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中文譯文
包裝機(jī)械的發(fā)展
包裝是必要的產(chǎn)品進(jìn)入流通領(lǐng)域,包裝是主要的手段,包裝機(jī)械包裝是產(chǎn)品進(jìn)入流通領(lǐng)域的必要條件，而實(shí)現(xiàn)包裝的主要手段是包裝機(jī)械。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，包裝機(jī)就是把產(chǎn)品包裝起來(lái)的機(jī)器，起著保護(hù)，美觀的作用。包裝機(jī)主要分為兩個(gè)方面，一是流水線式的整體生產(chǎn)包裝，二是產(chǎn)品外圍包裝設(shè)備隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，包裝機(jī)械在包裝領(lǐng)域中正起著越來(lái)越大的作用。我國(guó)包裝機(jī)行業(yè)起步于20世紀(jì)70年代，在80年代末和90代中期的到了迅速發(fā)展。已經(jīng)成為機(jī)械行業(yè)中的10大行業(yè)之一，無(wú)論產(chǎn)量，還是品種上，都取得了令人矚目的成就，為我我國(guó)的包裝工業(yè)的快速發(fā)張?zhí)峁┝擞辛Φ谋Ｕ夏壳?。目前，我?guó)已成為世界包裝機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)十大國(guó)之一。新型包裝機(jī)往往是機(jī)、電、氣、一體化的設(shè)備.充分利用信息產(chǎn)品的最新成果，采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)等分離傳動(dòng)技術(shù)，可使整機(jī)的傳動(dòng)鏈大大縮短，結(jié)構(gòu)大為化簡(jiǎn)，工作精度和速度大大提高。機(jī)電一體化的實(shí)質(zhì)就是從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，運(yùn)用過(guò)程控制原理，將機(jī)械、電子與信息、檢測(cè)等有關(guān)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)整體最佳化。
21世紀(jì)包裝機(jī)發(fā)展趨勢(shì)
1.高生產(chǎn)率。包裝機(jī)的生產(chǎn)效率已經(jīng)從每分鐘數(shù)件發(fā)展到數(shù)10件，熱成型-充填-封口機(jī)的生產(chǎn)率可達(dá)500件每分鐘以上。
2.自動(dòng)化。
3.單機(jī)多功能。在單機(jī)上實(shí)現(xiàn)多功能，可方便地?cái)U(kuò)大使用范圍，代表性的是德國(guó)BOSCH公司所屬的HESSER廠生產(chǎn)的心軸輪多工位制袋真空包裝，其制袋、稱重、充填、抽真空、封口等多功能可在一臺(tái)單機(jī)上完成。
4.組成生產(chǎn)線。當(dāng)需要的功能越來(lái)越多是，將所有的功能集中在一個(gè)單機(jī)上結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，這是可以把功能不同、效率相比配的幾種機(jī)器組合成功鉸齊全的生產(chǎn)線上。
外國(guó)包裝機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀：
德國(guó)：
德國(guó)的包裝機(jī)械在計(jì)量、制造、技術(shù)性能方面均屬于世界一流。該國(guó)生產(chǎn)的啤酒、飲料灌裝成套設(shè)備生產(chǎn)速率快、自動(dòng)化程度高、可靠性好。主要體現(xiàn)在：工藝流程的自動(dòng)化、生產(chǎn)效率高，滿足了交貨期短和降低工藝流程成本的要求；設(shè)備具有更高的柔性和靈活性。主要體現(xiàn)在生產(chǎn)的靈活性、構(gòu)造的靈活性和供貨的靈活性，以適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代的需要；利用計(jì)算機(jī)和仿真技術(shù)提供成套設(shè)備，故障率低可以進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷服務(wù)；對(duì)環(huán)境污染少，主要包括噪音、粉塵和廢棄物的污染。
意大利：
意大利生產(chǎn)的包裝機(jī)械中，40%是食品包裝機(jī)械，如糖果包裝機(jī)、茶葉包裝機(jī)、灌裝包裝機(jī)等。產(chǎn)品的特點(diǎn)是外觀考究、性能優(yōu)良、價(jià)格便宜。意大利包裝機(jī)械行業(yè)的最大優(yōu)勢(shì)就是在于可以按照用戶的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，并能保證很好地完成設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)督、組裝、調(diào)整和用戶需求分析等。
