技術(shù)革新五大方面提高食品包裝機(jī)械的競(jìng)爭(zhēng)力
發(fā)布時(shí)間：2014/11/04 點(diǎn)擊量：
我國(guó)食品包裝機(jī)械技術(shù)水平落后，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不盡合理，品種及配套數(shù)量少，機(jī)械加工水平低，裝備落后，基礎(chǔ)件和配套件壽命短，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力嚴(yán)重不足。我國(guó)較為落后的食品和包裝機(jī)械工業(yè)對(duì)食品工業(yè)的發(fā)展沒(méi)有起到很好的支撐作用。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，客戶對(duì)機(jī)械性能的要求也越來(lái)越高，而以下改進(jìn)的方面也值得我國(guó)包裝機(jī)械企業(yè)學(xué)習(xí)：
一、提高工藝流程自動(dòng)化程度
幾年前，自動(dòng)化技術(shù)只占包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的30%，現(xiàn)在已占50%以上，大量使用了微電腦設(shè)計(jì)和機(jī)電一體化控制。提高包裝機(jī)械自動(dòng)化程度的目的，一是為了提高生產(chǎn)率；二是為了提高設(shè)備的柔性和靈活性；三是為了提高包裝機(jī)械完成復(fù)雜動(dòng)作的能力，即采用機(jī)械手完成包裝工序。如巧克力糖的包裝就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用機(jī)械手替代原來(lái)的手工。
包裝機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)有以下兩個(gè)主要特點(diǎn)：
1、每個(gè)機(jī)械手均由單獨(dú)電腦控制
一臺(tái)包裝機(jī)械為完成復(fù)雜的包裝動(dòng)作，需由多個(gè)機(jī)械手完成。完成包裝動(dòng)作時(shí)，在由電腦控制的攝像機(jī)錄取信息和監(jiān)控下，機(jī)械手按電腦程序的指令完成規(guī)定的動(dòng)作，確保包裝的質(zhì)量。
2、具有對(duì)材質(zhì)及厚度的高分辨能力
在包裝過(guò)程中，包裝材料的厚度及材質(zhì)變化不易為人眼所辨別，所以在設(shè)計(jì)包裝機(jī)械時(shí)常采用由電腦控制的攝像機(jī)和探測(cè)器來(lái)分辨包裝材料厚度及材料的變化。攝像機(jī)現(xiàn)已發(fā)展到能自行檢查和辨別攝像的圖片，并在顯示屏上顯示。目前，機(jī)器在加工時(shí)轉(zhuǎn)速是不能變的，今后應(yīng)根據(jù)材料的變化經(jīng)分辨別后能改變轉(zhuǎn)速，從而控制在最優(yōu)化狀態(tài)下工作，以最短時(shí)間完成包裝工序，并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清理，自動(dòng)消毒和自動(dòng)清潔。
二、提高生產(chǎn)率，降低工藝流程成本，最大限度滿足生產(chǎn)要求
國(guó)外包裝機(jī)械，尤其是德國(guó)機(jī)械，在飲料、啤酒灌裝機(jī)械和食品包裝機(jī)械方面，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(dá)1200瓶/小時(shí)，香煙包裝12000支/分。提高機(jī)器轉(zhuǎn)速是一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題，速度越快，單件生產(chǎn)成本越低，但廠房使用面積隨之增高。
另外，電動(dòng)機(jī)速度也是有限度的，所以不能想多快就多快。一般而言，轉(zhuǎn)速提高15-20%，就將帶來(lái)一系列復(fù)雜問(wèn)題。提高生產(chǎn)率除提高轉(zhuǎn)速外，還可從另外的渠道設(shè)法解決：
1、采用連續(xù)工作或多頭工作方式
包裝機(jī)械工作方式有間歇式和連續(xù)式，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)爭(zhēng)取設(shè)計(jì)成連續(xù)式工作，也就提高了生產(chǎn)率；一臺(tái)設(shè)備內(nèi)也可有多條生產(chǎn)線生產(chǎn)，生產(chǎn)同一產(chǎn)品或幾種不同產(chǎn)品，但必須提高可靠性。
2、降低廢品率，提供故障分析系統(tǒng)
廢品給生產(chǎn)造成的損失是巨大的，不僅產(chǎn)品損失，也有材料損失。因此要盡量大力量降低廢品率；包裝機(jī)械出售時(shí)還應(yīng)為維修服務(wù)提供故障分析系統(tǒng)，即進(jìn)行模態(tài)分析尋找故障，或通過(guò)Inter網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，最大限度滿足客戶需要。今后要使包裝機(jī)械進(jìn)一步智能化，即設(shè)備自己尋找故障，自己去解決故障，以降低廢品率及故障率，使正常的生產(chǎn)率得以提高。
