日常工况下的伺服驱动技术
从液压驱动到伺服驱动：STOBER 提升 ID 卡生产的精度与能效
Tiepner 是一家工装与专用设备制造商，致力于开发和设计各类应用于 ID 卡生产与个性化定制等领域的系统。此前，公司的冲压工序采用的是液压驱动单元。这类驱动虽然可靠、坚固耐用，但精度无法满足要求，且能耗高、运行成本高昂。因此，Tiepner 如今选用的是 STOBER 驱动技术。除了驱动控制器和同步伺服电机，公司还采用了多种 STOBER 减速器，既有满足高要求应用的高性能型号，也有注重成本效益的经济型版本。
普福尔茨海姆，2026 年 4 月 15 日 – 身份证、驾驶证，还有健身房的会员卡——如果钱包里少了这些小小的塑料卡片，我们的日常生活就会面临诸多不便。但您是否曾好奇过，这些卡片究竟是如何制造出来的，它们背后又隐藏着何等复杂的技术？对此，Christian Höltge 就能给出答案。他是位于德国特金镇的专用设备制造商 Tiepner 公司的总经理。该公司致力于开发和设计用于生产及个性化定制 ID-1 格式的信用卡和身份证等卡片的系统，其客户包括德国联邦印钞公司。他解释道：“这些卡片由多层薄膜复合而成，可集成压印图案、芯片、磁条、全息图等安全特征，以及 RFID 和存储模块。” 此外，Tiepner 还提供塑料焊接领域的模具与工装制造服务。除德国联邦印钞公司外，公司的客户群体还涵盖医疗技术领域及汽车行业的众多企业。Höltge 坦言：“汽车行业的业务正在大幅萎缩。因此，我们必须进行内部重组和产品调整，以开辟新的市场和应用领域。”当前的竞争形势十分严峻。灵活性、产品质量与交付可靠性变得愈发重要。Tiepner 公司虽仅有 13 名员工，但业务已遍及全球，并立志实现进一步增长。为此，公司正通过建立合作伙伴关系、持续扩大销售与市场营销网络等一系列举措来推动公司发展。
专注精密制造
在身份证、护照及其他重要证件的生产过程中，各种薄膜会以单张纸或卷筒料的形式自动化汇集到一起。设备会进行薄膜的对齐、材料厚度检测，并将其精确叠放。叠压后的料叠随后被送入冲压工位。冲压完成后，卡片需经过尺寸精度、表面质量、RFID 功能及其他特性的检测，然后再送入成品料仓进行堆放。此前，该过程中的三重冲压工艺采用的是液压驱动单元。这类驱动虽具备功率密度高、可无级调速及结构坚固的优点， 但在实际生产中，其调节精度与结果的可重复性已无法满足要求。此外，其维护成本高且存在泄漏风险。
Tiepner 的负责人希望优化轴的设计、使整体结构更紧凑、提高能效并简化调试工作。因此，冲压单元需从液压改为伺服驱动单元。在连续运行工况下，电动驱动单元通常能耗更低，相比之下液压系统则会快速推高运营成本。电动驱动单元的维护也更加简便， 并且彻底消除了油液泄漏的风险。此外，温度波动对电动驱动单元性能的影响微乎其微； 相反，液压系统的性能表现则可能强烈依赖于油液温度的高低。
自 2020 年起，Tiepner 与位于普福尔茨海姆的 STOBER 便建立了联系。STOBER 区域销售经理 Julian Wende 介绍道：“当时我们为 Tiepner 提供了一套驱动方案，对方至今仍非常满意。” 在首次就新项目进行现场沟通时，Wende 深入了解了 Tiepner 公司的设备、功能及其广泛的应用场景， 并留下了深刻印象。
完美适配的驱动技术
“我们向 Tiepner 提供的是采用多轴驱动系统的 SI6 系列驱动控制器。”Wende 介绍道。该系列控制器结构紧凑，宽度仅为 45 毫米，在控制柜中占用空间很小， 同时还具备丰富实用的功能。Höltge 解释道：“相比于 SI6 的紧凑性，更关键的优势在于它能帮助我们省去冗余的电源模块。我们可以将多个驱动控制器连接到 PS6 中央电源模块上， 从而省去每个轴单独的保险丝和电缆布线。”
此外，还安装了紧凑型 EZ 同步伺服电机。该电机系列具有扭矩超大、、高动态响应和低扭矩波动等特点。
针对扭矩、转速、运行平稳性、效率以及规格等不同要求，设备中集成了不同类型的减速器。其中包括 P 系列行星齿轮减速器，其具有超高的效率以及 STOBER 特有的斜齿，可确保运行平稳性且工作噪音低。
“除了用于高动态精确定位任务的驱动单元外，我们还需要用于提升和输送功能的驱动单元。”Wende 介绍说。这些驱动单元必须满足设备在运行平稳性、间隙稳定性和使用寿命方面的高质量要求。而 KLM 系列减速电机是螺旋伞齿轮减速器与直装式精益电机的组合，可为用户提供能效超高的驱动单元解决方案，尤其适用于各类自动化应用场景，例如作为未冲压卡片纸板的提升单元。
KLM 的设计极其紧凑，壳体坚固、使用寿命超长、重量轻，且电机达 IE5 能效等级，运行效率超高。此外，安装工作量小，可为用户带来诸多益处。由于省去了编码器，该驱动单元仅需一根标准动力电缆即可实现无级调速， 从而有效减少了布线工作量、简化了调试流程并降低了成本。
当 KLM 与 SI6 驱动控制器搭配使用时，系统可精确确定位置和转速。双方通信通过 PROFINET 进行。通信接口已获得相关认证，用户可轻松将整个驱动单元集成到上级控制系统中。
更精确、更灵活
STOBER 为 Tiepner 提供了一套由彼此适配的组件构成的高性能驱动系统。设计人员能够获得一站式服务，并得到经验丰富的技术专家支持，从而顺利解决各类驱动任务。Höltge 总结道：“从咨询、方案设计、产品交付到现场调试，我们都非常满意。整套方案非常协调。即使我们是一家小型企业，也获得了非常全面和专业的支持。”
利用 STOBER 的新型驱动技术，Tiepner 能够更精确、更高效地加工尺寸为 3×6 至 3×10 毫米的卡片纸板。更短的换装时间、直观的操作体验以及灵活的设备结构，为 Tiepner 带来了多重优势。在满负荷运行下，该系统每小时可生产约 12,000 张卡片。Höltge 高兴地表示：“这极大地增强了我们的竞争力。” 除了高产能外，该设备还因低维护工作量而备受好评。
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STOBER 致力于开发和生产精准匹配、高效能的驱动技术组件与系统，产品涵盖减速器、电机、齿条及驱动控制器，旨在为客户提供定制化解决方案。公司产品广泛应用于多个行业领域，包括自动化与机器人、塑料机械、包装机械及机床。STOBER 在全球 40 多个国家和地区设有 14 个分支机构及 80 家服务合作伙伴。除德国普福尔茨海姆总部外，公司在匈牙利和美国亦设有自有生产基地。目前，这家家族企业在全球拥有约 1,000 名员工。
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