包裝工業(yè)的自動化時代大約始于20年前，當時，全機械式設備配備一臺可編程邏輯控制器(PLC)，用于控制邏輯功能和驅動器的機械動力軸，但靈活性并不盡如人意?？刂婆c驅動技術被證明是包裝機械結構領域中的關鍵技術。如今，完全電子化的第三代機器具備了伺服技術的一切優(yōu)勢，同時樹立起新的行業(yè)標準。數字化包裝機械不僅可以提供更大的產量和更強的設備柔性，還增加了遠程維護、與公司ERP系統(tǒng)進行集成、對生產數據的評估等許多新特性。
包裝機械是指能完成全部或部分產品和商品包裝過程的機械。包裝過程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及與其相關的前后工序，如清洗、堆碼和拆卸等。此外，還包括計量或在包裝件上蓋印等工序。
經過20多年的發(fā)展，我國包裝機械已成為機械工業(yè)中十大行業(yè)之一，為我國包裝工業(yè)快速發(fā)展提供了有效的保障。但目前，我國包裝機械出口額還不足總產值的5%，進口額卻與總產值大抵相當，與發(fā)達國家相去甚遠。包裝機械行業(yè)缺少龍頭企業(yè)，生產規(guī)模大、產品檔次高的企業(yè)不多。根據食品和包裝機械工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，中國目前有包裝機械廠商3,600多家，但產值及銷售額超過億元的現在只有20家。
我國還基本停留在測試仿制階段，自行開發(fā)能力弱，缺少科研生產中試基地。統(tǒng)計顯示，我國包裝機械品種只有1300多種，配套數量少，缺少高精度和大型化產產品，不能滿足市場需求：產品質量差距表現在產品性能低，穩(wěn)定性和可靠性差、外觀造型不美觀、表面處理粗糙，許多元器件質量差，壽命短、可靠性低，影響了整體產品的質量。
包裝機械發(fā)展新趨勢
隨著科學技術的不斷發(fā)展進步，各種食品加工品的出現，對包裝技術和包裝設備都提出了新的要求，包裝機械在流通領域中發(fā)揮著越來越大的作用。目前包裝機械競爭日趨激烈，而高度自動化、智能化、多功能、高效率、低消耗的包裝設備越來越受到行業(yè)的青睞。
進入21世紀以來，較之傳統(tǒng)包裝機械，新型包裝機械要求具有簡潔化、高生產率、配套更完善，更具自動化等特點。未來的包裝機械將配合產業(yè)自動化趨勢，促進包裝設備總體水平提高。如高智能數控系統(tǒng)、編碼器及數字控制組件、動力負載控制等新型智能設備已經普遍應用到包裝機械設備中，使設備使用者在操作過程中更具有獨立性、靈活度、操作正確性、高效率和兼容性。
據了解，目前國外包裝和食品機械水平高的國家主要有美國、德國、日本、意大利和英國等。而德國的包裝機械在設計、制造及技術性能等方面則居于領先地位。最近幾年，這些國家包裝和食品機械設備發(fā)展呈現出新的趨勢。
工藝流程自動化程度越來越高。目前自動化技術在包裝生產線中已占50%以上，大量使用了電腦設計和機電一體化控制，提高生產率、設備的柔性和靈活性，增加機械手以完成復雜的包裝動作。每個機械手均由單獨的電腦控制，攝像機監(jiān)控包裝動作并將信息反饋到電腦以調整動作幅度，保證包裝的質量。
實現包裝機械自動化的技術
包裝機械集機、電、光、聲、磁、化、生、美為一體的高技術、高智能、高競爭的產品。發(fā)展速度快、更新速度快是它的一大特點。世界上一切高科技產品都可以應用其中。包裝機械上使用的自動化產品主要有控制系統(tǒng)、傳動控制、運動控制、機器視覺，人機界面和傳感器等幾類，具體包括：控制系統(tǒng)（嵌入式產品、PLC、IPC、現場總線）、傳動控制（變頻器，直流調速）、運動控制（伺服、步進電機、運動控制器）、人機界面（文本顯示器、觸摸屏、平板電腦），電器元件及傳感器（溫度傳感器、壓力傳感器，光電開關、行程開關，RFID等）以及機器視覺（遠程監(jiān)控、工業(yè)相機）。具體來說，主要涉及到以下幾種自動化技術：
（1）現場總線技術。運用現場總線技術首先“解放”了大部分的硬件，使得繁瑣的安裝環(huán)節(jié)得到簡化；在生產應用的實際過程中，便利性與靈活性更加明顯；可以將現場總線技術與ERP系統(tǒng)集成，這樣管理層就可以通過ERP系統(tǒng)十分便利地調取、分析運行數據，了解生產的實際和即時情況，監(jiān)測車間的運行情況?，F場總線技術在國內的大型食品加工企業(yè)應用較為普遍，這為整個生產線的無人化操作以及傳動、檢測等工序的無縫銜接提供了便利。
（2）傳感器技術。在食品加工與包裝機械行業(yè)中，傳感器的應用場合繁多，在食品飲料存儲罐的監(jiān)控、灌裝封裝、混合及加工、冷卻及加溫、清潔、包裝等工序都要用到傳感器。該技術應用市場的缺口成為了眾多自動化廠商的必爭之地。
（3）傳動控制技術。傳動產品在包裝機械上的使用主要是為了調整主工藝速度和控制電機在生產過程速度的周期性變化。但對于大多數包裝機械而言，變頻器并非必選的電氣產品。變頻器在本行業(yè)的使用率較低，在大型標準規(guī)機和包裝生產線上有較大的發(fā)展空間。
（4）運動控制技術。運動控制產品在包裝機上的應用主要是實現精確的位置控制和嚴格的速度同步，用于裝卸，輸送，打標，碼垛，卸垛等工序。由于中國包裝行業(yè)的快速發(fā)展，國內將需要更多的高端包裝機械，運動控制產品將在本行業(yè)獲得更大的發(fā)展空間。
（5）人機界面技術。包裝機械的HMI通常與PLC或者單片機配合使用，用以設定生產工藝參數，監(jiān)控設備運行狀態(tài)，記錄設備生產歷史。少數高端機械使用了觸摸屏。
（6）物流自動化技術。物流自動化的進一步發(fā)展就使得整個食品加工與包裝生產線得到完善，一個完整的食品加工鏈就形成了。物流自動化技術最直接的體現就是使得人力得到節(jié)省，盡管中國的勞動力較為充足，但物流的發(fā)展是大勢所趨。
（7）自動識別技術。自動識別包裝材料的厚度、硬度、反彈力等，通過電腦反饋到機械手調整動作幅度，保證不反彈；同時，保證各種不同的產品裝到同一盒中，其排列是有規(guī)律的。由于生產線傳遞的產品是無序的，那么則需要探頭掃描來確定不同形狀的物料位置，然后反饋給不同機械手，這樣它就會準確無誤地將物品按準確的位置及方向放入托盤中。
（8）安全檢測技術。食品加工與包裝過程中的檢測技術不僅僅局限于生產線上雜質的檢測，隨著食品檢驗受重視程度逐漸加大，檢測技術應用領域進一步擴大。在機器視覺產品中，彩色機器視覺產品在食品檢測方面應用較為突出。
綜上所述，包裝行業(yè)屬于配套行業(yè)，涉及國民經濟的許多領域，特別是食品行業(yè)與飲料行業(yè)，更是依賴于包裝行業(yè)的技術進步和配套服務，因此，我們不能忽視包裝機械落后的現狀，努力積極推動包裝業(yè)走上快速健康發(fā)展的自動化道路。
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