步进电机驱动技术升级， 为先进制造添翼 ——访广东凯福电子科技有限公司研发总监 黄忠报

　   广东凯福电子科技有限公司(简称：凯福科技)是国内步进电机领域一家机电一体化研发、生产企业，经过近十余年的用心经营，已发展成为中国步进电机、驱动器、精密对位平台等产品线市场中的领航品牌之一。近期，本刊实地走访了位于东莞高埗镇的凯福科技总部基地，采访到该公司研发总监黄忠报先生，请他详细介绍了目前步进电机及驱动市场的最新发展状况，以及凯福科技在驱动器技术方面的研发规划和新产品开发动向。

广东凯福电子科技有限公司研发总监

黄忠报

　　升级中，开发新一代总线步进驱动

　　作为工业控制领域的一个分支，步进电机搭配驱动器组成一套控制简便、低成本的开环控制系统，就能实现精确的位置和速度控制，这些性能优势使其在各种自动化细分市场中得到了广泛的应用。伴随着近些年细分驱动、闭环控制、编码器反馈单元等技术、产品的引入，大大改善了步进电机的运行品质。

　　谈到近年来步进电机驱动技术的发展动向，广东凯福电子科技有限公司研发总监黄忠报表示：“电机驱动是工业自动化的动力来源，在当前设备应用越来越复杂的趋势下，单一型驱动产品已经很难适应客户高度定制化的需求，尤其是在步进电机领域，针对驱动器的研发显得更为重要。”

　　曾在哈尔滨工业大学研读控制科学与工程硕士专业的黄忠报，主攻逆变器、电机底层先进驱动控制技术的研发;并在先进控制理论的基础上，开发出步进驱动所涉及的弱磁控制技术、电子阻尼技术，以及基于步进电机模型的位置速度估算技术、外部扰动力矩估算与补偿技术、步进闭环高精度控制技术、EtherCAT/PROFINET总线驱动控制环路同步时钟技术，并应用于相关步进驱动产品中，得到了大规模商用。多年来，他在数字步进驱动、闭环步进驱动器、总线型驱动器等产品线的开发上积累了丰富的实践经验。

　　黄忠报指出，总体而言，步进电机驱动正进入一个技术升级期，主要特征表现为：进一步提高定位精度、减轻中低速下的共振现象、体积更小型化;与此同时，另一个较为明显的趋势是，传统脉冲型驱动逐渐被总线型驱动所取代，驱动控制必须与总线技术相融合，并支持多种新一代的实时工业以太网通讯标准协议，如PROFINET、CC-Link IE 等等，以适应当前“工业4.0”的发展需求;此外，在驱动底层技术的开发上还必须强化模型控制、自适应控制等先进算法，努力缩小与国外同类型产品之间的差距。

　在总线型产品线部分，凯福科技已推出的EtherCAT高速总线型步进驱动器(Y2SD2-EC、Y2SS3-EC)在闭环步进的基础上，融合EtherCAT总线技术，支持COE(CANopen over EtherCAT)协议，符合CiA402标准，总线传输速率可达 100Mb/s，从而实现了闭环步进系统的实时控制与实时数据传输，具有高性能、高传送速度、高可靠性通讯等优点。凯福科技另一款Y2SS3-PN总线步进驱动器完全兼容工业以太网和现有的现场总线技术(如PROFIBUS)，为制造业客户全面迈向工业互联时代提供了坚实的技术支撑。

　　集成化，提供高性价比驱控方案

　　成立于2008年的凯福科技，坚持以“市场需求为导向，以技术创新为核心”作为企业的经营理念和发展战略，经过多年的耕耘和积累，已成为中国步进电机和驱动器行业中的领航品牌厂家之一。目前，公司位于东莞高埗的总部生产基地建有实力雄厚的技术研发团队、先进的制造产线和工艺流程管理体系，并先后在武汉、深圳、惠州、上海、苏州、宁波等地建立起了分公司和办事处，业务范围辐射全国各个工业重镇。

