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[摘 要]包装机械在当前社会生产中广泛应用，随着电气自动化技术的发展，包装机械的生产率和可靠性逐步提升，为人们的工业生产带来了极大的便利，可以预见自动化技术在包装机械中的应用依然具有很大的潜力。文章分析了我国包装机械行业的发展现状，并分析了自动化技术在行业内的具体应用。
[关键词]自动化;包装机械;应用
中图分类号：TS749 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）32-0251-01
引言
我国包装机械行业的应用起步较晚，20世纪70年代，我国制造了第一台包装机，并应用于工业生产中，经过多年的发展，包装机械工业已经成为我国工业快速发展的支撑力量。包装机械在啤酒和饮料灌装设备中应用广泛，并逐步和自动化技术相结合，实现了产品的高速化、成套化发展，其生产稳定性和可靠性较强。当前自动化包装机械以单机控制为主，应用PLC和工控机等设备，食品包装机械传统上采用机械传动，系统无法实现最优化设计，这也是自动化技术需要重点提升的技术点。同时，当前包装机械应用中，其传感和检测技术、定位控制、在线监测等得不到充分应用，同国外的高档化自动化技术比依然存在较大的差距。现今，我国包装机械品种约有1300多种，缺少高科技、高精度、高质量配套产品，产品性能低，稳定性和可靠性差，寿命短，表面处理粗糙，造型不美观，我国包装机械的技术水平从整体上看比先进国家落后20年左右。从科研产品开发上看，还基本停留在测试仿制阶段，自行开发能力不强，科研投入少，经费仅占销售额的1%，而发达国家高达8%～10%。
1 包装机械行业发展对自动化的要求
包装机械自动化发展趋势主要体现在以下几个方面：
（1）提升生产效率，自动化技术应用目的是降低产品成本，提高生产规模，包装机械对于生产工序的连接精度要求较高，整个生产线和包装工序要做到启动和提供及时，并且保持生产的有序性。
（2）自动化技术能够适应产品变化，包装机械要迎合产品生产，根据产品的质量性能来调整其生产流程。
（3）设备故障的迅速排出，自动化技术在包装机械中的应用不仅提升了生产效率，同时也提升了设备处理速率，当系统发生故障之后，系统就会自动识别故障，并发送到人机界面提示故障，同时主机系统会实现远程诊断，及时排除机械故障。
2 我国包装机械行业存在的问题
我国包装机械行业存在很多问题，一些尖端的包装机械还是从德国和日本等国进口。具体而言，我国包装机械行业存在的问题主要有以下几种：
2.1 创新不足
我国包装机械设计人员的素质不高。我国包装机械的起步较晚，虽然发展得较快，但是并没有掌握真正顶端的科技。设计人员应用的设计理论和参考的设计规范比较陈旧，满足不了包装机械设计创新的需求。而且，科学研究和产业结合不够紧密。我国关于包装机械设计的研究并不少，但很少能够应用在实际的生产中。因此，我国包装机械设计的相关研究无法及时地在生产中实践，验证其可行性。最后，我国包装机械行业的资源配置不合理。我国对包装机械的宏观调控无法和包装机械行业发展的速度相匹配，而且国有的包装机械企业几乎没有，无法发挥社会主义集中力量办大事的优势。上述的几种原因，导致了我国包装机械行业的创新不足，阻碍包装机械行业的发展。
2.2 包装机械设计的方法不足
我国包装机械的模型模仿性质高，设计时，往往是根据任务设计书的特征，寻找同类型的样机，在此基础上设计自己的包装机械。整个设计中创新的程度较低参数模仿的痕迹很明显。再者，我国包装机械的性能指标不够自主。我国包装机械在确定设计任务后，机械设备的技能指标和技术性能的数据在很大程度上是仿造样机的参数。因此，设计的包装机械性能和样机相比无太多进步之处。
综合上述的原因，我国包装机械行业要想发展，必须提高自主创新的能力，提高包装机械制造企业的内部管理，引入先进的技术，以此来给包装机械行业注入新的活力，促进我国包装机械的行业的发展。根据时代的需求和科学技术水平，将自动化技术引入到包装机械行业是一个很好的方法，可以使包装机械最大化地满足市场的需求，在下文中将具体分析自动化技术在包装机械中的应用。
