我國智能包裝設備發展現狀及技術特點

陳毅瑩

包裝產業發展現狀

包裝產業是與國計民生密切相關的服務型制造業，在國民經濟與社會發展中具有舉足輕重的地位。近年來，包裝產業受到國家及相關主管部門高度重視，出臺的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》、《中國制造2025》（國發 [2015] 28號）、《關于開展消費品工業“三品”專項行動營造良好市場環境的若干意見》（國辦發 [2016] 40號）、《關于加快我國包裝產業轉型發展的指導意見》（工信部聯消費 [2016] 397號）等文件積極促進了我國包裝產業的發展。

20世紀70年代初，我國包裝工業總產值僅為72億元，經過近40多年的建設發展，我國包裝工業已建成涵蓋設計、生產、檢測、流通、回收循環利用等產品全生命周期的較為完善的體系，分為包裝材料、包裝制品、包裝裝備三大類別和紙包裝、塑料包裝、金屬包裝、玻璃包裝、竹木包裝五大子行業。2009年我國包裝工業總產值超過日本，成為僅次于美國的全球第二大包裝工業大國。“十二五”期間，包裝產業規模穩步擴大，結構日趨優化，實力不斷增強，地位持續躍升，在服務國家戰略、適應民生需求、建設制造強國、推動經濟發展中的貢獻能力顯著提升，我國作為世界第二包裝大國的地位進一步鞏固。目前，包裝工業已位列我國38個主要工業門類的第14位，成為中國制造體系的重要組成部分。根據中國包裝聯合會統計，2018年我國包裝行業規模以上企業（年主營業務收入2000萬元及以上全部工業法人企業）7830家，較2017年增加180家，累計主營業務收入9703億元，同比增長6.53%。全國包裝行業累計完成利潤總額515.65億元，同比增長1.92%;從進口數據分析，2018年，全國包裝行業完成累計進出口總額461.88億美元，同比增長12.05%，其中，累計出口額319.45億美元，同比增長13.25%，進口額142.43億美元，同比增長9.55%。

包裝裝備行業概述

作為包裝產業三大類別之一的包裝裝備行業市場規模較大，根據The Freedonia Group的預測，到2019年全球包裝專用設備的市場需求規模將達到525億美元，年復合增長率將達到6.5%。我國包裝專用設備行業起步較晚，20世紀80年代以前，我國包裝專用設備主要從德國、法國等世界機械設備制造強國進口。隨著我國機械工業的崛起和伴隨機械設備結構調整的大環境，國內包裝機械企業逐漸突破了國際生產商壟斷競爭格局，機械制造與國外發達國家的水平差距不斷縮小的同時，產業規模不斷擴大。根據國家統計局數據顯示，全國規模以上包裝專用設備企業完成的主營業務收入從2011年的232.14億元增長至2018年的310.46億元，年復合增長率達4.24%;全國規模以上包裝專用設備企業的產量從2011年的7.08萬臺增至2018年的9.91萬臺，年復合增長率為5%。根據中國食品和包裝機械工業協會統計，自2016年開始，我國包裝機械進口額已經開始出現負增長，國產設備替代進口產品成為趨勢，國內市場的主導地位已經由我國企業所占據，越來越多的紙包裝生產企業也因此選擇國產包裝設備，替代進口機械已成為市場主流和必然趨勢。

包裝裝備產品分類

包裝設備是指能完成全部或部分產品和商品包裝過程的機械。包裝過程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及與其相關的前后工序，如清洗、堆碼和拆卸等。包裝設備所對應終端產品主要集中于消費類電子、首飾、化妝品、服飾、食品等多種消費品類別，而這些終端產品的生產銷售受消費者的消費喜好、消費習慣、質量要求等多項因素直接影響。為緊跟市場偏好，滿足市場需求，終端產品在研發、投產、銷售等環節均可能出現不同程度的調整，對包裝設備的生產、研發提出更高要求。

包裝設備有多種分類方法：按功能可分為單功能包裝機和多功能包裝機;按使用目的可分為內包裝機和外包裝機;按包裝品種又可分為專用包裝機和通用包裝機;按自動化水平分為半自動機和全自動機;按產品狀態分，有液體、塊狀、散粒體、膏體、貼體、電子組合秤包裝、枕式包裝機;按包裝作用分，有內包裝、外包包裝機;按包裝行業分，有食品、日用化工、紡織品等包裝機;按包裝工位分，有單工位、多工位包裝機等。

包裝設備的分類方法還有許多，各種分類方法各有其特點及適用范圍，但均有其局限性。以下著重介紹專用包裝機——制盒機，基本分類如下：

1.智能制盒設備

智能制盒設備通過電腦功能參數的設置，具有自動換膜、自我故障診斷等功能，使用光電跟蹤定位系統和液壓糾偏系統，實現進紙、成型等工序的自動完成;定位部分采用圖像定位系統和微量節流閥，高精度絲桿糾偏，誤差范圍小，速度快，精度較高;成型部分自動抬盒引取裝置技術;制盒尺寸范圍可根據生產需要進行調節。該類制盒設備可廣泛用于手機盒、首飾盒、禮品盒、化妝品盒、服飾盒、食品盒、書套盒等各類精品紙質包裝盒的 ? 生產。

2.制盒周邊配套設備

制盒周邊設備主要包括上糊機、成型機、開槽機、整平機、貼角機、壓泡機等。上述設備在獨立完成制盒生產過程中某一工序的同時，可大幅節省生產成本、提高生產效率和產品質量，具有節能環保的功效。

