食品包裝機械未來(lái)實(shí)現“四化”
2014-05-05 11:14 來(lái)源：中國包裝網(wǎng) 責編：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(gè)新行業(yè)。目前國內食品包裝機械企業(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，穩定性和可靠性差，控制技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)應用較少。
【CPP114】訊：食品包裝機械自動(dòng)化有利于提高設備的生產(chǎn)率，滿(mǎn)足人們日益增長(cháng)的生活需求，保證食品包裝的一致性和安全性。指出要實(shí)現食品包裝機械自動(dòng)化，需要考慮包括控制器、傳感器、伺服驅動(dòng)技術(shù)、人機交互界面及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等問(wèn)題；同時(shí)從食品包裝機械自動(dòng)化的發(fā)展趨勢看，要加強對設備的數控化，設備信息的一體化及設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(diǎn)：種類(lèi)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。
隨著(zhù)社會(huì )產(chǎn)品不斷增多，包裝材料和包裝工藝的變換，包裝機構的運動(dòng)副迅速更新，并向更高的技術(shù)水平發(fā)展。包裝機械機構復雜，要求動(dòng)作精確，工序多，速度快，影響其結構性能的因素多（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），對包裝機械的設計和制造要求高（如精度、剛度和耐磨性等）。
食品包裝機械實(shí)現自動(dòng)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(gè)新行業(yè)。目前國內食品包裝機械企業(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，穩定性和可靠性差，控制技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)應用較少。這幾年是世界技術(shù)發(fā)展最快的時(shí)期，新技術(shù)不斷在行業(yè)上應用，而國內行業(yè)的基礎薄弱，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(zhù)人們生活水平的迅速提高，食品行業(yè)的發(fā)展空問(wèn)愈發(fā)巨大。為了滿(mǎn)足人們日新月異的消費需求，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被包裝物品的要求和包裝材料的不同，實(shí)現包裝規格化、標準化，符合集合包裝的要求。3）對食品包裝機械在工作過(guò)程中發(fā)牛的故障要迅速排除。4）食品包裝機械具有自動(dòng)識別功能。5）食品包裝機械的包裝過(guò)程要實(shí)現綠色包裝。6）保證食品生產(chǎn)和包裝過(guò)程的安全衛生。由此可見(jiàn)，實(shí)現食品包裝機械的自動(dòng)化，尤其是實(shí)現具有高度柔性的自動(dòng)包裝線(xiàn)，不僅體現了現代生產(chǎn)的發(fā)展方向，同時(shí)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(dòng)化的發(fā)展方向：
食品包裝機械的數控化
將開(kāi)發(fā)數控機床的成功經(jīng)驗應用到食品包裝機械的設計與開(kāi)發(fā)上，采用數字控制，可以應用程序來(lái)控制食品包裝機械的包裝過(guò)程和包裝動(dòng)作，提高設備使用的柔性和適應面，有利于提升食品包裝機械的設備價(jià)值。
食品包裝機械的信息一體化
CAD技術(shù)在工程領(lǐng)域已得到廣泛應用。將CAD技術(shù)應用到食品包裝機械上，可以大大縮短設備的設計開(kāi)發(fā)周期，在設計過(guò)程中可應用人機工程學(xué)，充分考慮人操作起來(lái)方便與否來(lái)進(jìn)行反復多次的設計；對設計出來(lái)的結果應用CAE軟件進(jìn)行性能和結構的優(yōu)化，使設計滿(mǎn)足綠色環(huán)保的要求；應用CAPP技術(shù)將產(chǎn)品的各個(gè)零件盡量標準化，對零件進(jìn)行編碼歸類(lèi)，對每一類(lèi)零件進(jìn)行加工工藝規劃，存儲到加工知識庫中；在產(chǎn)品的制造過(guò)程中，可應用CAM技術(shù)進(jìn)行零件的加工過(guò)程仿真和數控加工代碼的生成，實(shí)現產(chǎn)品的虛擬制造或應用數控加工技術(shù)快速制造設備。食品包裝機械設備從市場(chǎng)需求和調研開(kāi)始，到最后設備的維修和保養整個(gè)過(guò)程可以統一歸納到CIMS中去。在食品包裝機械上采用CAX技術(shù)，有利于適應市場(chǎng)快速多變的需求。
食品包裝機械監控和故障診斷智能化
為了提高食品包裝機械的自動(dòng)化程度，保證設備的利用率和生產(chǎn)率，有必要建立食品包裝機械的故障診斷和監控系統。在廣泛收集設備在工作過(guò)程中發(fā)生的故障現象、故障原因和故障位置的基礎上，建立設備的故障診斷專(zhuān)家系統。利用多傳感器信息融合的監控系統，對設備進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。發(fā)現問(wèn)題時(shí)，可利用設備故障診斷專(zhuān)家系統，通過(guò)智能的正向推理和反向推理相結合，快速幫助用戶(hù)確定和解決故障。企業(yè)利用網(wǎng)絡(luò )技術(shù)也很容易實(shí)現遠程監控和設備故障診斷、自動(dòng)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(méi)有人為接觸和污染，產(chǎn)品質(zhì)量均勻統一。安全衛生。同時(shí)借助現有的商用網(wǎng)絡(luò )，設備制造商可以很輕松實(shí)現異地對生產(chǎn)線(xiàn)的監控、診斷和修改，提高自己的產(chǎn)品在市場(chǎng)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)含量高的設備是依靠進(jìn)口。因此，在今后的食品包裝機械設計中，應注重提高設備的自動(dòng)化水平，在設備的機械結構領(lǐng)域中充分應用先進(jìn)的控制和伺服驅動(dòng)技術(shù)，將數字化技術(shù)融入到設備的研發(fā)和制造過(guò)程中，以實(shí)現設備的完全自動(dòng)化、高效化、節能化、綠色化。
