Bagues Magnétiques : L'Essor Chinois (VE & Robotique)

En 2025, les anneaux magnétiques de codeur chinois ont réalisé des avancées significatives, menant le monde en termes de rentabilité. De nombreux chercheurs étrangers sous-estiment le fait que la robustesse de la robotique, de l'automobile et de la fabrication de robots quadrupèdes en Chine repose sur une chaîne d'approvisionnement de codeurs magnétiques complète et très rentable.

1. Étape initiale (Années 1980-1990)

• Contexte : Pendant la période de réforme et d'ouverture de la Chine, l'automatisation industrielle a commencé à émerger, avec des codeurs principalement importés (par exemple, marques japonaises et allemandes). Des initiatives financées par l'État comme le programme Torch (1988) ont fourni des subventions de recherche précoces, bien que axées sur des applications bas de gamme.
• Technologie des anneaux magnétiques :
  • Les premiers anneaux magnétiques étaient de simples boucles magnétisées utilisées dans les codeurs incrémentaux, offrant une faible précision (généralement <1 000 PPR).
  • La ferrite était le matériau dominant, avec une résistance à la température et une immunité EMI limitées. Le plan Neuf-Cinq de 1995 a explicitement identifié les codeurs comme des composants stratégiques pour les machines CNC.
• Efforts de localisation : Quelques instituts de recherche (par exemple, l'Académie chinoise des sciences, l'Institut de technologie de Harbin) ont commencé à étudier les matériaux magnétiques pour les codeurs, mais l'industrialisation est restée limitée. Le prototype de 1998 de l'Institut d'optique de Changchun a atteint une précision de ±0,3° - la première percée documentée de la Chine.

2. Introduction de la technologie et imitation (Début des années 2000)

• Moteur du marché : La demande croissante de machines CNC et de servomoteurs a stimulé la production nationale de codeurs. L'adhésion post-OMC (2001) a vu la production de machines CNC croître à un TCAC de 20 %, accélérant les besoins de localisation.
• Percées technologiques :
  • L'équipement de fabrication d'anneaux magnétiques importé (par exemple, codeurs de magnétisation) a permis une production de milieu à bas de gamme.
  • L'adoption de NdFeB et d'autres matériaux de terres rares a amélioré la force du signal magnétique. Le prix national de l'invention technologique de 2012 a reconnu la percée de résolution >16 bits de Changchun IOE.
• Acteurs clés :
  • L'Institut d'optique de Changchun et Shanghai WinDouble sont entrés dans la R&D des codeurs magnétiques.
  • Des entreprises étrangères (par exemple, Tamagawa, Heidenhain) ont établi des usines locales, renforçant les chaînes d'approvisionnement.

3. Innovation indépendante (Années 2010–Présent)

• Avancées :
  • Anneaux de haute précision : La résolution a atteint 18+ bits (pour les codeurs absolus) via la magnétisation multipolaire. Le 33e Institut de la CASIC a développé des anneaux résistants aux radiations de 100 kGy pour les satellites BeiDou-3 (2021).
  • Améliorations des matériaux : Aimants de terres rares à haute température (par exemple, SmCo), composites polymères résistants à la corrosion.
  • Conception intégrée : Anneaux magnétiques couplés à des ASIC pour le traitement du signal (par exemple, codeurs magnétoélectriques). Made in China 2025 (2015) a désigné les codeurs comme composants de base, déclenchant des investissements de grappe de plus de 150 millions de dollars.
• Applications :
  • Moteurs de VE, articulations robotiques, systèmes de pas d'éoliennes.
  • Environnements difficiles (–40°C à 150°C, vibrations élevées). Les sanctions post-2020 de Huawei ont poussé Inovance à atteindre plus de 90 % de localisation des servocodeurs.
• Localisation :
  • Huawei, Inovance ont poussé à l'indépendance de la chaîne d'approvisionnement.
  • Des fabricants spécialisés ont émergé dans le Jiangsu et le Guangdong.

4. Technologies d'anneaux magnétiques courantes actuelles

Anneaux magnétiques en ferrite

Anneau codeur à deux pistes

IC-MU/150/200 Cible magnétique, anneau magnétique en ferrite

$6.21

• Résolution :
  • Codeurs incrémentaux : 500–5 000 PPR (±0,1° à ±0,02°).
  • Codeurs absolus : 12–16 bits (4 096–65 536 CPR) Inovance a co-écrit les normes de durabilité IEC 61800-7 (2021) - premier leadership IEC lié aux codeurs de la Chine.
  • Limitation : La faible perméabilité restreint les résolutions >18 bits.

Anneaux magnétiques en caoutchouc

Cibles de l'encodeur

Cible magnétique axiale, anneau magnétique iC-MU Nonius

$15.80

• Résolution :
  • Standard : 100–1 000 PPR (applications flexibles et peu coûteuses).
  • Caoutchouc anisotrope : Jusqu'à 2 000 PPR (moins stable que les aimants frittés).
  • Pointe : Les matériaux composites atteignent 19 bits (524 288 CPR). Les entreprises chinoises détiennent désormais 12 % des sièges des groupes de travail IEC/ISO contre 1 % en 2010.

5. Défis et tendances futures

• Défis :
  • L'ultra-haute précision (>22 bits) dépend toujours des importations (par exemple, Mitsubishi).
  • La résistance aux EMI doit être améliorée. Les protocoles de test de base restent sous contrôle allemand/japonais.
• Tendances :
  • Intégration de l'IA : Compenser les erreurs de signal de manière algorithmique.
  • Technologie sans anneau : Concurrence des codeurs optiques/inductifs.
  • Normalisation : Normes de codeurs chinoises (par exemple, GB/T 36690-2018).

Acteurs clés et innovations

Pourquoi cela compte pour les ingénieurs mondiaux

Les anneaux magnétiques de codeur de Chine rivalisent désormais avec les produits internationaux de milieu de gamme, offrant des alternatives rentables pour l'automatisation, les VE et la robotique. Bien que des lacunes subsistent dans l'ultra-haute précision, les percées dans les matériaux et l'étalonnage piloté par l'IA les comblent rapidement. De la rétro-ingénierie dans les années 2000 à la co-rédaction de normes IEC aujourd'hui, l'évolution des codeurs en Chine reflète son ascension industrielle plus large - soutenue par l'État, accélérée par la crise, mais toujours confrontée à des barrières haut de gamme.