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中圖分類號:TB486 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)10(c)-0090-03
包裝機械是機械設備的一種,它符合機械設備的各種特性,但是因為包裝機械的特殊性,它比一般性的機械又多了延伸的意義。我國包裝機械在經過一段時間的發展后,技術手段正在走向成熟。然而,因為我國制造的包裝機械的穩定性和可靠性等問題,在國際上廣為詬病。因此,必須改變這種現狀,從包裝機械的設計入手,優化整個包裝機械的行業,以此來促進我國包裝機械行業的發展。
1 我國包裝機械設計的現狀
1.1 我國包裝機械的創新
當前,我國包裝機械的改進和設計能力不足,即創新能力無法滿足時代的需求。所以,我國包裝機械的設計大多是模仿國外的同類型機器,然后根據國內的實際情況做一定程度的改動。我國包裝機械的改進和設計能力不足的原因主要有以下幾種。
(1)我國包裝機械設計人員的素質不高。我國包裝機械的起步較晚,雖然發展得較快,但是并沒有掌握真正頂端的科技。設計人員應用的設計理論和參考的設計規范比較陳舊,滿足不了包裝機械設計創新的需求。
(2)科學研究和產業結合不夠緊密。我國關于包裝機械設計的研究并不少,但很少能夠應用在實際的生產中。因此,我國包裝機械設計的相關研究無法及時地在生產中實踐,驗證其可行性。
(3)資源配置不合理。我國對包裝機械的宏觀調控無法和包裝機械行業發展的速度相匹配,這導致了資源配置的不合理,阻礙包裝機械行業的發展。
1.2 我國包裝機械設計的方法
在我國包裝機械設計的行業中,仍然沿用著較為陳舊的方法。具體表現為以下幾種。
(1)模型模仿性質高。我國包裝機械在設計時,往往是根據任務設計書的特征,尋找同類型的樣機,在此基礎上設計自己的包裝機械。整個設計中創新的程度較低,參數模仿的痕跡很明顯。
(2)性能指標不夠自主。我國包裝機械在確定設計任務后,機械設備的技能指標和技術性能的數據在很大程度上是仿造樣機的參數。因此,設計的包裝機械性能和樣機相比無太多進步之處。
(3)繪制圖紙。在完成性能指標參數的設定后,我國的包裝機械就開始進行工作原理圖的繪制和傳動系統圖的繪制。這個過程符合機械設計的標準流程,而且這方面的技術我國和發達國家并沒有太大的差距。
(4)其他設計。機械的設計是一個整體的工程,在設計的時候需要統籌整個機械的工作系統,設計到每一個零件。所以,在繪制完傳動系統的圖紙和工作原理的圖紙后,需要進行關鍵零部件的設計。然后,設計整個機械的工程圖和裝配圖,最后校核強度和剛度,確定施工圖。
我國包裝機械設計行業還停留在較為陳舊的模式上,缺乏必要的創新和高新技術手段的應用,這是包裝機械設計行業發展的最大阻礙。基于此,必須加快自身改革的步伐,參考國際先進的設計經驗,結合自身的實際情況創新的應用,這樣才可以給我國包裝機械設計行業的發展提供源源不斷的動力。
2 發達國家包裝機械設計的發展方向
包裝機械設計的大國有美國、德國和日本等,它們的包裝機械設計技術較為成熟,也經過了較長時間的發展,所以產品的性能要優于我國。它們的設計和生產都是以市場為基礎,在充分地了解市場需求后,進行針對性的設計。正因為如此,它們的包裝機械有很強的創新性和技術性,也符合市場的需求。美國、日本和德國等在包裝機械設計和生產領域領先的國家,它們在發展中有以下主要思路。
(1)注重自動化程度。自動化是指降低人在機械設備生產中的作用,加大機械自動化的程度。這是時展的必然趨勢,而且自動化的生產還可以利用機械手完成較為復雜的操作,讓生產的包裝機械產品質量更高。再者,自動化的生產對提高產品的柔性也有一定作用,可以使產品滿足更多的需求。
(2)控制生產成本,著眼于客戶的需求。以德國的機械為例,其生產的包裝機械可以顯著提升產品的產出速率,可靠性也有極強的保證。這就降低了客戶生產的成本,使客戶的需求得到了滿足。
(3)采用模塊化的設計。模塊需要根據種類做出劃分,以方便客戶的選擇。通過這種設計,用戶可以選擇模塊的組合來決定產品的性能,以此來應對市場的快速變化。同時,這種設計也減緩了包裝機械更新換代的速度,用類似半智能化的設計手段來促進包裝機械的發展。
(4)產品機械和包裝機械的一體化。包裝機械是整個生產機械的一部分,以往的分體制使機械間的配合常出現問題,一體化的機械設備很好地解決了這一問題,推動了包裝機械的發展。
(5)注重計算機仿真技術。計算機的發展給機械設計行業的改革提供了技術支持,各種繪圖軟件和仿真技術共同推動了機械設計行業的發展。特別是方針技術在機械設計行業的應用,縮短了設計的周期,降低了技術開發的成本,加快了產品發展的速度。
(6)高新技術在包裝機械中的應用。國外的包裝機械注重新科技的機械設計中的應用。以包裝機械為例,他們將尖端的計算機技術、設計理論大膽地應用在包裝機械中,然后在不斷的實踐中改進應用的方法,最終實現包裝機械行業的進步。
3 包裝機械設計的改進方法
根據上述的分析可以得出,我國包裝機械存在設計創新不足和設計方法不夠優化的問題。所以,我們需要改進設計的方法,加入我國特色的元素,用技術推動包裝機械的發展。以此來滿足市場發展的需求,促進我國包裝機械設計的發展。
3.1 從客戶需求入手改進包裝機械的設計
市場的發展和技術的進步給包裝機械的客戶提供了更多的考慮空間,所以他們的需求也發生了一定的變化。首先,他們要求提高包裝機械生產的效率。生產效率是成本的保障,提高生產的效率就提高了自身的市場競爭力。其次,客戶還追求包裝機械和生產機械的一體化,要求生產商改變生產的思路和方向。再者,客戶還追求包裝機械的柔性,要求其能適應多種系統的工作和滿足產品變化的需求。除了上述的三點之外,客戶對包裝機械新的需求還體現在以下幾點上。
