高效、靈活、透明是智能工廠的標(biāo)志，而個(gè)性化產(chǎn)品的批量生產(chǎn)則是最終的目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，機(jī)器或設(shè)備必須能夠具備處理生產(chǎn)不同產(chǎn)品所要求的條件，并可調(diào)整以適應(yīng)不同的規(guī)格。

只有實(shí)現(xiàn)智能化工廠，才能根據(jù)客戶需要個(gè)性化生產(chǎn)產(chǎn)品，甚至滿足單個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)，以及根據(jù)個(gè)性需求靈活高效地生產(chǎn)產(chǎn)品。而這其中，作為設(shè)備運(yùn)動控制的關(guān)鍵執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳感器，編碼器的智能化起著至關(guān)重要的作用，這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：面對變化的自適應(yīng)性和自診斷能力。

柔性生產(chǎn)

靈活的自適應(yīng)性為未來做好充分準(zhǔn)備

運(yùn)動控制的智能化，主要作用于柔性的生產(chǎn)。對于機(jī)械設(shè)備而言，這主要體現(xiàn)在為不斷變化的生產(chǎn)需求提供靈活的工藝切換。

即機(jī)器的運(yùn)控控制可以根據(jù)傳感器的實(shí)時(shí)的位置、速度和力矩狀態(tài)反饋來實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的調(diào)整和設(shè)置。尤其是對于設(shè)備工藝要求高精度、高速度的應(yīng)用場合，這就要求運(yùn)動控制傳感器一方面需要不斷提高響應(yīng)的速度，另一方面，還需要提高定位的精度，并可以實(shí)現(xiàn)靈活的參數(shù)配置。

例如，來自SICK的AFM60工業(yè)以太網(wǎng)編碼器，這是一款面對多樣化需求而量身定做的智能傳感器產(chǎn)品。采用特殊鎳合金材質(zhì)的金屬碼盤實(shí)現(xiàn)了高達(dá)18位的單圈分辨率和0.002°的重復(fù)精度，確保了精準(zhǔn)的角度定位。

圖AFM60智能編碼器實(shí)現(xiàn)了高達(dá)18位的單圈分辨率和0.002°的重復(fù)精度

目前，市場的發(fā)展趨勢正日益朝向基于工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)。快速以太網(wǎng)、雙端口交換機(jī)、全雙工傳輸?shù)燃夹g(shù)發(fā)展，已將以太網(wǎng)變成了一個(gè)強(qiáng)大的通信系統(tǒng)?；诠I(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)優(yōu)勢明顯，已成為未來工廠自動化、物流自動化與過程自動化的標(biāo)準(zhǔn)配置。

得益于包含PROFINET、EtherNet/IP和EtherCAT在內(nèi)的多種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的采用，實(shí)時(shí)位置信息的刷新時(shí)間可以控制在1ms以內(nèi)，這有助于實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)的位置控制。

針對于不同的應(yīng)用場景，編碼器的輸出范圍可以進(jìn)行靈活的縮放。這不僅表現(xiàn)在編碼器的單圈的分辨率可以在1~262,144之間任意選擇，更體現(xiàn)在圈數(shù)的靈活性上。在復(fù)運(yùn)動中，機(jī)械設(shè)備的一個(gè)運(yùn)動周期對應(yīng)于其連接的多圈編碼器來說通常并不是一個(gè)整數(shù)的圈數(shù)。

圖AFM60智能編碼器特有的循環(huán)軸功能

通過AFM60編碼器中傳動比的設(shè)置，可以輕松地解決這個(gè)難題。借助循環(huán)軸（RoundAxes）功能，只需要設(shè)置分子和分母便可精確匹配設(shè)備軸與編碼器軸之間的傳動比，這使得客戶現(xiàn)場的二次開發(fā)變得更加便利。另一方面，位置和速度的單位偏好也會因客戶習(xí)慣而有所不同，多種可選的輸出單位，可以使應(yīng)用配置的導(dǎo)入達(dá)到事半功倍的效果。

智能傳感器能夠使靈活性達(dá)到新的水平。借此可實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)。通過傳感器內(nèi)部的智能功能分析測量數(shù)據(jù)，以設(shè)置好的程序相應(yīng)有效數(shù)據(jù)。

圖智能編碼器可與控制循環(huán)同步進(jìn)行絕對位置調(diào)整而無需停機(jī)

為了最大限度的提高生產(chǎn)效率，預(yù)設(shè)值的設(shè)置還需要具有實(shí)時(shí)的在線功能。即使在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也可以與控制循環(huán)同步進(jìn)行絕對位置調(diào)整（也稱為“偏移調(diào)整”）而無需停機(jī)。

效率至上

自我診斷和預(yù)防性維護(hù)防患于未然

AFM60智能編碼器借力于工業(yè)以太網(wǎng)靈活的（線性或者樹形）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了靈活的現(xiàn)場布線，但是系統(tǒng)卻會面臨著因意外故障或斷線而中斷的風(fēng)險(xiǎn)。

得益于EtherNet/IP網(wǎng)絡(luò)中的DLR（DeviceLevelRing）功能，很好的解決了這個(gè)問題。通過AFM60編碼器自帶的雙口以太網(wǎng)交換機(jī)，編碼器與系統(tǒng)中其它以太網(wǎng)站點(diǎn)首尾相連，形成一個(gè)環(huán)網(wǎng)。當(dāng)環(huán)路中出現(xiàn)斷線故障時(shí)，系統(tǒng)會立即檢測到信號傳輸?shù)闹袛啵⑶以谇袚Q至旁路的同時(shí)發(fā)出警報(bào)。這樣一來，單根電纜中斷將不會影響到其它站點(diǎn)乃至整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓。

設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)如何？一旦出現(xiàn)故障，有哪些診斷數(shù)據(jù)？因此，全面的故障警告和報(bào)警信息尤為重要。

AFM60工業(yè)以太網(wǎng)系列編碼器配置5個(gè)雙色LED狀態(tài)指示燈，實(shí)現(xiàn)了直觀、可視的監(jiān)控。通過5個(gè)雙色LED狀態(tài)指示燈顯示狀態(tài)，可顯示一切細(xì)微變化，即使在停機(jī)狀態(tài)下也不例外。然而，大部分的故障都是事前有征兆的，這也就是預(yù)防性維護(hù)的重要性。要在故障發(fā)生前排除隱患，通常有兩個(gè)辦法：定期排查或者針對性的檢查。

定期的做法，雖然避免了意外停機(jī)造成的損失，但是需要耗費(fèi)大量精力和成本，因?yàn)椴煌O(shè)備的運(yùn)行頻率和狀態(tài)各不相同。

通過采集和儲存的診斷信息和生命周期數(shù)據(jù)，可以極大的提高預(yù)防性維護(hù)的效率。智能編碼器通常能夠處理上電時(shí)長、旋轉(zhuǎn)時(shí)長、工作轉(zhuǎn)速和環(huán)境溫度...等生命周期內(nèi)的維護(hù)數(shù)據(jù)，以便于設(shè)備維保人員有針對性的進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。采用EtherNet/IP的AFM60智能編碼器具有互動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器WebServer和用于現(xiàn)場總線集成的功能塊，使得編碼器的數(shù)據(jù)隨時(shí)在線，觸手可及。