《簡介》

　　在AGV運動控制系統需要得到關于AGV機械設備的準確的、實時的信息反饋，如AGV位置、舵角度、AGV速度、貨叉高度等信息，用以完成機械設備的自動化控制操作。編碼器正是這樣一種傳感器，它通過光電效應或磁效應原理，將這些物理量信息轉換為電信號，傳遞給AGV控制系統，由于其轉換精度高、實時響應、安裝連接簡單，使得選擇編碼器成為連接機械部件和AGV電子控制系統的理想選擇。

　　視頻1 增量編碼器工作原理

　　編碼器分類

　　根據應用原理的不同，AGV的編碼器可分為光電編碼器和磁性編碼器，他們在眾多應用中體現了各自不同的優勢、特點：

　　光學編碼器

　　光學編碼器應用光電效應原理，將物理信號轉換為電信號。一個LED光源發出的紅外光線，透過刻有光柵的碼盤和相配遮光片，照射在光學傳感器陣列上，然后光學傳感器陣列將這些明暗相間的脈沖信息或位置信息轉換為電信號。

圖1 增量編碼器內部結構

　　光學編碼器具有高精度、高抗干擾性，可以廣泛的應用于各個行業中。

　　磁性編碼器

　　磁性編碼器則應用磁電效應原理，將物理信號轉換為電信號。一塊永磁體被鑲嵌在編碼器的旋轉軸上，傳感器通過感應磁體的磁場，將之轉化為脈沖信號或位置信息。

圖2 磁性編碼器原理

　　磁性編碼器因其工作原理的因素，具有非常高的防護等級，可達IP96K，可擁有惡劣的機械環境中，具有高抗沖擊性和抗震動性能。

　　光纖編碼器

　　光纖編碼器有時被稱為“防爆”編碼器，用于存在甲烷，丙烷或其他極易可燃氣體的場合。

圖3 光纖編碼器

　　使用激光和光電晶體管產生輸出代碼。

　　常用于具有極易燃氣體的防爆應用場合。

　　電容編碼器

圖4 電容編碼器

　　電容編碼器通過使用高頻參考信號檢測電容變化來生成輸出代碼，電容編碼器不推薦用于防爆應用，但由于采用專有的電容技術，因此可以承受與磁編碼器類似的環境因素，并且通常優于光學編碼器。

　　Capacitive Encoder 電容編碼器

　　The revolutionary AMT modular encoder consists of three basic parts as shown in the photograph. The ac field transmitter emits a signal that is modulated by the metal pattern on the rotor as it turns. The sinusoidal metal pattern on the rotor creates a signal modulation that is repetitive and predictable. This occurs as a result of varying capacitive reactance between the signal generated by the transmitter and the metal on the rotor. The field receiver uses a proprietary ASIC to convert the modulated signal into output pulses that can be read by the same circuits used to receive optical encoder output.If you have ever used digital calipers, then you are already familiar with capacitive encoding. The code generation used in digital calipers for decades is the same technology built into the AMT.

　　編碼器分類

　　根據輸出信號類型不同，AGV的編碼器可分為增量型編碼器和絕對值編碼器：

　　增量編碼器

　　增量編碼器將被測量信號轉換為脈沖信號，擁有測量被檢測設備的速度、長度、位置。

圖5 增量編碼器輸出

　　絕對值編碼器

　　絕對值編碼器將所檢測的每個位置對應一個唯一的編碼，無論在何種狀態下，都可確定設備的位置變化。

圖6 絕對值編碼器輸出

圖7 編碼器刻度盤

　　電路老化補償

　　編碼器的LED光源和電子元件在使用一段時間后不可避免地產生衰減。因此輸出信號也將衰減。通道A和B之間90°相位差將變得越來越小。從而無法檢測出旋轉方向。因此編碼器廠商會設計一個特殊的電路用于杜絕以上現象的發射。