(1)售后要求。機械設備由于運作時間和運作環境的原因,會出現各種問題,影響正常生產。所以,維修的及時性就體現著設備生產生的競爭力。就以目前的情況而言,遠程診斷是最常用的一種方式,生廠商通過遠程的視頻和數據接受判斷設備的問題,然后指出維修的措施或者派出專門的維修人員進行設備故障的排除。對于一些大型的包裝機械設備和較為先進的包裝機械,我國的售后服務多以派出維修人員為主,因為現場情況的復雜和機械的運行參數傳輸不準確等問題,一直無法較好地處理售后服務。基于此,可以加強傳感器在包裝機械中的應用,讓生產企業可以更好的了解設備運行中的各種參數,不僅可以保護自身的技術,還可以實現遠程診斷的目的,方便售后的維修。
(2)包裝機械的設計對環境的影響要小。當前發展的是可持續的經濟,要求機械設備產生的污染物較少,產生的噪聲也要小,這就對包裝機械內含的科技提出了更高的要求。但是當前我國的包裝機械在這方面做得還不夠好,設計和生產的包裝機械還是以追求利益和生產為主,忽視了機械設備附屬的價值。
(3)設備購買的成本盡可能少。包裝機械設備的競爭力在某種程度體現在價格上,客戶想用最低的價格購買性價比最高的產品。這種性價比更多體現在包裝機械設備的科技內涵上,包含的科技越高端,其本身的附屬價值就越高,同等資源消耗,可以用更快的速度和更高的質量產出更好的商品。
基于上述的幾點客戶需求,我國的包裝機械設計行業可以從這些方面入手,改進設計的方法和思路,以此來滿足市場的需求,完善自身的發展。
3.2 采用模塊化設計的思路
模塊化設計是一種統籌整體和局部的方法,對于包裝機械設備性能的優化有著很大的作用。首先,模塊化設計及可以簡化包裝機械的設計過程。包裝機械的設計是一個復雜的過程,需要從多個需求入手,然后分別設計相應的功能,最后綜合機械設計的原則和指標,完成包裝機械的整個設計。但是模塊化的設計卻可以極大程度地簡化包裝機械的設計過程,原本的模塊是固定的,只要根據功能需求選擇相應的模塊,然后綜合在一起,就可以基本完成整個設計。其次,模塊化設計的包裝機械產品柔性程度高。模塊設計和機械設計不同,它可以獨立存在,隨時將最新的技術應用在自身。因此,模塊化設計的更新換代是極快的。在此基礎上,生產商可以通過模塊設計來替代原本的產品功能,可以符合多種需求,有很強的設計柔性。再者,模塊化設計生產包裝機械的成本較低。模塊化的包裝機械在設計和制造的過程中都可以通過選用相應的模塊來完成,再加上設計的柔性較高,可以實現小批量的生產,降低了包裝機械的設計制造成本。
模塊化設計的優點還有便于維修和成本較低。機械產品存在問題之一就是維修和保養困難,有時機械設備的維修和保養花銷遠遠超過了設備本身的價值。包裝機械也是如此,面對著維修困難的局面。模塊化設計很好地解決了這個問題,使不同模塊可以獨立地存在,在維修時只需要選擇相應的模塊就可以,方便了維修的過程。模塊化的包裝機械在設計和制造的過程中都可以通過選用相應的模塊來完成,再加上設計的柔性較高,可以實現小批量的生產,降低了包裝機械的設計制造成本。
當前的機械已經向著自動化和智能化的方向發展,需要滿足多種需求。所以,包裝機械可以利用模塊化設計來優化整個包裝機械的性能,盡快追趕發達國家的腳步,完善自身的發展,進而優化整個包裝機械設計的行業。
3.3 綠色設計和虛擬設計
產品的設計是否成功在很大程度上取決于它能否迎合整個市場的需求和社會發展的法向。當前社會高速發展,也帶來了很多發展中的問題。所以,人們要求設計的人性化和綠色化,即設計的產品既能滿足可持續發展的要求,又能體現以客戶為本的宗旨。我國是人口大國,人均資源的占有相對發達國家較少,必須把設計的方向對準廣大的群體,追求產品的性價比,從而優化設計的產品。
虛擬設計是一種新型的機械設計手段,它是隨著計算機技術的發展而興起的,例如計算機的輔助繪圖軟件CAD和Solidworks等,它們可以實現在電腦上的三維繪圖,然后生成相應的技術指標和性能參數。這種方式不僅可以用來檢驗設計的故障與瑕疵,還可以簡化整個設計的過程。最重要的是,這種設計方式很方便修改,可以根據客戶的需求做出各種調整,直到客戶滿意為止。虛擬設計是在計算機基礎上發展起來的,所以它對計算機依賴的程度較高。但是這種依賴卻有利于包裝機械設計行業的發展,它不僅可以提高設計的速度,還可以將設計的成果進行模擬,檢驗其在特定環境下的工作狀況。
基于上述的分析,可以得出,虛擬設計和綠色設計是用現代的科技手段進行傳統的包裝機械設計。這是時展的趨勢,也給包裝機械設計行業提供了新的發展方向。但是這種設計手段還在逐步的探索和發展中,技術層面并沒有真正意義上的成熟。因此,必須加快這方面發展的腳步,不斷在實踐中完善技術的瑕疵,最終使綠色設計和虛擬設計發揮自身的優勢,促進包裝機械設計行業的發展。
上述幾種包裝機械設計改進思路都是有成功的經驗作為參考的,但是創新技術的應用也不容忽視。我國很多大學都開發出了軟件對包裝機械進行有限單元分析和優化設計,然而因為企業和大學結合得不緊密,這些軟件應用的程度并不高。因此,我國包裝機械設計的行業可以開展校企合作的形式,加快新技術的研發,以便于給我國包裝機械行業提供源源不斷的進步動力。
4 結語
傳統的包裝機械生產的批量較大、成本較高、品種較少,這已經適應不了市場的需求,必須加快自身改革的腳步。我國是包裝機械設計和生產的大國,如果不改進當前的設計方法,很難取得長遠的發展。所以,我國的包裝機械設計行業可以在參考國外先進技術的基礎上,加快自身設計方法的改進,從而加速我國包裝行業的發展。
參考文獻
[1] 張克盛.改進包裝機械設計方法的新思路探討[J].中國包裝工業,2015(5):60-61.
