機器人 — 精準重複，高效控制

在現代機器人系統中，高精度編碼器（Encoder）技術是實現精密定位、穩定控制與高度重複性的關鍵核心。無論應用於工業自動化設備、半導體晶圓處理，還是醫療機器人手術輔助系統，精確掌握每一個動作的位置變化皆不可或缺。

編碼器可即時監控馬達軸或關節的旋轉與移動，並以高解析度輸出精確的位置回饋訊號，協助控制系統在高速運動中依然維持極高的動作精度，實現可靠、流暢且安全的機器人操作流程。

編碼器在機器人領域中的應用

半導體產業的晶圓處理自動化

在高度自動化的半導體製造流程中，晶圓不僅價值高昂，更極為脆弱，對於搬運與定位的精度要求極為嚴格。使用自動化晶圓搬運機器人在各製程站之間進行快速、精準的移動，是確保產品良率與製程穩定性的關鍵。任何微小的誤差或撞擊都可能導致重大損失，因此機械手臂的定位精度與動作重複性成為核心關鍵。

為實現這些要求，需搭配高解析度旋轉編碼器即時監控機器人馬達軸的角度變化，協助控制系統精確對位，確保晶圓處理過程中不發生偏移或損傷。

AksIM-2™ 絕對式磁性旋轉編碼器具備非接觸式設計、緊湊尺寸與高重複精度，非常適合應用於晶圓處理機械手臂、晶圓轉盤與夾持模組。即使在空間狹小的環境中，依然可實現可靠整合與長期穩定運作。

Encoder for robotics - wafer transport.png

自動化機械手臂在半導體製造過程中處理矽晶圓

微電子組裝

微型電子元件與晶片的組裝過程對精度要求極高，公差往往僅為數微米。為確保元件準確對位並可靠連接，機械手臂需具備極高定位精度與重複性，而這正是高性能編碼器不可或缺的關鍵。

Renishaw ATOM™ 微型增量式光學尺具備超小型讀頭設計與優異的訊號穩定性，在尺寸受限的空間中仍能提供出色的解析度與低抖動效能，是高精密微組裝與打件（Pick-and-place）機器人應用的理想解決方案。

打件機器人 (Pick-and-place robots)

打件機器人需高速且準確地拾取零件並放置至指定位置，廣泛應用於自動化生產線、電子製造與物流搬運。對位置回饋的精度與穩定性要求極高，否則將影響生產效率與成品品質。編碼器可確保機械手臂精確地移動到正確的位置，進而實現高效且無誤組裝。

LinACE™ 圓柱形線性磁性編碼器專為整合於伺服驅動機構設計，具備堅固耐用的結構、卓越的重複精度與高解析度，可提供即時、可靠的線性位置與速度回饋。LinACE™ 可用作控制裝置，或者直接整合到液壓、氣動、電動機械致動器及線性馬達中，作為位置或速度回饋元件，有效支援高速打件作業所需的反應速度與精密控制。

A robotic arm picking up boxes in a factory.gif

高速封裝系統

在高速封裝產線中，機器人需以極短的循環時間完成產品的拾取與包裝動作，過程中對速度與精度的雙重要求極高。任何微小誤差皆可能導致包裝不良，影響整體產能與良率。

AksIM-2™ 絕對式磁性旋轉編碼器採用非接觸式設計，提供穩定的高解析度位置回饋與出色的重複性，確保在高速移動條件下仍能維持高精度定位。此特性使其成為高速包裝與分揀系統中理想的感測元件。

手術型機器人（醫療機器人）

在機器人輔助手術系統（Robot-assisted surgery, RAS）中，醫師需透過機械手臂進行極其複雜且細微的手術操作，每一個動作皆需精準無誤，以降低風險並提高手術成功率。。

RM08 微型旋轉磁性編碼器與 AksIM-2™ 絕對式旋轉磁性編碼器憑藉超緊湊設計、低延遲回饋與高穩定性表現，已廣泛應用於先進醫療機器人系統中。這些編碼器能提供醫療等級的高精度位置感測，有助於提高手術操作的安全性與可重現性。

靈活設計，效能與節能兼顧

Renishaw 編碼器廣泛應用於各類機器人系統，提供精準穩定的位置感測與高效運動控制，協助用戶實現智慧製造、自動化精密操作與能源效率的全面提升。各款高性能編碼器具備以下關鍵優勢：

