Uitgeklede encoders geven extreme flexibiliteit
Flexibiliteit en maatwerk zijn steeds belangrijker voor de veeleisende ontwikkelaars van high-end systemen. Een catalogusproduct is leuk, maar alleen als het exact voldoet aan de requirements die ze hebben opgesteld. Sensorleveranciers komen daarom met encoders die zijn gestript van alle randzaken. Gebruikers kunnen zelf kiezen hoe ze die willen integreren en de encoder volledig op maat maken voor hun specifieke toepassing.
Als een oem’er heel specifieke eisen heeft aan de encoder die hij in zijn systeem wil integreren, moet hij maar hopen dat er een sensor op de markt verkrijgbaar is die precies daaraan voldoet. Want hoewel het aanbod groot is, is het aantal mogelijke toepassingen nog altijd veel groter. Dus zeker als je als hightechbedrijf de grenzen opzoekt van wat er met normale catalogusproducten haalbaar is, blijkt dat die off-the-shelf componenten vaak net niet voldoen. Dat kan zijn omdat ze simpelweg te groot of te zwaar zijn. Of omdat ze de verkeerde bouwvorm hebben voor de toepassing. En soms zitten er mogelijkheden in zo’n encodersysteem die helemaal niet nodig zijn of, erger nog, ontbreekt de functionaliteit die de ontwikkelaar juist vraagt.
Encoderleveranciers spelen de laatste tijd in op deze trend door uitgeklede varianten van hun producten te ontwikkelen. De functionaliteit van de encoders blijft stevig overeind, maar er is een streep gezet door de behuizing en de overige features. Wat overblijft, is kale elektronica; een pcb met alleen de encoderchip, en hooguit de minimale ondersteuning. Het is aan de oem of de sensorintegrator om daar een eigen systeem omheen te bouwen. Zo’n encoderoplossing vraagt dus meer van de gebruiker, maar het eindresultaat is dan wel perfect op maat voor de applicatie.
Lichtgewicht of robuust
‘Voor een klant is het fijn dat hij nooit iets te veel koopt’, zegt Rob Kuijpers, productmanager bij sensorspecialist Sentech. ‘Hij kan zelf kiezen wat hij integreert en wat niet.’ Een van de grote voordelen is dat een machinebouwer niet gebonden is aan de vormfactor die de sensorfabrikant heeft gekozen. ‘Je kunt de behuizing op maat maken. Zo kun je bijvoorbeeld voor een lichtgewicht materiaal kiezen omdat de encoder in de end-effector van een robot komt te zitten en de massa daar belangrijk is. Een ander wil misschien juist een robuustere behuizing en zal wat minder naar het gewicht kijken. De keuze ligt bij de gebruiker.’
Ook kun je inspelen op de omgevingseisen die horen bij jouw toepassing. ‘Vaak zijn er specifieke specs waaraan de encoder moet voldoen’, weet Kuijpers. ‘Soms moet de encoder in vacuüm opereren. Dan is het zaak dat hij bijvoorbeeld niet uitgast. Daar zijn natuurlijk oplossingen voor op de markt, maar lang niet iedereen zit daarop te wachten, waardoor het zonde is om zo’n duurder encodersysteem te kopen. Ook kan het zijn dat de encoder tegen heel hoge, of juist extreem lage temperaturen bestand moet zijn. Of de behuizing moet waterdicht zijn. Veel fabrikanten stoppen hun encoders standaard in een IP67-behuizing, maar dat is ook niet altijd nodig voor de applicatie, terwijl je er als gebruiker wel voor betaalt. Bij deze uitgeklede encodertypes kun je zelf kiezen wat je belangrijk vindt en alleen dat toevoegen.’
Bredere markt
Ook voor de fabrikant zelf is het voordelig om encoders op pcb-niveau te leveren. ‘Het ontwerp wordt minder ingewikkeld en is dus makkelijker te produceren’, legt Kuijpers uit. Veel toeleveranciers op andere gebieden bewandelen juist de omgekeerde weg en trekken steeds meer naar zich toe door bijvoorbeeld complexere modules in de markt te zetten. ‘Als je meer waarde wilt toevoegen, is dat te begrijpen, maar vaak beperk je jezelf daarmee tot één specifieke markt’, stelt Kuijpers. ‘Zo’n product past immers alleen bij de toepassing waar de specs precies matchen. Als je een algemener product lanceert, op pcb-niveau, kun je er nog alle kanten mee op.’
