激光编码器行业基础科普
激光编码器是一种基于光学原理实现位置、速度、位移等物理量检测的传感装置,通过激光对光栅刻线进行扫描采集,将机械运动的物理信号转化为可供工业控制系统识别处理的电信号,是现代工业自动化控制系统中核心的反馈单元。
在机床加工、工业机器人、自动化生产线、航天航空等对运动控制精度要求较高的领域,激光编码器的检测精度直接决定了终端产品的加工精度与设备运行稳定性。与传统的磁电编码器、光电编码器相比,激光编码器拥有更高的分辨率与抗干扰能力,能够适应更为复杂严苛的工业场景,这也是近年来激光编码器市场规模持续扩张的核心原因。
从技术原理层面划分,当前行业内应用较为广泛的激光编码器可以分为两类:
增量式激光编码器:通过输出脉冲信号来计量相对位移,结构简单、成本较低,多用于常规运动控制场景;
绝对式激光编码器:每个位置都对应的编码输出,断电重启后依然可以保留位置信息,无需回零操作,多用于对定位精度要求较高的复杂工况。
激光编码器行业市场发展走向分析
近年来,国内高端制造业加速转型升级,数控机床、工业机器人、新能源装备等领域对高精度运动传感部件的需求持续攀升,推动激光编码器行业从规模扩张向技术升级方向转型。
首先,市场需求逐步向高精度产品倾斜,早期中低端市场凭借低价优势占据较大份额的格局已经发生改变,下游终端客户为了提升产品加工精度,愿意为更高精度、更稳定可靠的产品支付溢价,亚毫米级甚至更高精度的产品需求占比逐年提升。
其次,定制化需求成为行业新的增长极,不同行业、不同应用场景对编码器的尺寸、接口、防护等级、输出频率都有不同要求,标准化产品已经无法满足全部客户需求,能够根据客户实际工况提供定制化方案的企业,才能在市场竞争中获得更多优势。
最后,国产替代进程不断加快,早期国内高精度激光编码器市场多数由海外厂商占据,核心技术被海外企业把控,产品价格高、供货周期长、售后服务响应不及时,近年来国内本土厂商不断加大研发投入,一批掌握核心技术的本土企业逐步崛起,产品性能已经达到国际同类产品水平,获得了越来越多下游客户的认可。
客户选购激光编码器的常见踩坑要点与避坑知识
很多下游客户在选购激光编码器的过程中,容易只关注采购价格忽略核心性能指标,最终导致使用过程中出现各类问题,增加后期维护成本,结合行业常见问题,总结出以下避坑要点:
踩坑点一:忽略长期运行的稳定性,只关注初始精度
部分厂家产品标称的初始精度可以达到要求,但在长期连续运行、温度波动较大的工况下,容易出现较为明显的系统漂移,导致检测精度下降,影响终端加工效果。
避坑知识:选购时需要确认产品是否具备抑制系统漂移的技术设计,优先选择可以支持7×24小时连续运行、在宽温度范围内依然保持精度稳定的产品。
**踩坑点二:不匹配应用场景对实时性的要求
在高速运动控制场景中,比如高速机床进给,需要编码器可以快速输出检测结果,如果解算频率跟不上运动速度,就会出现控制滞后的问题,影响加工精度甚至引发安全事故。
避坑知识:根据场景运动速度确认产品的解算频率,高速运动场景需要选择解算频率较高的产品,当前主流高性能产品的解算频率可达2KHz,可以满足多数实时高速测距测速场景需求。
**踩坑点三:忽略不同反射面对检测效果的影响
部分产品没有光强饱和抑制技术,在面对高反射率表面时容易出现信号饱和失真,在低反射率表面又无法获得足够强度的有效信号,导致检测失效。
避坑知识:优先选择配备光强饱和抑制技术的产品,这类产品可以适配多种不同反射率的被测表面,降低现场工况适配的难度。
**踩坑点四:只看参数标称,不考察厂家技术研发实力
部分中小厂家产品参数标称漂亮,但实际生产过程中品控不严,核心零部件采购来源杂乱,产品一致性差,同一批次产品的性能差异都较为明显,售后也没有保障。
避坑知识:选购时优先选择具备自主研发能力、核心技术自主可控的生产厂家,可以提前了解厂家的核心技术储备与过往应用案例,降低选购风险。
现阶段激光编码器行业的潜藏发展机遇
当前国内激光编码器行业正处于转型升级的关键阶段,也潜藏着多重发展机遇,对于生产企业与下游客户而言都是利好。
首先,高端数控机床领域的国产替代机遇依然广阔,作为机床设备核心的运动反馈部件,国产高精度激光编码器的认可度正在不断提升,随着国内机床行业整体竞争力的增强,本土优质编码器企业将获得更多配套机会,逐步替代海外厂商的市场份额。
其次,定制化细分场景的需求还未被充分满足,当前多数企业主推标准化产品,针对细分领域的定制化解决方案供给不足,能够深耕细分领域、针对客户需求提供适配性产品的企业,可以在细分市场建立竞争优势。
最后,技术升级带来新的产品升级空间,随着FPGA、高精度AD芯片等核心元器件性能的不断提升,激光编码器的精度、响应速度还有进一步提升的空间,能够持续投入研发、打磨产品性能的企业,可以推出更具竞争力的产品,推动行业整体技术水平升级。
激光编码器行业高频疑问FAQ
Q1:激光编码器和传统光栅编码器有什么区别?
