旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)及其相類似的直線電機(jī)技術(shù)有可能進(jìn)入包裝機(jī)械行業(yè)，也可能無(wú)法進(jìn)入，這取決于是誰(shuí)在和你探討該問(wèn)題。少數(shù)包裝機(jī)制造商正關(guān)注著直線電機(jī)能夠?yàn)楣I(yè)應(yīng)用帶來(lái)的高柔性，這也正是包裝機(jī)設(shè)計(jì)中為高度保障被包裝產(chǎn)品的完整性所必需的特性。

位于紐約州雪利鎮(zhèn)的Anorad公司的高級(jí)應(yīng)用工程師Claude Chirignan透露：其總公司Rockwell Automation的直線電機(jī)部門正在和一家一流的歐洲包裝設(shè)備制造商探討有關(guān)事宜。他認(rèn)為，包裝機(jī)行業(yè)的工程師不必著迷于直線電機(jī)的高精度或者高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，這兩大特色僅僅有助于滿足半導(dǎo)體工藝設(shè)備和機(jī)床的特殊規(guī)格要求，而應(yīng)該關(guān)注直線電機(jī)的另一種能力，即能夠?qū)⒕瓤煽康財(cái)U(kuò)展到幾乎任何可以想象的行程長(zhǎng)度中，這顯然與滾珠絲杠傳動(dòng)裝置有所不同，Chirignan補(bǔ)充道，傳動(dòng)長(zhǎng)度較大時(shí)，滾珠絲杠有可能出現(xiàn)傳動(dòng)軸扭曲、斷裂以及其他問(wèn)題。

運(yùn)動(dòng)方式與眾不同：Jacobs Automation LLC公司生產(chǎn)的這種直線電機(jī)系統(tǒng)有別于傳統(tǒng)系統(tǒng)，其出力裝置、推進(jìn)裝置和動(dòng)子在一條直線上往復(fù)移動(dòng)，而且軌跡控制方式也與眾不同，可以分別控制每一個(gè)動(dòng)子。

不過(guò)，專門研究電機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的工業(yè)分析和市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Motion Tech Trends 公司總裁George Gulalo認(rèn)為，對(duì)于大多數(shù)包裝機(jī)而言直線電機(jī)顯得過(guò)于強(qiáng)悍了。包裝機(jī)械產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)從根本上講還是相對(duì)“粗笨”的，由傳統(tǒng)的氣缸和氣動(dòng)馬達(dá)來(lái)處理這類運(yùn)動(dòng)顯得更為合適。

新型電機(jī)加入紛爭(zhēng)

至少有一家老牌包裝企業(yè)仍在勾畫著直線電機(jī)可能適用的領(lǐng)域。Jacobs Automation LLC公司的 Kevin Jacobs早已用敏銳的目光關(guān)注著立式和臥式成型、充填和封口機(jī)械，思考著他所能察覺(jué)到的所有機(jī)會(huì)，以期應(yīng)用其新近獲得專利的直線電機(jī)設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)直線電機(jī)系統(tǒng)有所不同，Jacobs設(shè)計(jì)的新型系統(tǒng)的出力裝置、推進(jìn)裝置和動(dòng)子在一條直線上往復(fù)移動(dòng)，就如同在橢圓型軌道的兩條直線邊和兩個(gè)回轉(zhuǎn)邊上往復(fù)移動(dòng)的槽軌電動(dòng)玩具車一樣。PackTrak能夠同時(shí)運(yùn)行多個(gè)動(dòng)子也是其不同尋常之處，而且能分別控制每一個(gè)動(dòng)子。

Jacobs認(rèn)為：憑借這種布局方式，PackTrak能夠取代旋轉(zhuǎn)伺服以及旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)上的兩個(gè)對(duì)向軌道傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)與成型、充填和封口機(jī)的對(duì)向封口頭架的連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連。正如所需要的那樣，對(duì)向運(yùn)行的一對(duì)動(dòng)子始終與包裝袋的運(yùn)動(dòng)保持同步移動(dòng)關(guān)系，只要熱封頭保持熱度，就能夠以必需的任意時(shí)間長(zhǎng)度與薄膜兩邊密切接觸并完成熔合過(guò)程，因而封口時(shí)間將不再限制包裝機(jī)的工作循環(huán)周期。

直線電機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新也有助于制造商應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的柔性化需求。Jacobs記得20年前有一家曲奇餅制造商只能為同一款產(chǎn)品提供兩種包裝規(guī)格，如今那家公司已經(jīng)能夠?yàn)橥瑯拥那骘炋峁?0種包裝規(guī)格。

以直線電機(jī)滑軌取代流式包裝機(jī)中目前普遍采用的固定間距的鏈條凸起式運(yùn)載裝置，能夠幫助工程師輕松應(yīng)對(duì)不斷變動(dòng)的包裝尺寸，在任意包裝尺寸間轉(zhuǎn)換時(shí)僅需切換面板功能。

