包裝行業面臨的新挑戰

隨著社會物質文明和精神文明的不斷提升，國內外包裝機械行業的競爭也越發激烈，中國包裝機械行業面臨著新的挑戰。多用途、高品質、高效率、智能化等成為未來包裝機械產品的發展方向。

同時，受下游行業市場競爭愈發激烈、規模化和集約化生產形式、人力資源成本上升等因素的影響，在包裝產能提升，單位售價下降形式下，包裝設備制造商所面臨的的競爭也日趨激烈。如何進一步提高包裝的良品率和生產效率，同時有效控制成本，成為整個行業要思考的問題。運動控制系統作為包裝設備的核心，對包裝行業的降本增效至關重要。

伺服產品作為包裝機械運動控制系統的重要組成部分，在包裝機械向著多用途、高品質、高效率、智能化的發展過程中，都貢獻哪些助力呢？

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取代傳統機械，助力智能化升級

傳統包裝機械，采用機械來進行分工，遇到不同包裝的時候，需要更換生產線上的整個流程，耗時長，成本高。

采用有PLC控制的伺服驅動系統，在加上傳感器、攝像頭等技術的疊加，包裝全流程自動化，不但可以實現上百種包裝算法的嵌入，還可以提升效率。

在伺服系統以前，包裝設備有一個大的交流電機以固定的速度運轉，遠離主軸的機械連接控制每一個包裝程序，將軸運動從一個速度轉換成另一個速度，或者將旋轉運動轉換成直線運動，主軸每轉動一次，就從另一端產出一個產品。當你想將小瓶換成大瓶或者改變包裝尺寸或形狀時，就必須對設備進行重新調整。

而伺服系統改變了這種情況，沒有了到主軸的機械連接，每一個伺服系統是獨立運轉的。這樣做的好處是：無論是壓力、速度、位置都可以改變。以前，改變這些會花費7個小時，除非有足夠大的批量以保證調整的有效性和理想的生產周期，否則很難改變。現在，只需3~5分鐘就可以完成調整，且方法很簡單。

比如，制藥廠引入伺服系統，生產方法的簡易改變使短期和小批量生產更加經濟，不必再花費4～6h去清洗 、高壓滅菌及改變凸輪和零件，只需花幾分鐘就可以機器重新編程，裝上不同類型或尺寸的部件，使機器重新運轉起來。同時，伺服系統更加清潔。

另外，在包裝生產線中，大部分用戶已熟悉低端伺服驅動系統，即“純粹”的單軸伺服驅動，它僅用于完成一個機械軸的定位控制；有一部分用戶已經開始掌握終端伺服驅動系統，通常它也是用來完成單個機械軸的定位控制，但帶可編程的邏輯控制功能。而位于頭部的包裝行業領先者，則對高端的伺服驅動系統更為青睞。它的主要特征：

多軸系統

針對本軸的運動控制功能

與上位運動控制器及驅動器與驅動器之間的高速通訊

也就是說，擁有高端伺服系統的包裝生產線實現全自動化的同時，各設備之間相互聯網又相互獨立，及時反饋，自我調整和記憶存儲等特性，讓整個生產車間數字化、智能化。

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高可靠高精度，助力成本下降

伺服系統在自動化包裝生產線上的應用 ，無疑使包裝的自動化生產的效率得到了極大的提高。同時，正因為伺服系統的加入，使得包裝生產線上的包裝物件精度提高，廢品率降低，從而成本降低，提升了企業生產效益。

伺服系統的一個主要特點是它的閉環反饋，也就是編碼器把角位移或直線位移轉換成電信號，控制器通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數就能反映當前電動機的轉速。此外，為判斷旋轉方向，碼盤還可提供相位相差90°的兩路脈沖信號等，從而達到使伺服電機精確定位的目的。

近幾年，編碼器國內廠家實現性能大突破，根據檢測原理，編碼器有光學式、磁式、感應式和電容式等。根據其刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、絕對式以及混合式三種。其中，應用廣、精度高的要數光編編碼器，25位光編將分辨率做到0.039角秒，精度做到10角秒以內。另外還有磁編碼器目前已發展到19位，具有耐震動、耐油污、耐灰塵等優勢。在精度設計上，光編和磁編都采用了一個補正技術，通過在每個一定的區間內添加補正量，對累計精度進行補正，從而大大提升產品的可靠性與穩定性。

比如，在制藥行業，7O％～80％打捆機 、外包機 、容器打包機 、堆垛機都使用伺服系統。其中，以伺服系統為基礎的封口機控制轉矩的精度可以達到+0.02%，而標準離合器驅動的封口機的精度僅為20%。例如：在存儲每一個蓋子的轉矩值后，如果需要召回，只需召回1000瓶，而不是以往的100萬瓶。

還有食品包裝線上，一般要求包裝材料每次送料長度一致，每次送料需要一定的停頓時間，且每分鐘送料次數需要在一定的次數內。此外，包裝機的送膜和送料同步進行，緊接著縱向熱封后傳送橫向封切。這些工藝都取決于伺服系統的精確性和穩定性，以及在包裝機整體提速或降速的過程中展現出的較強動態響應能力。

曾經因傳動速度間同步的精度逐漸降低、偏差逐漸變大，再加上包裝環節的內部活動，導致巧克力雪糕包裝線的廢品率節節攀升，升級了一款基于6伺服改進車道/卷邊的驅動控制方案，廢品率削減了90%，良品率提升，還大大減少了掩埋廢品的支出。

伺服系統在自動化包裝生產線上的應用越來越廣泛 ，在我國的應用實例也愈來愈多，包裝生產線自動化程度的不斷提高，必然帶動伺服系統應用的市場 ，同時對于高品質的伺服產品的需求 ，也是一個不可逆轉的趨勢 。目前，雖然國際品牌伺服產品在我國包裝行業應用居多，但國產廠商也在加速運動控制技術突破和伺服產品升級，全力協助包裝行業增質提效，為“中國制造2025”貢獻力量。

審核編輯 ：李倩