3、使產(chǎn)品生產(chǎn)機(jī)械和包裝機(jī)械一體化
許多產(chǎn)品生產(chǎn)完結(jié)時(shí)接著就進(jìn)行包裝，這樣也有利提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率，如德國(guó)生產(chǎn)的巧克力生產(chǎn)設(shè)備及包裝設(shè)備就是由一個(gè)系統(tǒng)控制完成的。兩者一體化關(guān)鍵是要解決好在生產(chǎn)率上相互匹配，其中包裝機(jī)械往往成為生產(chǎn)的瓶頸，因此要提供不同種生產(chǎn)率的設(shè)備。
三、適應(yīng)產(chǎn)品變化，設(shè)計(jì)出具有良好柔性和靈活性的設(shè)備
為使包裝機(jī)械具有良好的柔性和靈活性，提高自動(dòng)化程度，須大量采用微電腦技術(shù)、模塊技術(shù)和單元組合形式。為適應(yīng)包裝產(chǎn)品品種和包裝類型的變化，包裝機(jī)械設(shè)備的柔性和靈活性常表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：
1、量的靈活性
既能包裝單個(gè)產(chǎn)品，也能適應(yīng)不同批量產(chǎn)品的包裝。
2、構(gòu)造的靈活性
整臺(tái)設(shè)備采用單元組成，換用一個(gè)或幾個(gè)單元，即可適應(yīng)產(chǎn)品的變化。
3、供貨的靈活性
采用單元組合，將各單元組合在一起供貨，如糖果包裝機(jī)，在一個(gè)共同基礎(chǔ)上，組合不同的單元，三個(gè)進(jìn)料口，四種不同的折疊包裝形式，這樣一臺(tái)機(jī)器就可同時(shí)包裝8-10種不同的糖果。由多個(gè)機(jī)械手操作，在一臺(tái)攝像機(jī)的監(jiān)控下，指揮其動(dòng)作，按指令以不同的方式對(duì)不同種類的糖果進(jìn)行包裝。若產(chǎn)品改變了，只要改變攝像機(jī)內(nèi)的程序即可，從而使設(shè)備具有良好的柔性和靈活性。
四、提供成套設(shè)備
以德國(guó)為例，德國(guó)的包裝機(jī)械設(shè)計(jì)，以用戶需求為前提，為生產(chǎn)企業(yè)提供結(jié)構(gòu)性及經(jīng)濟(jì)性完整的系統(tǒng)方案，并用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)演示操作給用戶看，征求用戶意見(jiàn)后進(jìn)行修改。在為用戶提供生產(chǎn)自動(dòng)線或生產(chǎn)流水線設(shè)備時(shí)尤其注重成套設(shè)備的完整性，無(wú)論是高技術(shù)高附加值設(shè)備，還是較簡(jiǎn)單的設(shè)備，都按配套性要求提供。德國(guó)包裝機(jī)械廠家也將提供成套設(shè)備作為自己的努力目標(biāo)。如一條飲料灌裝線，有200 多個(gè)微電腦件，有許多管線、顯示屏，有100多種控制各種包裝動(dòng)作的軟件程序。
五、普遍使用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)
隨著新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度不斷加快，國(guó)外包裝機(jī)械設(shè)計(jì)普遍采用了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，即將各種機(jī)器元素以數(shù)據(jù)庫(kù)方式存入計(jì)算機(jī)，把圖紙數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)即可自動(dòng)合成為三維模型。再把實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的數(shù)據(jù)和指標(biāo)輸進(jìn)去，把各種可能發(fā)生的故障輸進(jìn)去，計(jì)算機(jī)三維模型即可仿照真實(shí)工作情況進(jìn)行操作，演示出能達(dá)到的生產(chǎn)率是多少，廢品有多少，生產(chǎn)線各五一節(jié)是否能匹配生產(chǎn)，瓶頸在何處，使客戶根據(jù)顯示屏上顯示的曲線一目了然，并可根據(jù)客戶的意見(jiàn)修改模型。計(jì)算機(jī)合成速度很快，因此修改工作迅速方便，直到使客戶或設(shè)計(jì)者滿意。采用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)，大大縮短了包裝機(jī)械的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期。
