自動(dòng)包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)趨勢(shì)2009-11-15

　　包裝機(jī)械設(shè)計(jì)依據(jù)市場(chǎng)調(diào)研及市場(chǎng)分析，努力為客戶尤其是大型企業(yè)服務(wù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，客戶的需求也越來(lái)越高，這種需求體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　提高生產(chǎn)效率，以滿足交貨期和降低工藝流通成本的需要，對(duì)一些產(chǎn)品，還要求包裝機(jī)械和生產(chǎn)機(jī)械相銜接。 

　　為適應(yīng)產(chǎn)品更新變化的需要，包裝機(jī)械要具有高的柔性和靈活性。設(shè)備出現(xiàn)故障要求能進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷服務(wù)。環(huán)境污染，包括噪聲、粉塵和廢棄物少。購(gòu)置設(shè)備投資盡可能少，價(jià)格要盡可能低。

　　為滿足客戶要求設(shè)計(jì)部門采取了如下措施：

　　1.工藝流程自動(dòng)化程度越來(lái)越高

　　幾年前，自動(dòng)化技術(shù)還只占包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的30％，現(xiàn)在已占50％以上，大量使用了微電腦設(shè)計(jì)和機(jī)電一體化控制。包裝機(jī)械自動(dòng)化程度不斷提高，一是為了提高生產(chǎn)率；二是為了提高設(shè)備的柔性和靈活性；三是因?yàn)榘�裝機(jī)械需要完成的動(dòng)作復(fù)雜，多采用機(jī)械手來(lái)完成。如巧克力糖就用機(jī)械手替代了原來(lái)的手工動(dòng)作，使包裝保持了原來(lái)的風(fēng)格。

　　包裝機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)有以下兩個(gè)特點(diǎn)：

　　1)每個(gè)機(jī)械手均由單獨(dú)電腦控制

　　一臺(tái)包裝機(jī)械為完成復(fù)雜的包裝動(dòng)作，需由多個(gè)機(jī)械手完成。操作時(shí)，在由電腦控制的攝像機(jī)錄取信息和監(jiān)控下，機(jī)械手按電腦指令完成規(guī)定動(dòng)作，確保包裝的質(zhì)量。

　　2)具有對(duì)材質(zhì)及厚度的高分辨能力

　　在包裝過(guò)程中，包裝材料的厚度及材質(zhì)變化不易為人眼所辨別，所以在包裝機(jī)械上常采用由電腦控制的攝像機(jī)和探測(cè)器來(lái)分辨。攝像機(jī)現(xiàn)已發(fā)展到能自行檢查和辨別攝像的圖片，并在顯示屏上顯示。當(dāng)前機(jī)器在加工的轉(zhuǎn)速是不能變的，今后應(yīng)根據(jù)分辨后材料的變化改變轉(zhuǎn)速，控制在最優(yōu)化狀態(tài)下工作，并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清理，自動(dòng)消毒和自動(dòng)清潔。

　　2.提高生產(chǎn)效率，降低工藝流程成本，最大限度地滿足生產(chǎn)要求

　　德國(guó)包裝機(jī)械中以飲料、啤酒灌裝機(jī)械和食品包裝機(jī)械見長(zhǎng)，具有高速、成套、自動(dòng)化程度高和可靠性好等特點(diǎn)。其飲料灌裝速度高達(dá)1200 瓶／小時(shí)，香煙包裝12000支／分。

　　提高機(jī)器轉(zhuǎn)速是一個(gè)復(fù)雜問題，速度越高，單件生產(chǎn)成本越低，但廠房使用面積隨之增高，故障率也隨之提高，反會(huì)使效率降低，因此應(yīng)尋找兩曲線的結(jié)合點(diǎn)。

　　另外，電動(dòng)機(jī)速度也是有限度的。一般而言，轉(zhuǎn)速提高15-20％，就將帶來(lái)一系列復(fù)雜問題。

　　提高生產(chǎn)效率除提高轉(zhuǎn)速外，還可從另外的渠道設(shè)法解決：

　　1)采用連續(xù)工作或多頭工作方式

　　包裝機(jī)械工作方式有間歇式和連續(xù)式，能連續(xù)工作，也就提高了生產(chǎn)效率；一臺(tái)設(shè)備內(nèi)也可有多條生產(chǎn)線生產(chǎn)，生產(chǎn)同一產(chǎn)品或幾種不同產(chǎn)品，但必須提高可靠性。

　　2)降低廢品率，提供故障分析系統(tǒng)

　　廢品造成的生產(chǎn)損失是驚人的，包括產(chǎn)品損失和材料損失，因此要盡量減少?gòu)U品損失；包裝機(jī)械出售時(shí)還應(yīng)提供故障分析系統(tǒng)，既進(jìn)行模態(tài)分析尋找故障，或通過(guò)Inter網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷。今后要使包裝機(jī)械進(jìn)一步智能化，即設(shè)備自己尋找故障、自己解決故障，以降低廢品率及故障率，使生產(chǎn)效率得以提高。