3 自动化技术及其在包装机械中的应用
自动化技术应用极大提升了包装作业速度、质量和卫生条件，同时实现了大批量连续性生产。包装机械自动化技术主要包括包装机、联动机、传输机、自动储存设备、自动检测装备等。
3.1 传动系统的自动化控制技术
传动系统主要包括齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、带传动及链传动，是自动化包装机械中的关键部分，其主要的功能是调整工艺速度和控制电机的生产速度。在自动化操作系统中，传统系统的主要功能部件是变频器，其充当了重要的角色，当前变频器由计算机技术和现代控制技术联动控制，通过网络技术来实现对传动系统的控制。提升传动系统的相应速度、传输精度、运行效率是自动化系统优化的目标，同时要降低传统系统运行的能耗，实现简单化操作。变频器应用于大型包装机和生产线中，取得了良好的效果，当前市场应用效果较好的品牌有台大、富士、西门子等。
3.2 人机界面
人机界面是完成相关操作的重要平台，自动化系统的运行流程在显示器中显示，系统的操作界面是完成系统操作内容的连接。通过人机界面，操作人员将信号传输到自动化操作系统中，控制器的主机则会接收到信号并进行分析，将信号传输到响应设备中，从而启动相应的操作。人机界面用以设定生产工艺参数，并监控设备运行状态，记录设备生产状况，并对生产信息进行数据备份，为以后设备检修和操作提供参考。
3.3 运动控制
在自动化包装机械中运动控制产品的功能主要是用过伺服电机来实现，具有很强的自动调整能力、低震动、相应速度等优点。它主要控制生产精密度、保持控制操作的同步性。因此，在自动化应用中肩负着传送、码垛、卸载、装卸等工作。高性能伺服控制器可以提升运动控制系统的运行速度，在果汁饮料和啤酒行业包装中应用广泛，实现了对运动控制系统的精密性操作。
3.4 控制系统
近年，包装机械的主流控制系统将是PLC控制系统，其具有程序设计方便灵活、抗干扰能力强、可靠性高级运行稳定等特点，深受客户欢迎。我国大部分的包装机械控制系统中得到了广泛应用，并且PLC控制系统主要应用在食品包装机械市场中的西门子、施耐德、三菱及台达等品牌中。另外，变频器、人机界面和PLC主要集中应用于饮料、啤酒的包装等设备上，也应用于方便食品生产线、全自动包装机及乳品包装设备上。
4 包装机械自动化发展趋势
包装机械行业还在快速的发展中，各种新的思想和技术都在不断地应用在包装机械中。具體而言，包装机械自动化发展的趋势主要体现在以下几点：
（1）生产效率的不断提高。包装机械生产产品的效率越高，生产成本就越低，这是企业一直追求的目标。所以，自动化在包装机械中应用的趋势是不断提高其生产的效率。
（2）适应产品的变化。商品的包装变化性很强，所以要求包装机械有很强的柔性，能够适应包装物品的变化。换言之，当商品的要求发生变化时，不用相应地更换包装机械的生产线，只需做出相应的调整即可。
（3）故障少，易排除。自动化技术的应用可以提升计算机系统在包装机械中的作用，方便故障的诊断和排除。包装机械自动化发展的趋势要求输入指令后计算机系统能自主地检测其中的故障，也可以通过远程诊断排除设备的故障。
结语
随着时代的发展，机械行业的要求也来越高。在包装机械行业，其更新换代的速度较快，对机械设备的柔性要求很高。因此，要满足市场的需求，必须加快包装机械自动化程度的发展。我国包装机械行业的起步较晚，要赶上发达国家的步伐，必须将智能化的概念引入到包装机械中，应用机电一体和自动化等技术，实现生产效率的提高和智能化的生产。文中研究的包装机械自动化只是包装机械自动化发展的一部分，还有更多的技术值得我们研究。相信随着科技的发展，包装机械必将满足所有的市场需求。
参考文献
[1] 王海涛.自动化技术在包装机械行业中的应用研究[J].中国包装工业，2015（Z2）：105
[2] 廖育梅.自动化技术在包装机械行业中的应用研究[J].中国包装工业，2013（22）：41.
