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食品包裝機械未來實現(xiàn)“四化”

2014-05-05 11:14 來源：中國包裝網(wǎng) 責(zé)編：周艷平

摘要：: 食品和包裝機械形成行業(yè)已20多年，相對于食品工業(yè)，還是一個新行業(yè)。目前國內(nèi)食品包裝機械企業(yè)組合化和機電一體化生產(chǎn)力較低，多數(shù)食品包裝機械企業(yè)以生產(chǎn)單機為主，生產(chǎn)效率低、能耗高，穩(wěn)定性和可靠性差，控制技術(shù)和自動化技術(shù)應(yīng)用較少。

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【CPP114】訊：食品包裝機械自動化有利于提高設(shè)備的生產(chǎn)率，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的生活需求，保證食品包裝的一致性和安全性。指出要實現(xiàn)食品包裝機械自動化，需要考慮包括控制器、傳感器、伺服驅(qū)動技術(shù)、人機交互界面及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等問題；同時從食品包裝機械自動化的發(fā)展趨勢看，要加強對設(shè)備的數(shù)控化，設(shè)備信息的一體化及設(shè)備故障診斷的智能化等方面的研究。

食品包裝機械具有自己的特點：種類繁多，功能各異，更新快。目前世界上包裝機械的品種已達到2000種左右，這還不包括一些輔助機械和包裝材料機械、包裝容器的加工機械在內(nèi)。

隨著社會產(chǎn)品不斷增多，包裝材料和包裝工藝的變換，包裝機構(gòu)的運動副迅速更新，并向更高的技術(shù)水平發(fā)展。包裝機械機構(gòu)復(fù)雜，要求動作精確，工序多，速度快，影響其結(jié)構(gòu)性能的因素多（如被包裝物品的尺寸、形狀，包裝材料、容器的質(zhì)量，包裝工藝等），對包裝機械的設(shè)計和制造要求高（如精度、剛度和耐磨性等）。

食品包裝機械實現(xiàn)自動控制的必要性

食品和包裝機械形成行業(yè)已20多年，相對于食品工業(yè)，還是一個新行業(yè)。目前國內(nèi)食品包裝機械企業(yè)組合化和機電一體化生產(chǎn)力較低，多數(shù)食品包裝機械企業(yè)以生產(chǎn)單機為主，生產(chǎn)效率低、能耗高，穩(wěn)定性和可靠性差，控制技術(shù)和自動化技術(shù)應(yīng)用較少。這幾年是世界技術(shù)發(fā)展最快的時期，新技術(shù)不斷在行業(yè)上應(yīng)用，而國內(nèi)行業(yè)的基礎(chǔ)薄弱，技術(shù)及科研力量不足，其發(fā)展相對滯后，在某種程度上拖了食品和包裝工業(yè)的后腿。

隨著人們生活水平的迅速提高，食品行業(yè)的發(fā)展空問愈發(fā)巨大。為了滿足人們?nèi)招略庐惖南M需求，對食品包裝機械提出了以下要求：1）食品包裝機械的生產(chǎn)效率越高越好。2）食品包裝機械具有很高的柔性和靈活性，能有效保證包裝機械可根據(jù)被包裝物品的要求和包裝材料的不同，實現(xiàn)包裝規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化，符合集合包裝的要求。3）對食品包裝機械在工作過程中發(fā)牛的故障要迅速排除。4）食品包裝機械具有自動識別功能。5）食品包裝機械的包裝過程要實現(xiàn)綠色包裝。6）保證食品生產(chǎn)和包裝過程的安全衛(wèi)生。由此可見，實現(xiàn)食品包裝機械的自動化，尤其是實現(xiàn)具有高度柔性的自動包裝線，不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展方向，同時也可以使企業(yè)獲得巨大的經(jīng)濟效益。

食品包裝機械自動化的發(fā)展方向：

食品包裝機械的數(shù)控化

將開發(fā)數(shù)控機床的成功經(jīng)驗應(yīng)用到食品包裝機械的設(shè)計與開發(fā)上，采用數(shù)字控制，可以應(yīng)用程序來控制食品包裝機械的包裝過程和包裝動作，提高設(shè)備使用的柔性和適應(yīng)面，有利于提升食品包裝機械的設(shè)備價值。

食品包裝機械的信息一體化

CAD技術(shù)在工程領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。將CAD技術(shù)應(yīng)用到食品包裝機械上，可以大大縮短設(shè)備的設(shè)計開發(fā)周期，在設(shè)計過程中可應(yīng)用人機工程學(xué)，充分考慮人操作起來方便與否來進行反復(fù)多次的設(shè)計；對設(shè)計出來的結(jié)果應(yīng)用CAE軟件進行性能和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，使設(shè)計滿足綠色環(huán)保的要求；應(yīng)用CAPP技術(shù)將產(chǎn)品的各個零件盡量標(biāo)準(zhǔn)化，對零件進行編碼歸類，對每一類零件進行加工工藝規(guī)劃，存儲到加工知識庫中；在產(chǎn)品的制造過程中，可應(yīng)用CAM技術(shù)進行零件的加工過程仿真和數(shù)控加工代碼的生成，實現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬制造或應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)快速制造設(shè)備。食品包裝機械設(shè)備從市場需求和調(diào)研開始，到最后設(shè)備的維修和保養(yǎng)整個過程可以統(tǒng)一歸納到CIMS中去。在食品包裝機械上采用CAX技術(shù)，有利于適應(yīng)市場快速多變的需求。

食品包裝機械監(jiān)控和故障診斷智能化

為了提高食品包裝機械的自動化程度，保證設(shè)備的利用率和生產(chǎn)率，有必要建立食品包裝機械的故障診斷和監(jiān)控系統(tǒng)。在廣泛收集設(shè)備在工作過程中發(fā)生的故障現(xiàn)象、故障原因和故障位置的基礎(chǔ)上，建立設(shè)備的故障診斷專家系統(tǒng)。利用多傳感器信息融合的監(jiān)控系統(tǒng)，對設(shè)備進行實時監(jiān)控。發(fā)現(xiàn)問題時，可利用設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)，通過智能的正向推理和反向推理相結(jié)合，快速幫助用戶確定和解決故障。企業(yè)利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也很容易實現(xiàn)遠程監(jiān)控和設(shè)備故障診斷、自動排除，減少人工參與，保證食品包裝機械生產(chǎn)的產(chǎn)品在生產(chǎn)中沒有人為接觸和污染，產(chǎn)品質(zhì)量均勻統(tǒng)一。安全衛(wèi)生。同時借助現(xiàn)有的商用網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備制造商可以很輕松實現(xiàn)異地對生產(chǎn)線的監(jiān)控、診斷和修改，提高自己的產(chǎn)品在市場上的競爭力。

在“十二五”期間，食品包裝機械總產(chǎn)值可望突破4000億元。目前在食品包裝機械快速發(fā)展的背后，大量技術(shù)含量高的設(shè)備是依靠進口。因此，在今后的食品包裝機械設(shè)計中，應(yīng)注重提高設(shè)備的自動化水平，在設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中充分應(yīng)用先進的控制和伺服驅(qū)動技術(shù)，將數(shù)字化技術(shù)融入到設(shè)備的研發(fā)和制造過程中，以實現(xiàn)設(shè)備的完全自動化、高效化、節(jié)能化、綠色化。

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