試析運動系統在軟包裝設備中應用的發展前景

林海彬

摘 要：軟包裝設備包括制膜設備、印刷設備、復合設備以及其它設備，以印刷設備運動系統的設計為例，探究運動系統在軟包裝設備中的應用效益與發展前景，包括設計特點、過程、方法與步驟，并強調了機械運動系統在軟包裝設備中具有重要作用，顯著提高軟包裝設備機器的性能與功能，加速軟包裝設備的創新與更新換代。

關鍵詞：機械運動系統；軟包裝設備；設計與應用；發展前景

引言：近幾年隨著我國商品零售服務行業的迅速發展，包裝行業得到空前發展，然而我國目前在軟包裝設備行業的發展上起步比較晚，明顯缺乏一定的發展動力，主要表現在軟包裝設備的自主開發能力十分有限，自動化控制技術有所匱乏，導致國內軟包裝設備研制與生產中，存在可靠性、外觀造型、使用壽命等多方面的問題[1]。軟包裝設備的機械運動系統設計要求具有實用性與高效性，因此探究包裝設備機械運動系統應用對我國軟包裝設備機械自動化發展具有重要意義，能夠提高軟包裝設備的運行效率，提高企業經濟。

一、軟包裝設備機械運動系統設計理念

分析國際包裝行業的發展理念，德國等發達國家非常重視包裝設備機械各個組成部件在整個包裝系統中的協調運用，強調通用能力，所以包裝機械的專業化與標準化研制生產是必然的發展趨勢。機械運動系統是整個軟包裝生產系統的運作核心，在設計上必須注重實用性與高效性，并融入多方案優選理念。

首先實用性必須站在市場與企業兩個角度來完成，包括市場的適應性與通用性，以及生產企業的可生產性與可操作性。一方面機械運動系統必須打破傳統思維慣例，提出新的功能、原理與機構，滿足日益變化的市場需求，滿足用戶對產品的需求；另一方面要求運動系統必須符合生產加工企業的加工工藝性與裝配性能，并以市場價格進行產品加工。

其次應當強調高效性，機械運動系統通過各零部件的裝配組合，提高軟包裝設備運行的自動化與機械化性能，并提高生產加工效率。多方案優選理念注重在軟包裝設備機械運動系統設計中，從多個方面、多個角度與層次來提高多種解決產品加工的問題，并對幾種方案進行比較與分析，求新存異，優選出高效性方案。

二、軟包裝設備機械運動系統設計過程

準備階段：對問題進行分析，充分搜集資料，明確系統設計要點與創新目標。通過對資料信息的整合，并對相關方案進行可行性試驗研究，對各種可能出現的問題采取解決措施，比如產品系列所設計、人機工程原理、產品適宜性等，根據美學原則對外觀進行科學與優化設計，確保產品實用，且能夠充分適應市場商品化需求。需要通過模型試驗來檢驗產品的功能原理與性能。

明確階段：運動系統可行性與市場適應性試驗之后，對機械運動系統的零件設計、部件的裝配等編制相應的設計圖與說明書、工藝卡等，完善與明確系統技術文件。

驗證階段：通過機械運動系統在軟包裝設備中的應用，判斷應用效益，在設備正式投入運行之前，完善創造性成果，對產品加工工藝與裝配工藝過程進行試驗，確保運動機械性能滿足設計要求，并對生產成本進行詳細的核算，同時提出修改意見，完善產品的全過程設計。圖1為本文軟包裝機械運動系統方案設計步驟。

三、設計應用

1、設計概述

本文以軟包裝設備中的印刷設備為設計對象，對印刷機主傳動機構的設計進行確定。通過利用復印基本原理，將鉛版上的凸痕利用油墨壓在紙張上，運動系統由紙張、著墨、收紙、壓印等部分組成，通過電動機進行傳動，并經過減速裝置分為兩個動路，一路經過傳動機構推動復印版臺做往返運動，另一路經過傳動機構推動滾筒做旋轉運動。兩個運動部分的結合促進復印版與滾筒相接觸，并在紙張上印出產品字樣與圖形。圖2為平臺印刷機傳動系統的工作原理。

設計過程中，將印刷版臺分為三個部分，即將運動行程分為三個區段，其中第一運動區段，進行紙張輸送與著墨作業；第二運動區段，進行滾筒印刷與印刷版臺壓印作業；第三運動區段，進行紙張回收作業。通過三個運動分系統來完善整體運動系統的設計，滿足產品軟包裝印刷作業。