包裝機(jī)械設(shè)計(jì)不僅要重視其功能和效率，也要注重其經(jīng)濟(jì)性。但是經(jīng)濟(jì)性不完全是機(jī)械設(shè)備本身的成本，更重要的是運(yùn)轉(zhuǎn)成本，因?yàn)樵O(shè)備折舊費(fèi)只占成本的6-8%，其它的就是運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，客戶對(duì)機(jī)械性能的要求也越來(lái)越高，而以下改進(jìn)的方面也值得我國(guó)包裝機(jī)械企業(yè)學(xué)習(xí)：
一、提高工藝流程自動(dòng)化程度
幾年前，自動(dòng)化技術(shù)只占包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的30%，現(xiàn)在已占50%以上，大量使用了微電腦設(shè)計(jì)和機(jī)電一體化控制。提高包裝機(jī)械自動(dòng)化程度的目的，一是為了提高生產(chǎn)率；二是為了提高設(shè)備的柔性和靈活性；三是為了提高包裝機(jī)械完成復(fù)雜動(dòng)作的能力，即采用機(jī)械手完成包裝工序。如巧克力糖的包裝就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用機(jī)械手替代原來(lái)的手工。
包裝機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)有以下兩個(gè)主要特點(diǎn)：
1、每個(gè)機(jī)械手均由單獨(dú)電腦控制
一臺(tái)包裝機(jī)械為完成復(fù)雜的包裝動(dòng)作，需由多個(gè)機(jī)械手完成。完成包裝動(dòng)作時(shí)，在由電腦控制的攝像機(jī)錄取信息和監(jiān)控下，機(jī)械手按電腦程序的指令完成規(guī)定的動(dòng)作，確保包裝的質(zhì)量。
2、具有對(duì)材質(zhì)及厚度的高分辨能力
在包裝過(guò)程中，包裝材料的厚度及材質(zhì)變化不易為人眼所辨別，所以在設(shè)計(jì)包裝機(jī)械時(shí)常采用由電腦控制的攝像機(jī)和探測(cè)器來(lái)分辨包裝材料厚度及材料的變化。攝像機(jī)現(xiàn)已發(fā)展到能自行檢查和辨別攝像的圖片，并在顯示屏上顯示。目前，機(jī)器在加工時(shí)轉(zhuǎn)速是不能變的，今后應(yīng)根據(jù)材料的變化經(jīng)分辨別后能改變轉(zhuǎn)速，從而控制在最優(yōu)化狀態(tài)下工作，以最短時(shí)間完成包裝工序，并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清理，自動(dòng)消毒和自動(dòng)清潔。
二、提高生產(chǎn)率，降低工藝流程成本，最大限度滿足生產(chǎn)要求
國(guó)外包裝機(jī)械，尤其是德國(guó)機(jī)械，在飲料、啤酒灌裝機(jī)械和食品包裝機(jī)械方面，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(dá)1200瓶/小時(shí)，香煙包裝12000支/分。提高機(jī)器轉(zhuǎn)速是一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題，速度越快，單件生產(chǎn)成本越低，但廠房使用面積隨之增高。
另外，電動(dòng)機(jī)速度也是有限度的，所以不能想多快就多快。一般而言，轉(zhuǎn)速提高15-20%，就將帶來(lái)一系列復(fù)雜問(wèn)題。提高生產(chǎn)率除提高轉(zhuǎn)速外，還可從另外的渠道設(shè)法解決：
1、采用連續(xù)工作或多頭工作方式
包裝機(jī)械工作方式有間歇式和連續(xù)式，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)爭(zhēng)取設(shè)計(jì)成連續(xù)式工作，也就提高了生產(chǎn)率；一臺(tái)設(shè)備內(nèi)也可有多條生產(chǎn)線生產(chǎn)，生產(chǎn)同一產(chǎn)品或幾種不同產(chǎn)品，但必須提高可靠性。
2、降低廢品率，提供故障分析系統(tǒng)
廢品給生產(chǎn)造成的損失是巨大的，不僅產(chǎn)品損失，也有材料損失。因此要盡量大力量降低廢品率；包裝機(jī)械出售時(shí)還應(yīng)為維修服務(wù)提供故障分析系統(tǒng)，即進(jìn)行模態(tài)分析尋找故障，或通過(guò)Inter網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷，最大限度滿足客戶需要。今后要使包裝機(jī)械進(jìn)一步智能化，即設(shè)備自己尋找故障，自己去解決故障，以降低廢品率及故障率，使正常的生產(chǎn)率得以提高。
3、使產(chǎn)品生產(chǎn)機(jī)械和包裝機(jī)械一體化