食品包裝機械具有自己的特點(diǎn)：種類(lèi)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。
隨著(zhù)社會(huì )產(chǎn)品不斷增多，包裝材料和包裝工藝的變換，包裝機構的運動(dòng)副迅速更新，并向更高的技術(shù)水平發(fā)展。包裝機械機構復雜，要求動(dòng)作精確，工序多，速度快，影響其結構性能的因素多（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），對包裝機械的設計和制造要求高（如精度、剛度和耐磨性等）。
食品包裝機械實(shí)現自動(dòng)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(gè)新行業(yè)。目前國內食品包裝機械企業(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，穩定性和可靠性差，控制技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)應用較少。這幾年是世界技術(shù)發(fā)展最快的時(shí)期，新技術(shù)不斷在行業(yè)上應用，而國內行業(yè)的基礎薄弱，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(zhù)人們生活水平的迅速提高，食品行業(yè)的發(fā)展空問(wèn)愈發(fā)巨大。為了滿(mǎn)足人們日新月異的消費需求，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被包裝物品的要求和包裝材料的不同，實(shí)現包裝規格化、標準化，符合集合包裝的要求。3）對食品包裝機械在工作過(guò)程中發(fā)牛的故障要迅速排除。4）食品包裝機械具有自動(dòng)識別功能。5）食品包裝機械的包裝過(guò)程要實(shí)現綠色包裝。6）保證食品生產(chǎn)和包裝過(guò)程的安全衛生。由此可見(jiàn)，實(shí)現食品包裝機械的自動(dòng)化，尤其是實(shí)現具有高度柔性的自動(dòng)包裝線(xiàn)，不僅體現了現代生產(chǎn)的發(fā)展方向，同時(shí)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(dòng)化的發(fā)展方向：
食品包裝機械的數控化
將開(kāi)發(fā)數控機床的成功經(jīng)驗應用到食品包裝機械的設計與開(kāi)發(fā)上，采用數字控制，可以應用程序來(lái)控制食品包裝機械的包裝過(guò)程和包裝動(dòng)作，提高設備使用的柔性和適應面，有利于提升食品包裝機械的設備價(jià)值。
食品包裝機械的信息一體化
CAD技術(shù)在工程領(lǐng)域已得到廣泛應用。將CAD技術(shù)應用到食品包裝機械上，可以大大縮短設備的設計開(kāi)發(fā)周期，在設計過(guò)程中可應用人機工程學(xué)，充分考慮人操作起來(lái)方便與否來(lái)進(jìn)行反復多次的設計；對設計出來(lái)的結果應用CAE軟件進(jìn)行性能和結構的優(yōu)化，使設計滿(mǎn)足綠色環(huán)保的要求；應用CAPP技術(shù)將產(chǎn)品的各個(gè)零件盡量標準化，對零件進(jìn)行編碼歸類(lèi)，對每一類(lèi)零件進(jìn)行加工工藝規劃，存儲到加工知識庫中；在產(chǎn)品的制造過(guò)程中，可應用CAM技術(shù)進(jìn)行零件的加工過(guò)程仿真和數控加工代碼的生成，實(shí)現產(chǎn)品的虛擬制造或應用數控加工技術(shù)快速制造設備。食品包裝機械設備從市場(chǎng)需求和調研開(kāi)始，到最后設備的維修和保養整個(gè)過(guò)程可以統一歸納到CIMS中去。在食品包裝機械上采用CAX技術(shù)，有利于適應市場(chǎng)快速多變的需求。
食品包裝機械監控和故障診斷智能化
為了提高食品包裝機械的自動(dòng)化程度，保證設備的利用率和生產(chǎn)率，有必要建立食品包裝機械的故障診斷和監控系統。在廣泛收集設備在工作過(guò)程中發(fā)生的故障現象、故障原因和故障位置的基礎上，建立設備的故障診斷專(zhuān)家系統。利用多傳感器信息融合的監控系統，對設備進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。發(fā)現問(wèn)題時(shí)，可利用設備故障診斷專(zhuān)家系統，通過(guò)智能的正向推理和反向推理相結合，快速幫助用戶(hù)確定和解決故障。企業(yè)利用網(wǎng)絡(luò )技術(shù)也很容易實(shí)現遠程監控和設備故障診斷、自動(dòng)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(méi)有人為接觸和污染，產(chǎn)品質(zhì)量均勻統一。安全衛生。同時(shí)借助現有的商用網(wǎng)絡(luò )，設備制造商可以很輕松實(shí)現異地對生產(chǎn)線(xiàn)的監控、診斷和修改，提高自己的產(chǎn)品在市場(chǎng)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)含量高的設備是依靠進(jìn)口。因此，在今后的食品包裝機械設計中，應注重提高設備的自動(dòng)化水平，在設備的機械結構領(lǐng)域中充分應用先進(jìn)的控制和伺服驅動(dòng)技術(shù)，將數字化技術(shù)融入到設備的研發(fā)和制造過(guò)程中，以實(shí)現設備的完全自動(dòng)化、高效化、節能化、綠色化。
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