圖8 編碼器老化補償原理

　　選擇編碼器考慮因素

　　溫度補償

　　編碼器產品配備專用電路確保超出工作溫度范圍時，信號質量保持相同的高水平。

　　短路保護

　　編碼器確保在信號輸出通道發生短路或錯誤的接線是編碼器不被損壞。一旦編碼器正確接線，將恢復工作。

　　反極性保護

　　編碼器供電范圍5-30VDC和10-30VDC。在電源線發生錯誤的接線是傳感器不被損壞。一旦傳感器正確接線，將恢復工作。

　　環境要求

　　編碼器在使用時，環境因素對于編碼器的使用壽命有顯著的影響。

　　工作溫度

　　編碼器能夠正常溫度的工作時的環境溫度，工作溫度降直接影響編碼器的使用壽命和使用效果。

　　機械強度

　　編碼器產品采用雙軸承或多軸承支撐結構，最大程度的保證編碼器的機械承載能力。同時軸承直接采用機械機構相互限位的設計。

　　使用特殊的潤滑脂對軸承進行處理，軸承能夠承受極端的溫度環境、高速、高負載以及不斷的換向旋轉。

　　軸承的使用壽命是以編碼器的旋轉轉數來定義的。使用壽命可以用以下面公式轉換成小時：

　　最大轉速

　　編碼器的最大轉速受限于最大機械轉速和輸出脈沖數（PPR），編碼器的最大允許轉速（詳見產品的參數表）。最大轉速和脈沖頻率的關心可以表述為如下：

圖9 編碼器轉速圖表

　　新松AGV運動控制系統中的每個運動軸的位置信息、角度信息、高度信息等等其他機械設備的信息，均利用編碼器進行實時反饋。

　　在AGV系統中，每個運動軸都會內置一個編碼器，每個編碼器提供位置、角度、高度等信息給AGV控制系統，因此編碼器對于AGV控制系統尤為重要。編碼器就是AGV運動軸的首要反饋傳感器。

沈陽新松機器人自動化股份有限公司董事長、董事 ：于海斌

中國科學院沈陽自動化研究所所長，1964年生，工學博士，研究員，ISA Fellow，中國自動化學會理事，中國儀器儀表學會理事，國家科學技術部智能制造專項專家組成員，全國工業自動化系統與集成標準化技術委員會副主任委員。主要研究領域：工業自動化。

沈陽新松機器人自動化股份有限公司名譽董事長：王天然院士

機器人國家工程研究中心主任，中國工程院院士，國務院政府特殊津貼專家。全國人民代表大會九屆、十屆、十一屆代表。曾榮獲國家有突出貢獻優秀中青年專家、全國優秀科技工作者、全國杰出專業技術人才、遼寧省特等勞動模范等稱號，并獲國家和中國科學院科技進步獎等多項獎。

新松機器人自動化股份公司創始人、總裁：曲道奎 博士

曲道奎博士，中國科學院教授、博士生導師，新松機器人自動化股份公司創始人、總裁，機器人國家工程研究中心副主任。兼任國家機器人標準化總體組組長、中國機器人創新聯盟主席、中國機器人產業聯盟理事長、中國智能制造系統解決方案供應商聯盟首任輪值主席、中國自動化學會機器人委員會主任委員、國家基金評審委員、國家科技獎勵評審委員。獲中國青年科技獎、中科院青年科學家獎、GM中國科技成就獎，2014年度中國十大科技創新人物，2015年度中國十大經濟人物。科研成果曾獲國家科技進步二等獎2項，中科院科技進步特等獎1項,省部級成果獎10余項。

新思維 新目標 新征程

——新松機器人自動化股份有限公司簡介

新松機器人自動化股份有限公司（以下簡稱“新松”）成立于2000年，隸屬中國科學院，是一家以機器人技術為核心的高科技上市公司。作為中國機器人領軍企業及國家機器人產業化基地，新松擁有完整的機器人產品線及工業4.0整體解決方案。新松本部位于沈陽，在上海設有國際總部，在沈陽、上海、杭州、青島、天津、無錫、濰坊建有產業園區，在濟南設有山東新松工業軟件研究院股份有限公司。同時，新松積極布局國際市場，在韓國、新加坡、泰國、德國、香港等地設立多家控股子公司及海外區域中心，現擁有4000余人的研發創新團隊，形成以自主核心技術、核心零部件、核心產品及行業系統解決方案為一體的全產業價值鏈。

作為中國機器人產業頭雁，新松已創造了百余項行業第一。成功研制了具有自主知識產權的工業機器人、協作機器人、移動機器人、特種機器人、服務機器人五大系列百余種產品，面向智能工廠、智能裝備、智能物流、半導體裝備、智能交通，形成十大產業方向，致力于打造數字化物聯新模式。產品累計出口40多個國家和地區，為全球3000余家國際企業提供產業升級服務。

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智慧新松，創領未來！

新松機器人公司行業地位

√ 擁有機器人核心技術的企業

√ 行業內首批中國名牌產品

√ 國家首批91家創新型企業

√信息系統集成及服務大型一級企業

√ 計算機系統一級資質認證的企業

√ 中國機器人產業聯盟理事長單位

√ 中國機器人產業技術創新戰略聯盟理事長單位

√ 中國科學院機器人與智能制造創新聯盟理事長單位

√ 中國移動機器人（AGV）產業聯盟理事長單位

√ 中國機器人標準化總體組組長單位

√ 中國機器人協會（籌）會長單位