包装设备精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇包装设备范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词：瑜伽垫；自动包装；弯卷

1 国内外现状

目前的生产生活中，自动包装机在食品、医药、化工等行业有着广泛的应用。而在瑜伽垫生产行业中未出现有自动或半自动包装机。目前中国市场上并没有自动化的瑜伽垫包装设备，此操作须工人手动完成。劳动强度大，人工数量多。而中国生产了全世界大部分的瑜伽垫，国外基本上从国内进口。由于瑜伽垫大部分是在中国生产，相关自动包装设备在国外应用较少，故需要自主研发[1-3]。

由于瑜伽垫表面粗糙，对长期进行瑜伽垫包装的工人的手部有着或多或少的伤害。其工作强度高，考验工人体力。同时工作效率较低，限制产量及企业发展。在瑜伽垫包装过程中，需将瑜伽垫卷曲裹成筒形，这种在包装过程中的特殊性，加大了结构设计的难度。目前研究较少，然而市场上瑜伽垫产量要求大。

2 结构简介

总体结构如图1所示。

输入传送带在靠近弯卷系统一侧上具有压辊，具有两个作用。一是压平瑜伽垫，使其便于弯卷；二是防止起在弯卷的过程中摆动。运行时，一个工位将瑜伽垫卷曲裹成筒形。另一个工位则将一张广告纸环形粘贴在瑜伽垫上。两个工位同时工作，既可以提高工作效率，又可以降低工人劳动强度，为企业产生更大的效益。

广告纸输入系统参考了普通打印机的纸张输送系统，使其可以正常进纸。在纸张的运输过程中，使用2-4个加热压辊加热纸张上的胶水，使用的胶水在常温下并没有粘性。加热后将会有粘性，但粘性不大，刚刚好在环绕粘贴可黏住自身。

设备的核心――弯卷装置如图2所示。

弯卷装置有两套一样的弯卷夹持和约束装置机构。

每套夹持机构主要由一对手指气缸，一具磁偶式滑台气缸、一组弯卷约束装置等组成。主要目的是将瑜伽垫卷曲裹成筒形。其工作过程主要可分为夹持旋转动作和脱离动作。

夹持动作运动步骤如下：

（1）使用磁偶式滑台气缸将固连在一起的旋转步进电机和右端手指气缸夹持组伸入弯卷约束装置的内部空间内。

（2）同时夹紧左右两侧手指气缸，使手指气缸夹持组牢牢夹紧瑜伽垫一端。

（3）待瑜伽垫被夹紧后旋转步进电机开始工作，将瑜伽垫卷成筒形。

弯卷约束装置由鱼眼轴承、压力弹簧、压辊、压辊放松装置组成。工作时三个压辊在弹簧的作用下将紧紧压住瑜伽垫，防止其在弯卷的过程中出现甩动、无法卷紧等异常情况。进入广告纸粘贴工位后，压辊将用于迫使广告纸紧贴瑜伽垫，保证其正常环形粘贴。

工位切换装置主要用途为：使设备定轴转动，使两个夹持旋转机构可交替工作。转动动力由步进电机提供，通过双输出蜗轮蜗杆减速器增加力矩后输出给两根轴。

3 工作原理

（1）工人将瑜伽垫放在输入传送带上，输入传送带将瑜伽垫输送至夹持旋转机构前。

（2）当弯曲装置前端传感器探测到瑜伽垫时，工位1上手指气缸夹持装置开始工作。手指气缸闭合，夹持杆紧紧夹住瑜伽垫一端；

（3）当瑜伽垫被夹住后，工位1旋转步进电机开始工作，使瑜伽垫卷曲裹成筒形；

（4）待瑜伽垫完全卷曲裹成筒形后，工位旋转步进电机开始工作，使工位2切换至工位1的位置；

（5）待工位切换完毕，且弯曲装置前端传感器检测到瑜伽垫到达时，工位2执行以上（2）～（3）步，从而实现循环动作；

（6）纸张输送系统启动，将一张广告纸输送至粘贴装置，工位1旋转电机开始工作，使纸张环形缠绕在瑜伽垫上，纸张末端含有胶水，将广告纸粘牢在瑜伽垫卷的外表面上；

（7）工位1的弯卷约束装置的压辊放松装置开始工作的同时夹持机构的手指气缸开始工作，放松夹紧力，将夹持杆从卷好的瑜伽垫中抽出，同时输出传送带的过渡板在气缸的带动下向前运动，接住掉下的瑜伽垫，然后过渡板向后复位；

（8）瑜伽垫自由落体掉至输出传送带上并输送到下一步工序。

4 结束语

该设备可将切割完成的瑜伽垫自动卷曲裹成筒形，自动粘贴广告纸。弯卷包装及粘贴广告纸只需20秒，与熟练工人的包装时间相似。但是可以减少工人手部的损伤。该设备将拥有较高的自动化能力，可适应不同厚度的瑜伽垫。可以提高生产力，解放劳动力。

参考文献

[1]陈文.包装机械发展趋势[J].上海包装，2011（02）：36-38.

篇(2)

关键词：包装设备；故障监测；智能诊断

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/ki.16723198.2016.30.096

1引言

随着现代化工业生产和科学技术水平的不断提高，机器设备的大型化、连续化、高速化和自动化的发展趋势已日益明显，然而，由于机械零部件本身、设备所处运行条件、操作管理及维护不足等不可避免因素的影响，机械设备各种类型故障会时常出现。这不仅会促使机械设备预定功能的消弱或丧失，给企业带来经济损失，而且更为严重者还将直接威胁到人身安全，酿成灾难性的事故。为了保障设备安全、正常运行，人们急切需要一种新的维修机制解决上述问题。现代工业生产过程中，设备状态监测与故障诊断系统在保障设备安全运行，预防事故发生以及实现设备维修制度的变革等方面起到了关键性的指导作用，取得了显著的经济效益和社会效益。故障诊断是随着生产过程的复杂化而产生的一种技术，由于和现代传感器技术、专家系统技术相结合，已经展现出了很强的生命力。

