2021先進會員（創(chuàng)新十佳）：HKD高精度高分辨力絕對式光柵旋轉編碼器
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編碼器，掌握相關設計、制造和軟硬件核心技術，產(chǎn)品綜合技術指標達到國際同類產(chǎn)品水平。在絕對式編碼器技術領域實現(xiàn)技術突破，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水平的差距，掌握了多項核心技術，擺脫了我國高檔數(shù)控機床、伺服控制領域所需要的絕對式編碼器全部依賴進口的境況。
高精度、高分辨力絕對式光柵旋轉編碼器具體技術指標如下：
絕對式輸出形式：二進制； 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；最大機械轉速：10000r/min以上；防護等級：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檢驗有限公司頒發(fā)的ISO9001國際質(zhì)量管理體系認證證書，多次順利通過國內(nèi)外知名企業(yè)的二方審核，質(zhì)量管理體系運行結果得到普遍好評。目前運行標準為ISO9001:2015。
公司按照GB/T19001-2016《質(zhì)量管理體系要求》，結合自身生產(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。
2.產(chǎn)品質(zhì)量管控環(huán)節(jié)及保障手段
光柵傳感器是學科綜合性較強的高新技術產(chǎn)品，集成了計算機、電子、控制、機械、光學、現(xiàn)場總線等領域的先進技術，廣泛應用于機床、量具量儀、機器人等領域，是直接影響機床加工、角度測量、慣性導航、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)大量應用，機械設備數(shù)控精度要求不斷提高，光柵傳感器產(chǎn)品應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，首先要依靠產(chǎn)品的技術水平，更要依靠產(chǎn)品的質(zhì)量。禹衡光學非常重視產(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)品設計之初就得到充分考慮。目前禹衡光學設計的高端傳感器關鍵部件分別為軸系、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，結合信號的光電特性，采用相位陣技術，使獲得信號噪聲最小，同時完成信號放大的電路設計。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。禹衡光學經(jīng)過多年的技術積累，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，禹衡光學于2014年成立產(chǎn)品可靠性實驗室，是具有多學科特點的研究機構。實驗室成立至今，承擔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《光柵角度編碼器準確度檢驗規(guī)范》JB/T13542-2018。2018年與吉林大學成立聯(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)品是否符合標準及評價產(chǎn)品質(zhì)量的重要活動。禹衡光學采購、自制了多種設備滿足零部件和產(chǎn)品的檢驗需求，目前有共約５００臺套量具、量儀及檢測設備。
三、 用戶評價
用戶對產(chǎn)品使用后評價認為：禹衡高精度、高分辨力絕對式光柵旋轉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)品技術水平達到國際同等水平，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 責編：張芳麗）
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