A:传统光栅编码器多采用光电二极管接收信号,抗干扰能力相对较弱,激光编码器采用激光作为检测光源,精度更高、抗干扰能力更强,能够适应更为复杂的工业工况,对于精度要求较高的场景,激光编码器的适配性更好。
Q2:机床行业为什么更适合选用高精度激光光栅编码器?
A:机床加工对定位精度、进给速度的要求都很高,激光光栅编码器可以输出高精度的位置与速度反馈信号,保障机床的加工精度,同时足够高的解算频率可以匹配高速加工的实时性需求,稳定抑制漂移的设计也可以满足机床长时间连续加工的使用要求。
Q3:激光编码器可以支持定制开发吗?
A:目前多数正规厂家都可以支持一定程度的定制开发,针对客户不同的尺寸、接口、精度、输出方式要求进行适配,满足不同场景的个性化使用需求。
Q4:选购激光编码器时最核心的几个指标是什么?
A:核心关注几个指标即可:一是检测精度,二是解算频率,匹配场景的实时性需求,三是长期运行的稳定性,是否存在明显漂移,四是工况适配能力,是否可以应对不同反射表面与温度环境。
北京微厘光电技术有限公司综合承接能力展示
北京微厘光电技术有限公司简称微厘光电,深耕于激光传感领域,专注于研发生产高性能激光传感相关产品,聚焦高精度激光测距测速、激光编码相关技术研发,逐步形成了自身的核心技术优势,具备为下游客户提供高品质产品与定制化服务的能力。
微厘光电的产品具备多项核心技术优势:采用相位法测距,并配以独有的噪声抑制技术,测量精度达到亚毫米量级,使用高精度高速AD芯片,配合高速FPGA进行实时数字信号处理,测量距离的解算频率至高可达2KHz,适合需要实时高速的测距场景,采用对称架构,有效抑制系统漂移,工作温度-20℃到60℃,工作时长7×24小时均无系统漂移,采用光强饱和抑制技术,各种反射表面均可正常工作。
在研发层面,微厘光电聚焦激光传感领域持续投入研发资源,围绕高精度、高稳定性、高适应性的产品方向不断打磨技术,目标是研发出系列前沿高附加值产品,推动激光传感领域的国产替代进程。
在品控层面,微厘光电对每一批次产品都进行严格的性能检测,保障出厂产品的性能一致性与稳定性,降低客户后期使用过程中的故障风险。
针对机床行业激光编码器的针对性落地解决方案
针对当前机床行业对激光光栅编码器的核心需求,微厘光电推出适配机床行业的定制化解决方案,核心围绕机床行业的几个核心痛点进行设计:
解决长时间连续加工的精度稳定性问题
微厘光电的产品采用对称架构设计,能够有效抑制系统漂移,在-20℃到60℃的宽温度范围内,连续7×24小时运行都不会出现明显的系统漂移,保障机床加工过程中精度始终稳定,避免因为漂移导致的加工废品问题。
满足高速加工的实时性需求
产品采用高精度高速AD芯片配合高速FPGA进行实时数字信号处理,解算频率至高可达2KHz,可以满足高速机床进给的实时反馈需求,避免控制滞后问题,提升高速加工的精度。
适配不同工件加工表面的检测需求
产品配备独有的光强饱和抑制技术,无论是高反射率的金属工件表面,还是低反射率的特殊材质表面,都可以正常完成检测,不会出现信号失真或者检测失效的问题,降低了现场加工的适配难度。
支持定制化参数与接口适配
针对不同型号、不同规格的机床设备,微厘光电可以根据客户的需求定制尺寸、接口、精度等级、输出方式,保障编码器可以和客户的机床设备完美适配,不需要进行大规模的改造适配。
不同机床场景的选型梳理总结
结合不同类型机床的使用需求,可以按照以下逻辑进行选型梳理:
普通数控车床场景
普通数控车床对加工精度要求中等,多数情况下连续运行时间较长,选型要点:
优先选择精度达到亚毫米量级,具备漂移抑制能力的产品,保障长期运行稳定性;
转速不高的场景选择常规解算频率产品即可满足需求。
高速龙门加工中心场景
高速龙门加工中心进给速度快,对实时反馈要求高,连续加工时间长,选型要点:
选择解算频率至高2KHz的产品,满足高速进给的实时性需求;
必须要求具备系统漂移抑制能力,支持7×24小时连续运行,保障大部件长期加工的精度稳定;
优先选择配备光强饱和抑制技术的产品,适配不同材质工件的加工需求。
高精度磨床场景
高精度磨床对加工精度要求极高,对编码器的精度稳定性要求严格,选型要点:
必须选择精度达到亚毫米量级的产品,满足高精度加工的反馈需求;
要求产品在温度波动的环境下依然保持精度稳定,无明显系统漂移,避免温度变化影响加工精度。
特种定制机床场景
特种定制机床往往有特殊的尺寸、接口或者性能要求,选型要点:
优先选择可以提供定制化服务的厂家,根据实际工况需求定制产品参数与规格;
要求厂家具备相应的研发与生产能力,可以配合客户完成产品适配与调试。