包裝行業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)

隨著社會(huì)物質(zhì)文明和精神文明的不斷提升，國內(nèi)外包裝機(jī)械行業(yè)的競爭也越發(fā)激烈，中國包裝機(jī)械行業(yè)面臨著新的挑戰(zhàn)。多用途、高品質(zhì)、高效率、智能化等成為未來包裝機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展方向。

同時(shí)，受下游行業(yè)市場競爭愈發(fā)激烈、規(guī)?；图s化生產(chǎn)形式、人力資源成本上升等因素的影響，在包裝產(chǎn)能提升，單位售價(jià)下降形式下，包裝設(shè)備制造商所面臨的的競爭也日趨激烈。如何進(jìn)一步提高包裝的良品率和生產(chǎn)效率，同時(shí)有效控制成本，成為整個(gè)行業(yè)要思考的問題。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)作為包裝設(shè)備的核心，對包裝行業(yè)的降本增效至關(guān)重要。

伺服產(chǎn)品作為包裝機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的重要組成部分，在包裝機(jī)械向著多用途、高品質(zhì)、高效率、智能化的發(fā)展過程中，都貢獻(xiàn)哪些助力呢？

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取代傳統(tǒng)機(jī)械，助力智能化升級

傳統(tǒng)包裝機(jī)械，采用機(jī)械來進(jìn)行分工，遇到不同包裝的時(shí)候，需要更換生產(chǎn)線上的整個(gè)流程，耗時(shí)長，成本高。

采用有PLC控制的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在加上傳感器、攝像頭等技術(shù)的疊加，包裝全流程自動(dòng)化，不但可以實(shí)現(xiàn)上百種包裝算法的嵌入，還可以提升效率。

在伺服系統(tǒng)以前，包裝設(shè)備有一個(gè)大的交流電機(jī)以固定的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，遠(yuǎn)離主軸的機(jī)械連接控制每一個(gè)包裝程序，將軸運(yùn)動(dòng)從一個(gè)速度轉(zhuǎn)換成另一個(gè)速度，或者將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，主軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一次，就從另一端產(chǎn)出一個(gè)產(chǎn)品。當(dāng)你想將小瓶換成大瓶或者改變包裝尺寸或形狀時(shí)，就必須對設(shè)備進(jìn)行重新調(diào)整。

而伺服系統(tǒng)改變了這種情況，沒有了到主軸的機(jī)械連接，每一個(gè)伺服系統(tǒng)是獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)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(huì)花費(fèi)7個(gè)小時(shí)，除非有足夠大的批量以保證調(diào)整的有效性和理想的生產(chǎn)周期，否則很難改變?，F(xiàn)在，只需3~5分鐘就可以完成調(diào)整，且方法很簡單。

比如，制藥廠引入伺服系統(tǒng)，生產(chǎn)方法的簡易改變使短期和小批量生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)，不必再花費(fèi)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(jī)器重新編程，裝上不同類型或尺寸的部件，使機(jī)器重新運(yùn)轉(zhuǎn)起來。同時(shí)，伺服系統(tǒng)更加清潔。

另外，在包裝生產(chǎn)線中，大部分用戶已熟悉低端伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即“純粹”的單軸伺服驅(qū)動(dòng)，它僅用于完成一個(gè)機(jī)械軸的定位控制；有一部分用戶已經(jīng)開始掌握終端伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通常它也是用來完成單個(gè)機(jī)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(yè)領(lǐng)先者，則對高端的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)更為青睞。它的主要特征：

多軸系統(tǒng)

針對本軸的運(yùn)動(dòng)控制功能

與上位運(yùn)動(dòng)控制器及驅(qū)動(dòng)器與驅(qū)動(dòng)器之間的高速通訊

也就是說，擁有高端伺服系統(tǒng)的包裝生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的同時(shí)，各設(shè)備之間相互聯(lián)網(wǎng)又相互獨(dú)立，及時(shí)反饋，自我調(diào)整和記憶存儲等特性，讓整個(gè)生產(chǎn)車間數(shù)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(tǒng)在自動(dòng)化包裝生產(chǎn)線上的應(yīng)用 ，無疑使包裝的自動(dòng)化生產(chǎn)的效率得到了極大的提高。同時(shí)，正因?yàn)樗欧到y(tǒng)的加入，使得包裝生產(chǎn)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(yè)生產(chǎn)效益。

伺服系統(tǒng)的一個(gè)主要特點(diǎn)是它的閉環(huán)反饋，也就是編碼器把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成電信號，控制器通過計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90°的兩路脈沖信號等，從而達(dá)到使伺服電機(jī)精確定位的目的。

近幾年，編碼器國內(nèi)廠家實(shí)現(xiàn)性能大突破，根據(jù)檢測原理，編碼器有光學(xué)式、磁式、感應(yīng)式和電容式等。根據(jù)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(yīng)用廣、精度高的要數(shù)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(nèi)。另外還有磁編碼器目前已發(fā)展到19位，具有耐震動(dòng)、耐油污、耐灰塵等優(yōu)勢。在精度設(shè)計(jì)上，光編和磁編都采用了一個(gè)補(bǔ)正技術(shù)，通過在每個(gè)一定的區(qū)間內(nèi)添加補(bǔ)正量，對累計(jì)精度進(jìn)行補(bǔ)正，從而大大提升產(chǎn)品的可靠性與穩(wěn)定性。

比如，在制藥行業(yè)，7O％～80％打捆機(jī) 、外包機(jī) 、容器打包機(jī) 、堆垛機(jī)都使用伺服系統(tǒng)。其中，以伺服系統(tǒng)為基礎(chǔ)的封口機(jī)控制轉(zhuǎn)矩的精度可以達(dá)到+0.02%，而標(biāo)準(zhǔn)離合器驅(qū)動(dòng)的封口機(jī)的精度僅為20%。例如：在存儲每一個(gè)蓋子的轉(zhuǎn)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(shí)間，且每分鐘送料次數(shù)需要在一定的次數(shù)內(nèi)。此外，包裝機(jī)的送膜和送料同步進(jìn)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(tǒng)的精確性和穩(wěn)定性，以及在包裝機(jī)整體提速或降速的過程中展現(xiàn)出的較強(qiáng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。

曾經(jīng)因傳動(dòng)速度間同步的精度逐漸降低、偏差逐漸變大，再加上包裝環(huán)節(jié)的內(nèi)部活動(dòng)，導(dǎo)致巧克力雪糕包裝線的廢品率節(jié)節(jié)攀升，升級了一款基于6伺服改進(jìn)車道/卷邊的驅(qū)動(dòng)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(tǒng)在自動(dòng)化包裝生產(chǎn)線上的應(yīng)用越來越廣泛 ，在我國的應(yīng)用實(shí)例也愈來愈多，包裝生產(chǎn)線自動(dòng)化程度的不斷提高，必然帶動(dòng)伺服系統(tǒng)應(yīng)用的市場 ，同時(shí)對于高品質(zhì)的伺服產(chǎn)品的需求 ，也是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢 。目前，雖然國際品牌伺服產(chǎn)品在我國包裝行業(yè)應(yīng)用居多，但國產(chǎn)廠商也在加速運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)突破和伺服產(chǎn)品升級，全力協(xié)助包裝行業(yè)增質(zhì)提效，為“中國制造2025”貢獻(xiàn)力量。

審核編輯 ：李倩