【中圖分類號】TB486【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158(2013)02-0179-01
我國的包裝機械行業起步于20世紀70年代,在80年代末和90年代中得到迅速發展。已成為機械工業中的10大行業之一,無論是產量,還是品種上,都取得了令人矚目的成就,為我國包裝工業的快速發展提供了有力的保障。目前,我國已成為世界包裝機械工業生產和消費大國之一。但在包裝機械設計領域,絕大多數設計人員仍沿用傳統的設計方法。隨著科學的不斷發展以及市場競爭的加劇,客戶的需求也越來越高。體現在以下幾個方面:為了滿貨期和降低生產成本的需要以及包裝機械和生產機械相銜接必須提高生產效率;為了更好地適應新變化的需要,包裝機械要具有高的柔性和靈活性;當設備出現故障時,能進行遠程診斷服務;利于環境保護、噪聲、粉塵和廢棄物少;設備購置投資盡可能少,價格要盡可能低。而傳統的設計方法根本無法滿足這些要求。
1、現代機械設計方法
為了尋求保證設計質量、加快設計速度、避免和減少設計失誤的方法和措施,并適應科學技術發展的要求,使設計工作現代化,引發了現代設計方法的研究。現代設計方法的特點是動態的、科學的、計算機化的方法。它將那些在科學領域內得到應用的所有科學方法論應用到工程設計中。現代設計方法實質上是科學方法論在設計中的應用。冠以“現代”二字是為了引起重視,其實有些方法也并非是現代的。可歸納為下列具有普遍意義的方法:信息論方法、系統論方法、控制論方法、優化論方法、對應論方法、智能論方法、壽命論方法、離散論方法、模糊論方法、突變論方法、藝術論方法。把以上現代設計方法應用到機械設計中來,則稱其為現代機械設計方法。
2、現代機械設計方法在包裝機械設計中的應用
首先在設計理念上要借鑒先進國家的經驗,以用戶的需求為設計的目標,并結合柔性設計、模塊化設計的理念,一機多基本一樣,但設計階段側重點不同如:總體設計時,要全面考慮整個包裝機系統的布局、運動協調性、造型設計、人-機環境以及裝箱運輸等。模塊化設計是一種先進的設計方法,它的核心思想是將系統根據功能分為若干模塊,將包裝機中同一功能的單元設計成具有不同性能、可以互換的模塊,通過模塊的不同組合,使包裝機多功能化、系列化。采用這種方法的優點是:(1)使包裝機更新換代速度加快。因為新機型的替代,往往是局部改進。將先進技術引進相應的模塊,比較容易實現局部改進;(2)縮短設計周期。當用戶提出要求后,只需更換模塊,或設計制造部分模塊,即可得到新的機型,滿足用戶需求;(3)降低成本,便于維修;(4)性能穩定可靠。另外現代包裝機設計應該滿足“綠色設計”,即人性化設計的要求。它是面向質量設計、裝配設計、制造設計、維修設計、可靠性設計的綜合設計。我國人口眾多,人均消費水平比發達國家低,而且城鄉差異較大,包裝系統的設計應以價廉物美為主,不能盲目追求高精尖。要考慮到可靠性、安全性、環保性、低噪音等各方面的因素。充分體現原理優化、結構優化、制造優化、造型優化。
3、包裝機械可靠性的設計方法
機械可靠性設計可分為定性可靠性設計和定量可靠性設計。所謂定性可靠性設計就是在進行故障模式影響及危害性分析的基礎上,有針對性地應用成功的設計經驗使所設計的產品達到可靠的目的。所謂定量可靠性設計就是充分掌握所設計零件的強度分布和應力分布以及各種設計參數的隨機性基礎上,通過建立隱式極限狀態函數或顯式極限狀態函數的關系設計出滿足規定可靠性要求的產品。機械可靠性設計方法是常用的方法,是目前開展機械可靠性設計的一種最直接有效的方法,無論結構可靠性設計還是機構可靠性設計都是大量采用的常用方法。可靠性定量設計雖然可以按照可靠性指標設計出滿足要求的恰如其分的零件,但由于材料的強度分布和載荷分布的具體數據目前還很缺乏,加之其中要考慮的因素很多,從而限制其推廣應用,一般在關鍵或重要的零部件的設計時采用。機械可靠性設計由于產品的不同和構成的差異,可以采用的可靠性設計方法:預防故障設計、簡化設計、余度設計、耐環境設計、權衡設計等,將這些方法應用到包裝機械設計中去即為現代包裝機械可靠性設計,當然,機械可靠性設計的方法絕不能離開傳統法,如機械計算機輔助設計、有限元分析等。
目前,微電子技術、信息技術、網絡技術、材料科學等學科迅猛發展,而且不斷向機械工業滲透。現代設計技術也不斷地與機械設計技術相結合,向集成化、敏捷化、網絡化、智能化的方向進一步發展。在包裝機械設計中引用現代機械設計方法,使得包裝機械的設計周期大大地縮短,提高了產品的性能,而且還有助于經濟效益的提高。隨著設計新手段、新方法、新技術不斷地涌現,廣大技術人員應不斷更新設計思維,采用現代設計技術,真正提高產品的開發能力和設計水平,以增強市場競爭力。
參考文獻
1 綠色產品設計的內涵與特點
1.1 綠色產品設計的內涵
綠色產品是指在其全生命周期過程中,符合特定的環境保護要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率最高,能源消耗最低的產品。綠色產品設計是以環境資源的保護為核心的產品設計過程。在產品的整個生命周期內,優先考慮產品環境屬性(自然資源的利用、對環境和人的影響、可拆卸性、可回收性、可重復利用性等),并將其作為設計目標,在滿足環境目標要求的同時,并行地考慮并保證產品應有的基本功能、使用壽命、經濟性和質量等。
1.2 綠色產品設計的特點
1.2.1 產品設計的閉環設計過程。在傳統的產品設計中,其全生命周期是從產品的設計、制造直到產品的廢棄,是一個開環過程,沒有考慮到產品廢棄后的處理情況。但是綠色產品設計要將開環設計進行延伸,不僅包含了產同產品的全生命周期,并且對產品廢棄后的一系列環節進行設計,包括對產品的拆卸回收和后期的處置,在減少浪費的同時,提高利用效率。
1.2.2 節約資源和能源。在綠色設計理念中,將大大的提高了零部件和各種材料的利用效率,使各種材料都得到了高效的利用。所以在減少能源消耗的同時,避免了浪費和污染現象的發生。
1.2.3 從源頭上減少環境污染。綠色產品設計本著節能高效的設計理念,在使用的過程中,不僅減少了廢棄物的產生,并且對廢棄物進行了高效的處理,從源頭上控制了污染的產生。
1.2.4 有利于保護環境。綠色產品設計的核心就是減少對環境的污染,所以在設計階段,就在理念上有所改善,防止在產品使用的過程中產生過多的廢棄物,并且設法高效的處理廢棄物,在提高生產效率的同時,減少對環境的污染,維護生態系統的平衡。
2 綠色包裝機械設計的關鍵技術
2.1 包裝機械的結構設計
目前,包裝產品已趨向精致化及多元化,在這種大環境變化下,多元化、彈性化且具有多種切換功能的包裝機械方能適應市場需求。正基于此,綠色包裝機械的結構設計除應滿足進行工商業產品包裝功能的基本要求外,主要考慮提高資源利用率,結構易于拆卸和回收處理。較低的資源消耗、良好的拆卸性能和回收性能是包裝機械進行綠色設計的主要內容。其具體原則為:簡化包裝機械的結構設計,盡量減少可有可無的零件;采用多功能的零件,使零件數量減少,減少資源消耗;對零件、支撐、載荷的布置進行優化設計,使整機產品盡可能小型化,提高材料利用率。
2.2 面向材料的包裝機械設計技術
面向材料的設計技術就是從使用的材料入手,保證在產品生產的每一個環節都嚴格控制產生的廢棄物,以減少對環境造成的污染為目標,在保證生產效率的同時,控制資源浪費和環節污染。所以材料的使用非常重要,在應用材料的過程中主要應該遵循以下幾點:
第一,使用的材料要與生產實際進行比較,要便于加工制造,減少機械加工的難度,提高可操作性。充分的考慮到各項電、氣的配套使用,盡量減少能源的消耗。第二,對于材料的種類要進行科學的計算,從成本的角度考慮,減少稀缺昂貴材料的應用,降低成本支出。第三,對使用的各種材料進行對比分析,在符合生產需要的基礎上,選擇易于回收,可以循環使用,對環境污染小的材料。第四,因為包裝機械的材料具有各向異性,所以在使用材料選擇的過程中,應該充分的考慮到材料的取向作用,保證其發揮最大的性能。
2.3 包裝機械的制造工藝設計
包裝機械的綠色制造工藝設計包括以下內容:1)采用合理的新型加工方法,優化包裝機械的工藝設計方案,確定最佳工藝參數,降低原材料消耗,使生產過程的廢料最少化;2)采用合適的包裝機械生產工藝,減少廢次品,提高產品合格率,提高能源利用率,降低消耗;3)在包裝機械的生產過程中應盡量減少對環境或操作者有影響或危害的物質。
2.4 模塊化設計
模塊化設計是進行包裝機械的結構設計的一種有效方法,也是綠色產品設計中確定其結構方案的常見手段之一。模塊化設計就是在一定范圍內,在對不同功能、或相同功能下的不同性能、不同規格的產品進行功能分析的基礎上,劃分并設計出一系列功能模塊,通過模塊的選擇和組合可以構成不同的產品,以滿足市場的不同需求。
2.5 可拆卸設計
良好的可拆卸性是包裝機械便于維護、所用零件材料可回收、可再生的重要保證,只有具有良好的可拆卸性才能實現完全的材料回收和可能的零部件再利用,從而達到節省成本、減少污染、保護環境的目的。基于此,先應從觀念上重視可拆卸性設計。包裝機械的研發人員應經常與使用者、產品維護及資源回收部門取得聯系,獲取包裝機械的結構在拆卸方面存在的不足,并為可拆卸性設計的發展準備有關數據資料。其次,為便于拆卸,包裝機械進行整機的系統規劃時,就要從結構上考慮拆卸的難易程度,提出相應的設計目標、結構方案。
3 結束語
工業發展對我國的經濟建設具有重要的作用,在工業生產的過程中,機械設備的應用大大的提高了生產效率。在現代社會,我國越來越重視環境保護,而工業生產對環境造成的污染十分嚴重,所以要對工業生產進行改革。包裝機械的應用對于企業的生產具有重要的推動作用,但是傳統的包裝機械會產生大量的廢棄物,容易對環境造成極大的污染。我國以往使用的包裝機械都是以進口為主,在借鑒國外先進技術的基礎上進行設計研發。面對我國的工業生產與環境保護現狀,應該改善包裝機械的設計,將綠色產品技術融入包裝機械的設計中,在提高生產效率的同時,減少對環境的污染。綠色包裝機械在我國已經得到了廣泛的應用,并且取得了良好的效果,使企業獲得了經濟效益與生態效益,為我國工業的發展創造了有利的條件。
參考文獻
[1]陳莊,劉飛,陳曉慧.基于綠色制造的產品多生命周期工程[J].中國機械工程,1999,(2):233-235.
