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1引言
隨著社會(huì)的發(fā)展、人們?cè)絹碓街匾暟b的質(zhì)量、品種類型，包裝機(jī)械在包裝領(lǐng)域中起著重要的作用[1]。自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)改變了包裝的制造方法及控制方式。自動(dòng)控制的包裝系統(tǒng)能夠極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，有效減輕職工的勞動(dòng)強(qiáng)度并降低能源和資源的消耗。但是，由于目前國內(nèi)現(xiàn)有自動(dòng)包裝機(jī)存在的軟硬件問題，自動(dòng)包裝機(jī)的工作效率一直不高。本文對(duì)全自動(dòng)包裝機(jī)生產(chǎn)性能及特征進(jìn)行了分析，從而引導(dǎo)設(shè)計(jì)人員科學(xué)地提出改進(jìn)措施，對(duì)提高生產(chǎn)效率具有十分重要的指導(dǎo)意義。
2國內(nèi)外包裝機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
我國包裝機(jī)械發(fā)展較晚，通過參考國外產(chǎn)品，進(jìn)行消化、吸收及自主開發(fā)、研制，技術(shù)上有了很大的提高，特別是產(chǎn)品功能和自動(dòng)化方面也有了長足的進(jìn)步[2]。盡管經(jīng)過多年的發(fā)展與完善，但我國生產(chǎn)的自動(dòng)包裝機(jī)綜合性能與國外先進(jìn)的產(chǎn)品相比還存在著很大差距。比較突出的問題是；機(jī)械加工工藝技術(shù)水平低；機(jī)構(gòu)動(dòng)作的網(wǎng)步、協(xié)調(diào)性差；關(guān)鍵零部件、易損件、電氣元件壽命短、可靠性差：生產(chǎn)速度一般都比較慢，自動(dòng)化水平不高，自動(dòng)化調(diào)節(jié)、自動(dòng)化控制水平低：設(shè)備的可操控性差，維護(hù)保養(yǎng)比較麻煩；充填精度低、速度慢；外觀造型和表面質(zhì)量差。
國外袋成型包裝機(jī)發(fā)展全面，優(yōu)勢(shì)明顯，主要特點(diǎn)有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、模組化；包裝速度高速化；結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)高精度化；控制智能化、彈性化；包裝形式多樣化等特點(diǎn)。并且國外的包裝機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)趨于簡單，橫封、縱封等動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用氣動(dòng)元件，包裝動(dòng)作簡捷快速，整機(jī)噪聲??；采用變頻調(diào)速裝置，實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，不僅調(diào)速范圍大、平滑性好、低速特性，而且可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，節(jié)電效果也十分明顯。因此，我國應(yīng)開始不斷發(fā)展適應(yīng)多品種、小批量的通用包裝機(jī)械和設(shè)備，包裝機(jī)朝著高度自動(dòng)化和集成化方向發(fā)展。
3全自動(dòng)包裝機(jī)的特點(diǎn)及功能
全自動(dòng)真空包裝機(jī)也叫全自動(dòng)拉伸膜真空包裝機(jī)/全自動(dòng)塑料盒熱成型真空包裝機(jī)， 其工作原理為：包裝機(jī)是通過下膜拉伸成型，然后將包裝物裝入成型了的下膜腔中，接著在封合箱中對(duì)包裝物進(jìn)行真空或真空充氣，并將上膜與下膜熱合，再通過橫切、縱切將包裝物進(jìn)行分割，最后包裝的成品輸送到下一工序，余下的廢膜料由收集器收回。全自動(dòng)包裝機(jī)是一種集自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)量技術(shù)、新傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)管理技術(shù)于一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它是根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序自動(dòng)完成物料的供給、計(jì)量、充填、包裝及成品輸送等功能[3]。全自動(dòng)包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 1 所示。