　　3)使產(chǎn)品機(jī)械和包裝機(jī)械一體化

　　許多產(chǎn)品要求生產(chǎn)之后接著就進(jìn)行包裝，以提高生產(chǎn)效率。如德國(guó)生產(chǎn)的巧克力生產(chǎn)設(shè)備及包裝設(shè)備就是由一個(gè)系統(tǒng)控制完成的。兩者一體化，關(guān)鍵是要解決好在生產(chǎn)能力上相互匹配的問題。

　　3.適應(yīng)產(chǎn)品變化，設(shè)計(jì)要具有好的柔性和靈活性

　　為適應(yīng)市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期已越來(lái)越短。如化妝品生產(chǎn)，三年一變，甚至一個(gè)季度一變，生產(chǎn)量又都很大，因而要求包裝機(jī)械具有好的柔性和靈活性，使包裝機(jī)械的壽命遠(yuǎn)大于產(chǎn)品的壽命周期，這樣才能符合經(jīng)濟(jì)性要求。

　　包裝機(jī)械設(shè)備的柔性和靈活性常表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

　　1)量的靈活性

　　既能包裝單個(gè)產(chǎn)品，也能包裝不同批量產(chǎn)品。

　　2)構(gòu)造的靈活性

　　整臺(tái)設(shè)備采用單元組成，換用一個(gè)或幾個(gè)單元，即可適應(yīng)產(chǎn)品的變化。

　　3)供貨的靈活性

　　采用單元組合，將各單元組合在一起供貨，如糖果包裝機(jī)機(jī)在一個(gè)共同基礎(chǔ)上，組合不同的單元：三個(gè)進(jìn)料口，四種不同的折疊包裝形式，這樣一臺(tái)機(jī)器就可同時(shí)包裝8-10種不同的糖果，由多個(gè)機(jī)械手操作，在一臺(tái)攝像機(jī)的監(jiān)控下，指揮其動(dòng)作，要包裝哪種糖果就可取哪種進(jìn)行包裝。產(chǎn)品改變了，只要改變攝像機(jī)內(nèi)的程序即可，從而使設(shè)備具有好的柔性和靈活性。

　　4.提供成套設(shè)備

　　包裝機(jī)械設(shè)計(jì)尤其重視根據(jù)用戶需求，為生產(chǎn)企業(yè)提供全面考慮結(jié)構(gòu)性及經(jīng)濟(jì)性的完整系統(tǒng)方案，并用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)演示操作給用戶看，征求意見后進(jìn)行修改。在為用戶提供生產(chǎn)自動(dòng)線或生產(chǎn)流水線設(shè)備時(shí)尤其注重成套完整性，無(wú)論是高技術(shù)附加值還是較簡(jiǎn)單的設(shè)備門類，都按配套性要求提供。

　　包裝機(jī)械廠家也將提供成套設(shè)備作為自己的努力目標(biāo)。如一條飲料灌裝線，有200多個(gè)微電腦件，有許多管線、顯示屏，有100多種控制各種包裝動(dòng)作的軟件程序，為滿足1200瓶／小時(shí)的生產(chǎn)能力還需兩條線工作，因此整個(gè)飲料灌裝線的生產(chǎn)需占半個(gè)足球場(chǎng)的面積，他們都要求所有這些設(shè)備均能在一個(gè)廠家內(nèi)完成。而我國(guó)當(dāng)前包裝機(jī)械生產(chǎn)一大弱勢(shì)就是生產(chǎn)單機(jī)多，而成套流水線少，主機(jī)多、輔機(jī)少，配套性差。這種作法很值得我們借鑒。

　　5.普遍使用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)

　　隨著新產(chǎn)品開發(fā)速度不斷加快，包裝機(jī)械設(shè)計(jì)普遍采用了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，即將各種機(jī)器元素以數(shù)據(jù)庫(kù)存入計(jì)算機(jī)，把圖紙數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)即可自動(dòng)合成為三維模型。再把實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的數(shù)據(jù)和指標(biāo)輸進(jìn)去，把各種可能發(fā)生的故障輸進(jìn)去，計(jì)算機(jī)三維模型即可仿照真實(shí)工作情況進(jìn)行操作，演示出能達(dá)到的生產(chǎn)能力是多少，廢品有多少，生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)是否能匹配生產(chǎn)，瓶頸在何處等等，使客戶根據(jù)顯示屏上顯示的曲線一目了然，并可根據(jù)客戶的意見修改模型。計(jì)算機(jī)合成速度很快，因此修改工作迅速方便，直到使客戶或設(shè)計(jì)者滿意。采用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)，大大縮短了包裝機(jī)械的開發(fā)設(shè)計(jì)周期。

　　包裝機(jī)械設(shè)計(jì)不僅要重視其功能和效率，也要注重其經(jīng)濟(jì)性。所謂經(jīng)濟(jì)性不完全是機(jī)械設(shè)備本身的成本，更重要的是運(yùn)轉(zhuǎn)成本，因?yàn)樵O(shè)備折舊費(fèi)只占成本的6-8％，其它的就是運(yùn)轉(zhuǎn)成本