- 2019年7月10日-12日，上海攬境展覽主辦的2019年藍鯨國際標簽展、包裝展...[詳情]
2019年藍鯨標簽展_藍鯨軟包裝展_藍鯨
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包裝機械設計的新方式
2010-03-18 10:30 來(lái)源：機械專(zhuān)家網(wǎng) 責編：陳運榮
- 摘要：
- 包裝機械行業(yè)起步于20世紀70年代，在80年代末和90年代中得到迅速發(fā)展。已成為機械工業(yè)中的10大行業(yè)之一，無(wú)論是產(chǎn)量，還是品種上，都取得了令人矚目的成就，為我國包裝工業(yè)的快速發(fā)展提供了有力的保障。目前，我國已成為世界包裝機械工業(yè)生產(chǎn)和消費大國之一。
【CPP114】訊：包裝機械行業(yè)起步于20世紀70年代，在80年代末和90年代中得到迅速發(fā)展。已成為機械工業(yè)中的10大行業(yè)之一，無(wú)論是產(chǎn)量，還是品種上，都取得了令人矚目的成就，為我國包裝工業(yè)的快速發(fā)展提供了有力的保障。目前，我國已成為世界包裝機械工業(yè)生產(chǎn)和消費大國之一。
作為一種產(chǎn)品，它的含義不僅僅是產(chǎn)品本身的物質(zhì)意義，而是包括形式產(chǎn)品、隱形產(chǎn)品及延伸產(chǎn)品3層含義。形式產(chǎn)品是指包裝機本身的具體形態(tài)和基本功能；隱形產(chǎn)品是指包裝機給用戶(hù)提供的實(shí)際效用；延伸產(chǎn)品是指包裝機的質(zhì)量保證、使用指導和售后服務(wù)等。所以包裝機的設計應該包括：市場(chǎng)調研、原理圖設計、結構設計、施工圖設計、使用說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)及售后服務(wù)預案等。
1、我國包裝機械設計的現狀：
包裝機械設計的類(lèi)別主要有：測繪仿制設計、開(kāi)發(fā)性設計、改進(jìn)性設計、系列化設計。如啤酒灌裝生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)能力為1．6～4萬(wàn)瓶/h，其中灌裝機的灌裝閥工位數從48個(gè)、60個(gè)、90個(gè)到120個(gè)就屬于系列化設計。
由普通啤酒灌裝生產(chǎn)線(xiàn)到純生啤酒灌裝生產(chǎn)線(xiàn)的設計就屬于改進(jìn)、開(kāi)發(fā)性設計。對于中低速運行的包裝機，目前我們基本上可以進(jìn)行自主設計。而高速運行的包裝機，特別是一些先進(jìn)機型，大多是測繪、仿制國外的同類(lèi)機型，進(jìn)行國產(chǎn)化設計和系列化設計。其主要的原因是：（1）大多數設計人員還沒(méi)有真正掌握先進(jìn)的設計方法，如高速包裝機械的動(dòng)力學(xué)設計理論和方法等，對高速工況下機構的動(dòng)態(tài)精度分析等問(wèn)題還不能模擬解決；（2）產(chǎn)、學(xué)、研結合不夠緊密，理論上的科研成果不能及時(shí)地在實(shí)際設計中運用，設計人員缺乏及時(shí)的技術(shù)培訓；（3）整個(gè)行業(yè)缺乏宏觀(guān)調控的力度，優(yōu)勢資源不能得到合理的配置與調整。
在包裝機械設計領(lǐng)域，絕大多數設計人員仍沿用以前的設計方法：（1）根據設計任務(wù)書(shū)尋找同類(lèi)機型作為樣機；（2）參考樣機制定各項技術(shù)性能指標及使用范圍；（3）設計工作原理圖、傳動(dòng)系統圖；（4）設計關(guān)鍵零件，部件；（5）設計總裝圖方案和動(dòng)作循環(huán)圖；（6）設計部件圖、總裝圖和零件圖；（7）對主要部件中的關(guān)鍵零件進(jìn)行強度、剛度校核；（8）設計控制原理圖、施工圖等。
而今，國內一些大學(xué)的設計軟件，可以對包裝機中常用機構進(jìn)行有限元分析和優(yōu)化設計，其開(kāi)發(fā)的凸輪連桿機構CAD／CAM軟件已經(jīng)能夠滿(mǎn)足企業(yè)進(jìn)行凸輪連桿機構自主設計的能力，但在實(shí)際包裝機械的設計中應用還不普遍。
新型包裝機械往往是機、電、氣一體化的設備。充分利用信息產(chǎn)品的最新成果，采用氣動(dòng)執行機構、伺服電機驅動(dòng)等分離傳動(dòng)技術(shù)，可使整機的傳動(dòng)鏈大大縮短，結構大為簡(jiǎn)化，工作精度和速度大大提高。其中的關(guān)鍵技術(shù)之一是采用了多電機拖動(dòng)的同步控制技術(shù)。其實(shí)掌握這種技術(shù)并不很難，只是一些設計人員不了解包裝機械的這一發(fā)展趨勢。如果說(shuō)以前我國包裝機械設計是仿制、學(xué)習階段，那么現在我們應該有創(chuàng )新設計的意識。
