深圳京都玉崎上新日本东方马达 AZD-KEP2 ACP 步进电机
深圳京都玉崎上新日本东方马达 AZD-KEP2 ACP 步进电机
工业运动控制选型之所以棘手,在于“步进电机”看似简单,实则在同一下分化出了截然不同的控制哲学:开环步进追求成本与刚性,闭环步进用编码器换取了不丢步的确定性,而多轴EtherCAT驱动器则把控制权交给了上位系统。用一套“通用配置”去覆盖从3C产线的高速取放到重载桁架的同步搬运,结果通常是在某个隐蔽的维度上失守——开环电机在负载突变时丢步,多轴系统因驱动器轴数不足而增加机柜数量,或是选择了脉冲输入型驱动器却发现上位控制器只提供EtherCAT接口。
东方马达(ORIENTAL MOTOR) 的运动控制产品谱系,正是沿着“控制方式与轴数”这条主线展开的:αSTEP 以AZ和AR系列覆盖从网络对应到高的闭环步进需求;PKP/PK系列 以2相和5相开环步进电机提供从13mm到85mm框架的扭矩底座;CVD系列驱动器 则从脉冲输入延伸到多轴EtherCAT兼容,形成与电机匹配的完整驱动层。
东方马达ORIENTAL MOTOR运动控制全系列,αSTEP闭环步进、PKP/PK开环步进与CVD系列驱动器完整覆盖,从单轴脉冲控制到多轴EtherCAT同步的运动控制体系。
一、αSTEP AZ系列:网络化闭环的接口分层
αSTEP的核心不是“步进电机加了个编码器”这么简单。开环步进在负载突变或高速启动时可能丢步,而αSTEP通过编码器实时反馈位置,在过载时自动调整电流或输出警报,使“丢步”从一个不可预知的故障变成可管理的信号。AZ系列的关键增量在于无电池*式编码器——断电后位置不丢失,无需上电回零,也省去了外部传感器和电池维护。
AZ系列的选型逻辑,本质上是按上位接口选驱动器,按扭矩选电机框架。标准型电机的框架覆盖42mm、60mm、85mm,*保持转矩分别为0.3~0.77 N·m、1.2~2 N·m、2~4 N·m,分辨率设定为1000 P/R时每脉冲0.36°。驱动器一侧的型号谱系则直接对应了控制架构:
| 驱动器型号 | 对应接口/功能 | 适用场景 |
|---|---|---|
| AZD-KEP2 | EtherCAT | 以EtherCAT为主干网络的产线,多轴同步 |
| AZD-KPN2 | EtherNet/IP | 以罗克韦尔/欧姆龙等PLC为核心的产线 |
| AZD-KX | PROFINET | 西门子PLC体系 |
| AZD-KED2 | 内置定位功能 | 简单点位运动由驱动器自身完成,省上位脉冲模块 |
| AZD-KD | 脉冲列输入 | 纯脉冲控制,成本优化 |
| AZD-K | RS-485 + 脉冲输入 | 网络与脉冲双模,适合样机阶段脉冲调试、量产后切换网络 |
以AZM15AK(42mm标准型)搭配AZD-KEP2,得到的是EtherCAT直连的闭环步进方案;同一电机搭配AZD-KD,则退回纯脉冲控制,保留闭环不丢步的特性但放弃网络化。这种“一个电机平台、多种驱动器接口”的设计,让设备在样机阶段用脉冲调试、量产后切换到EtherCAT的路径成为可能,而不必更换电机本体。
减速机选项进一步扩展了AZ的扭矩边界。TS减速机(平齿轮)在42mm框架上提供0.65~2.3 N·m,减速比3.6~30,背隙15~45 arcmin;PS减速机(行星齿轮)在42mm上覆盖1~3 N·m,减速比5~50,背隙15 arcmin;FC减速机为直角轴,42mm上0.7~3 N·m;谐波减速机则将42mm框架的扭矩推至8.3~11 N·m,60mm达23~36 N·m,90mm达73~107 N·m,减速比50或100,零背隙,分辨率在1000 P/R设定下可达0.0036°~0.0072°/脉冲。对于需要中空轴或高刚性输出的机器人关节,谐波减速机型是AZ系列中扭矩密度*的选择。
二、αSTEP AR系列:闭环的确定性,成本做减法
AR系列的定位更务实:保留闭环的核心价值(不丢步),但在成本和尺寸上做减法。它同样采用αSTEP闭环控制,在突加负载或加速时不会失步。
AR系列的标准型以AC电源脉冲输入为主,典型组合是ARM46A0C + ARD-A:42mm框架、单轴圆轴、*保持转矩0.3 N·m、分辨率0.36°/脉冲、单相100~115 VAC输入。ARD-A是脉冲列输入型驱动器,不带网络接口,适合只需要脉冲定位、但对丢步零容忍的单机设备。同系列还有ARD-C对应单相200~230 VAC,以及DC电源输入的内置定位型驱动器(ARD-KD),用于28mm等微型框架的闭环需求。
AR系列的框架覆盖28mm至90mm,减速机型包括TH、FC、PS、PN和谐波型,减速比与扭矩范围与AZ系列有部分重叠,但整体定位在“成本敏感但仍需闭环”的场景。如果设备不需要*位置记忆、不需要EtherCAT/PROFINET,AR系列是比AZ更经济的闭环入口。