許多產(chǎn)品生產(chǎn)完結(jié)時(shí)接著就進(jìn)行包裝，這樣也有利提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率，如德國(guó)生產(chǎn)的巧克力生產(chǎn)設(shè)備及包裝設(shè)備就是由一個(gè)系統(tǒng)控制完成的。兩者一體化關(guān)鍵是要解決好在生產(chǎn)率上相互匹配，其中包裝機(jī)械往往成為生產(chǎn)的瓶頸，因此要提供不同種生產(chǎn)率的設(shè)備。
三、適應(yīng)產(chǎn)品變化，設(shè)計(jì)出具有良好柔性和靈活性的設(shè)備
為使包裝機(jī)械具有良好的柔性和靈活性，提高自動(dòng)化程度，須大量采用微電腦技術(shù)、模塊技術(shù)和單元組合形式。為適應(yīng)包裝產(chǎn)品品種和包裝類型的變化，包裝機(jī)械設(shè)備的柔性和靈活性常表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：
1、量的靈活性
既能包裝單個(gè)產(chǎn)品，也能適應(yīng)不同批量產(chǎn)品的包裝。
2、構(gòu)造的靈活性
整臺(tái)設(shè)備采用單元組成，換用一個(gè)或幾個(gè)單元，即可適應(yīng)產(chǎn)品的變化。
3、供貨的靈活性
采用單元組合，將各單元組合在一起供貨，如糖果包裝機(jī)，在一個(gè)共同基礎(chǔ)上，組合不同的單元，三個(gè)進(jìn)料口，四種不同的折疊包裝形式，這樣一臺(tái)機(jī)器就可同時(shí)包裝8-10種不同的糖果。由多個(gè)機(jī)械手操作，在一臺(tái)攝像機(jī)的監(jiān)控下，指揮其動(dòng)作，按指令以不同的方式對(duì)不同種類的糖果進(jìn)行包裝。若產(chǎn)品改變了，只要改變攝像機(jī)內(nèi)的程序即可，從而使設(shè)備具有良好的柔性和靈活性。
四、提供成套設(shè)備
以德國(guó)為例，德國(guó)的包裝機(jī)械設(shè)計(jì)，以用戶需求為前提，為生產(chǎn)企業(yè)提供結(jié)構(gòu)性及經(jīng)濟(jì)性完整的系統(tǒng)方案，并用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)演示操作給用戶看，征求用戶意見(jiàn)后進(jìn)行修改。在為用戶提供生產(chǎn)自動(dòng)線或生產(chǎn)流水線設(shè)備時(shí)尤其注重成套設(shè)備的完整性，無(wú)論是高技術(shù)高附加值設(shè)備，還是較簡(jiǎn)單的設(shè)備，都按配套性要求提供。德國(guó)包裝機(jī)械廠家也將提供成套設(shè)備作為自己的努力目標(biāo)。如一條飲料灌裝線，有200 多個(gè)微電腦件，有許多管線、顯示屏，有100多種控制各種包裝動(dòng)作的軟件程序。
五、普遍使用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)
隨著新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度不斷加快，國(guó)外包裝機(jī)械設(shè)計(jì)普遍采用了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，即將各種機(jī)器元素以數(shù)據(jù)庫(kù)方式存入計(jì)算機(jī)，把圖紙數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)即可自動(dòng)合成為三維模型。再把實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的數(shù)據(jù)和指標(biāo)輸進(jìn)去，把各種可能發(fā)生的故障輸進(jìn)去，計(jì)算機(jī)三維模型即可仿照真實(shí)工作情況進(jìn)行操作，演示出能達(dá)到的生產(chǎn)率是多少，廢品有多少，生產(chǎn)線各五一節(jié)是否能匹配生產(chǎn)，瓶頸在何處，使客戶根據(jù)顯示屏上顯示的曲線一目了然，并可根據(jù)客戶的意見(jiàn)修改模型。計(jì)算機(jī)合成速度很快，因此修改工作迅速方便，直到使客戶或設(shè)計(jì)者滿意。采用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)，大大縮短了包裝機(jī)械的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期。
包裝機(jī)械設(shè)計(jì)不僅要重視其功能和效率，也要注重其經(jīng)濟(jì)性。但是經(jīng)濟(jì)性不完全是機(jī)械設(shè)備本身的成本，更重要的是運(yùn)轉(zhuǎn)成本，因?yàn)樵O(shè)備折舊費(fèi)只占成本的6-8%，其它的就是運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
