一、包裝機械自動化發展過程、特點及方向
包裝機械是包裝工業的主要技術裝備，其結構功能、技術特性和自動化水平是隨著包裝工業的發展從簡單到複雜、由低級向高級方向發展.其發展過程可分為三個大階段，即機械化、自動化（初級自動化和高級自動化）和“無人化”（“無人化”生產百b無人化”生產工廠》的發展階段。
先進的工業化國家在1945年M前，就在食品、醫藥、卷煙、火柴和日用化工部門實現了產品包裝作業的機械化生產。
從50年代開始至60年代期間，國外先進國家的包裝機械技術水平就發展達到了初級自動化的階段.其特征是，包裝機械產品的電氣係統由接觸器、繼電器、半導體邏輯元件控製器或矩陣式順序控製器組成，並且主要是通過牝械方法進行自動控製的。這時的自動包裝作呈以單功能、專用性很強的自動包裝單機和剛霆自動包裝生產線為主.
進入7C年代以後，先進的工業化國家首先認識到，國家工業的先進性和國隨的威力將取決於以集成電路為核心的微電子技術的發展與應用程度，擁有集成電路優勢的國家，將會掌握21世紀高新技術發展的主動權。因此這些國家不惜花費巨資發展微電子技術，致使這一時期微電子技術發展十分迅速,繼1970年生產出1K動態存儲器，在以後的10年間就先後產出4K、16K和256K動態存儲器’目前64兆的存儲器也已間世「七由於微電子技術的發展，使微型計算機、可編程序控製器（PC）和工業機器人也得到了進一歩的改善與提高一以微型計算機控製的數控機床（CNC）、新一代的工業機器人等為代表的機電一體化產品先後何世，以傳真機、電腦打字機、磁盤存儲器和計算機終端等信息處理用機器產生了.在機械製造業中，也先後產生了CNC、CAD/CAM、FMC（柔性製造単元）、FMS（柔性製造係統）和CIMSt計算機集成生產係統）現代化的機械製造技術。
作為機械工業一個重要分支的包裝機械工業.由於融合了微電子、計算機和信息技術，使包裝機械產品簡化了結構、擴大了功能、提高了自動化程度，因而使包裝機械的技術發展進入了具有柔性化和智能化特征的高級自動化階段。
隨著包裝機械自動化水平的發展，將對包裝工業產生極其深遠的影響.美國理査|gH.韋格納博士頊測：“不久將來，人類食品包裝的生產過程，將采用以微型電石為動力，計算機管理能源，供應半成品、成品、包裝材料「用徽信息處理係統控製加工、生產過程中的計量、裝料卸料、攪拌等，用激光擔任裁切、分類、剝皮、切塊、切片、粉碎扌用機器人操作生產.企業管理和生產人員不必到現場，可以在距離較遠的操作室內進行遠距離操作如，從係統工程論觀點來看，不但未來的食品包裝生產過程是如此，其他產品的包裝作業也將是高度自動化的.行家們認為，未來的包裝工業將由電子計算機、智能機器人、各種高級自動化包裝機、以及習能化檢測裝置等按產品自動包裝工藝要求而組合成的全自動加工係統進行生產.生產過程的質量檢測與控製、故障的診斷與排除將實現全麵自動化，真正達到高速、優質、低耗和安全生產•這時包裝作業將向以智能密集型為特征的“無人化”生產方向發展。
二、我國包裝機械自動化水平現狀與差距
自十一屆三中全會後，由於貫徹了改革開放的方針,使我國的包裝機械工業有了很大的發展。現已發展成為擁有445家企業、16餘萬職工、年產包裝機械約96000台套、年產值達12億多元的一個新興的產業。但由於我國包裝機械工業基礎差，企業素質不高，製造技術落後，因此在許多方麵與先進的工業化國家相比，仍存在較大差距，以下就包裝機械自動化技術發展水平這一問題，從四個方麵進行簡要的分折與對比。
1.由剛性自動化向柔性自動化過渡
剛性或柔性自動化,這是自動化發展階段中兩個層次，前者是初級自動化的特征，而後者是高級自動化的特征.通常人們把以機械控製為主的、專用性較強的包裝單機和包裝生產線，以及專門加工某個零件而設計製造的專用自動生產線的自動化作業稱之為剛性自動化。所謂柔性自動化就是通過電子和計算機的控製，利用軟件技術來改變包裝機械的操作過程或工作程序或自動調整土作參數，以滿足不同的需要，這種具有柔性自動化的包裝機是具有高度自動化水平的機電一體化產品.