智能制盒機技術特點

隨著自動化的不斷普及，制盒機設備發生了翻天覆地的變化。與以往的制盒機設備相比，目前市場上的智能制盒機操作更加簡單，實現制盒機真正的一鍵操作，不僅提高了企業的生產效率，也為企業減少了勞動成本的支出。國內市場上涌現出以廣東鴻銘智能股份有限公司、中科包裝機械有限公司、浙江正潤機械有限公司等為代表的智能包裝設備制造廠商，國外市場上則以意大利EMMECI S.P.A、日本府中紙工株式會社等為代表。以廣東鴻銘智能股份有限公司生產的智能制盒設備為例，其技術特點如下：

1.制盒模式多

智能制盒設備采用43軸總線伺服馬達和運動控制系統通過電子凸輪和電子齒輪相結合的控制方法，無縫配合CCD高速圖像定位系統，實現進紙、過膠、進灰板、貼四角、高精度定位、同步抱盒、同步包邊、折耳和折入成型自動完成。通過總線控制系統，將制盒工藝及動作進行合理的分解及優化，可進行多模式制盒;通過模式切換，融合15款完全不同的盒型，突破了傳統制盒設備模式單一的問題，充分發揮了智能設備一機多能的優勢。

2.制盒速度快

智能制盒設備采用國內獨創的加工工藝及輕便合理的機械結構，極大地提高了整機架構的剛性。該機型還采用高速CCD圖像定位技術及多關節機器人定位，改變傳統機械定位運動軌跡，使定位響應速度加快，大大提高了盒坯與面紙的定位效率及精度。該機型采用雙工位抱盒成型機構，將成型及抱盒動作交叉同步進行，極大地提高了生產效率。

3.制盒精度高

智能制盒設備采用高速高清CCD圖像定位系統進行高像素圖像采集處理，經中值濾波，采用梯度算子進行特征邊緣提取，利用霍夫變換檢測出幾何中心，最后經過手眼標定轉換成運動定位坐標參數，通過TCP/IP傳送給機器人控制系統，水平多關節機器人自動修正坐標，對盒坯與面紙的精確定位。實現定位精度達±0.02mm，大幅度提高產品質量，滿足現代化高品質的精品包裝市場需求。

4.轉款換線靈活

智能制盒設備凸輪箱采用分層結構，將長邊成型動作與短邊成型動作交錯開來，避免了推刀及壓板的干涉。當產品尺寸變化時，推刀和壓板不用更換，且各調節部位均采用伺服控制系統，整機很好地實現了參數智能化調節。新產品只需在顯示屏上輸入產品尺寸和模式參數，歷史產品調出即可完成各個機械部位均自動歸位和模式切換。從而極大地減少了換模時間，實現6分鐘轉款轉線的生產目標，提高生產效率。

5.產品適用范圍廣

智能制盒設備針對天地盒、三邊盒、開口盒、書套盒、連體盒、斜邊盒等市場上100多種盒型及包法，配備單獨的功能模塊，不用更改整機結構，只需對應的修改功能模塊即可。此外，該機型采用合理的機械結構，針對小盒的同時，能夠兼顧大盒，基本覆蓋包裝市場各種產品，做到一機多用。

6.安全系數高

智能制盒設備外觀方面突破了行業內傳統觀念，采用封閉式鈑金護罩結構。整體看起來美觀大方，給人耳目一新的感覺。每個門均配有安全開關，當門被操作人員打開時，設備立即停機，為安全生產提供技術保障，響應了行業內安全第一的管理觀念。

7.過膠方式多樣

除采用滾簡過膠方式外，還可采用絲印過膠方式，即采用拉規校位結構，配合光電檢測技術，使得面紙過膠部位與網框圖案完全吻合。絲印過膠方式可實現局部過膠，可在面紙任意位置涂膠，填補了包裝市場上開窗盒等盒型自動化生產的空白;且絲印過膠較為均勻，可改善面紙的過膠質量。

智能制盒機核心技術參數

目前，我國制盒機企業都在找尋著適合自己的經營發展方式，而技術作為制盒機發展的核心，也將是制盒機行業發展最堅實的后盾，掌握了技術，就掌握了市場的命脈，對企業的發展將起到關鍵性的作用。

隨著包裝設備市場的發展，智能制盒機市場也在不斷成長中。目前，國內廠商向開發快速、低能耗、低成本的制盒機設備方向快速發展，其產品核心技術參數與國外廠商對比如表1。

包裝設備市場未來發展趨勢

一方面，世界發展中國家和地區經濟的快速增長使得包裝機械的市場需求快速提升;另一方面，發達經濟體包裝機械成套設備保有量較大，隨著經濟的進一步復蘇，設備更新、機械設備下游廠商擴建仍將支撐包裝機械成套設備的市場需求，全球包裝機械需求未來將保持穩步增長，海外市場空間廣闊，我國企業出口的潛力巨大。隨著整體實力的不斷提高，我國企業越來越多的參與國際市場競爭，搶占海外市場份額。根據《中國機械工業年鑒2018》統計，2017年我國包裝機械出口總額為23.79億美元，同比增長6.48%，我國包裝機械出口額已連續6年穩步增長。近幾年，發展中國家經濟發展較快，但仍需要通過其他國家進口先進的設備和技術以彌補自身的制造業缺口，因此，海外市場尤其是發展中國家的市場，在未來較長一段時間內將會成為我國包裝機械出口的巨大市場。另外美國等發達國家勞動成本越來越高，部分產品進口的利潤會比自身生產更高，因此包裝機械出口至發達國家也將是一個前景廣闊的市場。

責任編輯：薛金萍 xjp@cprint.cn