2021先进会员（质量十佳）| 长春禹衡：HKD高精度高分辨力绝对式光栅旋转编码器
供稿：长春禹衡光学有限公司
一、产品介绍
长春禹衡光学有限公司专注于开发交流伺服电机及数控机床用高精度、高分辨力绝对式光栅旋转编码器，掌握相关设计、制造和软硬件核心技术，产品综合技术指标达到国际同类产品水平。在绝对式编码器技术领域实现技术突破，并实现产品产业化。通过本项目的实施，缩小了国产绝对式编码器与国际先进水平的差距，掌握了多项核心技术，摆脱了我国高档数控机床、伺服控制领域所需要的绝对式编码器全部依赖进口的境况。
高精度、高分辨力绝对式光栅旋转编码器具体技术指标如下：
绝对式输出形式：二进制；分辨力：单圈17位以上、多圈12位以上；时钟频率：4MHz以上；增量输出波形(附加功能)：Sinus-Cosinus 1Vpp，1024线以上；最大机械转速：10000r/min以上；防护等级：具有防水、防油、防尘能力,IP54以上(封闭式编码器)；工作温度：-40℃～+125℃；储存温度：-55℃～+130℃。
支持两种国际主流的编码器数据传输总线接口协议，包括：SSI和BISS两种编码器串行数据传输协议。开发 1 种自主知识产权的绝对式编码器全双工同步串行数据传输总线接口（CPE-BUS协议）。
图片
二、围绕该产品开展的质量工作
1.质量管理体系及运行情况
公司自成立之初，就获得了北京华信技术检验有限公司颁发的ISO9001国际质量管理体系认证证书，多次顺利通过国内外知名企业的二方审核，质量管理体系运行结果得到普遍好评。目前运行标准为ISO9001:2015。
公司按照GB/T19001-2016《质量管理体系要求》，结合自身生产经营建立质量管理体系，包括所需过程及其相互作用，对形成的《质量手册》、《质量管理体系程序文件》共39个程序文件加以实施和保持，并持续改进。
2.产品质量管控环节及保障手段
光栅传感器是学科综合性较强的高新技术产品，集成了计算机、电子、控制、机械、光学、现场总线等领域的先进技术，广泛应用于机床、量具量仪、机器人等领域，是直接影响机床加工、角度测量、惯性导航、机械控制等位移精度的传感器。随着中国自动化行业快速发展，数控和伺服系统大量应用，机械设备数控精度要求不断提高，光栅传感器产品应用比例得以大幅提升，光栅传感器的市场规模也随之迅速扩大。
实现光栅传感器“自主可控”的目标，首先要依靠产品的技术水平，更要依靠产品的质量。禹衡光学非常重视产品质量，历来秉承“质量是企业生命”的理念，从产品的设计、制造、试验、检验等方面全面贯彻这一理念。
好的质量要在产品设计之初就得到充分考虑。目前禹衡光学设计的高端传感器关键部件分别为轴系、发光系统、接收系统及传输的通讯协议。轴系的稳定性及精度指标直接影响高精度传感器的稳定性及精度；高端传感器对发光系统（光源）的准直性、稳定性、光强分布的均匀性及光斑的大小要求更高，产品采用新型光源的设计保证其功能；接收系统（ASIC芯片）根据模拟信号光电输出原理，结合信号的光电特性，采用相位阵技术，使获得信号噪声最小，同时完成信号放大的电路设计。芯片同时集成伪随机编码、格雷码和增量信号的读取窗口，实现对绝对位置进行高精度的快速定位和多圈计数功能。高端光栅传感器的通信协议受到限制，禹衡光学目前正在实施三方面的研究工作加以解决。
“智能制造”是提升产品质量的又一利器。禹衡光学经过多年的技术积累，在产品零部件加工和装配中实现了自动化。
图片零件加工自动线
图片产品装配自动线
试验是产品设计验证、工艺验证、产品生产的有力保障。产品的可靠性是产品质量的重要指标，禹衡光学于2014年成立产品可靠性实验室，是具有多学科特点的研究机构。实验室成立至今，承担了三个国家重大专项产品的实验、测试工作；参与编制完成《光栅角度编码器准确度检验规范》JB/T13542-2018。2018年与吉林大学成立联合实验室，开展编码器可靠性实验的研究工作，完成了《光栅编码器 加速寿命实验方法》JB/T13686-2019及《光栅编码器 可靠性实验方法》JB/T13687-2019的编写和发布；2019年被吉林省科技厅确立为“吉林省重点实验室”。
检验是验证产品是否符合标准及评价产品质量的重要活动。禹衡光学采购、自制了多种设备满足零部件和产品的检验需求，目前有共约５００台套量具、量仪及检测设备。
三、用户评价
用户对产品使用后评价认为：禹衡高精度、高分辨力绝对式光栅旋转编码器的精度能够满足高性能场合的需求，产品稳定性、可靠性好。产品体积小，寿命长，精度高，安装方便；产品技术水平达到国际同等水平，可实现国产替代。该产品位置精度反馈准确，传输速率高效，质量稳定，一致性好，可靠耐用。