步進電機驅(qū)動技術(shù)升級，為先進制造添翼——訪廣東凱福電子科技有限公司研發(fā)總監(jiān)黃忠報

　　廣東凱福電子科技有限公司(簡稱：凱?？萍?是國內(nèi)步進電機領(lǐng)域一家機電一體化研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)，經(jīng)過近十余年的用心經(jīng)營，已發(fā)展成為中國步進電機、驅(qū)動器、精密對位平臺等產(chǎn)品線市場中的領(lǐng)航品牌之一。近期，本刊實地走訪了位于東莞高埗鎮(zhèn)的凱?？萍伎偛炕兀稍L到該公司研發(fā)總監(jiān)黃忠報先生，請他詳細介紹了目前步進電機及驅(qū)動市場的最新發(fā)展狀況，以及凱?？萍荚隍?qū)動器技術(shù)方面的研發(fā)規(guī)劃和新產(chǎn)品開發(fā)動向。

黃忠報

升級中，開發(fā)新一代總線步進驅(qū)動

　　作為工業(yè)控制領(lǐng)域的一個分支，步進電機搭配驅(qū)動器組成一套控制簡便、低成本的開環(huán)控制系統(tǒng)，就能實現(xiàn)精確的位置和速度控制，這些性能優(yōu)勢使其在各種自動化細分市場中得到了廣泛的應(yīng)用。伴隨著近些年細分驅(qū)動、閉環(huán)控制、編碼器反饋單元等技術(shù)、產(chǎn)品的引入，大大改善了步進電機的運行品質(zhì)。

　　談到近年來步進電機驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展動向，廣東凱福電子科技有限公司研發(fā)總監(jiān)黃忠報表示：“電機驅(qū)動是工業(yè)自動化的動力來源，在當前設(shè)備應(yīng)用越來越復雜的趨勢下，單一型驅(qū)動產(chǎn)品已經(jīng)很難適應(yīng)客戶高度定制化的需求，尤其是在步進電機領(lǐng)域，針對驅(qū)動器的研發(fā)顯得更為重要?！?/p>

　　曾在哈爾濱工業(yè)大學研讀控制科學與工程碩士專業(yè)的黃忠報，主攻逆變器、電機底層先進驅(qū)動控制技術(shù)的研發(fā);并在先進控制理論的基礎(chǔ)上，開發(fā)出步進驅(qū)動所涉及的弱磁控制技術(shù)、電子阻尼技術(shù)，以及基于步進電機模型的位置速度估算技術(shù)、外部擾動力矩估算與補償技術(shù)、步進閉環(huán)高精度控制技術(shù)、EtherCAT/PROFINET總線驅(qū)動控制環(huán)路同步時鐘技術(shù)，并應(yīng)用于相關(guān)步進驅(qū)動產(chǎn)品中，得到了大規(guī)模商用。多年來，他在數(shù)字步進驅(qū)動、閉環(huán)步進驅(qū)動器、總線型驅(qū)動器等產(chǎn)品線的開發(fā)上積累了豐富的實踐經(jīng)驗。

　　黃忠報指出，總體而言，步進電機驅(qū)動正進入一個技術(shù)升級期，主要特征表現(xiàn)為：進一步提高定位精度、減輕中低速下的共振現(xiàn)象、體積更小型化;與此同時，另一個較為明顯的趨勢是，傳統(tǒng)脈沖型驅(qū)動逐漸被總線型驅(qū)動所取代，驅(qū)動控制必須與總線技術(shù)相融合，并支持多種新一代的實時工業(yè)以太網(wǎng)通訊標準協(xié)議，如PROFINET、CC-Link IE 等等，以適應(yīng)當前“工業(yè)4.0”的發(fā)展需求;此外，在驅(qū)動底層技術(shù)的開發(fā)上還必須強化模型控制、自適應(yīng)控制等先進算法，努力縮小與國外同類型產(chǎn)品之間的差距。

　　在總線型產(chǎn)品線部分，凱福科技已推出的EtherCAT高速總線型步進驅(qū)動器(Y2SD2-EC、Y2SS3-EC)在閉環(huán)步進的基礎(chǔ)上，融合EtherCAT總線技術(shù)，支持COE(CANopen over EtherCAT)協(xié)議，符合CiA402標準，總線傳輸速率可達 100Mb/s，從而實現(xiàn)了閉環(huán)步進系統(tǒng)的實時控制與實時數(shù)據(jù)傳輸，具有高性能、高傳送速度、高可靠性通訊等優(yōu)點。凱?？萍剂硪豢頨2SS3-PN總線步進驅(qū)動器完全兼容工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)有的現(xiàn)場總線技術(shù)(如PROFIBUS)，為制造業(yè)客戶全面邁向工業(yè)互聯(lián)時代提供了堅實的技術(shù)支撐。

集成化，提供高性價比驅(qū)控方案

　　成立于2008年的凱?？萍?，堅持以“市場需求為導向，以技術(shù)創(chuàng)新為核心”作為企業(yè)的經(jīng)營理念和發(fā)展戰(zhàn)略，經(jīng)過多年的耕耘和積累，已成為中國步進電機和驅(qū)動器行業(yè)中的領(lǐng)航品牌廠家之一。目前，公司位于東莞高埗的總部生產(chǎn)基地建有實力雄厚的技術(shù)研發(fā)團隊、先進的制造產(chǎn)線和工藝流程管理體系，并先后在武漢、深圳、惠州、上海、蘇州、寧波等地建立起了分公司和辦事處，業(yè)務(wù)范圍輻射全國各個工業(yè)重鎮(zhèn)。

