三轴伺服控制包装机将走俏市场(1)

    目前，方便面市场由于价格的竞争，原材料的涨价，导致很多企业的利润空间严重受到影响。低档面的利润越来越小，甚至是无利或亏损。向高档面发展，从量的竞争转为质的竞争是今后的主旋律。而使用好的设备，使用自动化程度高的设备已经是很多制面企业正在追寻的目标。

    北京大森长空包装机械有限公司所生产的SE5000为国内第一台三轴伺服控制的包装机。到目前为止使用最多的普通电机驱动及变频器控制方式相比较，该机器采用的伺服技术是一种划时代的进步。同时和目前国内某些厂家所谓的单轴伺服或双轴伺服相比较，作到了真正摆脱机械传动，完全采用伺服电机控制的形式。可以说，随着我国经济建设的不断发展，对包装机性能的要求越来越高，在我们国家广泛应用伺服系统是包装机的发展趋势。

     三轴伺服控制包装机

    包装机的电机驱动方式，有新旧两种情况：

    一、变频器交流电机方式。

    目前我国生产的包装机多数采用这种方式。其特点是：采用一台普通交流电机作为包装机的机械动力，同时驱动按一定机械传动比连接起来的三个轴（传送带、包材和端封）。手动调整三轴的相位(起始位置)，通过PLC跟踪印刷标记，自动修正包材驱动轴的运行速度。但是随着经济的发展和市场的需求，无论是单变频，还是目前刚刚出现的双变频的机器，其缺点也越来越明显，主要有以下问题：

    1）由于三轴用一台电机驱动，灵活性差，较难满足特殊的包装要求；2）大量机械件连接，运行噪音较大，故障率高；

    3）袋长调整范围小，通常最短与最长之比为1：4（单变频）；

    4）需要更换包装产品时，机器调整较麻烦。

    二、伺服电机驱动方式。

    目前伺服驱动国内有单轴驱动和双轴驱动等几种形式，但和真正的三轴驱动有着极大的区别，下文将介绍有关情况。本段介绍一下SE5000所采用的三轴驱动形式的特点。

    包装机的三轴分别用三个伺服电机驱动，通过高性能的控制器，使三轴连动，同步运行或分别运行。过去，伺服系统价格很贵，这种驱动方式多用在包装要求较高的场合。随着电机行业的发展，高性能的伺服电机价格也在不断降低，其优良的性价比越来越受到关注，并得到广泛应用。

    伺服驱动方式的优点是：

    1）运行精度高，成熟的软件、硬件技术保证多轴完全同步运行；

    2）高速运转稳定可靠，故障少

    3）包装机的多轴分别由多个伺服电机驱动，可以灵活适应很多特殊的包装要求，比如：

    ①防空袋功能：无包装物时，送料传送带轴不停，包材驱动轴和端封轴停止，待有包装物时，包材驱动轴和端封轴自动恢复运行，避免了包材的浪费；

    ②包装物错位端封不切功能：错位包装物到达端封时，端封自动不切，排出后，端封自动恢复运行；

    ③皮带式传送带功能：传送带无推料杆，自动排列包装物的间距，适合柔软的包装物；

    4）扩展功能强大，可方便地与其他机器配合，形成自动生产线。

    5）操作方便，调整简单。

    6）机械零部件少，故障率低。易于维护。

    伺服系统技术参数介绍

    ①速度控制范围广，可达1：1000以上。速度为额定值1/1000时，使用过程中，感觉不到旋转稳定性和转矩的下降。而变频器交流电机调速范围为1/10。

    ②转矩特性在高速运转和低速运转时恒定，连续运转转矩和最大转矩在控制区域内都可以得到恒定的输出转矩。

    ③最大转矩大，可获得瞬间为额定转矩300％的最大转矩，电机的惯性力矩小，可以迅速地加速、减速，高频度定位和频繁起动、停止。

    ④响应性好，响应性即表示对指令、干扰变化的跟踪速度。例如，具有600rad/s响应性的伺服电机，即使遇到约100Hz的负荷变动，其速度几乎不受影响。

    由于伺服电机具有的以上优良运行特性，故非常适合用于许多有高要求的场合。比如：

    ①需要定位的机械。

    ②需要变速范围广的机械。由于伺服电机具有速度控制范围大于1：1000，速度变动率不超过0.03％的高精度速度控制特性，而且还具有其他变速电机所欠缺的输出转矩恒定的特性，所以可作为以控制各种生产线为代表的可变速驱动使用。

    ③高频度定位，伺服电机的最大转矩是额定转矩的300％，可进行数十毫秒的急剧加速和减速，可适应每分钟100次以上的高频定位。同其他定位方式（离合器、制动器、直流电机）相比，具有无机械接触，不需要维修，受环境温度影响小等显著优点。

    ④需要转矩控制的机械。

    除了伺服元件，伺服系统构成的另一重要部分是程序控制器。对于两轴以上的多轴系统，程序控制器常采用：PLC+定位模块，运动控制器，PLC+总线结构方式等。

    除了以上优势，SE5000在与机械变频控制的机器比较还有许多优点，详细请参考附件中的对照表格。

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