三、PKP/PK系列:开环步进的扭矩底座与分辨率选择
开环步进在东方马达的产品线中并未被αSTEP取代,而是承担着“成本-刚性-分辨率”光谱中更靠左的一端。PKP系列是当前的主力,PK系列是上一代经典框架,部分型号仍在产,适合既有设备的备件替换。
2相PKP 以1.8°步距角和高扭矩见长。框架覆盖13mm、20mm、28mm、35mm、42mm、56.4mm,*保持转矩从0.0075 N·m(13mm)延伸到2.5 N·m(56.4mm),42mm框架的转矩范围为0.35~0.99 N·m,56.4mm为0.6~2.5 N·m。高分辨率型的步距角为0.9°,用于更精细的位置控制。带编码器的PKP型号提供1000 P/R反馈,可用于位置监视和原点返回,但开环驱动架构不变——要实现全闭环,仍需搭配CVD全闭环控制型驱动器。
5相PKP 的选型逻辑与2相不同:它的价值不在*扭矩,而在低振动与高分辨率。基本步距角0.72°(高分辨率型0.36°),停止精度±0.05°。对于医疗设备、精密送料、光学调整等对运行平稳性和定位精度敏感的场景,5相PKP的0.36°步距角比2相的1.8°/0.9°更能抑制振动和步进感。框架覆盖20mm至85mm,42mm和60mm的带编码器选项同样提供1000 P/R。
PKP的减速机型进一步细分:CS减速机以高强度、高转矩和中心轴形状为特征,42mm标准型PKP243D15A2的*静止转矩为0.35 N·m,搭配CS20后提升至2 N·m;SH减速机则覆盖更宽的减速比和90mm框架。薄型型号(PKP242D23A2等)将42mm框架的电机长度压缩到17mm,适合机器人关节等轴向空间受限的部位。
四、CVD系列驱动器:从单轴脉冲到四轴EtherCAT
驱动器的选型往往先于电机的选型,因为它决定了控制架构的上限。CVD系列覆盖了从传统脉冲到多轴EtherCAT的完整驱动层。
单轴脉冲/通信型 包括CVD5B-KF(5相脉冲输入,带安装板)、CVD5BR-KF(RS-485通信)等,电流规格按0.5 A/相、0.85 A/相、1.4 A/相、2.4 A/相分档,与PKP电机的额定电流匹配。全闭环控制型CVD配合带编码器的PKP电机,以编码器反馈进行全闭环控制,将定位精度推向亚微米级,同时保留步进电机在低速大扭矩和刚性上的优势。
多轴EtherCAT型 是这一产品线中架构意义*的分支。CVD2A-KED(2轴)和CVD4A-KED(4轴)在单台紧凑驱动器内集成EtherCAT从站,DC 24V输入,可直接控制2相或5相步进电机,也支持电动执行器。2轴驱动器每台*6 A,4轴每台*12 A。对于需要多轴同步的小型设备——XY平台、双轴取放头、四轴SCARA——机柜内不再需要堆叠4台单轴驱动器。
CVD多轴EtherCAT的另一个关键能力是直接导入编码器信息。驱动器内置编码器输入,无需上位控制器的高速计数器即可检测位置偏差,并通过EtherCAT将信号输出;电磁制动也可由驱动器自动控制,省去外部制动电路和程序。2相电机的编码器分辨率支持200/400/1000 P/R,5相支持500/1000 P/R,旋转编码器支持100~4000 P/R。这意味着在多轴系统中,全闭环或半闭环的反馈链路可以直接落在驱动器层,而不是消耗上位PLC的计数资源。
型号后缀直接对应安装形态:CVD2A-KED / CVD4A-KED 为无安装板标准直出型,CVD2AB-KED / CVD4AB-KED 为带安装板型,CVD2AR-KED / CVD4AR-KED 为无板直角出线型,CVD2ABR-KED / CVD4ABR-KED 为带板直角型。直角出线型在多台并排时避免线缆干涉,适合高轴密度机柜。
订购与选型指南
选型四步法:
确定控制架构: EtherCAT主干 → AZD-KEP2或CVD2A/4A-KED;PROFINET → AZD-KX;EtherNet/IP → AZD-KPN2;纯脉冲、成本优先 → AZD-KD或ARD-A;需要驱动器内置定位 → AZD-KED2。
确定闭环需求与轴数密度: 单轴、*不丢步 → AZ系列(无电池*式)或AR系列(成本优先);2~4轴EtherCAT同步 → CVD2A-KED/CVD4A-KED;开环即可满足 → PKP + CVD脉冲型/RS-485型。
确定电机框架与分辨率: 扭矩需求定框架(AZ标准型42/60/85mm,PKP 13~56.4mm);振动敏感或需高分辨率 → 5相PKP(0.72°/0.36°,停止精度±0.05°);需要位置监视但保留开环 → PKP带编码器型(1000 P/R)。