　　在對于步進電機驅(qū)動器的開發(fā)規(guī)劃上，黃忠報介紹道： “增強集成控制功能，例如把PLC中的部分可編程功能放入步進驅(qū)動中，為客戶提供高品質(zhì)、高性價比的運動控制解決方案，幫助客戶提升應(yīng)用價值、優(yōu)化使用成本、提高市場競爭力，是凱?？萍棘F(xiàn)階段堅持的重要發(fā)展策略?！?/p>

　　例如，凱?？萍奸_發(fā)的兩相高性能驅(qū)控一體型步進電機驅(qū)動器(Y2SD2-S40)，可支持脈沖控制、模擬量控制、力矩控制、指令控制、內(nèi)部編程等模式;同時，還可提供編碼器反饋，驅(qū)動閉環(huán)步進電機，徹底克服了步進電機丟步的問題，明顯提升電機的高速性能，降低了電機發(fā)熱和減小了電機振動，提高了機器的加工速度、精度以及驅(qū)動效率。

　　此外，凱?？萍冀谶€推出了一款一拖二步進電機驅(qū)動器——Y2SDD1R5系列，支持485控制功能，它可工作在速度模式和脈沖方向模式或雙脈沖模式下，或通過485指令控制運行，大大方便了客戶的實際應(yīng)用，且通過市場驗證，產(chǎn)品性能優(yōu)秀，具備高速大力距輸出、低噪音、低振動、低發(fā)熱等特點，幫助客戶節(jié)省了采購成本。

乘勢而上，積極開拓新興市場

　　步入二十一世紀，中國制造業(yè)加快了轉(zhuǎn)型升級的步伐，先進制造業(yè)不僅是對生產(chǎn)效率的體現(xiàn)，更是對先進生產(chǎn)工藝的追求，尤其是對于產(chǎn)品的精度和可靠性要求日益凸顯，在這一趨勢下，工業(yè)控制行業(yè)也迎來了新一輪的黃金發(fā)展期。

　　‘無論是規(guī)?；⒋笈恐圃炱髽I(yè)，還是靈活、柔性和定制化企業(yè)，要想實現(xiàn)先進生產(chǎn)，都必須依靠自動化技術(shù)來實現(xiàn)，”黃忠報說，“盡管近一年來各種復雜的國內(nèi)外經(jīng)濟形勢，加劇了工業(yè)自動化市場‘寒冬’的來臨，在一些傳統(tǒng)小型低端自動化設(shè)備市場上，廠商的生存壓力增大，但隨著近期國內(nèi)光伏行業(yè)的回暖、新能源電動汽車市場的迅猛發(fā)展，以及半導體產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化的強烈需求，有力促進了高端自動化設(shè)備的國產(chǎn)化替代進程，這些快速興起的新型市場，也是凱福科技目前正在積極開拓的細分應(yīng)用領(lǐng)域?！?/p>

　　在醫(yī)療器械市場，凱?？萍紝ｉT針對核酸檢測設(shè)備而開發(fā)的一款超小型脈沖步進驅(qū)動器(Y2SD1-mini)，基于優(yōu)化的全新算法，電機控制更平穩(wěn)，定位更精確，支持高精度滾珠絲桿步進電機，體積小巧(33×45mm)，能夠滿足核酸檢測設(shè)備對快速小距離往復運動、達到振蕩效果的使用要求，同時免接線/帶電熱拔插，令用戶在應(yīng)用上更加安全方便。

　　鋰電池設(shè)備市場是目前另一大熱點開發(fā)領(lǐng)域。為了適應(yīng)現(xiàn)階段應(yīng)用越來越普遍的長方形電芯疊片工藝對精度和可靠性的要求，凱?？萍佳兄频腨K-XXY-200精密對位平臺系統(tǒng)集運動控制、視覺系統(tǒng)解決方案為一體，定位精度可達2μm，速度最快可達50mm/s，在驅(qū)動層面，采用的是支持EtherCAT標準通訊協(xié)議的總線型步進電機驅(qū)動器，確保了系統(tǒng)的高速響應(yīng)性能。憑借其高精度和高剛性、負載重、組裝及維護容易等多重優(yōu)勢，極大地提高了鋰電池CCD自動對位疊片設(shè)備的精度和生產(chǎn)效率，為轉(zhuǎn)型中的鋰電池制造企業(yè)提供了一套便捷、高效的解決方案。據(jù)了解，自產(chǎn)品面市以來，該系列精密對位平臺已成功實現(xiàn)了對市場的批量供貨，并且在一年之內(nèi)已升級至第四代定制化方案，凱?？萍几鶕?jù)不同用戶應(yīng)用需求進行定制開發(fā)的最快時間為3天內(nèi)。

　　在全球產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈加速重構(gòu)的當下，中國先進制造的向上之勢已不可阻擋，在推動制造業(yè)邁向中高端價值鏈的過程中，高端裝備業(yè)以及核心零部件行業(yè)成為新一輪產(chǎn)業(yè)競爭中的制高點。凱?？萍紝⒗卫伟盐者@一歷史機遇，繼續(xù)扎根精密工控自動化市場，加大技術(shù)研發(fā)力度，苦練“內(nèi)功”，為新時期中國先進制造發(fā)展添翼!