步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)升級(jí)，為先進(jìn)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(bào)

　　廣東凱福電子科技有限公司(簡(jiǎn)稱：凱?？萍?是國(guó)內(nèi)步進(jìn)電機(jī)領(lǐng)域一家機(jī)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(yíng)，已發(fā)展成為中國(guó)步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、精密對(duì)位平臺(tái)等產(chǎn)品線市場(chǎng)中的領(lǐng)航品牌之一。近期，本刊實(shí)地走訪了位于東莞高埗鎮(zhèn)的凱福科技總部基地，采訪到該公司研發(fā)總監(jiān)黃忠報(bào)先生，請(qǐng)他詳細(xì)介紹了目前步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)的最新發(fā)展?fàn)顩r，以及凱?？萍荚隍?qū)動(dòng)器技術(shù)方面的研發(fā)規(guī)劃和新產(chǎn)品開發(fā)動(dòng)向。

黃忠報(bào)

升級(jí)中，開發(fā)新一代總線步進(jìn)驅(qū)動(dòng)

　　作為工業(yè)控制領(lǐng)域的一個(gè)分支，步進(jìn)電機(jī)搭配驅(qū)動(dòng)器組成一套控制簡(jiǎn)便、低成本的開環(huán)控制系統(tǒng)，就能實(shí)現(xiàn)精確的位置和速度控制，這些性能優(yōu)勢(shì)使其在各種自動(dòng)化細(xì)分市場(chǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。伴隨著近些年細(xì)分驅(qū)動(dòng)、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(jìn)電機(jī)的運(yùn)行品質(zhì)。

　　談到近年來步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，廣東凱福電子科技有限公司研發(fā)總監(jiān)黃忠報(bào)表示：“電機(jī)驅(qū)動(dòng)是工業(yè)自動(dòng)化的動(dòng)力來源，在當(dāng)前設(shè)備應(yīng)用越來越復(fù)雜的趨勢(shì)下，單一型驅(qū)動(dòng)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(jìn)電機(jī)領(lǐng)域，針對(duì)驅(qū)動(dòng)器的研發(fā)顯得更為重要?！?/p>

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

　　黃忠報(bào)指出，總體而言，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)正進(jìn)入一個(gè)技術(shù)升級(jí)期，主要特征表現(xiàn)為：進(jìn)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(shí)，另一個(gè)較為明顯的趨勢(shì)是，傳統(tǒng)脈沖型驅(qū)動(dòng)逐漸被總線型驅(qū)動(dòng)所取代，驅(qū)動(dòng)控制必須與總線技術(shù)相融合，并支持多種新一代的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)通訊標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，如PROFINET、CC-Link IE 等等，以適應(yīng)當(dāng)前“工業(yè)4.0”的發(fā)展需求;此外，在驅(qū)動(dòng)底層技術(shù)的開發(fā)上還必須強(qiáng)化模型控制、自適應(yīng)控制等先進(jìn)算法，努力縮小與國(guó)外同類型產(chǎn)品之間的差距。

　　在總線型產(chǎn)品線部分，凱?？萍家淹瞥龅腅therCAT高速總線型步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器(Y2SD2-EC、Y2SS3-EC)在閉環(huán)步進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，總線傳輸速率可達(dá) 100Mb/s，從而實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)步進(jìn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制與實(shí)時(shí)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(diǎn)。凱?？萍剂硪豢頨2SS3-PN總線步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器完全兼容工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)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(shí)代提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。

集成化，提供高性價(jià)比驅(qū)控方案

　　成立于2008年的凱?？萍迹瑘?jiān)持以“市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以技術(shù)創(chuàng)新為核心”作為企業(yè)的經(jīng)營(yíng)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(guó)步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)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(shí)力雄厚的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)、先進(jìn)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(guó)各個(gè)工業(yè)重鎮(zhèn)。