柔性對(duì)于包裝設(shè)備工程師而言至關(guān)重要，位于卡爾斯巴德的California Linear Devices 公司的高級(jí)電氣工程師Gary Schultze贊同這一觀點(diǎn)。他認(rèn)為，一臺(tái)包裝機(jī)有可能因某一產(chǎn)品的50％甚至70％的產(chǎn)量而運(yùn)行于同一設(shè)定位置，由旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)和滾珠絲杠構(gòu)成的直線傳動(dòng)裝置會(huì)在同一位置上反復(fù)啟停無(wú)數(shù)次，并最終引發(fā)磨損點(diǎn)。而直線電機(jī)的機(jī)械接觸有限，至多存在于支撐軸和襯套之間，因而不會(huì)在反復(fù)運(yùn)行后出現(xiàn)磨損。這就意味著可以延長(zhǎng)使用壽命，提高產(chǎn)能，他認(rèn)為這將有助于使工程師確信直線電機(jī)的實(shí)用價(jià)值。

他表示他們公司的圓筒型直線電機(jī)已宣稱進(jìn)入到一些極為看重高加速度的包裝應(yīng)用領(lǐng)域，針對(duì)他們公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)或正在關(guān)注的情況，列舉了不少例子，如網(wǎng)格制動(dòng)器、分離器、快速回程傳送器、包裝箱涂膠機(jī)、瓶裝灌注機(jī)等。

不過(guò)，包裝自動(dòng)化企業(yè)Elau公司的全球市場(chǎng)經(jīng)理John Kowal認(rèn)為：50％的直線電機(jī)市場(chǎng)仍舊屬于半導(dǎo)體工業(yè)，并稱之為一種“非常理想”的應(yīng)用場(chǎng)合，只需處理較輕且相對(duì)一致的負(fù)載。對(duì)于較大規(guī)格的直線電機(jī)的需求則大多數(shù)來(lái)自機(jī)床行業(yè)。幾年前，直線電機(jī)業(yè)界就期待著包裝行業(yè)能夠成為下一個(gè)大有作為的領(lǐng)域，然而時(shí)至今日也未能如愿。畢竟直線電機(jī)仍舊比旋轉(zhuǎn)電機(jī)加齒輪傳動(dòng)昂貴得多，他特意解釋道。

他甚至認(rèn)為，動(dòng)輒以G來(lái)衡量的直線電機(jī)的高加速能力對(duì)于包裝牛奶等物質(zhì)毫無(wú)必要，并補(bǔ)充道，一個(gè)五階多項(xiàng)式控制策略就足以具有輕松處理防止?jié)姙R所需的減速能力。

他認(rèn)為包裝工業(yè)的下一代全伺服機(jī)型也未必能夠大量采用直線電機(jī)，直線電機(jī)的應(yīng)用總是會(huì)局限于某些需要快速、短行程的特殊場(chǎng)合。

直線電機(jī)的新特性

直線電機(jī)技術(shù)最新進(jìn)展?fàn)顩r一瞥：

■ 來(lái)自Jacobs Automation LLC公司的一種獨(dú)創(chuàng)的新型直線電機(jī)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直線電機(jī)系統(tǒng)有所不同，其出力裝置、推進(jìn)裝置和動(dòng)子在一條直線上往復(fù)移動(dòng)，就如同可以沿著橢圓型軌道的兩條直線邊和兩個(gè)回轉(zhuǎn)邊來(lái)回移動(dòng)的電動(dòng)玩具車一樣。PackTrak的另一個(gè)不同尋常之處是能夠同時(shí)運(yùn)行多個(gè)動(dòng)子，并分別控制每一個(gè)動(dòng)子的運(yùn)行軌跡。這些“無(wú)源”的動(dòng)子完全受控于固定在軌道中的線圈，無(wú)需任何外部連接，因而可以沿軌道隨意運(yùn)行，不必受到繩索、電纜或拖鏈的糾纏和束縛。

■ Trilogy Systems公司認(rèn)為市場(chǎng)銷售情況表明，用戶不愿為無(wú)鐵心電機(jī)多用的永磁體支付額外成本，而是更傾向于磁鐵成本更低的有鐵心電機(jī)，因而從四年前開(kāi)始著眼于有鐵心直線電機(jī)。該公司最近采用了一種可消除有鐵心直線電機(jī)定位力的專利技術(shù)，在不降低效率的前提下，可以依靠定位力自身的相互抵消作用改善運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，這種新型直線電機(jī)比配備了直線編碼器的旋轉(zhuǎn)伺服系統(tǒng)在價(jià)格上更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

■ Baldor公司最新版本的混合心直線電機(jī)采用有齒的開(kāi)槽鋼板來(lái)替代昂貴許多的永磁體軌道。其目標(biāo)市場(chǎng)為使用要求不是很高，且無(wú)需極高速度的場(chǎng)合，如通用致動(dòng)器、低端臺(tái)架、木材切割機(jī)等相關(guān)領(lǐng)域。Baldor公司可生產(chǎn)全系列的有鐵心和無(wú)鐵心直線電機(jī)。

■ Anorad公司已開(kāi)發(fā)出推力更大、效率更高、重量更輕、散熱更好的第四代無(wú)鐵心直線電機(jī)和第五代有鐵心直線電機(jī)。該公司聲稱已能夠使直線電機(jī)的有效推力提高30%左右，而且可以提供一種防護(hù)等級(jí)為IP65的耐沖洗級(jí)有鐵心直線電機(jī)模塊。 (end)