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1.1課題背景與研究意義

    隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對物質(zhì)的需求量更大，物品之間的運輸流動變的越來越普遍，在物品運輸?shù)倪^程中，需要保證物品質(zhì)量與外觀，這就需要將所運輸?shù)奈锲愤M行包裝。生活中遇到的所有物品也幾乎都是經(jīng)過包裝之后才進行流通的，在以前我國的工業(yè)還不是很發(fā)達，很大一部分物品的包裝都是通過人工來實現(xiàn)的，而人工包裝生產(chǎn)效率較低，并且包裝質(zhì)量也因人而異，隨著人們生活水平的提高，人均消費水平增加，人們對產(chǎn)品數(shù)量及外觀包裝要求更高，人工包裝很難滿足現(xiàn)有的生活需求，這就迫使一些包裝機械生產(chǎn)公司，加大投資力度，研發(fā)一些包裝質(zhì)量好，速度快，穩(wěn)定性高的全自動包裝生產(chǎn)設(shè)備。

    我國機械生產(chǎn)行業(yè)在最近幾十年得到了快速的發(fā)展，在我國經(jīng)濟發(fā)展的各個領(lǐng)域都可以看到機械設(shè)備所發(fā)揮的偉大貢獻，我國已成為一個機械工業(yè)生產(chǎn)大國。包裝機械是我國必不可少的基本生產(chǎn)設(shè)備，是商品進行包裝的關(guān)鍵性設(shè)備。平時生活中經(jīng)常用到的生活用品，食品，電子設(shè)備，化肥農(nóng)藥，種子等等都需要進行一定質(zhì)量或體積的包裝，人工包裝則不能保證包裝產(chǎn)品每一個都能達到所要求的精度，而包裝機械的包裝精度則相對較高，合格率高，在食品及其他包裝領(lǐng)域發(fā)揮著重大作用。機械包裝能提高自動化，機械化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，改善工作環(huán)境，節(jié)省勞動力，降低勞動強度，給企業(yè)帶來非常大的利潤。

    包裝機械在產(chǎn)品包裝過程中雖發(fā)揮著很大作用，但是目前國產(chǎn)包裝機械里面，包裝機的包裝速度還相對較低，小袋包裝速度在60^-200袋/分鐘，包裝速度能達到200袋/分鐘以上的包裝機還很少;中袋包裝速度達到35^-60袋/分鐘，而國外設(shè)備小袋包裝速度能達到1200袋/分鐘，中袋包裝速度在160袋/分鐘[2_3y且在包裝質(zhì)量方面和國外相比仍有一定的差距。因此針對國產(chǎn)包裝機械的不足，以及在缺少相關(guān)理論指導(dǎo)的情況下，研究一款集上料一填充一封合一切斷于一體的高速小袋包裝機并設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)是十分必要的，且有著重要的應(yīng)用價值。

1.2包裝機械發(fā)展現(xiàn)狀

    包裝機械是用來完成商品外部包裝的機械設(shè)備[[4]。產(chǎn)品的包裝過程主要包括制袋，計量，填充，封合，切斷等主要工序。按包裝過程自動化程度劃分，包裝機械可分為全自動包裝機械和半自動包裝機械。全自動包裝機能夠在一臺機器上完成所有的包裝過程，生產(chǎn)效率較高;而半自動包裝機則只能完成部分包裝過程，后續(xù)還要轉(zhuǎn)運到其他工位完成剩余包裝工序，半自動生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)效率相對較低。

    在現(xiàn)代化社會，幾乎所有的商品都要經(jīng)過外包裝才能在市場上流通[5-6]，為了滿足日益增長的多樣化包裝需求，國內(nèi)外包裝機械有限公司開始不斷加大研發(fā)投資力度，設(shè)計開發(fā)了適應(yīng)不同產(chǎn)品形狀，大小，形態(tài)的通用型現(xiàn)代化包裝機械，從而打破了傳統(tǒng)包裝機形式單一，功能簡單的狀況，使包裝機械性能得到了很大的提升，包裝機類型得到了全面發(fā)展，已基本能夠滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)要求。根據(jù)包裝機包裝物料的不同可將包裝機分為以下幾類:

      (1)粉粒狀包裝機械，常用于奶粉、咖啡等散粒狀物料的包裝。

      (2)液態(tài)、流體類型包裝機械，常用于啤酒、飲料、油制品等產(chǎn)品的包裝。

      (3)定型類包裝機械，固體型包裝產(chǎn)品豐富多樣，并且形狀大小各異，填充過程也不盡相同，對于形狀固定體積較大的常采用計數(shù)包裝方式，而對于形狀不規(guī)則物料也常常采用稱重計量方式包裝。

1.2.1國內(nèi)包裝機械發(fā)展?fàn)顩r

    我國包裝機械起步較晚，發(fā)展水平和國外相比還相差很大[[8]。由于我國基本國情的影響以及人們對基本生活需求的增大，使得我國包裝機械在高精密設(shè)備需求方面相對較小，而對于中、低等精度且能夠滿足普通生產(chǎn)要求的包裝機械的需求量相對較高，對于包裝機械生產(chǎn)廠家而言，市場商機很好。國內(nèi)一些大型包裝機械生產(chǎn)廠家加大投資，吸收外國先進包裝技術(shù)，并自行研究設(shè)計，使我國的包裝機械有了長足的發(fā)展，在技術(shù)上有了很大的提高。

    目前我國主要包裝機械生產(chǎn)廠家已多達50多家，但大部分廠家生產(chǎn)水平還相對較低，自動化水平及技術(shù)含量各不相同，因此所生產(chǎn)的包裝機械差異程度也較大，一些成熟產(chǎn)品技術(shù)也是大量的模仿抄襲，沒有自己的主打品牌，技術(shù)缺乏創(chuàng)新，對我國包裝技術(shù)創(chuàng)新有很大的阻礙。在產(chǎn)品技能方面，我國包裝機械和國外包裝機械產(chǎn)品有很大的差距，國內(nèi)包裝機的不足還很多，主要有:

      (1)包裝速度低、品種少

    國內(nèi)包裝機類型比較單一，而且多數(shù)都是單列式包裝機，包裝速度較慢，并根據(jù)包裝物料形狀和質(zhì)量的不同，包裝速度也也所差別，基本保持在20-200袋/分鐘，速度能達到200袋/分鐘以上的包裝機還很少。國產(chǎn)包裝機封合形式一般為三邊封、四邊封.

      (2)包裝精度低

    由于國內(nèi)機械制造工業(yè)水平還不是很高，生產(chǎn)的機械零件精密程度不高，且組裝技術(shù)水平有限，造成國內(nèi)包裝機整體包裝精度低，當(dāng)包裝質(zhì)量較小時，還能基本滿足生產(chǎn)要求，但是當(dāng)包裝質(zhì)量較大時，包裝誤差就會相應(yīng)變大，產(chǎn)品不合格率增加。

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