GD包装设备为现阶段卷烟企业的主力包装设备，具有控制规模大、自动化程度高和柔性化强的特点。由于设备的结构越来越复杂，价格越来越昂贵，因此各种故障而导致的停机都是不可忍受的负担。为此，本文提出了一种能够对卷烟包装设备进行实时故障监测和智能诊断的自动化控制系统，以最大限度减少停机维修的时间，以及在故障发生之后能够迅速做出反应。本系统的研究共分为以下三个部分，首先是进行传感器的选点和安装，以获取包装设备的相关设备状态数据；其次进行故障监控系统的设计，通过对设备状态数据的分析和监视，及时发现设备故障；最后建立智能诊断专家系统，能够根据专家经验智能化地对设备故障进行诊断，并提出有效的处理建议。

2传感器选点与安装

针对包装设备故障检测，可分别采用TA102-1a振温传感器和普通振动传感器两种类型。在具体布置设备振动传感器的安装时，按照三个原则进行选点：

（1）安装位置应尽量靠近轴承的承载区，也就是反映转子振动特征最敏感的部位和信息最集中的部位。

（2）安装位置与被监测的转动部件最好只有一个界面，尽可能避免多层相隔，以减少振动信号在传递过程中因中间环节造成的能量衰减。

（3）安装位置必须要有足够的刚度。

测点1位于电动机左侧底座上，采用TA102-1a振温传感器。该监测点的选取主要是对整套设备的动力来源的稳定性进行监测。测点2位于初级传动轴轴承座上，采用TA102-1a振温传感器。该监测点的选取主要是对传动机构的状态进行监测。测点3位于二级传动轴上的隔板上，采用TA102-1a振温传感器。该监测点的选取主要是对传动机构的状态进行监测。除了动力装置的故障监测外，还包括对设备整w状态的监测，因此分别又加装了四个普通传感器，位于装盒机玻璃罩下机箱顶左下角、右上角、装盒机后侧动力系统处、装包机机箱顶角处等。

3故障监控系统设计

根据对传感器获取的振动和温度等设备状态数据进行分析的结果，建立相应的故障监控系统。以测点1为例，通过对测点1的振动位移、振动速度、振动加速度、温度进行实时数据收集，通过统计分析技术进行分析，见图1。

在图1中，分别是对设备较为稳定状态下检测到的振动和温度数据的分析结果，其中，振动位移、振动速度、振动加速度分别采用均值-标准差（Xbar-S）控制图进行分析，振动速度在设备稳定状态下基本保持匀速，且与包装机转速呈正相关关系，当转速稳定在65（r/s）左右时，振动速度也稳定在1.30（mm/s）左右，均值，方差。

振动位移在设备稳定状态下基本保持较小变化，而在包装机转速发生变化时往往容易造成振动位移的短时间增大，当转速稳定在6.5（r/s）左右时，振动位移也稳定在8（um）左右，均值，方差。

振动加速度在设备稳定状态下基本保持在较低的水平，且变化的幅度也比较小，当转速稳定在6.5（r/s）左右时，振动加速度基本稳定在0.25（mm/s2）左右，均值，方差。

温度目前呈往复式匀速上升状态，当包装机正常作业时，温度匀速上升，达到一定高度后温度上升开始变缓，甚至保持基本稳定，而当包装机转速下降时，温度开始快速回落。测点1的温度上升速度约为（℃/s）。

对于设备故障的诊断，大多数诊断标准（如ISO10816在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动、ISO10817转轴振动测量系统、VDI2056轴承座振动标准等）都采用分区的方式，因此本项目在已有标准的基础上，结合现场设备运行情况及数据分析结果，分别对振动和温度监测数据进行了分区监控的设计。对于振动速度、振动位移、振动加速度的监测，可分为四个分区，以振动速度为例，见表1及图2。

图2中四条线的位置计算方法为：

（1）在设备状态正常，并处于稳定状态下（转速保持稳定），收集一组（约50-100个）振动速度测定值。

（2）计算它的平均值μ0和标准差σ0。

μ0=x1+x2+…+xnn

σ0=Σni=1（xi-μ0）2n-1

（3）基准值=μ0；

预警值L预警=μ0+3σ0；

报警值报警=2（μ0+3σ0）；

停机值停机=3（μ0+3σ0）。

对于设备温度的监控，同样可分为如表2的三个分区。

4智能诊断系统设计

智能诊断系统是一类包含知识和推理的智能计算机程序，智能诊断系统是人工智能在机械故障诊断领域中的应用，由于专家系统具有成长周期短、使用成本低、便于复制、能够集中多个领域专家的智慧等诸多优点而受到各方面的普遍关注，已成为机械故障诊断学科的一个研究热点和最新发展动向。智能诊断是系统建立的一个计算机与现场维修人员的一个通道，当系统发现故障或发现故障前兆时，系统会发出报警，并生成一个故障处理单，故障处理单中包括故障现象数据、根据故障数据比对历史处理记录中的专家经验，获取到的故障原因判断及相应的解决方案等。现场维修人员根据故障处理单的内容到现场开展相应的排查处理，处理完成后，将处理的结果回馈系统，系统可根据处理结果更新专家库。

5结论

设备状态监测与故障诊断技术的实质是了解和掌握设备在运行过程中的状态，评价、预测设备的可靠性，早期发现故障，并对其原因、部位、危险程度等进行识别，预报故障的发展趋势，并针对具体情况作出决策。本文针对卷包车间GD包装设备的机械磨损、机械疲劳等隐性故障进行监控，提前提示机械设备的寿命曲线，通过增加必要的温度、振动等传感器，并选择合理的安装位置，设计合理的研究方案对设备故障的智能监控和诊断进行研究；在此基础上，建立完善的设备状态监测和故障诊断辅助系统平台，针对GD包装设备的机械磨损、机械疲劳等隐性故障进行监控，实现了设备故障的预先报警和智能诊断，为企业高效的生产经营、检修维护、设备管理提供了有力的保障。

参考文献

[1]杨国安.机械设备故障诊断实用技术[M].北京：中国石化出版社，2007.

[2]张正松.旋转机械振动监测及故障诊断[M].北京：机械工业出版社，1991.