0 引言
目前,很多小作坊和網店將售賣各種各樣散裝食品作為主營業務,其主要原因為此類商品可以實現現做現賣,前期投入低,制作簡單,易上手,且投資風險低,比較適合于剛進入電子商務行業的創業人員。而此類似的食品網店中,大部分都存在以下問題:(1)食品采用純人手包裝,而此類食品店存在人手少、工作量大、耗時長等問題,不利于勞動力的解放;(2)食品包裝過程中的污染問題。對此,設計一種高效能、低耗能的真空包裝機械有著顯著的意義。
1 當前常見的真空包裝機械
在筆者設計之初,為了獲得系統的客觀的信息,為設計決策做準備。筆者對作品進行了詳細的資料查閱,根據相關資料可知,目前的真空包裝機主要包括:
1.1 家用真空封口機
家用真空封口機是集真空和封口于一體的家用廚房設備[1]。其操作步驟為:打開壓蓋―拉下氣嘴―將袋口套上氣嘴―壓下上蓋左右兩端,上蓋將配鎖住―按下電源,開始抽真空,從而實現真空包裝。
1.2 立式真空包裝機
立式真空包裝機適用行業(如大包裝食品原料、大棗、核桃仁、松子兒,電子產品,海藻制品防氧化等)[2]。該機型真空室容積大,袋口立封形式。可連同產品外包裝(如桶、盒)直接擱置于真空室內,完成內袋的真空封口。開門式的操作形式便于重物擱置。
1.3 外抽式真空包裝機
外抽式真空包裝機是通過抽氣嘴放到被包裝物的包裝袋內,抽空空氣,退出抽氣嘴,然后完成封口[3]。
以上三種真空包裝機雖然能夠完成真空和封袋過程,但是此前的準備步驟如開袋、填料、將袋口送入抽氣嘴等步驟均需要人工操作,自動化程度不高,不適合于人手少的食品店,而且人手的接觸會增加食品污染的可能性。
2 新型真空包裝機械
2.1 新型真空包裝機械總體設計
機械系統總體設計是機械設計過程中極其重要的一步,關系到機械的性能、強度、尺寸、外形、質量及成本。因此,筆者采用結構化的設計方法對作品進行了主要功能的分析以及功能的分解。下面將進行詳細介紹。
2.2 主要功能及其分解
經過筆者大量的市場調研,上述這種熟食類全自動真空包裝機預計實現的主要功能:
(1)可自動完成取袋,保證PE袋單張輸出;
(2)輸袋與取袋合理銜接,工作臺可移動;
(3)對物料完成稱重、輸料,減輕人工稱重的負擔;
(4)完成開袋、輸料、封袋過程的配合;
(5)完善的控制系統,對各部分進行協調控制。
根據對各項功能的分析研究,筆者提出了總體設計方案,并且對主要功能進行分解,系統框圖主要有輸袋機構、可移動工作臺、開袋機構、送料機構以及真空封裝機構。
2.3 機械部分設計
為了保證熟食類全自動真空包裝機每個部分協調有效的完成各自功能,本設計采用多電機配合處理。在本設計中,使用多類型多部電機共同作用。由于可移動工作臺需做往復型周期運動,需采用步進電機驅動;在整個包裝系統中需要采用真空吸盤、進行真空封裝需多個真空泵配合使用;本設計在輸袋結構、可移動工作臺等中均采用了電動推桿,通過直流電機驅動,在保證其驅動力的同時,提高了結構的穩定性及可操作性,從而提高了包裝機在工作期間的工作效率;采用絲桿傳動結構,通過步進電機驅動,實現了工作臺的移動。為了設計更為人性化,結合人體工程學,設置平臺,連桿的高度及位置,使操作更加舒適。
3 新型真空包裝機械結構
新型真空包裝機械主要由機械結構以及控制系統兩個主要部分組成。
3.1 機械結構
機械結構主要可以由零部件分為以下幾個結構:外部框架結構、可移動工作臺、取袋結構、開袋結構、送料結構、真空封裝結構。
外部框架機構主要是新型真空包裝機械的整體外表結構,為了保障新型真空包裝機械的實用性以及內部零部件的安全性,外部框架架構主要使用670mm×460mm×500mm的尺寸,并設定裝置總重20KG。經過筆者分析,這樣的結構以及連接方式能夠最大程度的提升框架的穩定性、安全性。除此之外,鑒于框架在正常的工作情況下,應該有較為出色的強度,硬度,剛度等機械性能。對此,裝置骨架采用2mm厚的角鋼型材,通過螺栓螺母聯接,使整個裝置外框連在一起,使裝置骨架能夠達到較為出色的強度,硬度,剛度等機械性能。除此之外,考慮到實際情況中會有一些碰撞等突況,表面材料選用厚度為0.7mm厚的鋁合金板,由此便能夠極大程度提升新型真空包裝機械的結構安全性。
3.2 控制系統
新型真空包裝機械設計的控制系統由51單片機及附加的24V直流電源、繼電器完成。通過51單片機控制直流有刷電機的正轉和反轉來實現電動推桿的伸縮,同時通過矩陣鍵盤控制51單片機可以實現單步或多步操作。整個過程由時序電路完成,不需要反饋及檢測環節。
4 總結
綜上所述,隨著我國經濟條件的變化,人們對食品的安全性要求越來越高,對于食品、藥物等商販而言,真空包裝是一種防止食品變質的有效措施,由此可見真空包裝的重要性。高效、節能的真空包裝機械其既能夠保障食品的質量,還能夠極大程度的降低勞動力、包裝材料,為市場提供更好的服務。
【參考文獻】
計算機仿真技術是指通過利用應用程序對問題進行分析和處理的一種實用技術。其主要特點是效率高、安全性高以及性能強大等,目前已成為系統分析和評估等使用的重要技術之一。在其發展的過程中,大致經歷了3個時期,即早期的模擬仿真、后來的混合仿真、逐漸完善的數字仿真階段。隨著社會的發展,計算機仿真技術已逐步運用到社會生產的各個領域,在一定程度上促進了企業產品的制造,進而提升其經濟實力和競爭能力。
1 機械仿真技術對包裝機械設計制造的作用
仿真技術也叫作虛擬樣機技術,設計者通過相關的應用程序在電腦終端設立模型,通過對各類非靜態性的系數進行分析以實現設計方案的優化和完善,其優勢是操作更為便捷,不需要制造事物產品即可完成,實現了用新興技術代替傳統的實驗方式的轉變,為生產制造業提供了技術支持和發展的推動力。在當前的包裝機械設計制造行業中,為及時高效地處理產品生產中的方案設計、研究以及進行實驗等多方面的問題,大都需在電腦終端設定相關系統的仿真模擬造型,通過仿真模型對實際運用的主體進行試驗。
在系統開發和方案設計的初級階段,相關工作人員只需利用輔助程序設計并建立多種類型的模擬樣機,即可對實際中的或正在研發的系統進行分析或實驗,其用于監管和改進的相關應用的操作也十分簡單。新型仿真技術的運用除了能夠幫助提升機械裝備開發研究的質量,同時還能在很大程度上降低產品制造成本和縮短產品開發生產周期,進而提升企業的經濟效益。
2 包裝機械設計制造中計算仿真技術的應用
2.1 齒輪設計