我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)起步于20世紀(jì)70年代，在80年代末和90年代中期得到迅速發(fā)展。已成為機(jī)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(guó)包裝工業(yè)的快速發(fā)展提供了有力的保障。目前，我國(guó)已成為世界包裝機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)之一。
當(dāng)前我國(guó)食品和包裝機(jī)械的一個(gè)突出問(wèn)題是新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、模仿多、創(chuàng)新少，這不僅與設(shè)計(jì)人員的知識(shí)水平有關(guān)，也和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展有關(guān)。 國(guó)際先進(jìn)的作法是運(yùn)用仿真技術(shù)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)合成三維模型，將過(guò)去曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的生產(chǎn)線故障數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，即可演示實(shí)際工況，在用戶面前根據(jù)需要進(jìn)行修改，最終完善。包裝機(jī)械作為一種產(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(jī)本身的具體形態(tài)和基本功能；隱形產(chǎn)品是指包裝機(jī)給用戶提供的實(shí)際效用；延伸產(chǎn)品是指包裝機(jī)的質(zhì)量保證、使用指導(dǎo)和售后服務(wù) 等。所以包裝機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該包括：市場(chǎng)調(diào)研、原理圖設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、使用說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)及售后服務(wù)預(yù)案等。
新型包裝機(jī)械往往是機(jī)、電、氣一體化的設(shè)備。充分利用信息產(chǎn)品的最新成果，采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)等分離傳動(dòng)技術(shù)， 可使整機(jī)的傳動(dòng)鏈大大縮短，結(jié)構(gòu)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(jī)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(shè)計(jì)人員不了解包裝機(jī)械的這一發(fā)展趨勢(shì)。如果說(shuō)以前我國(guó)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)是仿制、學(xué)習(xí)階段，那么現(xiàn)在 我們應(yīng)該有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的意識(shí)。
“十五”期間，我國(guó)包裝機(jī)械工業(yè)發(fā)展迅速，近幾年進(jìn)口的設(shè)備都是國(guó)內(nèi)不能制造或者制造水平相差甚遠(yuǎn)的，從進(jìn)口可以看出我們的差距所在。 食品安全問(wèn)題舉國(guó)關(guān)注。“十一五”期間應(yīng)提高食品安全領(lǐng)域的科技和裝備水平，研制快速、準(zhǔn)確鑒定食品中危害因子的技術(shù)和裝備，進(jìn)一步研發(fā)病原微生物的抗性、病原的控制等預(yù)防技術(shù)及儲(chǔ)藏技術(shù)和裝備。 食品和包裝機(jī)械形成行業(yè)已20年，相對(duì)于食品包裝，還是一個(gè)新行業(yè)。這20年又是世界技術(shù)發(fā)展最快的時(shí)期，新技術(shù)不斷在行業(yè)上應(yīng)用，而國(guó)內(nèi)行業(yè)的基礎(chǔ)薄弱，技術(shù)及科研力量不足，其發(fā)展相對(duì)滯后，在某種程度上拖了食品和包裝工業(yè)的后腿。總體發(fā)展雖然較快，但食品包裝機(jī)械工業(yè)發(fā)展更快。
“十一五”的目標(biāo)是要縮小這個(gè)空間，為食品工業(yè)趕上世界先進(jìn)水平，為使包裝大國(guó)向包裝強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)，提供先進(jìn)的技術(shù)裝備，讓進(jìn)口設(shè)備在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上只起到拾遺補(bǔ)缺的作用。這就要求國(guó)內(nèi)食品和包裝機(jī)械的年發(fā)展速度超過(guò)18%，新產(chǎn)品產(chǎn)值率達(dá)到25%。 國(guó)際上包裝和食品機(jī)械的發(fā)展是以大客戶的要求為目標(biāo)，帶動(dòng)相關(guān)機(jī)械的發(fā)展。大客戶的要求主要體現(xiàn)在以下方面： 一是對(duì)生產(chǎn)效率要求越高越好。這樣可以降低產(chǎn)品的成本，滿足交貨期。