2、德國包裝機械設計的新趨勢和方式：
德國與美國、日本、意大利均為世界包裝機械大國。在包裝機械設計、制造、技術(shù)性能等方面居于領(lǐng)先地位。德國包裝機械的設計是依據市場(chǎng)調研及市場(chǎng)分析結果進(jìn)行的，其，目標是努力為客戶(hù)，尤其是為大型企業(yè)服務(wù)。為滿(mǎn)足客戶(hù)要求，德國包裝機械制造廠(chǎng)商和設計部門(mén)采取了諸多措施：
�。�1）工藝流程自動(dòng)化程度越來(lái)越高，以提高生產(chǎn)率和設備的柔性及靈活性。采用機械手完成復雜的動(dòng)作。操作時(shí)，在由電腦控制的攝像機錄取信息和監控下，機械手按電腦指令完成規定動(dòng)作，確保包裝的質(zhì)量。
�。�2）提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，最大限度地滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。德國包裝機械以飲料、啤酒灌裝機械和食品包裝機械見(jiàn)長(cháng)，具有高速、成套、自動(dòng)化程度高和可靠性好等特點(diǎn)。其飲料灌裝速度高達12萬(wàn)瓶/h，小袋包裝機的包裝速度高達900袋／min。
�。�3）使產(chǎn)品機械和包裝機械一體化。許多產(chǎn)品要求生產(chǎn)之后直接進(jìn)行包裝，以提高生產(chǎn)效率。如德國生產(chǎn)的巧克力生產(chǎn)及包裝設備，就是由一個(gè)系統控制完成的。兩者一體化，關(guān)鍵是要解決好在生產(chǎn)能力上相互匹配的問(wèn)題。
�。�4）適應產(chǎn)制品變化，具有良好的柔性和靈活性。由于市場(chǎng)的激烈競爭，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短。如化妝品生產(chǎn)三年一變，甚至一個(gè)季度一變，生產(chǎn)量又都很大，因此要求包裝機械具有良好的柔性和靈活性，使包裝機械的壽命遠大于產(chǎn)品的壽命周期，這樣才能符合經(jīng)濟性的要求。
�。�5）普遍使用計算機仿真設計技術(shù)。隨著(zhù)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度不斷加快，德國包裝機械設計普遍采用了計算機仿真設計技術(shù)，大大縮短了包裝機械的開(kāi)發(fā)設計周期。
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作為一種產(chǎn)品，它的含義不僅僅是產(chǎn)品本身的物質(zhì)意義，而是包括形式產(chǎn)品、隱形產(chǎn)品及延伸產(chǎn)品3層含義。形式產(chǎn)品是指包裝機本身的具體形態(tài)和基本功能；隱形產(chǎn)品是指包裝機給用戶(hù)提供的實(shí)際效用；延伸產(chǎn)品是指包裝機的質(zhì)量保證、使用指導和售后服務(wù)等。所以包裝機的設計應該包括：市場(chǎng)調研、原理圖設計、結構設計、施工圖設計、使用說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)及售后服務(wù)預案等。
1、我國包裝機械設計的現狀：
包裝機械設計的類(lèi)別主要有：測繪仿制設計、開(kāi)發(fā)性設計、改進(jìn)性設計、系列化設計。如啤酒灌裝生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)能力為1．6～4萬(wàn)瓶/h，其中灌裝機的灌裝閥工位數從48個(gè)、60個(gè)、90個(gè)到120個(gè)就屬于系列化設計。
由普通啤酒灌裝生產(chǎn)線(xiàn)到純生啤酒灌裝生產(chǎn)線(xiàn)的設計就屬于改進(jìn)、開(kāi)發(fā)性設計。對于中低速運行的包裝機，目前我們基本上可以進(jìn)行自主設計。而高速運行的包裝機，特別是一些先進(jìn)機型，大多是測繪、仿制國外的同類(lèi)機型，進(jìn)行國產(chǎn)化設計和系列化設計。其主要的原因是：（1）大多數設計人員還沒(méi)有真正掌握先進(jìn)的設計方法，如高速包裝機械的動(dòng)力學(xué)設計理論和方法等，對高速工況下機構的動(dòng)態(tài)精度分析等問(wèn)題還不能模擬解決；（2）產(chǎn)、學(xué)、研結合不夠緊密，理論上的科研成果不能及時(shí)地在實(shí)際設計中運用，設計人員缺乏及時(shí)的技術(shù)培訓；（3）整個(gè)行業(yè)缺乏宏觀(guān)調控的力度，優(yōu)勢資源不能得到合理的配置與調整。