在包裝機械制造中,齒輪是最為主要也是最為基礎的組成零件,因此對其在制作過程中計算機仿真技術的運用的研究是非常有實際意義的。例如,運用Visual Lisp語言就可從幾何角度對齒輪設計提供研究輔助,其主要研究齒輪任一平面的齒輪形狀的模型建立和仿真傳動的設計。齒輪泵的齒輪開發研究中也在一定程度上依靠計算機仿真技術的支持。另外,圓弧針齒行星轉動的動力學研究也可以利用該技術,仿真技術在其中的應用主要是對模擬造型進行監測和實驗,以確認和審核新型設計方案的實用性和是否有技術技術性問題存在,為提高傳動設備的實用性和性能提供了技術理念和數據分析的支持。在電腦終端實現對制造參數的多次修改和確認,保障設計的樣品可直接運用到企業制造或生產的過程中,這也是齒輪設計的關鍵發展趨勢之一。
2.2 機械結構設計
一般來說,機械產品的組裝要求都較高,涉及的零部件較多。為保證已經完成制定的工藝活動能夠順利實現,在對新產品進行開發和研究的過程中,機械產品的相關機構是否能夠正常地完成事先設定的動作,機構相互之間的運動能否實現合理配合,機構之間有無互相影響或干涉的部分存在以及如何確定各類的機構融合形式或設計方案來更好地適應設計指標等等,這種種難題和麻煩都需要通過計算機仿真技術的應用來實現有效解決。
通常規模較大的立體機械設計程序都會自動準備一個機構仿真的功能運用,在模擬條件下設計完成的裝配體能夠實現對機構的運動軌跡和方式進行虛擬演示,這種應用程序大多較為直觀和便捷。同時,這類應用程序根據裝配的數值進行自動機構數據的運算,并且智能添加相關的附加設備,例如彈簧和運動發生器等。若要實現運動學的仿真,對主運動構件進行設定即可,還能實現多方位的觀察和監測,應用程序還可同時對產生干擾的程序進行檢測,以幫助設計者進行檢驗和審核。
2.3 復雜數值計算
新型技術的應用使得大多數計算程序繁雜的分析更加簡單明了、計算難度降低,從而降低了計算的時間成本,規避了無意義的、水平較低的人力耗費,使得計算效率更高、速度更快以及精確度更高,在新產品的開發和研究設計的方面發揮了巨大作用。
機械產品研發程序大多是從理論設計開始,到接下來的廓形設計、細節設計、實驗、細節修改到再次實驗的循環過程,直到產品達到相關的生產標準,其中仿真技術的運用幫助產品研發和設計,在最大程度上降低了財力成本和時間成本的耗費。對包裝產品的動力學虛擬樣機進行技術分析,能夠獲取產品構造的強度應力、運動狀態以及其他相關參數,通過對相關數值的運算和研究可以發現其中的潛在風險和質量問題等,從而提高其開發和生產效率。
2.4 機械設計制造及自動化
計算機技術的運用主要體現在計算機虛擬技術和仿真技術的運用方面。例如借助計算機技術實現各類大型電子設備被開發并投入使用。計算機使機械設計制造的精確度不斷提升,促進了我國計算機工業化的發展,并使得集成電路的集成效率和水平得到有效提升,其存儲器的空間也在逐漸擴大。機械設計制造及自動化的程序較為繁雜,計算機技術的程序優勢使得其在機械設計行業中擁有重要的地位和作用。在機械設計過程中,涉及的復雜的設計圖紙的繪制,需要計算機的有效輔助,例如CAD,CAM等繪圖程序能夠有效幫助降低繪圖的復雜程度,進而提高繪圖效率。
計算機仿真技術是可視技術和虛擬技術不斷改進的結果。仿真程序對仿真對象建立數學模型,將實際仿真對象的相關數據和參數信息較為全面、詳細并客觀地表現出來。隨后通過計算機技術分析,既能提高仿真對象的實用性能,又能在改進的過程中對相關程序進行簡化,降低操作難度。另外,仿真技術將實際與虛擬模擬有效結合,對相關大型機械設計制造進行仿真模擬,能夠促使機械制造的質量和效果得到有效提升。
3 包裝機械設計制造中計算仿真技術應用實例
文章以自動包裝秤的計算機建模以及自動化系統為應用實例。
自動包裝秤大致可分為稱重部分和包裝部分。首先建立自動包裝秤立體模型以及自動包裝秤的零件建模。主要包括下料組件、稱重組件、包裝組件以及秤架。下料組件中的部分零件可通過建立二維圖形,再借助三維建模中的多種工具完成創造。稱重組件的設計是通過在曲面設計模塊中建立旋轉面,再將零件模塊增厚后封閉曲面形成實體,而后進行編輯形成。接著進行自動包裝秤的零部件配置。整體的模型建立需零部件的完整組成,裝配實際上就是在零件之間增加約束力,以對其相對位置關系產生限制。使用操作輔助工具,選擇在不同的坐標軸和平面內移動,使得零部件的位置基本與實際的機型相似。通過約束工具,選擇零部件的點、線、面施加相合或接觸、固定等約束力,對零部件進行精準的位置確定,到此才完成了零部件的裝配。所有的裝配完成之后,就形成了自動包裝秤的各個結構的模型。
模擬制造大致可劃分為以設計為重點的模擬制造和以生產為重點的模擬制造。前者主要通過將產品設計理念滲透到整體設計過程中的方式,實現虛擬技術產品設計方面的優化和完善,進而通過電腦終端生成立體模擬樣機。因此,在實際的設計環節,就可對涉及的零部件和產品整體進行實用性的分析。而后者是在產品生產過程中使用模型建立,據此對生產過程進行優化和完善,以快速完成對生產方案的評估。其基本目的是對產品投入生產的可行性進行評估,使得產品可生產性評估達到極高的水準,可實現“無縫”虛擬,促使產品在實際制造時不斷優化和改進。
中圖分類號:TH122文獻標識碼:A
我國包裝機械行業起步于20 世紀70 年代,現已發展成為機械工業中的10 大行業之一,就其產量與使用來看,我國已成為世界包裝機械工業生產和消費大國之一。但是在包裝機械設計領域,絕大多數設計人員仍沿用傳統的設計方法。隨著科學技術的發展及市場競爭的加劇,客戶的需求也越來越高。體現在以下幾個方面:為了滿貨期和降低生產成本的需要以及包裝機械和生產機械相銜接必須提高生產效率;為了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;當設備出現故障時,能進行遠程診斷服務;利于環境保護、噪聲、粉塵和廢棄物少。而傳統的設計方法根本無法滿足這些要求。
1 現代機械設計方法
為了尋求保證設計質量、加快設計速度、避免和減少設計失誤的方法和措施,并適應科學技術發展的要求,使設計工作現代化,引發了現代設計方法的研究。現代設計方法的特點是動態的、科學的、計算機化的方法。它將那些在科學領域內得到應用的所有科學方法論應用到工程設計中。現代設計方法實質上是科學方法論在設計中的應用。現代設計方法歸納如下:信息分析法、技術預測法;系統分析法、人機工程;動態分析法;優化設計法;CAD、計算機輔助法;可靠性及價值工程法;有限元及邊界元法;模糊評價與模糊法;創造性設計法;藝術造型法等等。把以上現代設計方法應用到機械設計中來,則可稱其為現代機械設計方法。