2.提高包裝機械自動化作業的技術水平
包裝機械自動化作業要正確處理好包裝材料、容器與產品之間的關係,不但要滿足產品保質的要求,而且還要滿足包裝結構造型與裝璜美化的外觀質量要求。一般說來.包裝機械的生產速度高.對執行機構的動作同步性和協調性要求也都較高。為了保證包裝作業能可靠正常地工作，要推行在線的自動檢測與控製,如對被包裝物品形狀或顏色的挑選、異物的剔除、重量和計量精度的檢測，包裝材料和容器破損、餘陷和汙染等的檢測與剔除;包裝成品外觀質量、商標位置、氣密性或真空度等的檢測以及故障的診斷與顯示等。這裏值得指岀的是,為了真正發揮自動包裝機的生產效能，設計師們應重視自動包裝機產品應具有故障顯示與診斷功能的重要性.據國外有關單位估計.在自動包裝生產作業中，由於機器產生故障而造成的停工，有80%的時間花在檢査尋找故障的原因上，有10％時間用於尋求消除故障的方法，僅有N%時間真正用於檢修故障的實際操作.現在英國KisterTP生產的熱收縮包裝機都設有“自我診斷”的電子設備，當機器發生故障時，就會在屏幕上顯示出故障產生在何處,以便操作人員及時攙除"這種“自我診斷”設備已有係列產品付諸實用⑴。
例如，在鑽頭的高速自動真空封口作業中，對罐頭二重卷封的質量和雄頭內真空度的檢洩I.現在美國已開發了在線檢測的新技術。可在每個蟻頭離開封罐機之前對其二重卷封接縫的緊密度進行100%的檢測。其方法是采用微電子和計算機技術，對卷封過程理論的壓力變化曲線與卷封時實際的壓力變化曲線進行比較，當二者的差值超過標準規定值時，一方麵通過狀態打印裝置和檢測報警係統向操作者發出信號，另一方麵對不合格品予以剔除。在線檢測罐內真空度是利用在大氣壓力作用下，由於罐內的真空度不同使靖蓋中心向內凹的程度也不同，通過高靈敏度的傳感器進行檢測，對不合格品予以剔除，從而保證罐頭食品的質量s.
利用激光多普勒效應原理,可對移動物件的速度和長度進行非接觸式在線檢測與控製.是80年代機電儀一體化的自動測試儀器裝置。它在包裝工業中有相當廣泛的用途。它的工作原理是利用激光束具有良好的時間和空間的相關性.與多普勒效應（即把移動物體的速度變換為多普勒頻率）相結合，通過測量物體速度，再根據速度與時間的關係變換出物體的長度.這種檢測裝置具有高精度、高分辨率、測量長度大、測速範圍廣等特點0除可測定移動物體速度、長度外，可使係統實現定長切割、可控製塗層厚度的均勻性，控製物料的輸送量等®,
3.智能控製和智能化技術的應用
據文獻®報導；自從1967年Leondes等人首先提岀“智能控製”的概念以來，智能控製與決策的研究領域不斷擴大，特別是進入80年代以來,這方麵的研究有了顯著進步。宋健同誌於1986年6月提岀、發雇智能自動化是我國現代化建設中~項最為迫切的任務'1988年7月又指岀“智能機械的發展,將從根本上改變人類的勞動方式和生活方式，這說明智能控製技術是高技術的核心。國外一些包裝產品也十分重視釆用智能控製技術，如采用智能化儀表、智能傳感器和智能控製器等•據文獻報導：國外已研製出用微電腦控製的可自動調整的包裝機，隻要把包裝材料、容器和包裝物品的有關參數輸入計算機，計算機就能在它的存儲器中找到一組最佳的調整參數,然後自動啟動各調整機構，一次性完成調整任務。又如國外某集裝機械由於采用了智能技術，能根據被集裝物的形狀、尺寸大小自動設計最佳排列方式，並自動進行堆放集裝。
目前我國新開發的或對傳統產品進行技術改造的包裝機中，也已釆用單片機、微型計算機、PC機等進行自動控製，但這些自動控製基本上都是按照預定的固定程序執行的，離智能控製還有一段距離。
4.包裝機械的設計與製造積極推行CAD/CAM技術
包裝機械工業是整個機械工業中的一個重要分支。為了提高機械產品的質量和可靠性,各個國家都十分重視在機械工業中開發柔性化、智能化和計算機集成化的現代化加工技術。據文獻'"和關報導：機械製造自動化發展過程一般可分為四個階段。實現單機加工自動化;實現FMC或FMS単條生產作業線的柔性自動化；實現整個生產車間加工自動化;實現工廠全盤生產自動化。目前日本大多數機械製造企業正在向第二階段，加工中心和CNC機床已基本普及,至1981年FMS就有279套在生產中使用，80%以上〈有的廠家達100%)的焊接工作由機器人來承擔,約有30家先進的機械製造企業的自動化水平已經達到了第三至第四階段。在美國自1952年首先研製出數控飢床之後，至1989年全國擁有FMC係統8100套。美國通用電氣公司的汽輪機一發電機分廠已成為一家無圖紙的自動化工廠，為此曾於1984年榮獲美國製造工程師學會(SME)頒發的工業先進獎在計算機輔助設計方麵，自從美國阿波羅計算機公司(ApolloComputerCo.)開發的裝有32位MPU的工程工作站(EWS)於1985年成批投放市場後，美日等國家有50%的機械製圖由CAD係統繪製，約50%的機械加工及裝配工藝過程由CAD/CAM係統執行
