智能化包裝技術及機械設備應用發展

王永剛

摘 要：隨著人民生活水平的提高，對于包裝的質量和效率，勞動強度的要求越來越高，包裝機械設備也要相應提高，使新設備自動化程度高，智能化強。例如瓶裝水制作工藝，要求設備能夠自動塑性，灌水，貼皮，實現自動化一體化流程工藝。本文闡釋了包裝機械自動化發展方向，如何有效提高機械包裝效率，推動包裝機械設備向著自動化，智能化方向發展，希望可以對工廠生產產生借鑒意義。

關鍵詞：包裝機械;自動化;智能化

前言：包裝機械的發展是一個逐漸智能化，無人化的過程。從50年代以來，國內就開始引進包裝機械設備，大大提高了工作效率，后來國內開始根據自身條件自主設計研發包裝機械設備，指導今天，我國包裝工藝大大提高，已經成為世界的工廠，包裝產業成為了結合了多門科學，多門工藝的產業，還與高速智能計算機和高精度機械相結合，其復雜程度逐漸增高，操作流程逐步簡化，使得工廠生產正在向無人化方向發展。

1.包裝機械設備發展的幾個階段

1.1 50年代到60年代包裝機械設備發展和特點

國外先進包裝國家在1945年就開始包裝機械設備自動化，其主要特點是：包裝工藝流程由機械設備完成，由簡單的模擬電子設備控制，實現簡單的功能，大大提高了工作效率，為西方發達國家在世界站穩腳跟打下了基礎。

1.2 70年代以后包裝技術設備發展及特點

70年代智能計算機已經發展為小型集成電路，其計算能力和信息處理能力大大增強，人們開始意識到使用集成電路代替傳統模擬電路和數字電路，使得整個包裝工藝流程更加高效，更加微型。而我國包裝機械起步較晚，在相當長的一段時間內都沒有形成一個獨立的行業。從20世紀70年代末開始，包裝機械經過30多年的發展，通過引進國外的先進技術，在消化的基礎上再創新，逐步實現了國產化生產，包裝行業基本形成了門類齊全、布局基本合理、品種基本配套的工業體系，現已成為機械工業中十大行業之一，為我國包裝工業快速發展提供了有效的保障。

1.3未來包裝機械設備發展方向

目前，國際包裝機械行業競爭日趨激烈，食品包裝機械正朝著高速、多功能化及控制智能化的方向發展。面對嚴峻的形勢，我國包裝機械行業必須提高產品的技術含量，走專業化發展的道路，靠技術進步來推動行業發展。我國自動化技術在包裝生產線中已占50%以上，大量使用了電腦設計和機電一體化控制，提高生產率、設備的柔性和靈活性，增加機械手以完成復雜的包裝動作。每個機械手均由單獨的電腦控制，攝像機監控包裝動作并將信息反饋到電腦以調整動作幅度，保證包裝的質量。采用模塊化設計思想，若是將計量裝置、制袋成形器、物料輸送、包裝材料輸送、熱封裝置和打碼裝置等設計成多種標準模塊，通過標準模塊的合理組合，那么就能夠適應不同物料特性、不同材料種類和不同包裝容量的要求。我國包裝機械行業直接服務于企業的生產過程，以及產品向消費領域轉移的倉儲物流環節，對國民經濟的健康發展意義重大，包裝設備尤其是高端包裝設備的自主研發及產業化一直是國家產業政策鼓勵的發展對象，重點向著高效化、柔性化、大型化、個性化、智能化方向發展。

2.機械包裝自動化分類

2.1機械包裝開環控制

機械開環包裝是由簡單的數字電路控制，由電機實現簡單的速度控制。電動機的轉速決定包裝工藝的效率，而電動機轉速還有電壓控制，電壓越高，轉速越快。其特點是結構簡單，容易實現，缺點是糾錯能力差，一旦某環節出現誤差，將被系統放大，并且無法彌補。所以實現在成本低，要求不高的食品加工上。