全自動(dòng)包裝機(jī)的設(shè)計(jì)采用先進(jìn)技術(shù)，在對(duì)產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上，通過創(chuàng)新構(gòu)思、系統(tǒng)建模、動(dòng)力分析、動(dòng)態(tài)優(yōu)化，從而得到廣泛應(yīng)用并具有如下特點(diǎn)：1、自動(dòng)化程度高；自動(dòng)包裝機(jī)采用當(dāng)前最為流行的組態(tài)軟件進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，畫面逼真，組態(tài)靈活，將中央處理單元及二次儀表等設(shè)備進(jìn)行連接，構(gòu)成有機(jī)的整體。2、模塊化設(shè)計(jì)；采用模塊化設(shè)計(jì)思想，根據(jù)需要選用雙頭秤、三頭秤或四頭秤自由組合的方式，這樣既可保證定量準(zhǔn)確，又能提高計(jì)量速度。3、可操作性好；只需按下操作按鈕或在組態(tài)畫面上點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕就能完成所需要的工作，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。4、可靠性好；由于采用高可靠性能的中央處理器（一般采用PLC）及工控機(jī)進(jìn)行控制，  同時(shí)采用CAD 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)具有較高的可靠性。5、可塑性強(qiáng)；與上位機(jī)進(jìn)行通信，并將數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)進(jìn)行處理，并可通過中央處理單元的裕量接口與外圍設(shè)備進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，保證現(xiàn)場的設(shè)備都能準(zhǔn)確完成所需的功能。
4、全自動(dòng)包裝機(jī)的可靠性和生產(chǎn)效率分析
全自動(dòng)包裝機(jī)的工作可靠性與全自動(dòng)包裝機(jī)的工藝、結(jié)構(gòu)、動(dòng)力特性、制造精度、機(jī)件材料、產(chǎn)品和工具特性，以及自動(dòng)包裝機(jī)的控制、檢測(cè)系統(tǒng)的完善程度等因素有關(guān)。要提高包裝機(jī)可靠性，   根本辦法在于提高每個(gè)部件的可靠性，即降低每個(gè)部件的故障率，而包裝機(jī)的可靠性與它的生產(chǎn)效率有著非常密切的關(guān)系，下面將對(duì)全自動(dòng)包裝機(jī)的工作效率和可靠性相結(jié)合進(jìn)行分析。
包裝機(jī)的生產(chǎn)率是指包裝機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量。設(shè)一個(gè)工件所需的加工時(shí)間為 T ,
也T 稱為包裝的循環(huán)時(shí)間。由基本工藝時(shí)間與循環(huán)內(nèi)輔助時(shí)間兩部分組成。包裝機(jī)的生產(chǎn)效率的表達(dá)式為：
Q = 1/ T =1/( t工作 + t空程)（1）
式中t工作 為工作行程所需的時(shí)間（即基本工藝時(shí)間）； t空程為空行程所需的時(shí)間（即循環(huán)內(nèi)輔助時(shí)間），如果自動(dòng)包裝機(jī)的t空程 = 0，即不考慮空程時(shí)間，那么這樣的生產(chǎn)率稱之為自動(dòng)包裝機(jī)的工藝生產(chǎn)率以K 表示：
K = 1/t工作（2）
令η 為生產(chǎn)效率系數(shù)，生產(chǎn)率系數(shù)表示包裝機(jī)的理論生產(chǎn)率與工藝生產(chǎn)率之比
η = Q/K 或η = t工作/T（3）
生產(chǎn)效率系數(shù)表示自動(dòng)包裝機(jī)在時(shí)間上的利用程度，也就是反應(yīng)工藝過程連續(xù)化程度。有上式可以看出，包裝機(jī)的生產(chǎn)率數(shù)值的范圍為0 <η < 1，包裝機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)率往往低于包裝機(jī)的理論生產(chǎn)率，因?yàn)榘b機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障，自動(dòng)包裝機(jī)更換加工產(chǎn)品時(shí)的調(diào)整，自動(dòng)包裝機(jī)運(yùn)動(dòng)部件磨損后的修復(fù)或更換，以及其他種種原因造成自動(dòng)包裝機(jī)的停車等等造成時(shí)間損失，所以自動(dòng)包裝機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)率Q實(shí)為：
Q = 1/( t工作 + t空程 + t損)（4）
式中t損為自動(dòng)包裝機(jī)循環(huán)外的時(shí)間損失。圖 1 是包裝機(jī)的理論生產(chǎn)率 Q 和一般包裝機(jī)的生產(chǎn)率Q1 和全自動(dòng)包裝機(jī)的生產(chǎn)率 Q2 與工藝生產(chǎn)率 K 之間的關(guān)系曲線，圖中曲線 1 表示連續(xù)工作的包裝機(jī)理論生產(chǎn)率（即t空程 = 0）曲線；曲線 2 表示為全自動(dòng)包裝機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)率曲線；曲線 3 代表一般包裝機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)率曲線。

從圖 1 可以看出，如果包裝機(jī)的可靠性和包裝機(jī)的工藝生產(chǎn)率得到提高，則實(shí)際生產(chǎn)率曲線將向右延伸， Q實(shí)max 值將增大，反之 Q實(shí)max 值將減小。因此可以發(fā)現(xiàn)全自動(dòng)包裝機(jī)的伸長率比一般包裝機(jī)的生產(chǎn)率要高，其可靠性和工藝生產(chǎn)率也比一般包裝機(jī)要高。
5 結(jié)論
全自動(dòng)包裝機(jī)保證包裝產(chǎn)品質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高、品種多、生產(chǎn)環(huán)境好、生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染小，因而獲得較強(qiáng)的市場競爭能力，帶來巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此， 具有革命意義的全自動(dòng)化改變著包裝機(jī)械行業(yè)的制造方法及其產(chǎn)品的傳輸方式。設(shè)計(jì)、安裝的全自動(dòng)控制包裝系統(tǒng)， 無論從提高包裝機(jī)械行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率方面，還是從消除加工誤差和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面， 都表現(xiàn)出十分明顯的作用。尤其是對(duì)食品、飲料、藥品、電子等行業(yè)而言，都是至關(guān)重要的。相對(duì)于以往的包裝機(jī)，全自動(dòng)包裝機(jī)其優(yōu)良的工作特性和較高的生產(chǎn)率水平必將成為前景較好的包裝機(jī)械，隨著自動(dòng)裝置和系統(tǒng)工程方面的技術(shù)正在進(jìn)一步深化，并得到更廣泛的應(yīng)用。
 

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