[3]陈进.机械设备振动监测与故障诊断[M].上海：上海交通大学出版社，1999.

[4]屈梁生，何正嘉.机械故障诊断学[M].上海：上海科学技术出版社，1986.

[5]安华.机电设备状态监测与故障诊断技术[M].西安：西北工业大学出版社，1995.

篇(3)

伴随着国际软包装市场脉搏的跳动，近年来，我国软包装行业也加快了前行步伐，市场表现甚为喜人。我们看到，新型高阻隔软包装材料陆续问市、软包装形式和工艺不断创新变化、拥有国际一流制造和技术水平的国产软包装设备成功研发、一批国内民营企业开始参与并投入到国产软包装设备制造领域……这足以说明我国软包装市场正在得到进一步的规范与优化，我国软包装设备及产品的层次也获得了提升。

我在刚刚退休的一年时间内，利用闲暇之余走访了国内多家软包装企业和软包装设备制造企业，并了解到，这些企业在2011年取得了可观的销售业绩。然而，我国软包装行业得到迅猛发展的同时，也不可避免地出现了一些与其他行业类似的浮躁情绪和大意之举。例如，一些软包装企业一味地追求使用新材料和新工艺，却没有担当起正确引导和教育市场的责任，致使一些新材料的功能和应用在下游市场和终端用户中得不到充分发挥，从而造成严重的资源浪费，这显然是与低碳经济发展之路背道而驰的；部分软包装设备制造企业对先进软包装设备制造技术认识不足，一些国产软包装设备在结构设计和加工制造中只是对高端进口设备的简单模仿，甚至是大肆抄袭，而不是在真正学会和理解新技术实质和精髓的基础上，对国产设备进行升华和改造。

目前，我国软包装行业的准入门槛已经提高了很多，这与国家环保法规的健全、大型跨国企业的入驻、市场竞争的白热化、消费者收入水平的提高和对健康安全的重视密切相关。正因为如此，软包装企业要想在多重压力下站稳脚步，仅仅依靠采用无苯油墨这一种手段来实现绿色印刷显然是远远不够的，其还需要在厂房建设、售后服务、科研团队、生产管理等方面加以完善和提高。例如，软包装企业的厂房应具备良好的环保条件，包括能够对VOC排放进行预处理，尽量减少产品中的溶剂残留量；生产环境对员工的人身安全有保障；卫生条件达标；具备可跟踪质量管理系统等。同时，还应具备完善的售后服务和强有力的科研力量；善于运用成本管理的有效提升手段，如ERP管理模式等。

而且，我认为提高软包装企业的“软实力”尤为必要。

首先，行业准入门槛的高升不仅在于设备及其耗材的高成本投入，先进技术的运用也是其中的一个重要因素，因此，软包装企业必须拥有一支强大的技术研发队伍，这导致了软包装企业对高新技术人才的渴求。对人才的需求不仅包括人才的引进，还包括对现有人才的挽留及其个人能力的提高，因此，软包装企业需要为员工营造一个恰当的学习氛围，从某种意义上说，行业竞争其实就是科研团队之间技术提升和进步速度的竞争，这已超出了产品与设备优劣比拼的范畴，而上升到企业文化的建设层面。

其次，软包装产品价格的竞争能力也是软包装企业整体竞争力的一个重要组成部分，因此在生产和销售环节做到成本的准确控制也是一种重要技能，例如，企业是否建立和施行了行之有效的ERP管理模式。我们经常看到这样的现象：不同的企业以同样的价格承接同一批订单，有的企业会亏得一塌糊涂，而有的企业却有利可图，这足以见得价格控制在企业管理中的重要性。此时，可能有人会有异议，认为“引进多个高端管理模式还不如有一个聪明能干的老板”。这话确实不假，但只说对了一部分。在管理小规模企业时，这个“聪明能干的老板”可能会充分彰显其能，但对于大规模企业的管理，单凭一个人的“聪明能干”显然是不够的。

除此之外，出于对环保的责任、对低碳经济的满足和对产能的要求，软包装企业必然会对软包装设备提出更高的要求。而与进口同类设备相比，国产软包装设备在性能和技术应用上的差距还很大。大多数国产软包装设备暂时还处于参照、模仿高端进口设备的阶段，而没有真正掌握其中的核心技术而加以创新和改造。

反观当前全球都在采用的“低成本国家资源（LCCS）”竞争策略，从价格来看，国产软包装设备当然更具优势，但从设备性价比来看，现有国产软包装设备暂时无法完全满足软包装企业在产能和环保方面的高需求。

以国产凹印设备为例，其在能耗指标方面仍然差强人意，尤其是在排风系统的能耗上，基本占据了整台设备总能耗的67%，因此，在平衡和满足生产安全、产品卫生安全和减少能耗这三大要素上，国产凹印设备的性能还有待提高，否则将给减少VOC排放带来障碍。

截止目前，进口软包装设备进入电子轴时代已经有十多年的时间，国产软包装设备也正在及时跟进。运用电子轴技术需要正确理解其真谛所在，如电子轴在软包装设备中的应用不只是传动方式的改变，而是设备整体性能的提高，目前新一代国产电子轴软包装产品正在积极研发之中，其将使用户受益匪浅。

在干式复合和涂布设备方面，国产设备基本上仍在沿用一些二三十年前的国外设计理念，其中也包括部分不合理的设计，如烘箱的干燥方法和张力执行手段。另外，我国一些涂布产品还在使用从干式复合设备简单演变而来的涂布设备进行生产，烘干系统不能满足高效、节能的要求，而能够适应不同种类的涂布液、满足不同涂布量需求的国产涂布设备更是稀少。

随着软包装市场需求量的不断增加，我国软包装行业将迎来无限商机，我们应该对其广阔的市场前景充满信心，同时也要正视我国软包装行业发展中的不足。软包装企业更应保持清醒的头脑，戒骄戒躁，善于创新和改变，从而推动我国软包装行业的健康发展。

以上是我对我国软包装行业的些许感观，并没有深入展开。究竟软包装企业如何在市场上定位？如何做好企业管理？如何解决生产中常见的技术难题？我将在日后篇章中与大家探讨，愿与行业同仁共勉！