2 現代機械設計方法在包裝機械設計中的應用
首先在設計理念上要借鑒西方發達國家的經驗,以用戶的需求為設計的目標,并結合柔性設計、模塊化設計的理念,一機多用,或更換少量的零、部件就可以完成不同的功能, 或滿足不同的產品需求。現代包裝機的設計過程與現代機械的設計過程基本一樣,但設計階段側重點不同如:總體設計時,要全面考慮整個包裝機系統的布局、運動協調性、造型設計、人—機環境以及裝箱運輸等。模塊化設計是一種先進的設計方法,它的核心思想是將系統根據功能分為若干模塊,將包裝機中同一功能的單元設計成具有不同性能、可以互換的模塊,通過模塊的不同組合,使包裝機多功能化、系列化。采用這種方法的優點是:①使包裝機更新換代速度加快。因為新機型的替代,往往是局部改進。將先進技術引進相應的模塊,比較容易實現局部改進;②縮短設計周期。當用戶提出要求后,只需更換模塊,或設計制造部分模塊,即可得到新的機型,滿足用戶需求;③降低成本,便于維修;④性能穩定可靠。
另外,隨著環保理念的加強,現代包裝機設計應該滿足“綠色設計”,即人性化設計的要求越來越高。它是面向質量設計、裝配設計、制造設計、維修設計、可靠性設計的綜合設計。我國人口眾多,人均消費水平比發達國家低,而且城鄉差異較大,包裝系統的設計應以價廉物美為主,不能盲目追求高精尖。要考慮到可靠性、安全性、環保性、低噪音等因素。充分體現原理優化、結構優化、制造優化、造型優化。
3 包裝機械可靠性的設計方法
機械可靠性設計可分為定性可靠性設計和定量可靠性設計。所謂定性可靠性設計就是在進行故障模式影響及危害性分析的基礎上, 有針對性地應用成功的設計經驗使所設計的產品達到可靠的目的。所謂定量可靠性設計就是充分掌握所設計零件的強度分布和應力分布以及各種設計參數的隨機性基礎上,通過建立隱式極限狀態函數或顯式極限狀態函數的關系設計出滿足規定可靠性要求的產品。可靠性定量設計雖然可以按照可靠性指標設計出滿足要求的恰如其分的零件,但由于材料的強度分布和載荷分布的具體數據目前還很缺乏,有待進一步研究與實驗。機械可靠性設計由于不同的產品其構成的差異較大,可靠性設計方法的方法也比較多,一般可分為:預防故障設計、簡化設計、降額設計與安全裕度設計、余度設計、耐環境設計、人機工程設計與健壯性設計、概率設計、權衡設計、模擬設計等。將這些方法應用到包裝機械設計中去即為現代包裝機械可靠性設計。
4 包裝機械的發展趨勢
目前,包裝機械市場競爭日趨激烈,產品除須注重質量外,包裝也是直接關系到營銷成敗的關鍵之一。運用高效率的包裝設備可提高自動化與作業效率,包裝機械根據包裝物與包裝材料的供給方式,可分為全自動包裝機械及半自動包裝機械;若按包裝物的使用范圍劃分,可分為通用包裝機、兼用包裝機及專用包裝機;依包裝種類可分為內包裝機及外包裝機等。隨著包裝機械競爭加劇,未來包裝業將配合產業自動化、研發技術及發展更高速包裝機等發展趨勢。在技術上發展方向為:機械功能多元化、模塊化、彈性化且具有多種切換功能;結構設計標準化、模組化;控制智能化;結構運動高精度化。
5 我國包裝機械的現狀與技術差距
我國目前生產的包裝機械,在品種、質量和技術水平方面與發達國家比仍然存在很大差距。國外生產的包裝機械,從大工業生產用的高速、高度自動化的智能包裝機,到商品及家用銷售機械、小型包裝機械等, 品種達千余種。我國現在雖有不少商品采用機械自動包裝或半自動包裝,但仍有些商品不適宜包裝機械進行包裝,包裝機械的品種缺口還很大(特別是食品、藥品包裝方面),市場潛力很大,經濟效益和社會效益很高的無菌包裝機械,我國還處于開發起步階段。此外有些不規則的粉狀、小順粒和其他性狀物品的稱量包裝也未發展起來。在科學技術水平方面,發達國家的包裝機械發展緊跟當代新技術發展步伐,廣泛應用現代先進技術、尖端技術、新材料、向智能化方向發展,并使之完普。高新技術在包裝機械領城處于領先支配地位。而我國生產的包裝機械,大多還是以機械電氣控制為主,新技術的應用還比較少。由于設計、制造及配套的零部件等存在問題,我國生產的包裝機械總體水平存在效率比較底、柔性還較差, 機器運行的能耗、包裝輔材料和物料的損失也還較大。國內用微機控制的包裝機械其品種和數量都還不多, 其他新技術的應用不夠,機器的性能待提高和穩定。高新技術的人工智能包裝機械和機器人包裝生產系統, 以及發展高新技術人工智能包裝技術裝備、感知傳感技術, 包裝機械執行裝置,自動控制技術等等,其水平與發達國家相比差距還較大。
6 發展我國包裝機械的措施與對策綜述
我國包裝機械科技工作隊伍的現代科學技術水平和管理水平有待提高,對先進包裝機械的設計研究和開發制造等能力比較低,基礎工業的科學技術水平差距相當大,要追趕發達國家先進包裝機械的科學技術水平, 縮小差距, 還必須立足我國國情,大力推動企業的科學技術進步;特別要用電子信息技術對各包裝機械行業進行技術改造, 以提高機械設備的技術水平為依托, 采取自主開發制造和開放引進相結合的全方位、多渠道策略, 來制訂加快發展和提高我國包裝機械科學技術水平的戰略。
6.1 立足國情, 對現有包裝機械的生產進行整頓,優化產品結構
要堅決淘汰能耗大、包裝損耗大、質量低、效率低、可靠性低的陳舊落后的包裝機械,要以實用性新技術改造技術水平低的包裝機械產品, 增加新技術應用比例,發展節能降耗,高工作質量、高性能、高可靠性和自動控制水平, 能適應小批量, 多品種、多規格、高效率的包裝機械,滿足市場發展需要和提高國際市場上的競爭能力。
6.2加強對包裝機械的技術引進和消化吸收工作
高新技術是人類社會生產力中的共同財富。為促進國際技術貿易和交流,借鑒國際上高新技術的包裝機械來發展我國的包裝工業,引進一些典型的當代高新技術的包裝機械很有必要。高新技術產品有高的技術附加值,對引進要制定好消化吸收措施,確保引進技術在我國能及早發揮出母機的效應。對引進的高新技術包裝機械的消化吸收, 要由一般性測繪仿制,國產化生產制造,提高到掌握高新技術的應用研究開發,成為能進行技術創新設計和制造的高層次消化吸收,高層次消化吸收研究開發的實現,不僅會提高我國包裝機械的科學技術水平, 而且將促進相關基礎工業科學技術的發展, 走上自我培育良種的發展道路, 有效地實現縮小與發達國家在先進包裝機械方面科學技術水平上的差距。
6.3在研發及生產中,要充分利用國際資源,走國際合作的發展道路