　　在對(duì)于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的開發(fā)規(guī)劃上，黃忠報(bào)介紹道： “增強(qiáng)集成控制功能，例如把PLC中的部分可編程功能放入步進(jìn)驅(qū)動(dòng)中，為客戶提供高品質(zhì)、高性價(jià)比的運(yùn)動(dòng)控制解決方案，幫助客戶提升應(yīng)用價(jià)值、優(yōu)化使用成本、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，是凱福科技現(xiàn)階段堅(jiān)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(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(shí)，還可提供編碼器反饋，驅(qū)動(dòng)閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)，徹底克服了步進(jìn)電機(jī)丟步的問題，明顯提升電機(jī)的高速性能，降低了電機(jī)發(fā)熱和減小了電機(jī)振動(dòng)，提高了機(jī)器的加工速度、精度以及驅(qū)動(dòng)效率。

　　此外，凱?？萍冀谶€推出了一款一拖二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(yùn)行，大大方便了客戶的實(shí)際應(yīng)用，且通過市場(chǎng)驗(yàn)證，產(chǎn)品性能優(yōu)秀，具備高速大力距輸出、低噪音、低振動(dòng)、低發(fā)熱等特點(diǎn)，幫助客戶節(jié)省了采購成本。

乘勢(shì)而上，積極開拓新興市場(chǎng)

　　步入二十一世紀(jì)，中國(guó)制造業(yè)加快了轉(zhuǎn)型升級(jí)的步伐，先進(jìn)制造業(yè)不僅是對(duì)生產(chǎn)效率的體現(xiàn)，更是對(duì)先進(jìn)生產(chǎn)工藝的追求，尤其是對(duì)于產(chǎn)品的精度和可靠性要求日益凸顯，在這一趨勢(shì)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(shí)現(xiàn)先進(jìn)生產(chǎn)，都必須依靠自動(dòng)化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，”黃忠報(bào)說，“盡管近一年來各種復(fù)雜的國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，加劇了工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)‘寒冬’的來臨，在一些傳統(tǒng)小型低端自動(dòng)化設(shè)備市場(chǎng)上，廠商的生存壓力增大，但隨著近期國(guó)內(nèi)光伏行業(yè)的回暖、新能源電動(dòng)汽車市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，以及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化的強(qiáng)烈需求，有力促進(jìn)了高端自動(dòng)化設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程，這些快速興起的新型市場(chǎng)，也是凱?？萍寄壳罢诜e極開拓的細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域。”

　　在醫(yī)療器械市場(chǎng)，凱?？萍紝ｉT針對(duì)核酸檢測(cè)設(shè)備而開發(fā)的一款超小型脈沖步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器(Y2SD1-mini)，基于優(yōu)化的全新算法，電機(jī)控制更平穩(wěn)，定位更精確，支持高精度滾珠絲桿步進(jìn)電機(jī)，體積小巧(33×45mm)，能夠滿足核酸檢測(cè)設(shè)備對(duì)快速小距離往復(fù)運(yùn)動(dòng)、達(dá)到振蕩效果的使用要求，同時(shí)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(chǎng)是目前另一大熱點(diǎn)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(zhǎng)方形電芯疊片工藝對(duì)精度和可靠性的要求，凱?？萍佳兄频腨K-XXY-200精密對(duì)位平臺(tái)系統(tǒng)集運(yùn)動(dòng)控制、視覺系統(tǒng)解決方案為一體，定位精度可達(dá)2μm，速度最快可達(dá)50mm/s，在驅(qū)動(dòng)層面，采用的是支持EtherCAT標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議的總線型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(fù)載重、組裝及維護(hù)容易等多重優(yōu)勢(shì)，極大地提高了鋰電池CCD自動(dòng)對(duì)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(duì)位平臺(tái)已成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)市場(chǎng)的批量供貨，并且在一年之內(nèi)已升級(jí)至第四代定制化方案，凱福科技根據(jù)不同用戶應(yīng)用需求進(jìn)行定制開發(fā)的最快時(shí)間為3天內(nèi)。

　　在全球產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈加速重構(gòu)的當(dāng)下，中國(guó)先進(jìn)制造的向上之勢(shì)已不可阻擋，在推動(dòng)制造業(yè)邁向中高端價(jià)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(jìng)爭(zhēng)中的制高點(diǎn)。凱?？萍紝⒗卫伟盐者@一歷史機(jī)遇，繼續(xù)扎根精密工控自動(dòng)化市場(chǎng)，加大技術(shù)研發(fā)力度，苦練“內(nèi)功”，為新時(shí)期中國(guó)先進(jìn)制造發(fā)展添翼!