2.2機械包裝閉環控制

在機械包裝開環控制系統引入反向串接電路則構成了閉環控制電路，即引入了負反饋調節電路，電壓輸入量與輸出發電機的電壓差是控制電動機轉速的物理量。機械閉環包裝可以利用傳感器自動控制發動機轉速，從而實現自動糾錯，其缺點就是實現成本較高，在包裝要求較低的生產線上應用不必要，所以閉環控制應用在對于包裝質量要求較高的食品包裝上。

3.提高包裝自動化機械水平的措施

3.1嚴苛要求企業提高生產質量

企業是包裝制造業的組成者與應用者，所以企業應該承擔提高包裝制造業的責任。當前不論從國際國內市場需求來看，都迫切要求我國的包裝機械企業能生產出品種規格更多的、技術性能更好的、自動化程度更高的包裝機械產品，但我們未能做到這一點。其原因固然很多，最主要的原因就是研究設計與制造包裝機械的企業水平不能滿足當前包裝機械發展形勢的要求。企業素質差、管理落后、技術和設備陳舊，沒有活力，效益差。所以要通過技術改造改善經營管理、調整產量結構、提高企業的技術吸收與開發能力，提高產品質量與技術水平，增強企業活力提高企業效益，促進良性循環。

3.2包裝基礎技術要過關

自動化的包裝機械產品各項技術性能指標都要求較高，特別是可靠性指標已成為包裝機械產品進口擋不住，出口出不去的一個重要因素根據全面質量管理原則，國家有關部門要制定全面規劃、狠抓基礎元件、基礎電路、基礎材料和基礎機械等基礎技術，并提高包機的“三化”水平。要組織一些廠家專門生產包裝機械自動化所需的元器件或裝置，如生產日期在線打印裝置，熱封元件，溫、光控元件和裝置，小型無級變速器等。

3.3努力研發智能化，自動化包裝機械

把機械技術與微電子技術和信息技術相結合，可開發出新一代的數字化、智能化和柔性化的機電一體化產品。這種產品自動化技術水平高、功能強、可靠性好、能耗低，在國際市場上有很強的競爭力。各先進國家都十分重視開發這種類型的自動包裝機，近兩年日本又開發了一種新型智能化的FW-7000立式枕型自動包裝機。它采用I6位微信息處理機控制，在操作面板上設有計算機對話系統，通過自由改變存儲可用于控制多達30多種產品的自動包裝。它能根據操作速度自動調節熱封溫度，保證封口質量。其微信息處理機的數控系統可高精度調節色標位置，通過專用電纜與計算機聯網，并入遠程系統操作。通過專用軟盤可隨機存入或調出存儲數據，并記憶大量產品數據該機還設有自動保險裝置。該機于90年5月在日本名古屋首次展出，受到好評。

3.4培養機械方面人才

機電一體化技術是-門跨學科的綜合性很強的高技術。沒有精通微電子技術的人才是難以發展的。目前主要問題在于機電技術人員知識結構上機電不相交融。在先進的工業化國家，有關傳感技術，數據轉換、傳遞和處理技術，接口和計算機操作、控制技術以及應用軟件等方面的知識，已成為機械工程師的基本的需要。。現在我國發展、推廣、使用機電一體化技術，需要大批既懂機械又懂微電子的“兩棲”技術人員。據有關方面在前幾年估計，我國機械工業系統在1990年前平均每年約需補充30000名機電“兩棲”技術人員，而現在還達不到需要量的1/3。因此抓緊培養機電一體化技術人才是加快我國機電一體化步伐的重要措施。也是加速我國包裝機械自動化發展步伐的重要措施。

結語：包裝產業目前態勢良好，隨著我國經濟的發展，產業逐漸向服務業轉型，手工低效的包裝機械產業逐漸被淘汰。第三世界國家的崛起，使得包裝產業競爭激烈。面對這種情況，我國還需要提高包裝機械設備的技術含量。通過技術改革創新，提高自主創新意識，結合自身水平和其他國家優秀經驗，積極向頂級包裝國家挑戰。包裝機械自動化和智能化是未來包裝業的大趨勢，我國還需要積極抓住這一次的機遇，勇于迎接挑戰，努力使我國向著高水平制造業國家發展。

參考文獻：

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