[关键词]自动化;包装机械;应用
中图分类号：TS749 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）32-0251-01
引言
我国包装机械行业的应用起步较晚，20世纪70年代，我国制造了第一台包装机，并应用于工业生产中，经过多年的发展，包装机械工业已经成为我国工业快速发展的支撑力量。包装机械在啤酒和饮料灌装设备中应用广泛，并逐步和自动化技术相结合，实现了产品的高速化、成套化发展，其生产稳定性和可靠性较强。当前自动化包装机械以单机控制为主，应用PLC和工控机等设备，食品包装机械传统上采用机械传动，系统无法实现最优化设计，这也是自动化技术需要重点提升的技术点。同时，当前包装机械应用中，其传感和检测技术、定位控制、在线监测等得不到充分应用，同国外的高档化自动化技术比依然存在较大的差距。现今，我国包装机械品种约有1300多种，缺少高科技、高精度、高质量配套产品，产品性能低，稳定性和可靠性差，寿命短，表面处理粗糙，造型不美观，我国包装机械的技术水平从整体上看比先进国家落后20年左右。从科研产品开发上看，还基本停留在测试仿制阶段，自行开发能力不强，科研投入少，经费仅占销售额的1%，而发达国家高达8%～10%。
1 包装机械行业发展对自动化的要求
包装机械自动化发展趋势主要体现在以下几个方面：
（1）提升生产效率，自动化技术应用目的是降低产品成本，提高生产规模，包装机械对于生产工序的连接精度要求较高，整个生产线和包装工序要做到启动和提供及时，并且保持生产的有序性。
（2）自动化技术能够适应产品变化，包装机械要迎合产品生产，根据产品的质量性能来调整其生产流程。
（3）设备故障的迅速排出，自动化技术在包装机械中的应用不仅提升了生产效率，同时也提升了设备处理速率，当系统发生故障之后，系统就会自动识别故障，并发送到人机界面提示故障，同时主机系统会实现远程诊断，及时排除机械故障。
2 我国包装机械行业存在的问题
我国包装机械行业存在很多问题，一些尖端的包装机械还是从德国和日本等国进口。具体而言，我国包装机械行业存在的问题主要有以下几种：
2.1 创新不足
我国包装机械设计人员的素质不高。我国包装机械的起步较晚，虽然发展得较快，但是并没有掌握真正顶端的科技。设计人员应用的设计理论和参考的设计规范比较陈旧，满足不了包装机械设计创新的需求。而且，科学研究和产业结合不够紧密。我国关于包装机械设计的研究并不少，但很少能够应用在实际的生产中。因此，我国包装机械设计的相关研究无法及时地在生产中实践，验证其可行性。最后，我国包装机械行业的资源配置不合理。我国对包装机械的宏观调控无法和包装机械行业发展的速度相匹配，而且国有的包装机械企业几乎没有，无法发挥社会主义集中力量办大事的优势。上述的几种原因，导致了我国包装机械行业的创新不足，阻碍包装机械行业的发展。
2.2 包装机械设计的方法不足
我国包装机械的模型模仿性质高，设计时，往往是根据任务设计书的特征，寻找同类型的样机，在此基础上设计自己的包装机械。整个设计中创新的程度较低参数模仿的痕迹很明显。再者，我国包装机械的性能指标不够自主。我国包装机械在确定设计任务后，机械设备的技能指标和技术性能的数据在很大程度上是仿造样机的参数。因此，设计的包装机械性能和样机相比无太多进步之处。
综合上述的原因，我国包装机械行业要想发展，必须提高自主创新的能力，提高包装机械制造企业的内部管理，引入先进的技术，以此来给包装机械行业注入新的活力，促进我国包装机械的行业的发展。根据时代的需求和科学技术水平，将自动化技术引入到包装机械行业是一个很好的方法，可以使包装机械最大化地满足市场的需求，在下文中将具体分析自动化技术在包装机械中的应用。
3 自动化技术及其在包装机械中的应用