高速包裝機(jī)要求與前道工序要有相關(guān)銜接，不需搬運(yùn)環(huán)節(jié)，包括控制銜接，整個(gè)生產(chǎn)線按生產(chǎn)及包裝工序排列要做到倒序啟動(dòng)，順序停機(jī)。如冷灌裝生產(chǎn)線從塑料原料自動(dòng)上線到飲料灌裝、大包裝碼垛全部自動(dòng)在封閉車間內(nèi)進(jìn)行。 二是可適應(yīng)產(chǎn)品的更新變化。包裝機(jī)械要具有很高的柔性和靈活性，生產(chǎn)線允許在一定的尺寸范圍內(nèi)包裝物大小可以變化。因?yàn)楫a(chǎn)品的生命周期遠(yuǎn)短于設(shè)備使用壽命，變更產(chǎn)品及包裝不至于更換昂貴的包裝生產(chǎn)線。 三是設(shè)備常見(jiàn)故障迅速排除。解決方案預(yù)先輸入電腦，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)常見(jiàn)的故障時(shí)可以自行診斷，亦可實(shí)行遠(yuǎn)程診斷并排除故障。 四是要求具有自動(dòng)識(shí)別功能。一方面可以自動(dòng)識(shí)別包裝材料的厚度、硬度、反彈力等，通過(guò)電腦反饋到機(jī)械手調(diào)整動(dòng)作幅度，保證不反彈。另一方面，各種不同的產(chǎn)品，如形狀各異的巧克力或點(diǎn)心等，裝到同一盒中，其排列是有規(guī)律的。生產(chǎn)線傳遞的產(chǎn)品是無(wú)序的，可用探頭掃描，確定不同形狀的物料位置，再反饋到不同的機(jī)械手，它會(huì)準(zhǔn)確無(wú)誤地將物品按準(zhǔn)確的位置及方向放入托盤(pán)中，快而且準(zhǔn)，排除人工操作的視覺(jué)及手指的疲勞。 五是可以盡量減少環(huán)境污染。減少包括噪聲、粉塵污染，并盡量減少?gòu)U棄物，這一點(diǎn)在食品加工過(guò)程中尤為重要。食品原料在加工時(shí)不僅收獲主要產(chǎn)品，如玉米加工，產(chǎn)品除了玉米淀粉外，還有玉米油、色拉油、人造黃油、葡萄糖、玉米蛋白及飼料，以及污水處理等生產(chǎn)全過(guò)程，均為自動(dòng)化。沒(méi)有廢棄物、沒(méi)有污染，其它產(chǎn)品的價(jià)值已大大超過(guò)玉米淀粉的價(jià)值。
包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)思路：首先在設(shè)計(jì)理念上要借鑒先進(jìn)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，以用戶的需求為設(shè)計(jì)的目標(biāo)，并結(jié)合柔性設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)的理念，一機(jī)多用，或更換少 量的零、部件就可以完成不同的功能，或滿足不同的產(chǎn)品需求。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，客戶的需求也越來(lái)越高。這種需求體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是提高生產(chǎn)效率，以滿足交貨期 和降低生產(chǎn)成本的需要，對(duì)一些產(chǎn)品，還要求包裝機(jī)械和生產(chǎn)機(jī)械相銜接；二是為適應(yīng)產(chǎn)品更新變化的需要，包裝機(jī)械要具有高的柔性和 靈活性；三是當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，要求能進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷服務(wù)；四是利于環(huán)境保護(hù)，噪聲、粉塵和廢棄物少；五是設(shè)備購(gòu)置投資盡可能少， 價(jià)格要盡可能低。所以，一定要在市場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，充分了解、認(rèn)真分析用戶的需求，確定包裝機(jī)應(yīng)該完成的功能和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，制 訂初步的原理設(shè)計(jì)方案。
現(xiàn)代包裝機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)該包括：市場(chǎng)調(diào)研、用戶需求分析、包裝機(jī)功能的確定、可行性論證、制定設(shè)計(jì)方案、用戶效益分析、方案 的可行性論證、原理圖設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、樣機(jī)制作(虛擬制造)、技術(shù)驗(yàn)證和施工圖修改、制定售后服務(wù)預(yù)案及遠(yuǎn)程診斷方 案、改進(jìn)設(shè)計(jì)、系列化設(shè)計(jì)等。