緊湊輕量化設計：適用於空間受限或需減輕負載的機器人應用，易於整合於關節與微型平台中。
高耐用性與環境適應力：即使處於高振動、灰塵、油霧或溫度劇烈變化的嚴苛工業環境下，依然維持穩定輸出與長期可靠性。
低功耗、節能設計：尤其適用於電池供電的移動式機器人與協作型機器人（Cobots），有效延長運作時間並降低系統耗電。

編碼器可在機械手臂中用作位置及速度回饋，包括關節定位、速度回饋、線性伸展量測、旋轉定位與夾持器控制

為機器人選擇編碼器系統時需要考慮哪些因素？

下表列出了選擇精密定位編碼器系統時通常評估的關鍵因素。這些因素包括編碼器性能、環境條件、安裝要求以及其他相關考量。

機器人

性能

✔ 解析度
✔ 旋轉範圍
✔ 電子細分誤差
✔ 控制器輸入頻率
✔ 速度
✔ 讀頭重量
✔ 電纜撓曲半徑
✔ 電纜撓曲壽命

環境

✔ 溫度
✔ 濕度
✔ 振動
✔ 電磁相容性 (EMC)
✔ 清潔度（顆粒、液體）
✔ IP 防護等級
✔ 真空/X射線輻射暴露/光照

安裝

✔ 尺寸
✔ 間隙公差
✔ 扭擺/俯仰/滾擺
✔ 連接器
✔ 延長電纜
✔ 安裝方式

其他

✔ 類比/數位
✔ 細分時脈頻率
✔ 參考限值
✔ 序列介面協議

推薦的解決方案

機器人

AksIM-2™ 絕對式磁性編碼器

一種非接觸式，高性能、離軸的絕對式磁性旋轉編碼器，適合安裝空間受限的應用。結構緊湊、輕薄小巧的讀頭可檢測並評估軸向磁化的薄圓環的磁場。

✔ 真正的絕對式

✔ 重複精度更高

✔ 內建自我監控功能

✔ 不受外部磁場干擾

Aksim-sizes_language independent_2.gif

更多詳情

ATOM™ 微型光學尺

微型增量式線性光學尺和旋轉光學尺系統採用微型化設計，兼具優異的訊號穩定性、抗汙性和可靠性。

✔ 微型化

✔ 優異的訊號穩定性

✔ 抗汙能力優異

✔ 極高的可靠性

更多詳情

Orbis™ 絕對式磁性編碼器

通孔磁性旋轉編碼器，適用於因空間限制而無法在旋轉軸端部安裝常用型編碼器的情況。它的通孔量測原理允許客製，可選配各種電路板和磁鐵尺寸以滿足應用需求。

✔ 真正的絕對式編碼器

✔ 可沿軸固定安裝

✔ 提供自我校正選項

✔ 安裝公差寬鬆

更多詳情

RM08 微型磁性編碼器

結構緊湊的超小型高速磁性旋轉編碼器，可用於嚴苛的環境。非接觸式雙組件設計無需密封或軸承，可確保了長期可靠性和安裝簡便性。

✔ 微型化

✔ 非接觸、無磨損設計

✔ 業界標準的模擬正弦、增量式、SSI 和線性電壓輸出格式

✔ 符合 RoHS 標準

更多詳情

RESOLUTE™ 真正的絕對式光學尺

這款真正的絕對式光學尺是高速、高解析度位置量測系統。該光學尺在通電後無需任何移動便可立即獲取位置資訊，進而可實現平穩的速度控制和可靠的位置穩定性。具有線性光學尺和旋轉光學尺選項。

✔ 高速運作

✔ 抗汙能力優

✔ 低電子細分誤差 (SDE)

✔ 低抖動

更多詳情

LinACE™ 絕對式磁性編碼器

一款極為堅固耐用的絕對式圓柱形線性磁性編碼器系統，設計作為感測器整合到伺服機構中，以提供精確的量測資料、優異的解析度和重複精度。

✔ 內建自我監控功能

✔ 內建軸承

✔ 佔用空間小

✔ 適合高度動態的控制迴路

更多詳情

成功案例：機器人

Heading 1

Lorem Ipsum is simply dummy text of the printing and typesetting industry. Lorem Ipsum has been the industry's standard dummy text ever since the 1500s, when an unknown printer took a galley of type and scrambled it to make a type specimen book.