自动化技术应用极大提升了包装作业速度、质量和卫生条件，同时实现了大批量连续性生产。包装机械自动化技术主要包括包装机、联动机、传输机、自动储存设备、自动检测装备等。
3.1 传动系统的自动化控制技术
传动系统主要包括齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、带传动及链传动，是自动化包装机械中的关键部分，其主要的功能是调整工艺速度和控制电机的生产速度。在自动化操作系统中，传统系统的主要功能部件是变频器，其充当了重要的角色，当前变频器由计算机技术和现代控制技术联动控制，通过网络技术来实现对传动系统的控制。提升传动系统的相应速度、传输精度、运行效率是自动化系统优化的目标，同时要降低传统系统运行的能耗，实现简单化操作。变频器应用于大型包装机和生产线中，取得了良好的效果，当前市场应用效果较好的品牌有台大、富士、西门子等。
3.2 人机界面
人机界面是完成相关操作的重要平台，自动化系统的运行流程在显示器中显示，系统的操作界面是完成系统操作内容的连接。通过人机界面，操作人员将信号传输到自动化操作系统中，控制器的主机则会接收到信号并进行分析，将信号传输到响应设备中，从而启动相应的操作。人机界面用以设定生产工艺参数，并监控设备运行状态，记录设备生产状况，并对生产信息进行数据备份，为以后设备检修和操作提供参考。
3.3 运动控制
在自动化包装机械中运动控制产品的功能主要是用过伺服电机来实现，具有很强的自动调整能力、低震动、相应速度等优点。它主要控制生产精密度、保持控制操作的同步性。因此，在自动化应用中肩负着传送、码垛、卸载、装卸等工作。高性能伺服控制器可以提升运动控制系统的运行速度，在果汁饮料和啤酒行业包装中应用广泛，实现了对运动控制系统的精密性操作。
3.4 控制系统
近年，包装机械的主流控制系统将是PLC控制系统，其具有程序设计方便灵活、抗干扰能力强、可靠性高级运行稳定等特点，深受客户欢迎。我国大部分的包装机械控制系统中得到了广泛应用，并且PLC控制系统主要应用在食品包装机械市场中的西门子、施耐德、三菱及台达等品牌中。另外，变频器、人机界面和PLC主要集中应用于饮料、啤酒的包装等设备上，也应用于方便食品生产线、全自动包装机及乳品包装设备上。
4 包装机械自动化发展趋势
包装机械行业还在快速的发展中，各种新的思想和技术都在不断地应用在包装机械中。具體而言，包装机械自动化发展的趋势主要体现在以下几点：
（1）生产效率的不断提高。包装机械生产产品的效率越高，生产成本就越低，这是企业一直追求的目标。所以，自动化在包装机械中应用的趋势是不断提高其生产的效率。
（2）适应产品的变化。商品的包装变化性很强，所以要求包装机械有很强的柔性，能够适应包装物品的变化。换言之，当商品的要求发生变化时，不用相应地更换包装机械的生产线，只需做出相应的调整即可。
（3）故障少，易排除。自动化技术的应用可以提升计算机系统在包装机械中的作用，方便故障的诊断和排除。包装机械自动化发展的趋势要求输入指令后计算机系统能自主地检测其中的故障，也可以通过远程诊断排除设备的故障。
结语
随着时代的发展，机械行业的要求也来越高。在包装机械行业，其更新换代的速度较快，对机械设备的柔性要求很高。因此，要满足市场的需求，必须加快包装机械自动化程度的发展。我国包装机械行业的起步较晚，要赶上发达国家的步伐，必须将智能化的概念引入到包装机械中，应用机电一体和自动化等技术，实现生产效率的提高和智能化的生产。文中研究的包装机械自动化只是包装机械自动化发展的一部分，还有更多的技术值得我们研究。相信随着科技的发展，包装机械必将满足所有的市场需求。
参考文献
[1] 王海涛.自动化技术在包装机械行业中的应用研究[J].中国包装工业，2015（Z2）：105
[2] 廖育梅.自动化技术在包装机械行业中的应用研究[J].中国包装工业，2013（22）：41.