我國的機械工業在CAD/CAM技術的應用方麵較先進國家差距較大。據文獻"5報導：我國數控機床已較為廣泛地用於生產,少數企業已開始應用FMC和FMS.個別企業已著手進行CIMS的試點工作.該文還指出“我國生產製造技術落後.目前仍處於機械化生產為主的階段，與國外工業發達國家開始發展以計算機控製的柔性化、智能化、集成化為特征的自動化生產相比，存在著階段性的差距。
綜合以上分析，考慮到在80年代中由於向國外引進了大量的較為先進的包裝機械產品和部分專利技術，使我國的包裝機械技術水平有較高的起點，目前我國包裝機械技術水平處在機械化和初級白動化為主開始向較高級自動化方麵發展階段。而目前先進國家包裝機械的技術水平，向柔性化、智能化方向過渡。
三、2000年我國包裝機械
自動化發展對策
為了滿足國民經濟發展的需要，到本世紀
末包裝機械的發展目標是廣主要包裝機械產品自動化水平應有40%達到國際80年代末90年代初的水平;包裝機械的自給率到2000年要達到90%左右，出口額應占年產量的5-7%；包裝機械主要產品應是多功能、高效率、低能耗、機電一體化，成龍配套生產線運行的可靠性、穩定性和外觀質量都要有明顯提高。從我國包裝機械目前技術水平和9。年代發展目標要求來看，至90年代末我國包裝機械仍處於其發展的第二個階段，即“自動化”發展階段，部分產品的技術水平將向高級自動化即智能化方向發展。為此要采取以下對策。
1.加強企業改造提高企業素質
當前不論從國際國內市場需求來看，都迫切要求我國的包裝機械企業能生產出品種規格更多的、技術性能更好的、自動化程度更高的包裝機械產品，但我們未能做到這一點。其原因故然很多，最主要的原因就是研究設計與製造包裝機械的企業水平不能滿足當前包裝機械發展形勢的要求。企業素質差、管理落後、技術和設備陳舊.沒有活力，效益差。所以要通過技術改造改善經營管理、調整產量結掏、提高企業的技術吸收與開發能力，提高產品質量與技術水平，增強企業活力提高企業效益，促進良性循環.
2.狠抓基礎技術
自動化的包裝機械產品各項技術性能指標都要求較高，特別是可靠性指標已成為包裝機械產品進口擋不住，出口出不去的一個重要因素，根據全麵質量管理原則.國家有關部門要製定全麵規劃、狠抓基礎元件、基礎電路、基礎材料和基礎機械等基礎技術，並提高包機的“三化”水平，要組織一些廠家專門生產包裝機械自動化所需的元器件或裝置.如生產日期在線打印裝置，熱封元件，溫、光控元件和裝置，小型無級變速器等。
3.采用高新技術改造包裝機械傳統產品，提高技術水平和質量可靠性
當前有些包裝機械產品如灌裝機、摑紮機、封罐機和真空包裝機等產品已開始應用PC機進行投製.這對於提高產品電氣係統的工作可靠，性、促進產品升級換代都具有顯著的作用，據有關工廠技改經驗，對下列機械產品用PC機進行改造，可收到提高工作可靠性和自動化程度的良好效果。這些產品是:控製線路中繼電器超過10隻、延時元件較多和電氣聯鎖較多、原理相應複雜、維修雎度較大的設備;加工技術要求較高的設備；自動生產線和較複雜的裝配線；輸入輸出量校多的設備m等。
4.大力開發機電一體化包裝機械產品
把機械技術與微電子技術和信息技術相結合，可開發出新一代的數字化、智能化和柔性化的機電一體化產品。這種產品自動化技術水平高、功能強、可靠性好、能耗低，在國際市場上有很強的競爭力。各先進國家都十分重視開發這種類型的自動包裝機，近二年日本又開發了一種新型智能化的FW—7000立式枕型自動包裝機。它采用16位微信息處理機控製，在操作麵板上設有計算機對話係統，通過自由改變存儲可用於控製多達30多種產品的自動包裝。它能根據操作速度自動調節熱封溫度，保證封口質量。其微信息處理機的數控係統可高精度調節色標位置’通過專用電纜與計算機聯網，並入遠程係統操作.通過專用軟盤可隨機存入或調出存儲數據，並記憶大量產品數據”該機還沒有自動保險裝置。該機於9。年5月在日本名古屋首次展出‘嘰受到好評.
5.加速培養機電一體化人才
機電一體化技術是一門跨學科的綜合性很強的高技術’沒有精通微電子技術的人才是難以發展的.目前主要冋題在於機電技術人員知識結構上機電不相交融。在先進的工業化國家，有關傳感技術，數據轉換、傳遞和處理技術，接口和計算機操作、控製技術以及應用軟件等方麵的知識，已成為機械工程師的基本的需要。

6.現在我國發展、推廣、使用機電一體化技術,需要大批既懂機械又懂微電子的“兩棲”技術人員。據有關方麵在前幾年估計，我國機械工業係統在1990年前平均每年約需補充30000名機電“兩棲”技術人員.而現在還達不到需要量的1/3。因此抓緊培養機電一體化技術人才。

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