伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量跟随输入目标（或给定值）任意变化的自动控制系统。其主要组件之一就是控制器，这是影响伺服系统性能指标的主要因素。常用的运动控制器包括PLC、PC-Based运动控制卡、专用系统和驱动器集成运动控制，运动控制系统则通过伺服驱动装置将预定指令变成期望的机构运动。

2004年，中国的伺服产品更多的是集成于专用控制器的设备，占据近60%的市场，PC是伺服产品的第二大平台，占据20%的市场，同时PLC也是设备的主控制器；但目前只有少数欧洲厂商提供的驱动器集成了运动控制器，且用于对安装空间要求较高的场合。

那么伺服系统如果应用于包装生产线上，会给运动控制系统带来怎么的好处甚至是革新？为此，特邀三位业内专家就“伺服控制在包装领域的应用”一文，引出各自对于该技术发展及在国内外应用现状的观点与见解，希望与行业人士共勉。对于专家们的大力支持，在此表示由衷感谢。

一、包装技术促进伺服系统的发展

尽管多数制药商对他们的新设备表现得很平静，但伺服动力包装系统仍在工厂中占据了应有的地位。当柔性生产设备成为消费品生产厂家的支柱时，必要的调整却成为在制药应用中的强大阻力。

博世包装公司已为药品制造商生产了多种伺服控制机器。该公司的电子工程主管戴维?布劳表示，“制药厂刚刚领略到伺服的好处——生产方法的简易改变使短期和小批量生产更加经济，不必再花费4～6小时去清洗、高压灭菌及改变凸轮和零件，而只需花几分钟，就可以对机器重新编程，装上不同类型或尺寸的部件，使机器重新运转起来。同时，伺服系统也更加简易、清洁、不易崩溃”。

与传统轴传动包装系统采用PLC控制和机械连接相比，伺服系统要依赖基于PC的控制系统，这种情况带来了更多的问题。许多制药企业为使用伺服设备宁愿多走一段路，尤其是当他们有更多的专业药品需要多种包装时，制药企业都在寻找能够给他们带来更大灵活性的设备。

二、伺服系统的优势

罗克韦尔自动化公司的商务发展经理迈克?瓦格纳表示，“暂不说商业压力，以伺服系统为基础的设备要比轴传动设备具有更多优势。在伺服系统以前，包装设备有一个大的交流电动机以固定的速度运转，远离主轴的机械连接控制每一个包装程序，将轴运动从一个速度转换成另一个速度，或者将旋转运动转换成直线运动。主轴每转动一次，就从另一端产出一个产品。当你想将小瓶换成大瓶或者改变包装尺寸或形状时，就必须对设备进行重新调整”。

而伺服系统改变了这种情况，没有了到主轴的机械连接，每一个伺服系统（包括电动机、齿轮头和软件）是独立运转的。这样做的好处是：无论是压力、速度、位置，都可以改变。以前，改变这些会花费7个小时，除非有足够大的批量以保证调整的有效性和理想的生产周期，否则很难改变。现在，只需3～5分钟就可完成调整，且方法很简单。

将伺服系统从电动机驱动轴分离开来，使它们可以对包装过程中的每一个事件进行独立调整。美国皮斯特公司的副总裁鲍勃?哈塔维哥表示，“一个简单的低速到中速的灌装线，由一些简单设备和一个主机组成，所有设备相互倚赖、协调工作，随着系统数据的采集，灌装线上的伺服系统能够独立调整发生的任何生产问题”。德国ELAU公司的全球营销经理约翰?克瓦认为，“伺服系统也将速度和精确度提升到了一个全新的水平。70%～80%销售到制药企业的打捆机、外包机、容器打包机、托盘堆垛机都将使用伺服系统”。

伺服系统的一个主要特点是它的闭环反馈，以伺服系统为基础的封口机控制转矩的精度可以达到±0.02%，而标准离合器驱动的封口机的精度仅为20%，由此很清楚看到伺服系统的价值所在。例如，在存储每一个盖子的转矩值后，如果需要召回，只需召回1000瓶，而不是以往的100万瓶。同样的数据也可以用来分析封口机磨损的程度以决定是否需要维修。自从伺服系统使用了更小的电机，就极少需要维修了。通常，伺服系统的两次故障之间的间隔是20万小时。
 

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