在包裝機械設計領(lǐng)域，絕大多數設計人員仍沿用以前的設計方法：（1）根據設計任務(wù)書(shū)尋找同類(lèi)機型作為樣機；（2）參考樣機制定各項技術(shù)性能指標及使用范圍；（3）設計工作原理圖、傳動(dòng)系統圖；（4）設計關(guān)鍵零件，部件；（5）設計總裝圖方案和動(dòng)作循環(huán)圖；（6）設計部件圖、總裝圖和零件圖；（7）對主要部件中的關(guān)鍵零件進(jìn)行強度、剛度校核；（8）設計控制原理圖、施工圖等。
而今，國內一些大學(xué)的設計軟件，可以對包裝機中常用機構進(jìn)行有限元分析和優(yōu)化設計，其開(kāi)發(fā)的凸輪連桿機構CAD／CAM軟件已經(jīng)能夠滿(mǎn)足企業(yè)進(jìn)行凸輪連桿機構自主設計的能力，但在實(shí)際包裝機械的設計中應用還不普遍。
新型包裝機械往往是機、電、氣一體化的設備。充分利用信息產(chǎn)品的最新成果，采用氣動(dòng)執行機構、伺服電機驅動(dòng)等分離傳動(dòng)技術(shù)，可使整機的傳動(dòng)鏈大大縮短，結構大為簡(jiǎn)化，工作精度和速度大大提高。其中的關(guān)鍵技術(shù)之一是采用了多電機拖動(dòng)的同步控制技術(shù)。其實(shí)掌握這種技術(shù)并不很難，只是一些設計人員不了解包裝機械的這一發(fā)展趨勢。如果說(shuō)以前我國包裝機械設計是仿制、學(xué)習階段，那么現在我們應該有創(chuàng )新設計的意識。
2、德國包裝機械設計的新趨勢和方式：
德國與美國、日本、意大利均為世界包裝機械大國。在包裝機械設計、制造、技術(shù)性能等方面居于領(lǐng)先地位。德國包裝機械的設計是依據市場(chǎng)調研及市場(chǎng)分析結果進(jìn)行的，其，目標是努力為客戶(hù)，尤其是為大型企業(yè)服務(wù)。為滿(mǎn)足客戶(hù)要求，德國包裝機械制造廠(chǎng)商和設計部門(mén)采取了諸多措施：
�。�1）工藝流程自動(dòng)化程度越來(lái)越高，以提高生產(chǎn)率和設備的柔性及靈活性。采用機械手完成復雜的動(dòng)作。操作時(shí)，在由電腦控制的攝像機錄取信息和監控下，機械手按電腦指令完成規定動(dòng)作，確保包裝的質(zhì)量。
�。�2）提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，最大限度地滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。德國包裝機械以飲料、啤酒灌裝機械和食品包裝機械見(jiàn)長(cháng)，具有高速、成套、自動(dòng)化程度高和可靠性好等特點(diǎn)。其飲料灌裝速度高達12萬(wàn)瓶/h，小袋包裝機的包裝速度高達900袋／min。
�。�3）使產(chǎn)品機械和包裝機械一體化。許多產(chǎn)品要求生產(chǎn)之后直接進(jìn)行包裝，以提高生產(chǎn)效率。如德國生產(chǎn)的巧克力生產(chǎn)及包裝設備，就是由一個(gè)系統控制完成的。兩者一體化，關(guān)鍵是要解決好在生產(chǎn)能力上相互匹配的問(wèn)題。
�。�4）適應產(chǎn)制品變化，具有良好的柔性和靈活性。由于市場(chǎng)的激烈競爭，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短。如化妝品生產(chǎn)三年一變，甚至一個(gè)季度一變，生產(chǎn)量又都很大，因此要求包裝機械具有良好的柔性和靈活性，使包裝機械的壽命遠大于產(chǎn)品的壽命周期，這樣才能符合經(jīng)濟性的要求。
�。�5）普遍使用計算機仿真設計技術(shù)。隨著(zhù)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度不斷加快，德國包裝機械設計普遍采用了計算機仿真設計技術(shù)，大大縮短了包裝機械的開(kāi)發(fā)設計周期。
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