編碼器是如何影響生產效益的

編碼器是如何影響生產效益的

對于一臺生產設備來說，編碼器的成本簡直微不足道，市面上便宜的編碼器幾百元，貴的幾千元甚至上萬元，看上去好幾十倍，也不過最多萬把塊錢的差價而已，就算數量再多，和設備產線的成本來比，簡直是九牛一毛。

那么這看上去微不足道的部分，不同類型的編碼器的選擇，會對設備的性能和生產效益有什么影響，這就是我們今天的話題。

?? 今天談的，適用于單獨使用的編碼器，也適用于伺服電機自帶的編碼器反饋。

增量 vs 絕對

增量型編碼器的編碼是通過在運動中發送脈沖累加的，在斷電后是無法記憶位置的，在重新上電后，編碼器數值永遠從零開始記錄。

因此，對于使用增量型編碼器的設備，需要在設備上電開機后進行編碼器回原點的初始化操作，通常這樣的動作就是手動操作讓編碼器工位慢速找到基準位置（比如限位）。這個技術上稱為“homing”“尋參”“回零”......

可想而知，這樣的操作是影響設備開機時間的，每次設備開機時都需要消耗幾分鐘時間開始正常生產。打個比方，設備產能是1000元/分鐘，每次開機回原點操作需要5分鐘，設備每年各種斷電開機20次（包括維修和故障等），那么在設備初始化的操作上，就是每年10萬元的花費。

是不是很嚇人？

所以，通常在有限行程范圍內的往復運動位置測量反饋盡量不使用增量型編碼器，而采用絕對型位置反饋。絕對型編碼器的位置編碼是通過編碼器內部電路基于位置直接獲得的，不依賴于外部電源，因此其斷電后依然可以測量和讀取位置值，只是因為系統斷電，其無法將編碼反饋給設備系統。

那么是不是使用絕對型編碼器，就可以省去設備回原點初始化動作了呢？

那還要看絕對型編碼器的圈數。如果使用的絕對型編碼器圈數無法覆蓋運動行程，那么上面的初始化動作并不能省略。所以很多時候，使用單圈絕對值編碼器和增量型編碼器在這上面并沒有太大區別。

是否需要電池

絕對值型編碼器能夠不依賴外部電源記錄編碼，有時是需要借助電池的。然而電池壽命就稱為經常被詬病的部分。編碼器電池如果沒電了，那么絕對型編碼器就和增量的沒啥區別了。換電池的過程必然是影響設備生產的，只是其發生的頻次可能并不高，比如一年換一次電池。但每次更換的時間就很不確定了，更換編碼器電池本身并不麻煩，麻煩的是從庫存里找備件電池的過程。而且電池是很難備的，因為倉庫里放很久的電池很電量如何也是個問題。

還是用剛才的例子，設備產能是1000元/分鐘，每次更換電池需要15分鐘（包括從倉庫領備件的時間），電池每年更換一次，那么更換電池操作上，就是每年每臺編碼器 1.5萬元的花費。所以，壽命長、性能佳的編碼器電池真的是很貴的。

于是，現在有些絕對型編碼器是不需要使用電池的，主要是一些正余弦編碼器，如：EnDat/Hiperface Steggman，這樣就再也不用考慮電池壽命的問題了。當然，通常這樣的編碼器也不便宜的。

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所以，別小看微不足道的小部件，看似不大的變化，涉及金額也不大，可是卻對產能效益影響不小。在我們的生產設備中，這樣的小部件的還有不少，我們以后慢慢聊。

ps：上面說使用了絕對型編碼器，可以減少在設備斷電開機后設備運行前的回原點初始化工作，但并不意味著設備不需要有回原點功能。因為，當設備傳動部件拆解重新組裝后（如在整修時），編碼器記錄編碼和機械實際坐標的相對位置就丟失了，需要在調試開機時重新做初始化。