自動包裝機械控制系統開發的專利淺析

邵際濤 賈海瑩

摘要：隨著經濟的不斷發展提升，人們對于生活品質以及人情往來更加注重，在進行商品購買的過程中看中的除了商品本身的功用以及質量之外，也對商品的包裝有著非常高的要求。傳統的手工包裝方式速度慢，效率低，在面對大批量的產品時會力有不怠，故而可以通過開發自動化的包裝機械的方式來幫助商品的包裝更有效率。而整個自動化包裝機械在運行的過程中必須有足夠合理的機械控制系統才能幫助整個機械體系運轉的更加順利，文中就對自動化包裝機械控制系統的開發與設計相關的問題進行了研究。

關鍵詞：自動包裝機械;控制系統;控制系統開發

引言

坦白來說，經濟的高速發展給包裝機械行業的不斷擴張帶來了極大的幫助，之前有相關的研究者針對包裝機械的需求量做了調研，發現其每年的增長速度大概在百分之五左右，可見包裝行業在當前的經濟市場上的繁榮。但行業在不斷發展的過程中也同樣意味著行業內部的激烈競爭。因此進行從事包裝行業的企業必須要不斷對自身的業務能力進行創新提升，比如說從包裝機械的自動化控制系統開發設計入手，獲得專屬于己身的領域專利，在提升日常生產的工作效率的同時也增加其在市場上的核心競爭力。

一.自動包裝機械控制系統開發內容

在進行自動化包裝機械的控制系統設計的過程中需要利用單獨的計算機對包裝機械的機械手操作程序進行控制，這樣進行包裝的機械才能完成比較復雜的包裝工作。另一方面，計算機系統還要能夠監控機械手整個的工作過程，利用相關的拍攝系統來完成這一系列的監測工作。以便于發現機械手在包裝工作中可能存在的問題進而及時下達命令對其具體工作進行調整，幫助相關包裝工作的質量能夠完全符合工業生產的需求。

自動包裝機械控制系統還要能夠自動進行包裝材質的分辨，對人工分辨進行輔助并確保人工分辨的準確性。通過系統中的探測器來了解正在使用的包裝材質是否發生了變化具體的材質參數是怎樣的，進而將所探測到的材質信息顯示在系統的計算機屏幕上[1]。隨著工業生產的不斷推進，人們對于自動化包裝機械的控制系統有了更高的要求，期望能夠讓整個系統變得更加智能，在控制機械進行包裝的過程中表現出更大的靈活性。而為了達成這一目標，就需要進行不斷的嘗試設計，幫助機械控制系統不斷獲得完善。

二.自動包裝機械控制系統各模塊設計

包裝機械自動化系統在進行設計的過程中需要根據所要控制的包裝機械的特點來進行分模塊的設計，并秉承著提升包裝機械自動化水平的目標，通過機械，電力，光感等領域知識的綜合應用來幫助提升自動化機械在生產中的效率以及最終的包裝品質。通過模塊化的系統設計能夠為整個包裝機械的自動化系統帶來以下優勢：①使得整個控制系統的結構具有更強的適應性。通過模塊化的設計能夠使得不同功能的模塊化產品集合在一起，在進行實際生產的過程中就能夠通過模塊化的組合來產生不同的功用。②對于小批量或者多品種的包裝生產會帶來更大的便利性。針對不同系統用戶的實際需求，將個別的模塊進行刪減或者替換就能夠使得整個產品具備更強的實用性。③能夠有效提升產品的質量。④模塊化設計有利于批量化的生產操作，對于降低整個生產的成本也有著非常有利的作用。

（一）借助感應器進行智能化設計

現代產品的生產或者是包裝基本上都是采用機械化流水線生產，其主要目的就是幫助減少生產過程中需要依靠的人力。在進行包裝機械控制系統設計的過程中自然也需要向著這一目標努力，這一方面可以借助感應器的力量來幫助機械裝置的控制系統更加智能化。比如說在09年朱大華先生發明的一種可以智能關閉啟動的包裝機械門，就是利用了感應器的原理——預先設定好的計時器在到達規定時間之后會自動關閉機械裝置的大門和小門，如果包裝機械的門沒有關閉緊密的話，對其感應的警報燈就會亮起發出光芒進行提醒，而如果感應器感應到大門已經關閉就會提醒與之相連的電氣控制系統開啟包裝機械。

（二）進行人機界面模塊的設計

在進行自動化包裝機械控制系統設計的過程中還必須進行相關的人機交互界面的設計，這關系著系統的操控人員對一系列監控信息的了解，對整個生產過程的分析以及各種控制命令的下達[2]。在進行人機界面設計的過程中可以將大數據的理念融入其中，對設備日常生產中的各項數據進行記錄，比如說設備運行時間，設備故障數據，故障原因等。最早的人機交互是通過顯示屏與按鈕的組合來完成的，但科技發展到如今，人機交互界面完全可以采用觸摸屏控制[2]。將生產控制人員可能會用到的多種功能匯聚成一個個的功能圖標顯示在計算機界面上，管理者可以直接點擊圖標獲取自己想要的信息。比如說搜索，生產數據管理，設備監控信息等。

（三）進行運動控制模塊設計

所謂的運動控制模塊就是包裝機械在使用過程中的各種運動軌跡的設定，比如說運動的方向，運動的速度，運用的時間間隔等。運動控制模塊在設計過程中所追求的是包裝機械的精準控制，因此控制系統必須與所連接的機械有著嚴格的時間及速度的同步性。比如說王愛玲在2014年發明的一種多功能三伺服包裝機控制裝置，其中就涉及到了運動控制系統的設計，它的整個控制系統由人機界面，通用運動控制器以及伺服驅動系統共同構成，并對其下控制的3個伺服電機等其他包裝機械進行智能化的控制，通過運動控制系統的輔助來幫助整個包裝生產的精度大大提升并且還能夠將包裝機運行過程中遇到的問題及時反饋回控制系統進行處理，從而達成多種需要的功能。

三.結束語

自動包裝機械控制系統在開發過程中要想獲得更具創新性以及更有實用性的產品，就必須要明確相關產品的定位以及其具體的生產過程。通過模塊化的設計與開發將整個控制系統分解成為一個個更加獨立的模塊，再通過對傳動模塊，人機交互模塊以及運動控制模塊的分別設計來提升整個控制系統的可操作性，再通過實際生產中的實用性驗證來幫助使得其成為自身的專利性產品，為整個企業乃至于這個包裝行業帶來新的福音。

參考文獻：

[1]林洪瑩. 拆組法理解包裝機械專利初探[J]. 中國高新區， 2017（02）：116.

[2]齊宏卓， 汪鵬， 羅智勇，等. 一種自動控制包裝機的工位傳送裝置： CN 2016.

姓名：邵際濤;1980-6-17;男;漢;山東;審查員;本科;知識產權;國家知識產權局專利局;100888

國家知識產權局專利局 100888

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