确认驱动器电流与安装形态: CVD单轴按0.5~2.4 A/相分档匹配电机;多轴EtherCAT 2轴每台≤6 A、4轴每台≤12 A;按机柜布局选择无板/带板/直角后缀(CVD2A-KED vs CVD2AB-KED vs CVD2AR-KED)。
东方马达型号速查:
| 需求场景 | 组合 | 关键理由 |
|---|---|---|
| EtherCAT产线、单轴闭环 | AZM15AK + AZD-KEP2 | EtherCAT直连,无电池*式 |
| PROFINET产线、单轴闭环 | AZM14AK + AZD-KX | PROFINET原生 |
| 经济型闭环、AC脉冲 | ARM46A0C + ARD-A | 0.3 N·m,0.36°/脉冲,成本优化 |
| 2轴EtherCAT同步 | CVD2A-KED + PKP电机 | 单驱动器2轴,每台≤6 A |
| 4轴EtherCAT同步 | CVD4A-KED + PKP电机 | 单驱动器4轴,每台≤12 A,2相/5相混接 |
| 高精度全闭环 | CVD全闭环型 + PKP带编码器 | 编码器反馈,亚微米级 |
| 开环高扭矩 | PKP 2相 + CVD脉冲型 | 1.8°,42mm达0.99 N·m,56.4mm达2.5 N·m |
| 低振动高分辨率开环 | PKP 5相 + CVD脉冲型 | 0.72°/0.36°,停止精度±0.05° |
| 机器人关节/高扭矩密度 | AZM + 谐波减速机(HS) | 42mm达11 N·m,90mm达107 N·m |
工程师选型避坑
把αSTEP当成“开环加编码器” :αSTEP的价值在于将丢步从故障变为可管理信号,但AZD-KD(纯脉冲)与AZD-KED2(内置定位)在系统架构上的差异远大于“有没有编码器”。需要点位运动由驱动器完成时,选AZD-KED2而非AZD-KD。
多轴EtherCAT驱动器忽略轴容量:CVD4A-KED支持4轴,每台*12 A,分配到每轴的平均电流需与所选电机的额定电流匹配;将4台大电流电机接入同一驱动器前,需核对功率与散热条件。
PKP带编码器型不等于闭环控制:带编码器的PKP电机提供1000 P/R反馈,但开环驱动架构不变;要实现全闭环,需要搭配CVD全闭环控制型驱动器,仅换电机不够。
AZ系列框架与减速机尺寸差异:42mm标准型搭配减速机后实际为40mm,85mm标准型搭配减速机后为90mm,预留安装空间时需以减速机后的尺寸为准。
CVD多轴后缀选错:CVD2A-KED(无板直出)、CVD2AB-KED(带板)、CVD2AR-KED(无板直角)、CVD2ABR-KED(带板直角)的安装形态不同,直接影响机柜布局,不能仅凭“CVD2A”前缀通用。
该产品不能用于质量测量显示的用途。
落地适配全场景
3C产线高速取放(AZ系列 + AZD-KEP2/EtherCAT) :闭环步进在高速启停中不丢步,无电池*式省去回零,EtherCAT直连多工位。
包装机械经济型闭环(ARM46A0C + ARD-A) :AC脉冲输入,0.3 N·m/42mm,保留闭环确定性,成本优于AZ。
XY平台/双轴同步(CVD2A-KED) :单驱动器2轴EtherCAT,每台≤6 A,节省机柜空间。
四轴SCARA/多轴搬运(CVD4A-KED) :4轴EtherCAT,每台≤12 A,2相/5相混接灵活。
高精度定位与亚微米级(CVD全闭环 + PKP带编码器) :编码器反馈实现全闭环,保留步进电机低速刚性。
低振动医疗/精密送料(PKP 5相 + CVD脉冲型) :0.72°/0.36°,停止精度±0.05°,抑制振动和步进感。
机器人关节/高扭矩密度(AZM + 谐波减速机HS) :42mm达11 N·m,90mm达107 N·m,零背隙。
结尾转化
工业运动控制选型为什么这么难?产线要EtherCAT同步,样机要脉冲调试,成本敏感的设备要闭环但不能贵,轴数密集的机柜要省空间——用一套驱动器去覆盖所有场景,必然在某个维度上失守。东方马达ORIENTAL MOTOR以αSTEP AZ系列覆盖从AZD-KEP2(EtherCAT)到AZD-KX(PROFINET)的网络闭环、AR系列以ARM46A0C+ARD-A守住AC脉冲经济型闭环,PKP系列以2相(1.8°,高扭矩)和5相(0.72°/0.36°,低振动)开环步进覆盖13~56.4mm框架,CVD系列以CVD2A-KED/CVD4A-KED多轴EtherCAT将2~4轴同步压缩进单台紧凑驱动器——控制架构、轴数密度与电机框架三个维度对号入座,才是运动控制选型的正解。
东方马达ORIENTAL MOTOR运动控制全系列,αSTEP闭环步进、PKP/PK开环步进与CVD系列驱动器完整覆盖,从单轴脉冲控制到多轴EtherCAT同步的运动控制体系。
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