篇(4)

特点：（1）适用包装3～50g小剂量产品；（2）自动完成称重、封口成袋、打印批号等过程；（3）带剔除功能，能保证称量合格率；（4）另配自动供料提升机，可完成自动进料；（5）另配出料输送带，可完成自动出料；（6）触摸屏带有程序操作，操作过程实现可视化，可保存300～500种物料包装参数，快速调用生产；（7）PLC控制系统运行，各线振幅可独立调节；（8）所有部件采用不锈钢，且与物料直接接触部分可方便拆洗与消毒。

参数：（1）包装速度：20～55袋/min（与规格有关）；（2）称重精度：±0.3～±0.5g（与规格有关）；（3）称重范围：3～100g；（4）制袋规格：L（60～120）mm×W（60～120）mm；（5）封口样式：直纹齿切（可三边封或背封），8mm；（6）卷膜材质与膜卷卷芯尺寸：塑料卷状膜/通用3in（7.62cm）卷芯；（7）膜卷直径/膜宽度：最大350/140～260mm；（8）功率：220V/50Hz，3.5kW；（9）气源：0.45～0.6MPa；（10）外形尺寸：L1055mm×W1080mm×H2350mm。

广州市锐嘉包装设备有限公司

篇(5)

关键词：全自动粉体包装生产线 发展现状 低碳包装 市场前景 关键技术。

中图分类号：F276.3 文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2011）11-286-02

一、概述

袋装粉体的全自动包装生产线是国内包装行业急需发展的重要装备。当前，我国粉体生产企业迫切期望采用拥有自主知识产权的全自动粉体包装生产线来实现低碳包装。全自动粉体包装生产线需达到如下要求：（1）采用清洁包装技术解决现场粉尘污染问题；（2）减小包装体积，降低包装耗材，节约包装资源；（3）采用拥有自主知识产权的码垛机器人，降低码垛耗能。

由于粉体物料物性的多变，带来粉体包装方式的个性化、多样化要求，在包装技术上有较高的难度，给全自动粉体包装生产线的产业化带来了技术风险。扬州市创新包装有限公司新研发的全自动粉体包装生产线克服了技术难题，具有广阔的产业化前景。

二、粉体包装行业在国内的发展现状

随着市场的需求及包装技术的发展，粉体行业采用的包装方式从最初的人工包装，发展到采用定量自动包装设备进行的半自动包装。目前，在工业发达国家，大多数粉体物料生产厂家都装备了以定量自动包装机和码垛机器人为主要部件的自动化包装生产线，代表着目前粉体包装技术的最高水平。其包装工艺实现了高度自动化，计量、计数、装袋、封口、打包等都形成了流水线作业，包装效率高，而且现场环境整洁。由于目前国内劳动力成本的增加以及工人劳动保护的重视，结合发达国家包装行业的发展轨迹，采用基于机器人进行码垛的全自动粉体包装生产线，成为国内粉体包装行业当前的发展趋势。

粉体包装的高难度，导致国内很多包装设备制造企业不愿意涉足该领域，而大力开发粮食、饲料等颗、粒料全自动包装设备，致使行业发展不均衡。国内粉体包装行业，尤其是粘性粉体及超轻细粉体为代表的特殊粉体包装设备远不能满足市场需求。很多粉体生产企业在国内不能找到合适的包装设备，或使用人工包装，或使用普通包装机进行半自动粗放式包装，或花费大量金额从国外进口包装设备。

据国内某锑品生产龙头企业介绍，由于该公司没有找到国产包装设备实现全自动包装，只能从日本进口。不仅价格非常昂贵，核心技术掌握在日本企业手中，而且附加条件为每年必须保证一定量的产品供应给该日本企业，从而受制于人。

粉体物料包装通常会出现以下几个难点：（1）粉尘污染严重，尤其是超轻细粉体及含气量大的粉体散逸性强，易造成现场工人尘肺等职业病；（2）粘性粉体包装机出料口易挂料，造成掉料现象，严重污染包装现场环境；（3）流动性过强的粉体包装时冲料，导致计量不准，污染现场；（4）粉体物料易混合气体，尤其是超轻细粉体及含气量大的粉体物料包装体积大，包装袋容积率低，极大浪费了包装耗材，加大了运输成本；（5）传统高低位机械式码垛机耗能高，占地大，使用、维护成本高。

目前，国内粉体包装技术发展缓慢，市场急需此领域包装设备的产业化生产。

三、全自动粉体包装生产线在低碳包装方面的意义

扬州市创新包装有限公司新研发的全自动粉体包装生产线通过自动上袋机、粉体定量自动包装机、输送机、倒袋机、重量复检机、剔除机、整形机、喷码机、码垛机器人等成套设备完成粉体物料的自动包装、检测、码垛。该生产线在低碳包装方面有以下意义：

1.实现包括超轻细、粘性等粉体物料的清洁包装。粉体物料包装过程中粉尘污染严重，尤其是超轻细粉体及含气量大的粉体散逸性强，易造成现场工人尘肺等职业病。全自动粉体包装生产线采用负压沉积技术，将物料中气体抽出，防止粉尘飘散；采用螺旋反转，气吹式自清理出料口等技术防止包装机出料口掉料。有效减少了包装现场的粉尘污染，避免了工人在恶劣环境下的工作。

2.减少粉体物料的包装体积，降低包装耗材，节约包装资源。本包装生产线在国内率先使用螺旋压缩和负压沉积相结合的技术，可以有效减少粉体物料中的含气量。

以超轻细粉体物料为例，使用本生产线包装，可以降低物料中含气量80%以上，提高包装袋容积率35/%，可节约35%的包装袋制作原料。

按照包装袋制作采用3层克重80g/m2的牛皮纸，尺寸80（长）×50（宽）cm，年产5万吨物料（使用包装袋200万条），每年节省牛皮纸计算如下：

0.8m×0.5m×2面×3层×0.08kg/m2×2000000条×35%=134.4吨。

所以年产5万吨超轻细粉体生产厂家，使用本生产线，每年可节约134.4吨牛皮纸。同时可减少使用PE膜原料35%，并降低运输成本35%。

3.节能、降耗，采用拥有自主知识产权的码垛机器人，降低码垛能耗，符合国家低碳经济发展的要求。

国内广泛使用的机械式码垛机单机功率为30KW左右，而本生产线使用的码垛机器人单机功率为4KW，设备按照330天/年，16小时/天的工作制度计算，每套全自动粉体包装生产线年节约用电量如下：