Button 1

Form Heading

Universal Robots — AksIM™ 編碼器優化機器人性能

Universal Robots (UR) 公司是市場上頗為成功、廣受關注的機器人製造商之一。該公司的多軸協作機器人採用 AksIM™ 系列絕對式磁性旋轉編碼器，具有優異的性能、系統安全性和穩定性。

UR 機器人系列 — 多軸協作機器人採用 AksIM™ 磁性旋轉編碼器

AksIM™ 磁性旋轉編碼器安裝在減速器末端，直接監控 UR 機器人關節的實際旋轉角度。與將編碼器安裝在減速器前端的機器人設計相比，這種設計方法消除了系統誤差，令機器人的重複精度達到 ±0.1 mm。UR 機器人的整體性能得到顯著提高。

AksIM™ 系列編碼器具有優異的性能指標，可滿足嚴苛的機器人應用要求。它的解析度高達 20 位元，系統精度可達 ±0.1°，且重複精度優於單位解析度。極強的抗汙能力加上 IP64 的防護等級，令其適用於嚴苛的工業環境。

雙腳人形機器人 — 控制關節以達到良好平衡

PAL Robotics 公司面臨的挑戰之一是在機器人在雙腳行走時保持平衡，雖然這對人類是理所當然，但於機器人來說卻是一項大難題。

為了盡量縮減機器人的體積和慣性，人形機器人的關節在設計上有嚴格的空間和重量限制； PAL Robotics 機器人具有與人類等身大的尺寸，並能展現高達 40 度的自由度。

由於我們在機器人關節中使用了減速齒輪，會引發一些彈性或非線性動力，因此要機器人保持平衡是困難的任務。所以取得馬達和關節的位置對我們而言是十分重要的。

PAL Robotics（西班牙）

為了對各個關節的扭矩、速度和位置進行伺服控制，需要使用高品質的編碼器回饋資料。PAL Robotics 將非接觸式磁性編碼器，包括 AksIM™ 和 Orbis™ 非接觸式磁性編碼器，整合到機器人的膝關節、腕關節和肘關節中。

閱讀案例

外骨骼機器人 — 幫助脊髓損傷 (SCI) 患者自由行走

外骨骼機器人設計用於幫助行動不便者行動，需要與使用者的身體緊密接觸。它的性能受到許多因素的影響，包括機械結構、執行器和回饋設備，以及人機介面等。

設計必須精確控制關節角度，以確保使用者的行走穩定性和安全性。這需要高品質旋轉編碼器的位置回饋。

Renishaw 和 RLS 並沒有試圖向我們推銷我們不需要的東西。他們會考慮我們需要什麼，以及如何為我們提供幫助。

Project MARCH（荷蘭）

MARCH IVc 外骨骼機器人整合了用於高解析度（17 位元）旋轉關節回饋的AksIM-2™ 絕對式編碼器，以及用於線性關節回饋的微型 RM08 絕對式磁性旋轉編碼器。

兩輪自平衡無人車

東京電機大學 (Tokyo Denki University) 工學部的學生需要解決經典的控制理論難題 — 倒單擺。他們面對的考驗是製作一輛兩輪自平衡機器無人車。

為了達到預期的運動控制性能，學生們需要一個高解析度位置編碼器來監控和調節馬達輸出。這個編碼器還必須小巧輕便，能夠容納在無人車纖薄的垂直結構中。

他們最終選擇了僅重 2g 的 RM08 微型磁性旋轉編碼器。

閱讀案例

外骨骼機器人 — 即使斷電也能確保可靠的回饋

外骨骼機器人能夠使肢體殘障人士自由站立、行走，以及與周圍環境互動。這些複雜的機器人系統既要品質輕巧、結構緊湊，以方便身體虛弱的使用者操作，同時作為生物力學模型又要確保其生理結構完整。

我們要求編碼器既要滿足我們的性能標準，同時又不會增加過多的重量和體積，因為任何多餘結構都會降低使用者的活動性，而且有可能妨礙行走運動。

Marsi Bionics（西班牙）

閱讀案例

Heading 7

Button 7

Form Heading

Speak to out manufacturing consultants

>> Book Apointment now

希望深入探索成功案例？

XK10 Used and Trusted

正在尋求客製解決方案？

請告訴我們您的需求，我們的應用工程師將與您一起制定合適的解決方案。

為您量身客製解決方案

Learn how much manufacturers are benefitting from using XK10

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Vestibulum consequat mauris eu ullamcorper convallis. Phasellus accumsan, massa in ultrices eleifend, orci nibh commodo nisl, sed sollicitudin arcu urna sit amet enim. Mauris ante turpis, imperdiet eget interdum ac, eleifend volutpat lacus. Integer id nisi cursus, suscipit dui at, auctor ipsum. Suspendisse pulvinar aliquam sapien, id placerat sem tristique vel.