　　在对于步进电机驱动器的开发规划上，黄忠报介绍道： “增强集成控制功能，例如把PLC中的部分可编程功能放入步进驱动中，为客户提供高品质、高性价比的运动控制解决方案，帮助客户提升应用价值、优化使用成本、提高市场竞争力，是凯福科技现阶段坚持的重要发展策略。”

　　例如，凯福科技开发的两相高性能驱控一体型步进电机驱动器(Y2SD2-S40)，可支持脉冲控制、模拟量控制、力矩控制、指令控制、内部编程等模式;同时，还可提供编码器反馈，驱动闭环步进电机，彻底克服了步进电机丢步的问题，明显提升电机的高速性能，降低了电机发热和减小了电机振动，提高了机器的加工速度、精度以及驱动效率。

　　此外，凯福科技近期还推出了一款一拖二步进电机驱动器——Y2SDD1R5系列，支持485控制功能，它可工作在速度模式和脉冲方向模式或双脉冲模式下，或通过485指令控制运行，大大方便了客户的实际应用，且通过市场验证，产品性能优秀，具备高速大力距输出、低噪音、低振动、低发热等特点，帮助客户节省了采购成本。

      乘势而上，积极开拓新兴市场

　　步入二十一世纪，中国制造业加快了转型升级的步伐，先进制造业不仅是对生产效率的体现，更是对先进生产工艺的追求，尤其是对于产品的精度和可靠性要求日益凸显，在这一趋势下，工业控制行业也迎来了新一轮的黄金发展期。

　　‘无论是规模化、大批量制造企业，还是灵活、柔性和定制化企业，要想实现先进生产，都必须依靠自动化技术来实现，”黄忠报说，“尽管近一年来各种复杂的国内外经济形势，加剧了工业自动化市场‘寒冬’的来临，在一些传统小型低端自动化设备市场上，厂商的生存压力增大，但随着近期国内光伏行业的回暖、新能源电动汽车市场的迅猛发展，以及半导体产业链国产化的强烈需求，有力促进了高端自动化设备的国产化替代进程，这些快速兴起的新型市场，也是凯福科技目前正在积极开拓的细分应用领域。”

　　在医疗器械市场，凯福科技专门针对核酸检测设备而开发的一款超小型脉冲步进驱动器(Y2SD1-mini)，基于优化的全新算法，电机控制更平稳，定位更精确，支持高精度滚珠丝杆步进电机，体积小巧(33×45mm)，能够满足核酸检测设备对快速小距离往复运动、达到振荡效果的使用要求，同时免接线/带电热拔插，令用户在应用上更加安全方便。

　　锂电池设备市场是目前另一大热点开发领域。为了适应现阶段应用越来越普遍的长方形电芯叠片工艺对精度和可靠性的要求，凯福科技研制的YK-XXY-200精密对位平台系统集运动控制、视觉系统解决方案为一体，定位精度可达2μm，速度最快可达50mm/s，在驱动层面，采用的是支持EtherCAT标准通讯协议的总线型步进电机驱动器，确保了系统的高速响应性能。凭借其高精度和高刚性、负载重、组装及维护容易等多重优势，极大地提高了锂电池CCD自动对位叠片设备的精度和生产效率，为转型中的锂电池制造企业提供了一套便捷、高效的解决方案。据了解，自产品面市以来，该系列精密对位平台已成功实现了对市场的批量供货，并且在一年之内已升级至第四代定制化方案，凯福科技根据不同用户应用需求进行定制开发的最快时间为3天内。

　　在全球产业链和价值链加速重构的当下，中国先进制造的向上之势已不可阻挡，在推动制造业迈向中高端价值链的过程中，高端装备业以及核心零部件行业成为新一轮产业竞争中的制高点。凯福科技将牢牢把握这一历史机遇，继续扎根精密工控自动化市场，加大技术研发力度，苦练“内功”，为新时期中国先进制造发展添翼!