（30-4）千瓦时×16小时×330天/年=137280千瓦时/年。

折合标准煤：13.728万千瓦×3.6吨/万千瓦时=49.42吨。

所以每使用一套全自动粉体包装生产线，每年可节约标准煤49.42吨。

同时，机械式码垛机单机尺寸为17（长）×5.5（宽）×3.5（高）m左右，而码垛机器人主机尺寸为1.5（长）×0.7（宽）×3.1（高）m左右，耗材小，并大大降低了加工耗能。

4.极大提高生产效率，降低人工成本。以年产5万吨粉料的生产厂家为例，人工包装需设置8个出料口及储料仓，每个包装口处需称重灌装人员两人，复检缝包一人，搬运、码垛两人，以两个工作班组计算，共需80个人进行包装，且工人的劳动强度非常大。如采用半自动包装，需设置6个出料口和储料仓，每台包装机需要操作人员一名，重量复检人员一名，码垛人员一名，以两个工作班组计算，共需36人进行包装。如采用全自动粉体包装生产线，只需要一套设备就可以满足年产10万吨物料的包装需求，而操作人员仅需8名。

四、全自动粉体包装生产线的市场前景

全自动粉体包装生产线主要用于包含超轻细、粘性等粉体物料的全自动包装。粉体工业的前景广阔，粉体材料已在化工、建材、冶金、电子、医药、生物工程、陶瓷、农药、涂料、国防及尖端技术等领域得到了广泛的应用。粉体材料的快速发展，给全自动粉体包装生产线带来了广阔的市场发展空间。

结合发达国家的发展历程，国内粉体行业发展前景广阔，并向聚集化发展。以钛白粉行业为例，中国达到世界发达水平之后，对钛白粉的需求量将达520万吨，而目前，离这个数字差不多还有400万吨的缺口{2}。2009年，除中国以外，全球只有18个钛白粉生产商，总产能为470万t/a，其中前7名生产厂家产能合计400万t/a，占全球总产能的85%。而同期中国具有基本生产条件的大大小小的生产企业57家，规模以上的就有37家。2010年以来，国内大型企业不断扩大产能、重组企业，以期做大做强，在大型企业的市场挤压下，小型企业逐渐被淘汰或收购{3}。全自动粉体包装生产线主要面对的客户为规模企业，此发展趋势大大增加了本包装生产线的市场规模。

据统计，中国规模以上粉体物料生产厂家有5000家左右，其中95％的企业利用人工包装或半自动包装。如果每家使用四条全自动粉体包装生产线，则需要20000条，市场规模达600亿元，并逐年扩大。

五、全自动粉体包装生产线关键技术的突破

全自动粉体包装生产线的技术难度是其产业化的主要风险，扬州市创新包装有限公司现已攻克了以下关键技术：

1.包装过程中粉料与气体的充分分离，有效防止超轻细粉尘逸出，以及包装袋退出后，防止挂在包装机出料口处的物料掉落污染包装现场环境，是清洁包装生产的关键技术问题。

技术突破：包装过程中，采用负压沉积技术，并设计了过渡料仓抽气、输送体抽气、抽气棒抽气置等真空抽气装置，有效防止了超轻细粉体生产包装过程中的外溢。还在包装机出料口设计了气吹夹层微孔，实现瞬间气吹，将挂在包装机出料口处的少量粘性粉体吹至包装袋内，从而防止包装袋退出后，挂在包装机出料口处的物料掉落，污染包装现场环境。采用上述的粉料、气体分离，负压沉积技术，减小了污染，并可有效减少包装体积30%以上，抽气后的粉料密度大为增加，方便运输和仓贮，节约30%以上的包装和运输成本。在国内处于领先水平。

2.粘性粉体在包装袋内易出现堆尖，粘性粉体的包装对加料顺畅性有很高的要求，确保包装物料顺畅是前提；而且包装速度、料口粉料外挂都会影响到包装精度，确保高计量精度是关键。

技术突破：全自动粉体包装生产线采用独有的振动料仓设计，解决了粘性粉体加料顺畅性的难题；变频调速加料装置能够根据剩余包装重量的大小及时调整加料电机的转动速度，解决了包装速度和包装精度相冲突的问题；采用双传感器计量，且在给料完毕后，对挂在包装机出料口处的少量粉料统计计量，并作计量预留，从而保证了包装精度。在计量系统上，突破性采用了振动计量一体化设计。在国内处于领先水平。

3.机器人控制的体系结构、控制框架，正确、方便、安全的信息交互，以及在线方式下各种模式的行为控制和可达性分析计算，是码垛机器人四轴运动协调控制的关键技术。

技术突破:生产线采用CAN总线技术、模块化设计、开放性结构，可移植性、易修改的标准接口，和复杂动态系统的分析与鲁棒控制技术，实现了码垛机器人的四轴运动协调控制技术：自由度数4、轨迹重复性为±1.0mm。在国内处于先进水平。

4.作业对象变更时，机器人作业系统的功能柔性和任务适应性，变位操作的全局可达和柔性配置，以及两个电磁离合器背对背连接使用的控制难度是码垛机器人灵活运动规划的关键技术。

技术突破: 全自动粉体包装生产线采用独有的连杆机构、替代两个电磁离合器背对背使用的双向电磁离合器结构，开发了变位机设计与机器人作业系统协调运动灵活规划软件，使结构重量轻、控制方便。独有的连杆机构，减少零部件的点数，提高传动效率，效率高达96%。双向电磁离合器结构还减少了伺服电机的数量，成本低、能耗小。在国内处于先进水平。

5.全自动包装码垛生产线包括了自动上袋、定量包装、输送整形、机器码垛等多个生产环节，各工序设备的协调运行、稳定可靠，以及提高生产效率是控制高度智能化自动化的关键。