包裝機械應用高新技術的研究開發而言,由于我國基礎薄弱,完全靠自己獨立進行研究開發和生產, 必然需要較長的時間和較高的投入。所以,充分利用國際的先進科學技術和經濟資源, 爭取廣泛的國際合作進行研究開發和生產, 是加快我國高新技術包裝機械發展的有效途徑之。北京聯想計算機集團公司與美國惠普公司合作開發生產漢字噴墨打印機和激光打印機,都是很好的證例。
中圖分類號:TP273 文獻標志碼:A
Design of embedded OS based motion controller for packaging machinery
HUANG Xiao-hong1CHEN Zhi-ming2
(1Guangdong Industry Technical College, Guangzhou Guangdong, 510300, China
2 Department of Electronic Science, Huizhou University, Guangzhou Guangdong, 516007, China)
Abstract: Motion control is very important for packaging machinery. A design method of embedded Operation System (OS) based motion controller for packaging machinery is proposed in this paper. The overall system structure is presented, and the hardware and software design and implementation of the motion controller and its driver are discussed in detail. This proposed method can promote the application of automation technology for packaging machinery design, and is a referential example.
Key word: packaging machinery; motion control; embedded system
包裝機械是發展包裝工業的基礎,在化工、建材、藥品、食品等包裝工業中都具有獨特的作用[1]。雖然近年來我國包裝機械發展很快,但是還存在著產品單一、能耗高、技術水平較低等諸多問題。要提高我國包裝機械水平,就要加速包裝機械工業的技術進步,充分利用現代電子和計算機技術的發展成果,提高包裝機械設計的技術水平和市場競爭能力。
嵌入式技術作為一種最新的計算機技術發展成果,已經在國民經濟和生活的各個方面得到廣泛的應用[2,3],它在包裝機械設計中的應用也必將成為一種趨勢。而運動控制在包裝機械的設計中是一個很重要的方面,本文將介紹一種基于嵌入式操作系統的包裝機械運動控制器的設計和實現方法。
1.包裝機械行業發展的現狀以及要求分析
1.1包裝機械行業發展的現狀分析
我國的包裝機械行業的發展方面,起步相對比較晚,在這些年的發展中有了迅速的進步。在包裝機械行業多是民營以及少部分合資企業,這一發展現狀就使得企業自身發展的資金容量相對比較小,在整體的生產規模上也不大,整體的生產水平得不到有效提升。在包裝機械行業內的發展過程中,還存在著重復性生產發展的問題,這就對企業的市場競爭力的提升有著很大的阻礙影響[1]。在我國的國有包裝機械行業的發展數量相對比較少,自主科技方面相對薄弱。在自動化技術的應用發展下,對包裝機械行業的整體生產水平就有著提升作用,在當前的包裝機械行業的自動化水平也在技術的支持下不斷加強提升。
1.2自動化包裝機械行業發展的要求分析
包裝機械自動化發展有著相應的要求,只有按照這些要求才能有助于自動化程度的提升。從自動化包裝機械的具體要求層面來看,主要體現在生產效率的高要求,只有達到了高效率的生產,才能將產品成本得到有效降低。自動化要能對產品更新變化的要求得以滿足,由于包裝機械的靈活性以及柔性比較高,對包裝產品的尺寸大小也要能夠靈活性的變化,滿足實際產品生產的需求。
自動化包裝機械的發展要求還體現在對傳感器技術的需求層面,這一技術應用能夠對內部自主控制得到有效加強。對自動化水平的提升,就必須要要能在傳感器技術的要求方面得以滿足[2]。還要能注重物流自動化技術的要求滿足,這是對包裝生產線傳動的一個基礎技術,在這一技術要求下才能夠將生產線連成整體,將包裝機械的自動化水平得以有效提升。
另外,對包裝機械的自動化水平的提升,還要能在設備故障的排除效率上進行提升,在這一要求上得到了滿足,才能有助于包裝機械的應用水平提升。
2.包裝機械發展過程中存在的問題和應用及前景探究
2.1包裝機械發展過程中存在的問題分析
從當前我國的包裝機械發展的實際情況來看,還有諸多方面存在著問題有待解決,這些問題主要體現在創新意識不強。在包裝機械設計人員的整體素質上還有待加強,對于包裝機械發展的頂端技術還沒有得到有效掌握,在進行設計中的規范和理論的參考都相對的陳舊,創新力不強。在進行理論研究方面,沒有注重研究結果的可行性,這樣就造成了理論和實踐沒有得到有效的結合問題出現。
再者,包裝機械的實際發展中,由于在發展資源配置層面沒有得以合理化呈現,也對這一行業的發展有著阻礙,我國在對這一行業的宏觀控制沒有和實際的發展相結合,對集中力量做事的優勢就沒有得到充分有效的發揮。還有是包裝機械設計在方法上沒有得到充足化體現,在進行對包裝機械設計中主要是結合任務證書的,由于在整體創新方面相對比較低,這就造成了性能指標方面沒有自主,參數也沒有得到契合等[3]。這些層面的問題對包裝機械的進一步發展都有著很大的影響。
2.2自動化技術在包裝機械中的應用
自動化技術在包裝機械中的應用體現在多個層面,其中在包裝機械的傳統系統中的應用方面,有著積極作用發揮。傳動系統能將沒有包裝的物品進行運送到包裝機械當中,將物品能運送到指定位置。在自動化技術應用下,就能對電機的有效控制來對生產速度進行控制。在變頻控制器的應用下,就能夠結合設備檢測的信號對生產的速度以及精度得以良好控制,從很大程度上對響應的速度以及運行效率得以有效提升。
再者,將自動化技術在檢測系統當中的應用,就能夠對整個產品檢驗的過程得以優化。能夠將生產產品檢驗的可靠性能得以有效提升,這就在生產成本上能得以有效降低。而將自動化技術在控制系統中的應用,也能對自動化程度得到有效提升,滿足實際的應用需求。將自動化技術在模塊化設計中的應用也比較重要,模塊化的設計在自動化技術的應用下,在功能上能多樣化的呈現,將設計的指標以及原則能綜合,使得設計的系統化目標能得以有效實現。
