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自動包裝機械的設計趨勢2009-11-15
包裝機械設計依據市場調研及市場分析，努力為客戶尤其是大型企業(yè)服務。隨著科學技術的發(fā)展及市場競爭的加劇，客戶的需求也越來越高，這種需求體現在以下幾個方面：
提高生產效率，以滿足交貨期和降低工藝流通成本的需要，對一些產品，還要求包裝機械和生產機械相銜接。
為適應產品更新變化的需要，包裝機械要具有高的柔性和靈活性。設備出現故障要求能進行遠程診斷服務。環(huán)境污染，包括噪聲、粉塵和廢棄物少。購置設備投資盡可能少，價格要盡可能低。
為滿足客戶要求設計部門采取了如下措施：
1.工藝流程自動化程度越來越高
幾年前，自動化技術還只占包裝機械設計的30％，現在已占50％以上，大量使用了微電腦設計和機電一體化控制。包裝機械自動化程度不斷提高，一是為了提高生產率；二是為了提高設備的柔性和靈活性；三是因為包裝機械需要完成的動作復雜，多采用機械手來完成。如巧克力糖就用機械手替代了原來的手工動作，使包裝保持了原來的風格。
包裝機械自動化設計有以下兩個特點：
1)每個機械手均由單獨電腦控制
一臺包裝機械為完成復雜的包裝動作，需由多個機械手完成。操作時，在由電腦控制的攝像機錄取信息和監(jiān)控下，機械手按電腦指令完成規(guī)定動作，確保包裝的質量。
2)具有對材質及厚度的高分辨能力
在包裝過程中，包裝材料的厚度及材質變化不易為人眼所辨別，所以在包裝機械上常采用由電腦控制的攝像機和探測器來分辨。攝像機現已發(fā)展到能自行檢查和辨別攝像的圖片，并在顯示屏上顯示。當前機器在加工的轉速是不能變的，今后應根據分辨后材料的變化改變轉速，控制在最優(yōu)化狀態(tài)下工作，并且實現自動清理，自動消毒和自動清潔。
2.提高生產效率，降低工藝流程成本，最大限度地滿足生產要求
德國包裝機械中以飲料、啤酒灌裝機械和食品包裝機械見長，具有高速、成套、自動化程度高和可靠性好等特點。其飲料灌裝速度高達1200 瓶／小時，香煙包裝12000支／分。
提高機器轉速是一個復雜問題，速度越高，單件生產成本越低，但廠房使用面積隨之增高，故障率也隨之提高，反會使效率降低，因此應尋找兩曲線的結合點。
另外，電動機速度也是有限度的。一般而言，轉速提高15-20％，就將帶來一系列復雜問題。
提高生產效率除提高轉速外，還可從另外的渠道設法解決：
1)采用連續(xù)工作或多頭工作方式
包裝機械工作方式有間歇式和連續(xù)式，能連續(xù)工作，也就提高了生產效率；一臺設備內也可有多條生產線生產，生產同一產品或幾種不同產品，但必須提高可靠性。
2)降低廢品率，提供故障分析系統(tǒng)
廢品造成的生產損失是驚人的，包括產品損失和材料損失，因此要盡量減少廢品損失；包裝機械出售時還應提供故障分析系統(tǒng)，既進行模態(tài)分析尋找故障，或通過Inter網進行遠程診斷。今后要使包裝機械進一步智能化，即設備自己尋找故障、自己解決故障，以降低廢品率及故障率，使生產效率得以提高。
3)使產品機械和包裝機械一體化
許多產品要求生產之后接著就進行包裝，以提高生產效率。如德國生產的巧克力生產設備及包裝設備就是由一個系統(tǒng)控制完成的。兩者一體化，關鍵是要解決好在生產能力上相互匹配的問題。
3.適應產品變化，設計要具有好的柔性和靈活性
為適應市場激烈競爭，產品更新?lián)Q代的周期已越來越短。如化妝品生產，三年一變，甚至一個季度一變，生產量又都很大，因而要求包裝機械具有好的柔性和靈活性，使包裝機械的壽命遠大于產品的壽命周期，這樣才能符合經濟性要求。
包裝機械設備的柔性和靈活性常表現在以下三個方面：
1)量的靈活性
既能包裝單個產品，也能包裝不同批量產品。
2)構造的靈活性
整臺設備采用單元組成，換用一個或幾個單元，即可適應產品的變化。
3)供貨的靈活性
采用單元組合，將各單元組合在一起供貨，如糖果包裝機機在一個共同基礎上，組合不同的單元：三個進料口，四種不同的折疊包裝形式，這樣一臺機器就可同時包裝8-10種不同的糖果，由多個機械手操作，在一臺攝像機的監(jiān)控下，指揮其動作，要包裝哪種糖果就可取哪種進行包裝。產品改變了，只要改變攝像機內的程序即可，從而使設備具有好的柔性和靈活性。
4.提供成套設備
包裝機械設計尤其重視根據用戶需求，為生產企業(yè)提供全面考慮結構性及經濟性的完整系統(tǒng)方案，并用計算機仿真技術演示操作給用戶看，征求意見后進行修改。在為用戶提供生產自動線或生產流水線設備時尤其注重成套完整性，無論是高技術附加值還是較簡單的設備門類，都按配套性要求提供。
包裝機械廠家也將提供成套設備作為自己的努力目標。如一條飲料灌裝線，有200多個微電腦件，有許多管線、顯示屏，有100多種控制各種包裝動作的軟件程序，為滿足1200瓶／小時的生產能力還需兩條線工作，因此整個飲料灌裝線的生產需占半個足球場的面積，他們都要求所有這些設備均能在一個廠家內完成。而我國當前包裝機械生產一大弱勢就是生產單機多，而成套流水線少，主機多、輔機少，配套性差。這種作法很值得我們借鑒。
5.普遍使用計算機仿真設計技術
隨著新產品開發(fā)速度不斷加快，包裝機械設計普遍采用了計算機仿真技術，即將各種機器元素以數據庫存入計算機，把圖紙數字化后輸入計算機，計算機即可自動合成為三維模型。再把實際生產時的數據和指標輸進去，把各種可能發(fā)生的故障輸進去，計算機三維模型即可仿照真實工作情況進行操作，演示出能達到的生產能力是多少，廢品有多少，生產線各環(huán)節(jié)是否能匹配生產，瓶頸在何處等等，使客戶根據顯示屏上顯示的曲線一目了然，并可根據客戶的意見修改模型。計算機合成速度很快，因此修改工作迅速方便，直到使客戶或設計者滿意。采用計算機仿真設計技術，大大縮短了包裝機械的開發(fā)設計周期。
包裝機械設計不僅要重視其功能和效率，也要注重其經濟性。所謂經濟性不完全是機械設備本身的成本，更重要的是運轉成本，因為設備折舊費只占成本的6-8％，其它的就是運轉成本
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