設計要求必須滿足以下五點：

1）首先要求實現印刷機的主運動設計，必須滿足往復直線運動要求，且滾筒必須連續或間歇性轉動，以滿足不同產品的包裝印刷作業。

2）為了確保印刷可靠性，運動系統設計中必須注意保證滾筒與印刷版臺之間沒有相對滑動，保證滾筒與印刷版臺之間的運動速度一致。

3）印刷設備運動系統必須具備產品加工的高效性，要保證所以產品的印刷痕跡深淺程度一致、濃淡程度一致，所以設計中對印刷版臺的速度變化進行范圍限制，盡最大可能平穩運動[2]。

4）不同產品加工需求不一樣，要求設計實現的印刷生產率、版臺運動行程長度以及設計參數不同。

5）機械運動結構必須具備良好的傳動性能，以緊湊型為主要設計方向。

2、印刷版臺運動設計

采用曲柄滑塊機構與齒輪結合式機構，確保版臺運動系統能夠始終做直線往返運動，通過回轉運動滿足產品印刷機主傳動機械的運動需求，并將版臺壓印區的速度變化控制在一定的范圍以內，確保運動平穩，不會出現印刷質量的巨大差異性。

3、滾筒運動設計

采用齒輪滾筒傳統機構，通過齒條的運動來帶動齒輪運動，進而推動滾筒做轉動運動。如果印刷版臺出現空回，則滾筒就會停止運動，所以設置脫離裝置，采用超越離合器。滾筒由電動機帶動，并經過齒輪減速，因此運動速度為定值。

此外，還可以采用雙曲柄機構，通過與齒輪機構的聯動來促進滾筒轉動，但是這種情況下運動系統會出現非勻速運動，應當合理設計，將滾筒的轉速變化控制在最低值，確保滾筒轉動盡可能平緩，保障印刷質量[3]。

四、發展前景與展望

商品包裝是產品在市場流通的重要前提，包裝設備則為商品的市場流通創造了有利的條件，促進了產品銷售，并提高附加價值，完成產品生產后的流通規劃設計。隨著我國國民經濟的不斷發展，各行業領域自動化與機械化發展突飛猛進，軟包裝設備的自動化與機械化在食品、醫藥、化工、家電、印刷紙幣、倉儲物流、材料生產、金屬制造、圖書印刷等許多行業得到了非常廣泛的應用。近些年隨著下游行業市場競爭的不斷激烈，規模化生產與集約化生產已經成為企業生產發展的重要方向，在人力資源的合理配置、成本造價的管理等，發揮了很大的作用。包裝設備機械運動系統的應用提高了生產加工與物流環節的自動化、智能化、高效化與經濟化，不斷提高生產效率，同時降低企業生產成本。通過將傳統的包裝設備與傳動控制技術、運動控制技術、自動識別技術以及安全監測技術等結合，來提高軟包裝設備的現代化發展性能，可以說在未來的包裝機械行業具有非常廣闊的前景。

根據包裝設備的需求量分析來看，全球包裝設備的需求量已經從2004年的242億美元增長到2017年（上半年）的438億美元，根據我國國民經濟發展前景來看，該數據將會保持年均7.3%的增長量持續增長。其中包裝設備機械運動系統具有顯著的優勢，能夠極大提高生產率，不斷縮短生產時間、實現無手操作、保障產品包裝質量、降低勞動成本等，提高企業經濟效益。在將來，隨著國民經濟的快速發展、以及包裝設備自動化與智能化的發展，機械運動包裝設備將會不斷在各個領域得到廣泛的應用，包裝設備的機械運動系統還將不斷得到完善與更新，最終與先進的技術融合為包裝設備智能化發展提供了堅實的基礎。

結束語：綜合全文，軟包裝機械運動系統的創新設計應當注重功能設計與可靠性設計，根據實用性與高效性設計理念，結合市場需求與企業生產功能進行綜合設計。軟包裝設備運動系統具有整體性與連貫性特點，所以設計中必須注重各個組件的協調運作，確保系統整體的高效性運作狀態與工作性能。此外應當注重對包裝機械運動系統設計的分解與優化，通過經濟性比較、可行性比較等優選設計方案，確保機械運動系統安全可靠運行的同時，提高企業生產效率。

參考文獻：

[1]袁勝遠.國內軟包裝生產中自動化技術應用的探討[J].廣東包裝，2016：17-19.

[2]朱建萍，王鵬.包裝機械設計方法研究[J].包裝工程，2015，28（7）：89-91.

[3]戴宏民.包裝機械技術發展趨勢及我國的應對[J].現代制造，2014（5）：5-8.endprint