2.3包裝機械發展過程中自動化發展前景
自動化技術的應用下,對包裝機械的進一步發展就有著積極促進作用,在整體的發展趨勢上也會向著良好的方向邁進。在自動化技術下包裝機械的生產效率會得到進一步的提升,生產成本就會因此而降低,這些方面也是企業追求的目標[4]。自動化包裝機械的發展要能對產品變化得以適應,由于商品包裝的變化性相對比較大,在對包裝機械的柔性要求就比較高,在未來的發展中包裝機械對新產品適應的能力也要能得以提升。
自動化包裝機械之所以能得以廣泛的應用,就是因為其生產的連續性比較強,在生產故障上比較少,對故障的排除也比較簡單。自動化下是通過計算機技術的應用,從而對包裝機械進行的控制,這樣在故障的診斷效率上也能得到有效提升,能對系統故障進行自動的監測,在故障解決的效率層面就能大幅提升,保障了包裝機械應用的持續性[5]。
1、了解產品類型并且調研市場同類產品的包裝形式,從而定奪自己的包裝形式;
2、做3D結構圖和效果圖,包括外部平面設計和包裝盒內部結構設計,必須精確到每一個尺寸,包括每一個地方的材質和功能;
3、找包裝廠家打樣調整細節問題和出血問題;
4、和包裝廠簽合同批量生產。
(來源:文章屋網 )
前言
包裝機械是包裝行業重要機械,是機械加工的重要類型,新時期,我國已經進入到商品社會和市場時代,需要包裝機械的大量供應,來滿足產品和商品的包裝需求,包裝機械行業已經成為包裝工業和機械工業的交叉,是促進商品進一步走向流通,進一步走向市場的關鍵支撐。由于我國的市場經濟還處于初期,商品包裝理念和水平與先進國家比存在很大差距,特別是機械制造行業長期徘徊在低水平,導致包裝機械行業出現了諸多問題。應該在科學定位我國包裝機械行業的基礎上,展開對包裝機械行業深層次地分析,形成技術創新、投資增加、大力支持的局面,在包裝機械模塊化和標準化上下功夫,形成包裝機械行業新時期發展的新支撐,在滿足商品包裝的前提下,促進商品經濟和市場化的深入發展。
1.包裝機械行業的概述
包裝機械行業的發展起始于改革開發,在此之前我國商品包裝存在作坊式生產、散裝銷售的實際現象,即便存在簡單的糖果包裝機械和香煙包裝機械也存在水平不高、機械簡單、技術落后等諸多問題。進入到上世紀80年代后,商品和交換得到了提升,包裝機械行業得到了不斷地發展,并已經成為初具規模的產業,截止到2010年,我國包裝機械行業的產量已經達到156萬萬臺(套),成為一個發展迅猛的產業,根據2005年的統計數據:包裝機械的產值已經達到500億人民幣,并存在有將近5000各品種,包裝機械行業已經變成重要的門類,在支撐商品銷售和交換的同時,促進著經濟的發展。
2.我國包裝機械行業與先進水平的差距
在當前,我們應該肯定包裝機械行業的發展成就,同時也要看到包裝機械行業的不足和差距,特別是與先進國家和國際水平相比包裝機械行業存在著不小的距離,特別是包裝機械的自動化水平不高,包裝機械生產中新技術應用還處于低級階段,包裝機械應用的材料和工藝還存在速度和范圍的問題,總體上講,我國包裝機械行業距離包裝機械行業發達國家有將近20年的差距,特別在灌裝機械、印刷機械、真空包裝機、封裝機械、封口包裝、無菌包裝機械等重要機械類型上具有相當大的差距,這為包裝機械行業提出了發展的要求,也指明了新時期包裝機械行業發展的方向,應該在承認這一差距的基礎上,立足包裝機械行業的實際,更好地利用市場經濟和新科技浪潮的良機,發展包裝機械行業,在打造我國包裝機械行業核心技術的同時,促進包裝機械行業對先進水平的靠攏和追趕。
3.包裝機械行業產品技術升級的探索
3.1.用新技術充實包裝機械行業
要實現包裝機械行業的發展就必須應用新技術,要從包裝機械行業的實際出發推動新工藝和新材料在包裝機械中的應用,要形成以人工智能、生物技術、網絡技術、自控技術應用為契機的包裝機械行業發展基礎。在包裝機械的設計和生產中要推廣CAD技術、CAPP技術以及CIMS系統,在獲得優化設計和精密加工的基礎上,使包裝機械得到提升,達到結構緊湊、運行平穩、延長壽命、降低造價的目標。
3.2.加快包裝機械行業的模塊化和標準化
應該在包裝機械的制造和設計中采用模塊化的思想,將包裝機械的計量裝置、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,以適應不同物料特性、不同材料種類和不同包裝容量的要求。逐步加大包裝機標準件與外購部件的比例,突出包裝機械的特殊制造功能,促進包裝機械生產在一定范圍內實現標準化、通用化和系列化。同時引進國際上承認的標準來規范企業的生產行為也是提高包裝機械產品標準化水平的重要途徑。
3.3.提高基礎配套的技術水平
當前應該重視基礎件的研制以及配套件的技術水平的提高,研制與包裝機配套的高水平的真空泵、真空閥、灌裝高速電磁閥、傳感器、變頻電機及電器控制元件,開發各種在線或離線的檢測設備,以進行重量檢測、異物檢測、金屬檢測和真空度檢測等,提高整體技術水平。
3.4.加大對包裝機械行業的科技和資金投入
只有加大科技投入,鼓勵科研院所加入企業集團,多渠道多層次的增加科研經費,才能開發出產銷對路的高技術產品。
3.5.重視包裝機械行業的網絡化發展
根據2009年的數據:有35%的包裝企業經常使用互聯網,15%的包裝機械企業建有網站,10%建有企業內部的電子商務管理系統,有60%企包裝機械企業認為需要電子商務服務。我國包裝機械行業由于產品自身的特點,非常適合網上貿易。網絡經濟的發展,從根本上打破了傳統產業的經營運作模式,建議企業要加強自身的信息化和網絡化建設,將傳統的營銷模式盡快與網絡營銷接軌,利用已有的電子商務平臺開展產品的供求信息,利用網絡探索新的業務合作伙伴,提升企業的產品服務和營銷水平。
結語:
綜上所述,商品需要包裝來體現內涵和功能,這是市場經濟的規律,為了進一步促進市場經濟的進步應該加速包裝機械行業的發展。要認清我國包裝機械行業的實際和距離國際水平的差距,在應用新技術和新工藝的前提下,以包裝機械標準化、網絡化和模塊化為導向,提升包裝機械設計和生產的水平,達到新時期對包裝機械行業發展的促進和振興作用。
參考文獻:
[1]趙淮,林澤梅,張世榮.我國包裝機械行業現狀和提高技術水平思路[J].中國機械工程.2011(05)
[2]王海朋,陳偉,夏楊.渦輪轉子結構參數化設計、分析及其軟件集成[J].機械制造與自動化.2005(05)