技术突破：全自动粉体包装生产线通过对各工序工况进行实时监测，现场PLC进行监控和冗余控制，顶层用高速实时SYSNET网把各工序控制站联成一体，SYSNET既可以与PLC也可以与普通计算机联网，从而便于与其他类型的DCS系统互联，达到系统开放的目的，在国内处于先进水平。

六、结语

全自动粉体包装生产线的研发具有重要意义，可以提升国内包装行业的整体水平，实现粉体物料的低碳包装。其市场规模大，技术含量高，关键技术已攻克，拥有广阔的产业化前景。

注释：

{1}李晓刚，刘晋浩.码垛机器人的研究与应用现状、问题及对策，包装工程，2011（3）：96～102

{2}徐高栋.关于我国钛白产业的发展现状以及未来市场规范问题分析，中国粉体工业，2011（2）：11～14

{3}毕胜.山重水复疑无路，柳暗花明又一村――2009年中国钛白工业复苏状况及前景，钛白，2010（5）：4～8

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关键词机械 设备 自动化 包装 工程 监控

引言

自动化是人类社会和科技进步的结晶，是生产率发展的必然趋势。机械设备的自动化技术是保证获得最高生产率、最优产品质量和最低成本的最好手段。机械设备的自动化技术的应用发展体现国家的科技水平。实现机械设备制造自动化技术的意义在于其技术和经济效果显著。机械设备制造自动化所带来的优点主要有：提高产品质量、提高生产率、缩短生产周期、促进产品更新、降低生产成本、提高经济效益、减轻工人劳动强度、改善劳动环境、带动相关技术的发展.。

1、包装机械设备自动化技术

包装机械设备按复杂程度可分为：简单、半自动和全自动三大类。而全自动包装生产线设备主要由二大部分组成：全自动包装设备和全自动码垛设备。

1.1全自动包装设备

全自动包装机由自动上袋系统、包装秤（视需要可设计为单秤或多秤）、平台、整形设备、拆边机、批号及生产日期打印机、输送机（含倒袋输送机、立袋输送机和平袋输送机），还可设置收尘装置等组成。自动上袋系统是全自动包装和半自动包装的主要区别。自动上袋系统对包装袋的质量要求比较严格，当包装袋涂膜不符要求时，自动上袋系统的故障率随包装袋质量下降而上升。如果非出口产品、贵重产品及对产品包装有严格要求的物品包装，从降低包装袋的成本和包装机的价格着想，建议采用半自动包装机。自动包装机，每小时可包装500kg的物品500袋，最大可达800袋到1200袋；称重精度达0.2，最高可达0.1。

1.2全自动码垛系统

全自动码垛系统由码包机、垛型加固机、物品姿态控制装置、输送系统、控制系统等部分组成。全自动码垛系统有高架式和低架式两种形式。高架式码垛机的班产量大于低架式码垛机的班产量。码垛按每层五袋，每袋40-50kg，每垛40袋计算，则每小时可码垛600袋，最高可达每小时码垛1200袋。全自动码垛机配叉车储运，则有装车机动灵活，运输、码垛、拆垛、搬移等任务都可实现机械化操作。使作业时间大为缩短，作业劳动强度大大减轻。一条全自动包装码垛生产线，建议操作人员2-3人为好。

对于年产量大于10万吨的企业，采用全自动包装码垛，可以产生极大的经济效益和社会效益；年产量在5万吨至10万吨的企业，也有明显的经济和社会效益；年产量在5000吨以上的企业，建议采用半自动包装码垛生产线，也可获得大的经济和社会效益。

1.3 全自动包装码垛生产线

全自动包装码垛生产线的特点：

（1） 自动化过程已逐步实现。包装材料或包装容器的自动整理、输入以及产品的输出；单机及机组和生产线的自动协调工作和故障的自动处理；对包装质量的在线自动检测和自动剔除不合格品；为适应多品种、小批量生产包装设备的实际需要，可实现柔性化自动包装码垛。

（2） 包装码垛设备成套性较强。包装设备多为连续作业的单机联动线和机组，成套性较强，其成套方式有：把具有不同功能的单机或机组与辅助设备配套成龙为连续作业；设计制造具有多种功能的作业线，现代化生产中包装机械不仅将制袋、充袋、封口、称量、码垛、运输等功能组合在一起，而且将清洗灭菌、计量、贴标、打印、检测和传递输送等功能也结合起来组成成套作业。

（3） 可靠性较高。全自动包装线系统功能多，工位多，机构复杂，要求运动准确，动作迅速、协调，工作可靠。在现代化工业生产中包装设备已是生产流水线上的关键设备。为此采用了必要的检测和监控措施，对故障及时显示或报警，针对常见故障和误操作，设置安全防护措施，使设备即使在意外情况下也不致损坏。在报警发出后，由操作人员干预，使设备恢复正常运转。

（4）较强的通用性。包装设备的通用化、系列化、标准化，更有利于实现包装自动化。工业包装线及装备的构成应该模块化。每一个特定用户在物料的性质、称量精度、生产率以至码包、封口方式等方向都可能有不同的需要，但是有很多动作是相同或相似的，只是尺寸大小不一样，粮食类谷物自动包装与化肥、矿物颗粒自动包装以及小包装的动作也有相似之处。因此，可以将包装装备的组件设计成通用化。国外，有的国家包装机械的通用化程度已达百分之70到90。

1.4 半自动包装系统

由于产量及其他原因，由人工完成如供袋和封口作业，有时不要求进行在线整治、质量复核、检测、打印和垛型加固等作业，这时系统也称为半自动包装系统。

2、包装线对自动化装备的需要

2.1包装线对自动化装备的需要

很久以来，包装生产线只到把物料包装好为止，尤其是25kg 以上的重袋包装更是如此，至于后续的搬运工作则完全由搬运工人来完成。造成这样局面有多方面的原因，但主要是我国生产力水平较低，劳动力便宜，资金缺乏，科研人才少，管理落后等。包装行业存在的问题要想进一步发展以及参与国际竞争还必须找出自身缺点和不足，纵观20余年的发展过性，不难发现我国包装机械行业中存在某些明显的不足，概言之有以下几点：

