2021先進(jìn)會員（創(chuàng)新十佳）：HKD高精度高分辨力絕對式光柵旋轉(zhuǎn)編碼器
2023-1-17 來源：機床協(xié)會 作者：-
一、產(chǎn)品亮點
長春禹衡光學(xué)有限公司專注于開發(fā)交流伺服電機及數(shù)控機床用高精度、高分辨力絕對式光柵旋轉(zhuǎn)編碼器，掌握相關(guān)設(shè)計、制造和軟硬件核心技術(shù)，產(chǎn)品綜合技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際同類產(chǎn)品水平。在絕對式編碼器技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破，并實現(xiàn)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化。通過本項目的實施，縮小了國產(chǎn)絕對式編碼器與國際先進(jìn)水平的差距，掌握了多項核心技術(shù)，擺脫了我國高檔數(shù)控機床、伺服控制領(lǐng)域所需要的絕對式編碼器全部依賴進(jìn)口的境況。
高精度、高分辨力絕對式光柵旋轉(zhuǎn)編碼器具體技術(shù)指標(biāo)如下：
絕對式輸出形式：二進(jìn)制； 分辨力：單圈17位以上、多圈12位以上；時鐘頻率：4MHz以上；增量輸出波形(附加功能)：Sinus-Cosinus 1Vpp，1024線以上；最大機械轉(zhuǎn)速：10000r/min以上；防護(hù)等級：具有防水、防油、防塵能力,IP54以上(封閉式編碼器)；工作溫度：-40℃～+125℃；儲存溫度：-55℃～+130℃。
支持兩種國際主流的編碼器數(shù)據(jù)傳輸總線接口協(xié)議，包括：SSI和BISS兩種編碼器串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。開發(fā) 1 種自主知識產(chǎn)權(quán)的絕對式編碼器全雙工同步串行數(shù)據(jù)傳輸總線接口（CPE-BUS協(xié)議）。
二、圍繞該產(chǎn)品開展的質(zhì)量工作
1.質(zhì)量管理體系及運行情況
公司自成立之初，就獲得了北京華信技術(shù)檢驗有限公司頒發(fā)的ISO9001國際質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書，多次順利通過國內(nèi)外知名企業(yè)的二方審核，質(zhì)量管理體系運行結(jié)果得到普遍好評。目前運行標(biāo)準(zhǔn)為ISO9001:2015。
公司按照GB/T19001-2016《質(zhì)量管理體系要求》，結(jié)合自身生產(chǎn)經(jīng)營建立質(zhì)量管理體系，包括所需過程及其相互作用，對形成的《質(zhì)量手冊》、《質(zhì)量管理體系程序文件》共39個程序文件加以實施和保持，并持續(xù)改進(jìn)。
2.產(chǎn)品質(zhì)量管控環(huán)節(jié)及保障手段
光柵傳感器是學(xué)科綜合性較強的高新技術(shù)產(chǎn)品，集成了計算機、電子、控制、機械、光學(xué)、現(xiàn)場總線等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于機床、量具量儀、機器人等領(lǐng)域，是直接影響機床加工、角度測量、慣性導(dǎo)航、機械控制等位移精度的傳感器。隨著中國自動化行業(yè)快速發(fā)展，數(shù)控和伺服系統(tǒng)大量應(yīng)用，機械設(shè)備數(shù)控精度要求不斷提高，光柵傳感器產(chǎn)品應(yīng)用比例得以大幅提升，光柵傳感器的市場規(guī)模也隨之迅速擴大。
實現(xiàn)光柵傳感器“自主可控”的目標(biāo)，首先要依靠產(chǎn)品的技術(shù)水平，更要依靠產(chǎn)品的質(zhì)量。禹衡光學(xué)非常重視產(chǎn)品質(zhì)量，歷來秉承“質(zhì)量是企業(yè)生命”的理念，從產(chǎn)品的設(shè)計、制造、試驗、檢驗等方面全面貫徹這一理念。
好的質(zhì)量要在產(chǎn)品設(shè)計之初就得到充分考慮。目前禹衡光學(xué)設(shè)計的高端傳感器關(guān)鍵部件分別為軸系、發(fā)光系統(tǒng)、接收系統(tǒng)及傳輸?shù)耐ㄓ崊f(xié)議。軸系的穩(wěn)定性及精度指標(biāo)直接影響高精度傳感器的穩(wěn)定性及精度；高端傳感器對發(fā)光系統(tǒng)（光源）的準(zhǔn)直性、穩(wěn)定性、光強分布的均勻性及光斑的大小要求更高，產(chǎn)品采用新型光源的設(shè)計保證其功能；接收系統(tǒng)（ASIC芯片）根據(jù)模擬信號光電輸出原理，結(jié)合信號的光電特性，采用相位陣技術(shù)，使獲得信號噪聲最小，同時完成信號放大的電路設(shè)計。芯片同時集成偽隨機編碼、格雷碼和增量信號的讀取窗口，實現(xiàn)對絕對位置進(jìn)行高精度的快速定位和多圈計數(shù)功能。高端光柵傳感器的通信協(xié)議受到限制，禹衡光學(xué)目前正在實施三方面的研究工作加以解決。
“智能制造”是提升產(chǎn)品質(zhì)量的又一利器。禹衡光學(xué)經(jīng)過多年的技術(shù)積累，在產(chǎn)品零部件加工和裝配中實現(xiàn)了自動化。
零件加工自動線
產(chǎn)品裝配自動線
試驗是產(chǎn)品設(shè)計驗證、工藝驗證、產(chǎn)品生產(chǎn)的有力保障。產(chǎn)品的可靠性是產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)，禹衡光學(xué)于2014年成立產(chǎn)品可靠性實驗室，是具有多學(xué)科特點的研究機構(gòu)。實驗室成立至今，承擔(dān)了三個國家重大專項產(chǎn)品的實驗、測試工作；參與編制完成《光柵角度編碼器準(zhǔn)確度檢驗規(guī)范》JB/T13542-2018。2018年與吉林大學(xué)成立聯(lián)合實驗室，開展編碼器可靠性實驗的研究工作，完成了《光柵編碼器加速壽命實驗方法》JB/T13686-2019及《光柵編碼器 可靠性實驗方法》JB/T13687-2019的編寫和發(fā)布；2019年被吉林省科技廳確立為“吉林省重點實驗室”。
檢驗是驗證產(chǎn)品是否符合標(biāo)準(zhǔn)及評價產(chǎn)品質(zhì)量的重要活動。禹衡光學(xué)采購、自制了多種設(shè)備滿足零部件和產(chǎn)品的檢驗需求，目前有共約５００臺套量具、量儀及檢測設(shè)備。
三、 用戶評價
用戶對產(chǎn)品使用后評價認(rèn)為：禹衡高精度、高分辨力絕對式光柵旋轉(zhuǎn)編碼器的精度能夠滿足高性能場合的需求，產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性好。產(chǎn)品體積小，壽命長，精度高，安裝方便；產(chǎn)品技術(shù)水平達(dá)到國際同等水平，可實現(xiàn)國產(chǎn)替代。該產(chǎn)品位置精度反饋準(zhǔn)確，傳輸速率高效，質(zhì)量穩(wěn)定，一致性好，可靠耐用。
（來源：協(xié)會行業(yè)發(fā)展部 責(zé)編：張芳麗）
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