産業オートメーションにおける内蔵リゾルバの利点

産業プロセスがこれまで以上に高いレベルの精度、信頼性、稼働時間を要求する時代においては、位置フィードバック デバイスの選択がシステムのパフォーマンスを左右する可能性があります。 ハウジング型リゾルバは 、堅牢性と精度のユニークな組み合わせにより、エンジニアやインテグレータの間で同様に着実に支持を得ています。

 

会社紹介と製品背景

Shanghai Yingshuang (Windouble) Electric Machinery Technology Co., Ltd. は、回転位置センサーを専門とする大手メーカーです。 Windouble は、センサー設計、精密機械加工、品質管理における 10 年以上の経験により、世界中の OEM およびシステム インテグレーターにとって信頼できるパートナーとしての地位を確立しています。同社の製品ラインナップは、インクリメンタルエンコーダやアブソリュートエンコーダからギア付きエンコーダ、さらに重要なことに、最も過酷な動作環境で絶対角度位置フィードバックを提供する電気機械デバイスである内蔵型レゾルバまで多岐にわたります。

Windouble の研究開発への取り組みにより、レゾルバ巻線技術、ハウジング材料、統合テストの継続的な改善が推進されてきました。社内の設計機能と厳格な ISO 9001 製造基準を組み合わせることで、各レゾルバーが正確な電気的および機械的公差を確実に満たすようになります。その結果、長寿命、最小限のメンテナンス、そして困難な条件下でも一貫したパフォーマンスを発揮することで知られる、内蔵型レゾルバ ファミリが誕生しました。

 

産業オートメーションにおける内蔵リゾルバの役割

レゾルバの核心は、シャフト角度をアナログのサイン信号とコサイン信号に変換する電磁回転変圧器です。ディスク上のマークを検出するために光源とセンサーに依存する光学式エンコーダとは異なり、レゾルバは誘導結合を介して動作するため、本質的に塵、油、振動に対する耐性が高くなります。

ハウジング型レゾルバは、固定子、回転子、巻線を密閉された外側のケーシング内に封入することで、この堅牢性をさらに強化しています。この「収容型」設計により、外部の汚染物質や機械的衝撃に対する堅牢なバリアが形成されます。産業オートメーションでは、金属の削りくず、作動油、または極端な温度が多い環境で機器を継続的に稼働させる必要があり、内蔵レゾルバは精度を犠牲にすることなく絶対位置フィードバックを提供します。

 

構造の完全性と環境適応性

完全密閉設計の利点

• 防塵・防湿
  密閉ハウジングにより、微粒子や液体の侵入を防ぎます。通常、保護等級は IP65 以上で、内蔵型レゾルバは直接噴流水や高濃度の粉塵に耐えることができます。このため、金属加工、食品加工、屋外機械の用途に最適です。

• 機械的衝撃と振動に対する耐性
  多くの場合アルミニウム合金から機械加工された剛性の高い筐体は、内部巻線とローター アセンブリを衝撃や振動から保護します。 Windouble のハウジングは、最大 25 g の衝撃と 20 g RMS の振動に耐えられるようにテストされており、高速回転機器やモバイル プラットフォーム上でも安定した動作を保証します。

• 温度範囲の処理
  標準の Windouble ハウジング レゾルバは、-40 °C ～ +100 °C で確実に動作し、カスタム バージョンは +150 °C まで拡張されます。高温絶縁材料とエポキシで封止された巻線により、周囲条件が光デバイスの許容範囲を超えた場合でも信号品質の劣化が防止されます。

 

正確な角度位置検出

安定した信号を実現するブラシレス構造

内蔵リゾルバは非接触デバイスであり、内部にはブラシ、ワイパー接点、またはスライド要素がありません。機械的接触がないということは、次のことを意味します。

• 検出面の磨耗がゼロで長期精度を維持

• 電気ノイズの除去 アーク放電やブラシのチャタリングによる

• 一貫したトルク特性により、摩擦による信号ドリフトを回避

このブラシレス設計により、シャフト角度に比例するサイン電圧とコサイン電圧の安定したアナログ出力が得られ、コントローラーが数分角までの分解能で位置を補間できるようになります。

電気的干渉に対する耐性

多くの産業環境では、強力なインバーター、大電流バスバー、溶接機が重大な電磁妨害 (EMI) を発生させます。レゾルバはトランスベースであり、本質的にコモンモードノイズを除去します。 EMI 対策が施されたフロントエンドを備えた最新のレゾルバ/デジタル コンバータ (RDC) と組み合わせると、内蔵リゾルバは、光学式エンコーダが不安定になる可能性がある場所でも、クリーンで正確な位置データを提供します。