Test less, verify Moore
At the Bits&Chips Event 2023 on 12 October 2023, Phillipa Hopcroft from Crocotec and Ivo ter Horst from ASML will kick off with a keynote speech on transforming how lithography machine software is built. Make sure to keep an eye on the website for program updates and save the date!
Encoderleveranciers kunnen op deze manier een veel bredere markt aanspreken, stelt Kuijpers. ‘Ze kunnen meer verkopen en dat hoeft niet eens ten koste te gaan van hun marges. Omdat het een eenvoudiger product is, zullen ze minder tijd kwijt zijn aan bijvoorbeeld debuggen en servicen. Bovendien zullen klanten het waarderen dat ze meer flexibiliteit krijgen.’
Poka Yoke
De integratie van die uitgeklede encoders heeft zoals gezegd meer voeten in aarde dan bij een standaard sensor. ‘Het vraagt om een nieuwe kijk op integratie. En dat past goed bij onze manier van werken waarin we bij Sentech samen met onze klanten naar de beste implementatie en aansluiting zoeken’, aldus Kuijpers. ‘In overleg bekijken we welke variaties, features en bekabeling we toevoegen.’
De encoder doet wat hij moet doen, maar ook niet meer dan dat. ‘De eerste vraag is of de encoder in een behuizing moet komen’, weet Kuijpers. ‘Dat is geen verplichting, maar meestal wel beter omdat de encoder anders erg kwetsbaar is. Een machinebouwer kan die taak zelf op zich nemen. Over het algemeen is dat niet zijn kerncompetentie. We kunnen dat soort partijen adviseren en het integratieproces begeleiden. Bijvoorbeeld door een foutbestendige Poka Yoke-behuizing te ontwikkelen, zodat de klant hem maar op één manier in het systeem kan monteren.’
Veel encoderspecialisten werken toch al vaak met een integrator om mee te denken in klantwensen. ‘Het is altijd zaak om niet te veel te willen toevoegen. Alle noodzakelijke dingen moeten er natuurlijk in, maar sommige zaken zijn slechts nice to have. Bedenk je steeds dat meer functionaliteit ook meer complexiteit en dus meer kosten met zich meebrengen. Soms geldt: less is more’, aldus Kuijpers. ‘Het mooie van deze encoders-op-pcb is dat je zelf de vrije hand hebt. Maak je het complex omdat je toepassing dat nodig heeft, of kies je juist voor schaalbaar en goedkoop.’
Voor oem’s en robots
Sentech werkt met de uitgeklede encoders van MicroE (optisch), Zettlex (inductief) en Netzer (capacitief). Het is geen toeval dat encoderleveranciers met uitgeklede versies aan de slag zijn, stelt Kuijpers. ‘Een temperatuursensor is veel meer rechttoe rechtaan. Daar wil je niet te veel aan veranderen en niet te veel aan sleutelen. Omdat er aan encoders veel meer verschillende eisen worden gesteld en ze in heel wat applicaties worden toegepast, zijn gebruikers meer op zoek naar flexibiliteit.’
Celera Motion, het moederbedrijf van MicroE en Zettlex, zet deze encodertypes in de markt onder de term ‘OEM ready’. ‘Klaar zijn ze niet helemaal, want je moet er juist nog van alles aan toevoegen, maar ze zijn absoluut wel interessant voor oem’s’, vindt Kuijpers en hij legt uit: ‘Voor die bedrijven is het ontwerp van hun machine het belangrijkste. Hun eisen zijn leidend en ze zoeken dus een encoder die past binnen hun design. Andere gebruikers letten vaak vooral op de kosten, kijken wat er standaard beschikbaar is in de markt en laten daar hun ontwerp van afhangen. Een oem is van mening dat de producten zich moeten aanpassen aan zijn eisen. En als het niet past, gaan ze op zoek naar een partij die het zo kan ontwerpen dat het toch past. De uitgeklede encoders sluiten daar goed op aan.’
Ook voor robottoepassingen zijn ze interessant. ‘Stel je bouwt een robot die zich door een buis moet verplaatsen en je hebt een encoder met een connector nodig die in één richting flexibel is, omdat het anders niet past’, schetst Kuijpers. ‘Dat is zo’n bijzondere eis dat je waarschijnlijk geen standaard component gaat vinden. Want hoe specifieker je wens is, hoe beter je met deze integratieproducten uit de voeten kunt.’