(1)低水平产品重复生产多。如小型自动封口机、真空包装机、小型灌装机、小食品生产设备等。这些设备技术难度小、成本低、起步快。因此，不少企业选中它做“入门”产品，以此积累资金再展鸿图。这样，就造成产品不可避免地重复，产品积压卖不出去，自然又影响设备的更新，最终使得生产水平难以提高。

（2）高技术含量的产品尚未有人生产。如高压杀菌设备，连实验室阶段也未进入；又如多层共挤设备，其共挤头也是从美国购来配套的。

（3）自主开发能力较弱。一方面是我们企业起步较晚，还未摸清市场的规律；另一方面是科技力量薄弱，高科技人才资源不足，掌握先进的设计、应用CAD的人还不多，许多企业是看好别人已生产的产品市场不错，买来图纸依样画葫芦，结果不理想。有的企业照搬国外产品测仿，达到了样机水平则称为“国际先进水平”，实际上是早已淘汰的产品。如均度机，人家已有适应高温、高压、高粘度物料的，均质粒度可达1um, 的设备问世，我们还拿3um的普通设备标上国际先进水平。这样固步自封影响了产品的开发，即使有新产品，其档次也不高。又如，由于目前科技迅猛发展，超细粉状或准纳米级粉状的包装流动性很差，应该研究提高流动性的机构，以满足自动生产线的要求。

2.2包装自动化的需要

为了改变包装行业现状，对包装装备的自动化有以下要求或者发展趋势：

（1） 机电仪综合技术是包装码垛生产线的发展主流。自动化程度是衡量包装机械技术水平的重要标志。其内容包括工艺过程、工艺参数、物料流动、产品质量、运行故障、安全防范等的自动控制和包装物、包装袋或容器、包装产品、包装过程的自动检测两个方面。由于大量采用了微电子、远红外、传感等高新技术，特别是微型计算机的应用，使水平迅速提高，从而减少了人工操作，提高了包装质量。

（2） 在促进单机高速化的同时，注意提高系统的效率。高速化是提高包装机械生产效率的主要途径，为此，不断提高包装速度已成为总的发展趋势，其主要途径是在提高自动化水平的同时不断改进结构。还将更多的注意力投向提高整个包装系统的生产效率，使高速化向深层发展，使包装系统更加经济合理。

（3） 在发展专用机的同时，积极开发通用机型。对于某些形状、尺寸基本固定，生产批量较大的包装物，为了提高生产效率，简化产品结构，便于专业化生产，往往有各种相应的专用设备进行包装。但由于多品种小批量的商品市场需求以及中、小型用户的发展，多功能通用包装机械发展十分迅速，其适应范围也愈来愈广。这类包装机械的特点是单件小批生产，甚至同种设备因客户要求不同也可能有一些变化。有些企业为追求效益只希望生产少数儿个品种，最好是一次投一批料生产多台，企业要求各异，设备亦可设计成模块化的，功能可以加减，控制亦可以简繁，这样也便于把设备做精、做好。要提高标准化水平，发展“积木式”包装机械和生产线。为缩短包装机械制造周期，降低生产成本，便于自动化生产及方便用户使用和维修，整机和部机的标准化、系列化将逐步深化。通过不同传动装置及执行机构等的组合，便于产生不同的效果。

结束语

机械设备的自动化技术是人类长期的社会实践中不断追求的主要目标。随着科学技术的不断进步，自动化制造水平也越来越高。采用自动化技术，不仅可以大大降低劳动强度，而且可以提高产品质量，改善制造系统适应市场变化的能力，从而提高企业的市场竞争力。

参考文献

1．卢庆雄．机械加工自动化IMl．北京：机械T业出版社，1990．

2．陈禹六．先进制造业运行模式M¨E京：清华大学出版社．1998．

3．林岗．机械制造自动化技术M．北京：机械工业出版社：．2001．

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【关键词】啤酒；啤酒企业；啤酒液位

1.设备因素

我国的啤酒厂家的生产设备由于不同产品结构的需求，呈现出高、中、低三个档次的现状，高档次啤酒包装设备以德国KRONES、KHS为代表的纯生瓶装线，装酒压盖机主要有电子灌装阀、电子-机械组合阀、机械阀等不同形式。我国生产的啤酒包装设备虽然以中、低档为主，其设备越来越先进，自动化水平也越来越高，关键部件采用国外先进技术和配置，不仅增加了整条包装线的可靠性，对保证产品质量、改善劳动环境、节能环保和提高人资效能具有深刻的现实意义。

在选择新啤酒包装设备时，除要考虑整线的技术指标外，其经济指标也是主要考虑内容。如生产线的效率应在90%以上，酒损在1%以下，灌装液位的精度应在±2mm以内（从瓶底到啤酒液面的高度呈现一致性）。设备安装好经过机器磨合，二个月后基本达到性能指标，而且资本性支出的合同内容要体现具体要求。另外设备安装、调试、磨合期的管理，人员培养、培训达到能力需求都是相当重要的。一条国内40000瓶/小时新的包装线，国内具有实力啤酒工厂经过几个月的磨合（设备、人员、管理等要素），不仅生产线效率达到了90%以上，每班包装线的员工不足10人，除贴标机2人续标以外，其它各机台均实现了单岗配置。

装瓶压盖机部件结构对啤酒液位一致性的影响：

1.1回气管

绝大多数装酒压盖机采用的是预真空灌装阀，在短管（回气管）灌装过程中，保持液位一致性首先要保证回气管的内外径、长度保持一致，其表面光滑。近几年国内啤酒品牌的容量、啤酒度数呈下降趋势，全瓶肩、半瓶肩、无瓶肩，瓶颈的高低、瓶颈的斜度不同的各式各样专用瓶型脱颖而出。不同瓶型在灌装中气体从啤酒瓶回流到酒缸顺畅的程度不一致，对保证啤酒液位一致性产生一定影响，因此同种瓶型采用的回气管反射环的位置要进行设计，回气管的内径一般采用?4mm，若在回气管上部由?4mm变径高度为?3.2mm，可增加灌装稳定性。