光学式エンコーダとの比較

特徴	内蔵リゾルバー	光学式エンコーダ
耐汚染性	粉塵、油、湿気の中でも動作	クリーンな環境が必要
温度耐性	–40 °C ～ +100 °C (オプションで –150 °C)	通常 -20 °C ～ +70 °C
機械的摩耗	なし（非接触）	ディスクとリードヘッドは時間の経過とともに摩耗します
EMI耐性	高 (トランス動作)	低から中程度
起動時の絶対位置	はい (原点復帰は必要ありません)	多くの場合、いいえ（インデックスパルスが必要）

 

耐用年数の延長とメンテナンスコストの削減

機械的摩耗の低減

レゾルバには摺動接点や回転接点がないため、エンコーダやポテンショメータを悩ませる機械的摩耗を回避できます。これは直訳すると次のようになります。

• 平均故障間隔 (MTBF) が長い- 多くの場合 1 億回転を超える

• 一貫したパフォーマンス 定期的な再キャリブレーションを必要としない

毎日数十万回の動作を実行するピック アンド プレイス ロボットなどのハイサイクル機械の場合、この寿命が長いため、計画外のダウンタイムのリスクが大幅に軽減されます。

メンテナンスが少ないか不要

• クリーニング不要: 密閉されたエンクロージャが汚染物質の侵入を防ぐため、光学面を定期的にクリーニングする必要はありません。

• 校正は不要: 絶対フィードバックにより、電源喪失後もレゾルバが常にその位置を把握できるため、ホーミング ルーチンや校正チェックが不要になります。

• ライフタイムにわたるコスト削減: 人件費、スペアパーツ、生産時間の損失を考慮すると、過酷な環境において、内蔵型レゾルバのライフサイクル コストは光学式エンコーダのライフサイクル コストより 30 ～ 50% 低くなります。

 

アプリケーションドメインとケースの概要

ファクトリーオートメーション

組立、梱包、マテリアルハンドリングなどの自動生産ラインでは、一貫した動作制御が最も重要です。内蔵されたレゾルバにより、サーボ モータの正確なトルク制御とスムーズな速度プロファイリングが可能になり、部品がサイクルごとに正確に配置または溶接されることが保証されます。

好例: 大手飲料瓶詰め工場では、Windouble 内蔵リゾルバーをラベル貼りロボットに統合しました。高湿度と洗浄による飛沫にも関わらず、レゾルバーはセンサー関連のダウンタイムを発生させることなく、2 年以上にわたって 0.1° 以下の精度を維持しました。

サーボシステム

サーボドライブは、動的負荷の下で位置を維持するために、高速で正確なフィードバックに依存しています。内蔵リゾルバは高速 RDC モジュールに必要なアナログ信号を提供し、ミリ秒レベルの応答時間を実現します。

好例: 航空宇宙部品メーカーは、従来の CNC サーボ軸を Windouble 内蔵のリゾルバで改造しました。このアップグレードにより、冷却剤の汚染によるエンコーダの故障がなくなり、タービンブレードの加工における寸法公差がより厳しくなりました。

ロボット関節の応用

ロボットの関節は、複雑な動作プロファイル、頻繁な加速、および変動する負荷を経験します。内蔵リゾルバの復元力は、溶接、塗装、またはピックアンドプレースで使用される多軸ロボットのフィードバックに特に適しています。

好例: 大手自動車 OEM は、ロボット スポット溶接アームの光学式エンコーダを Windouble 内蔵のリゾルバに置き換えました。システムの信頼性が向上しただけでなく、メンテナンス間隔が四半期ごとから毎年に延長され、大幅なコスト削減が実現しました。

 

結論

内蔵リゾルバは 、回転位置検出の精度と産業グレードの耐久性を融合させた、モーション フィードバック テクノロジの重要な進歩を表しています。 Shanghai Yingshuang (Windouble) Electric Machinery Technology Co., Ltd. の内蔵リゾルバは、次の点で優れています。

• 堅牢な密閉設計: 塵、湿気、振動、衝撃から完全に保護されています。

• 安定したブラシレス動作: 摩耗ゼロ、電気ノイズが低く、一貫したアナログ出力。

• 高い EMI 耐性: 電気的にノイズの多い環境でも信頼性の高いフィードバックを実現します。

• 寿命の延長: 数千万回のサイクルでも性能が低下しません。

• 最小限のメンテナンス: 長期間のサービス間隔にわたって、清掃、校正、再調整は必要ありません。

ファクトリーオートメーションやサーボ制御からロボットジョイントや航空宇宙用途に至るまで、内蔵リゾルバーは現代の産業が求める精度と稼働時間を実現します。 Windouble の内蔵リゾルバ ファミリを選択することで、エンジニアやシステム設計者は、ライフサイクル コストを最小限に抑え、計画外のダウンタイムを削減し、最も過酷な動作条件下でも正確なモーション制御を実現できます。

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