為機器人選擇適合的編碼器

  工業機器人未來的發展趨勢，將會由以往著重于汽車制造應用逐漸轉移至其他產業，應用范圍也會隨著速度、穩定性、安全性、精度、控制性和可用性而變得更加廣泛。此亦為精確定位控制的選擇與運用日益受到重視之主因。

　　汽車業是使用機器人最為成熟的產業，占整體市場近40％的比例。機器人的重復精度達到±0.02mm便符合汽車制造業的精度要求，大多數高階汽車產業機器人會配備密封旋轉絕對式光學編碼器，其他機器人則使用磁性和電感式編碼器或環形解角器。

　　但工業機器人的應用會由以往著重于汽車制造應用逐漸轉移至其他產業。機器人應用在電子產業（亦稱為3C產業）約占30％的市場比例，隨著電子產品做得越來越精巧輕盈，零件也愈加精密，對機器人運動控制的精度要求也就越來越高。

　　選擇編碼器 確保機器人精度

　　無論機器人本身的設計多么精良，仍須仰賴所使用的元件才能充分發揮其功能與效用。機器人通常由主體（骨架）、伺服驅動系統、減速器及控制系統所組成?？刂破餍枰邮諜C器人各連接處的即時位置回饋，因此編碼器也是確保機器人精度不可或缺的重要元件。

　　一般而言，設計機器人時會使用兩種編碼器：光學與磁性編碼器。

　　磁性編碼器與光學編碼器在位置感知原理上的差異，會因為環境條件不同，而產生不一樣的效能結果。磁性編碼器的設計採用霍爾效應感測器（Hall-sensor）技術，可在嚴苛的環境條件中輸出可靠的數位信號回饋，具廣泛操作溫度、高抗衝擊性與抗震能力、穩固密封及抗污染性等特色，且其非接觸式的精巧輕盈設計，則可確保長久穩定的運作。

　　光學編碼器使用光學來辨識編碼器位置，無論在解析度或精度上都更勝磁性編碼器一籌。為機器人設計選擇適合的編碼器時，必須根據應用時所重視的效能來判斷：是需要光學編碼器較高的精度，還是在極端環境條件下表現依然可靠的磁性編碼器？

　　協作機器人的

　　絕對式磁性編碼器應用

　　丹麥的Universal Robots（UR）公司為市場上最成功、最有名的機器人制造商之一。UR所生產的多軸協作機器人使用AksIM系列磁性旋轉絕對式編碼器，提供卓越的性能、系統安全性與穩定性。

　　該款編碼器就安裝在減速器后方，可直接監控機器人連接處的實際旋轉角度。相較于部分機器人將編碼器安裝于減速器前方，此方式可減少系統誤差，使機器人的重復精度保持在±0.1mm之間，可應付大多數的市場需求。

　　適用于高階航太機器人的真正絕對式精細刻距光學編碼器

　　運用于航太或汽車產業的高階機器人，比其他領域更仰賴絕對式編碼器。採用絕對式編碼器可讓機器人不必在每次啟動后都須返回歸零位置或原點位置，此可有效簡化啟動程序。更重要的是，絕對式編碼器還可改善機器人的安全性。

　　一家全球知名的機器人制造商就特別針對航太產業的需求，客制化訂做一款六軸機器人。該制造商將Renishaw RESOLUTE旋轉絕對式光學編碼器安裝于各軸作為第二組絕對式編碼器，以提高定位精度。多加裝一組編碼器后，機器人的精度與反應靈敏度均有提升，背隙誤差的問題也因此改善。