1.2气阀拨轮

气阀拨轮用于控制酒阀二次抽真空的CO2喷冲、备压、酒阀开关等，啤酒在灌装过程中的每一个环节，能否满足等压灌装原理和灌装液位一致性，离不开气阀拨轮的每一个动作。拨轮有固定和可调节式两种，现在啤酒设备生产厂家以固定式的气阀拨轮居多。

1.3啤酒瓶与酒阀对中度

在灌装过程中要求瓶流畅通，啤酒瓶与酒阀对中要好，进瓶螺旋、星轮、护板的尺寸、精度要与品种的瓶型相匹配，调整位置要精确。瓶流的输送带、过渡板、压盖瓶托的瓶底位置要一致，杜绝出现前低后高现象，使啤酒瓶晃动过大，瓶内酒液溢出，造成液位不均。

2.设备维修

有了好的设备基础，要保证啤酒灌装液位的一致性，还需对设备进行维护、保养、检修。具体做法是：

2.1保持灌装系统的密封性

酒缸密封分为动态密封和静态密封，夹瓶橡胶是连接啤酒瓶和酒阀的密封件，每个班（按8小时计算）要上千次受到啤酒瓶和酒阀法兰口的冲击，夹瓶橡胶除正常磨损出现缺口、毛边或上、下部凸凹不平以外，细碎的玻璃也容易镶嵌在夹瓶橡胶的表面，形成啤酒瓶与酒阀密封连接不严现象，造成灌装完毕由于啤酒瓶在夹瓶橡胶处泄压，酒缸内啤酒继续下流到啤酒瓶内，使灌装液位上升。灌装过程中夹瓶橡胶处严重漏气时啤酒瓶内压力明显低于酒缸压力，液阀弹簧不能自动弹起，出现空瓶现象，除造成生产效率下降外，瓶盖损耗同时增加。真空阀、泄压阀密封不严容易产生灌装液位上升现象。气阀扁形垫密封磨损或脱落，容易造成灌装过程中翻酒（CO2溢出形成的喷涌）现象。酒阀座密封是关闭酒阀的密封部件，对以上酒阀动态密封每次生产完毕，操作人员或设备维护人员要对夹瓶橡胶等密封状况进行全面检查，更换磨损密封件，确保下一班次灌装生产液位保持一致性。对静态密封也要定期检查。

2.2回气管和反射环的维护

回气管应用专用工具进行拆装，每次生产结束后，要检查其回气管的弯曲度，并做必要的调整。如反射环出现烂边、毛边、缺口现象，啤酒反射到瓶子内壁时，二氧化碳容易从啤酒内析出，瓶内压力迅速升高，啤酒泡沫增加，出现啤酒灌装不足量现象。

2.3保持气阀拨轮的灵活性

如气阀拨轮上的压力拉杆在拨动酒针时受阻，在灌装过程中啤酒瓶内压力与酒缸压力相等时，酒针弹簧很难自动弹起，酒针密封性能减退，容易出现灌装不足量、翻酒现象。一般在啤酒销售淡季对气阀拨轮的导件、制动圆盘（或制动圆弧件）O型圈、压力环等配件彻底检查、更换，压力环最好使用进口的尼龙1010材料，其寿命是国产件的2倍以上，厚度尺寸以压力拉杆的中心线对正为准。

2.4酒缸及托瓶气缸密封

啤酒灌装过程中，酒缸的气密度对保持CO2在啤酒中稳定作用是相当重要的，也是保持灌装液位一致性的关键要素。除酒阀、气阀拨轮、酒阀与酒缸的连接密封以外，与酒缸接触的上盖、压力表、温度表、CO2接口、自动排气阀等密封也应定期测试，常用的方法是CIP时酒缸、酒阀、各种连接管件充满水时记录所有漏点，更换磨损（或损坏）的密封。托瓶气缸每年要清洗一次，更换密封，做好托瓶气缸日常，每个班次对托瓶气缸滚轮、升降滑道用油雾气进行喷射，托瓶气缸所用压缩空气用液压油每周应添加2次。

2.5设备其它因素

高压激沫压力应控制在1.5-3.0Mpa，保持喷射喷嘴的垂直度，调整高压激泡喷嘴与压盖机之间的空间距离，以细沫溢到瓶口压盖为最佳；装酒压盖机生产运行要求稳定、持续、流畅，瓶流舒畅；真空、泄压阀杆、对中罩、酒阀弹簧、压力拉杆等易损元件要定期检查；液位自动控制元件要保持完好，槽内计量仪中的引电器做好防护。

3.操作过程控制

3.1保持啤酒瓶型一致性

同一品种的瓶型，不同厂家生产、不同批次，尽管啤酒瓶容量、直径、高度一致，瓶颈存在差异，也容易造成灌装液位偏差；洗瓶机出口啤酒瓶温度、空瓶洗净率同样对保持灌装液位一致性造成一定影响。保证进入装酒压盖机的啤酒质量，是啤酒液位管理的第一道工序。

3.2掌控好灌装参数

酒缸CO2备压压力控制在0.2-0.3MPa，在保证灌装稳定的前提下，尽量采用酒缸压力下限，啤酒灌装温度控制在0-2℃，托瓶气缸压力控制在0.3Mpa；酒缸内液位掌控在满量高度的45%-65%，避免满缸现象；接、换酒的时候，控制好啤酒在管路里的流速。在啤酒灌装过程中，CO2在啤酒中饱和的越好，灌装液位就越稳定。

3.3可采用全方位空瓶检验机（EBI）和装酒压盖机后液位检测仪（FBI）

通过空瓶检验机可检验并剔除异型瓶、瓶口破损瓶，避免异型瓶造成液位不一致和灌装过程瓶口破损频繁损坏夹瓶橡胶现象；通过液位高频检测，可迅速查找啤酒低液位灌装阀的信息，以便及时进行维修。

3.4每班记录超出液位范围的酒阀号

根据低液位、高液位的酒阀状态，检查气阀拨轮、酒针（气阀）密封、对中罩、夹瓶橡胶、反射环、真空阀、泄压阀、瓶托等配件，对异常情况进行处理。