一款基于韋根技術(shù)的多圈無電池測量和基于電容的單圈測量編碼器，單圈分辨率為18bit(內(nèi)徑30mm)/19bit(內(nèi)徑50mm)。

　　POSITAL在2024年即將推出全新系列KTD系列KIT編碼器，將采用全新自研EHL芯片作為計數(shù)芯片，所需能耗將大幅降低，可靠性進一步提高。單圈方面采用TMR原理磁性芯片，相比原先基于HALL原理的單圈計數(shù)，信號更為穩(wěn)定，精度和分辨率均能進一步提升。新產(chǎn)品在長度上也將縮短4mm，讓其能夠更好的滿足客戶小型化、微型化需求，滿足例如工業(yè)機器人、AGV等應(yīng)用的需求。新產(chǎn)品還有若干其他重要升級，敬請期待!

　　Q：請介紹目前POSITAL在中國市場的供應(yīng)情況如何?產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、技術(shù)支持情況如何?貨期有多長?

　　A：POSITAL的主要研發(fā)團隊位于德國科隆，公司的兩大生產(chǎn)基地包括：一個是位于波蘭的工廠，主要供應(yīng)歐洲和美洲市場的需求;另一個工廠位于馬來西亞，主要滿足東南亞以及中國的市場需求。未來公司將考慮在中國建廠，以滿足中國本地市場客戶不斷增長的產(chǎn)品需求。

　　目前POSITAL物料供應(yīng)正常，常規(guī)訂單在5天內(nèi)均可發(fā)貨。POSITAL在國內(nèi)各個區(qū)域均設(shè)有辦事處，并由顧問可以為客戶提供遠程或現(xiàn)場咨詢服務(wù)。

　　Q：請問您如何看待未來中國工業(yè)市場的發(fā)展?POSITAL在中國市場是否有一些新的發(fā)展規(guī)劃?

　　A：伴隨著智能制造、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，工業(yè)類編碼器技術(shù)正不斷創(chuàng)新和改進，朝著小型化、高精度、高可靠性、無需電池供電、免維護等方向發(fā)展，以盡可能地降低設(shè)備的“宕機”時間，保證產(chǎn)線長期的正常生產(chǎn)運作，增加工廠的產(chǎn)出效率。

　　中國工業(yè)市場依然充滿生機，博思特POSITAL將堅定不移地在中國投資發(fā)展，展望未來，POSITAL將計劃在國內(nèi)設(shè)立工廠，以此滿足本地市場不斷增長的應(yīng)用需求，為中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級賦能。