市場(chǎng)調(diào)研是一切包裝機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作。沒(méi)有市場(chǎng)調(diào)研，我們所做的所有設(shè)計(jì)工作都可能等于零。市場(chǎng)調(diào)研，可以根據(jù)政策導(dǎo)向、行 業(yè)供求信息、專家分析、行業(yè)展會(huì)、技術(shù)交流會(huì)等線索，找到用戶的需求信息，并加以整理分析后，確定包裝機(jī)應(yīng)該完成的功能。在原理方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要充分了解相關(guān)的信息產(chǎn)品、電子產(chǎn)品的功能，了解氣動(dòng)元件的性能，并用以簡(jiǎn)化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，還可 采用多電機(jī)拖動(dòng)來(lái)縮短機(jī)械傳動(dòng)鏈。對(duì)于必不可少的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)盡量利用現(xiàn)代化設(shè)計(jì)手段，在對(duì)產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)創(chuàng)新 構(gòu)思、系統(tǒng)建模、動(dòng)力分析、動(dòng)態(tài)優(yōu)化，從而得到最佳設(shè)計(jì)方案。技術(shù)設(shè)計(jì)是將原理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化，確定零部件的數(shù)量、形狀、尺寸、材料等，對(duì)主要部件中關(guān)鍵零件進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算、功率計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算、剛度計(jì)算。
總體設(shè)計(jì)時(shí)，要全面考慮整個(gè)包裝機(jī)系統(tǒng)的布局、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性、造型設(shè)計(jì)、人-機(jī)環(huán)境以及裝箱運(yùn)輸?shù)取ＤK化設(shè)計(jì)是一種先進(jìn)的設(shè) 計(jì)方法，它的核心思想是將系統(tǒng)根據(jù)功能分為若干模塊，將包裝機(jī)中同一功能的單元設(shè)計(jì)成具有不同性能、可以互換的模塊，通過(guò)模塊的 不同組合，使包裝機(jī)多功能化、系列化。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：(1)使包裝機(jī)更新?lián)Q代速度加快。因?yàn)樾聶C(jī)型的替代，往往是局部改 進(jìn)。將先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)相應(yīng)的模塊，比較容易實(shí)現(xiàn)局部改進(jìn)；(2)縮短設(shè)計(jì)周期。當(dāng)用戶提出要求后，只需更換模塊，或設(shè)計(jì)制造部分模 塊，即可得到新的機(jī)型，滿足用戶需求；(3)降低成本，便于維修；(4)性能穩(wěn)定可靠。因?yàn)槟K設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)包裝機(jī)的功能劃分和模 塊設(shè)計(jì)，進(jìn)行了精心的研究，保證了模塊的性能，如：凸輪機(jī)構(gòu)、伺服機(jī)構(gòu)、檢測(cè)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、計(jì)量機(jī)構(gòu)、下料機(jī)構(gòu)等。
另外包裝機(jī)械系列化、模塊化的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也到了該制定的時(shí)候，包裝機(jī)械已成為我國(guó)十大機(jī)械行業(yè)之一，而系列化、模塊化的行業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)的制定必將促進(jìn)我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)跨上新的臺(tái)階。較發(fā)達(dá)的國(guó)家的包裝與欠發(fā)達(dá)的國(guó)家起著不同的作用，原因很簡(jiǎn)單，他們不明白，各自包裝的重點(diǎn)是完全不同的，有時(shí)有困難。同樣，解決發(fā)展中國(guó)家試圖向北美市場(chǎng)出售令他們無(wú)法理解圖形的商品包裝是我們的當(dāng)務(wù)之急。顯著的區(qū)別是，包裝在市場(chǎng)中起著不同的作用，產(chǎn)品價(jià)值將單獨(dú)出售，因?yàn)樗强捎玫摹Ｔ诒泵朗袌?chǎng)上，消費(fèi)者可能會(huì)面臨由五個(gè)不同的公司提供各種不同范圍的選擇。如果所有的產(chǎn)品是好的，都不遜色，賣家如何讓消費(fèi)者產(chǎn)生對(duì)自己產(chǎn)品的偏好？他是如何區(qū)分的？包裝在這一過(guò)程中起著很大的作用。
包密集型發(fā)達(dá)國(guó)家有時(shí)也批評(píng)了包裝，當(dāng)然不存在過(guò)度包裝。然而，北美也享有世界上最便宜的食品，要求我們的可支配收入僅約11％至14％。歐洲食品成本是可支配收入的約20％，而在欠發(fā)達(dá)國(guó)家的食品可以支配家庭收入的95％。