一、包装机械自动化发展过程、特点及方向
包装机械是包装工业的主要技术装备，其结构功能、技术特性和自动化水平是随着包装工业的发展从简单到复杂、由低级向高级方向发展.其发展过程可分为三个大阶段，即机械化、自动化（初级自动化和高级自动化）和“无人化”（“无人化”生产百b无人化”生产工厂》的发展阶段。
先进的工业化国家在1945年M前，就在食品、医药、卷烟、火柴和日用化工部门实现了产品包装作业的机械化生产。
从50年代开始至60年代期间，国外先进国家的包装机械技术水平就发展达到了初级自动化的阶段.其特征是，包装机械产品的电气系统由接触器、继电器、半导体逻辑元件控制器或矩阵式顺序控制器组成，并且主要是通过牝械方法进行自动控制的。这时的自动包装作呈以单功能、专用性很强的自动包装单机和刚霆自动包装生产线为主.
进入7C年代以后，先进的工业化国家首先认识到，国家工业的先进性和国随的威力将取决于以集成电路为核心的微电子技术的发展与应用程度，拥有集成电路优势的国家，将会掌握21世纪高新技术发展的主动权。因此这些国家不惜花费巨资发展微电子技术，致使这一时期微电子技术发展十分迅速,继1970年生产出1K动态存储器，在以后的10年间就先后产出4K、16K和256K动态存储器’目前64兆的存储器也已间世「七由于微电子技术的发展，使微型计算机、可编程序控制器（PC）和工业机器人也得到了进一歩的改善与提高一以微型计算机控制的数控机床（CNC）、新一代的工业机器人等为代表的机电一体化产品先后何世，以传真机、电脑打字机、磁盘存储器和计算机終端等信息处理用机器产生了.在机械制造业中，也先后产生了CNC、CAD/CAM、FMC（柔性制造単元）、FMS（柔性制造系统）和CIMSt计算机集成生产系统）现代化的机械制造技术。
作为机械工业一个重要分支的包装机械工业.由于融合了微电子、计算机和信息技术，使包装机械产品简化了结构、扩大了功能、提高了自动化程度，因而使包装机械的技术发展进入了具有柔性化和智能化特征的高级自动化阶段。
随着包装机械自动化水平的发展，将对包装工业产生极其深远的影响.美国理査|gH.韦格纳博士顼测：“不久将来，人类食品包装的生产过程，将采用以微型电石为动力，计算机管理能源，供应半成品、成品、包装材料「用徽信息处理系统控制加工、生产过程中的计量、装料卸料、搅拌等，用激光担任裁切、分类、剥皮、切块、切片、粉碎扌用机器人操作生产.企业管理和生产人员不必到现场，可以在距离较远的操作室内进行远距离操作如，从系统工程论观点来看，不但未来的食品包装生产过程是如此，其他产品的包装作业也将是高度自动化的.行家们认为，未来的包装工业将由电子计算机、智能机器人、各种高级自动化包装机、以及習能化检测装置等按产品自动包装工艺要求而组合成的全自动加工系统进行生产.生产过程的质量检测与控制、故障的诊断与排除将实现全面自动化，真正达到高速、优质、低耗和安全生产•这时包装作业将向以智能密集型为特征的“无人化”生产方向发展。
二、我国包装机械自动化水平现状与差距
自十一届三中全会后，由于贯彻了改革开放的方针,使我国的包装机械工业有了很大的发展。现已发展成为拥有445家企业、16余万职工、年产包装机械约96000台套、年产值达12亿多元的一个新兴的产业。但由于我国包装机械工业基础差，企业素质不高，制造技术落后，因此在许多方面与先进的工业化国家相比，仍存在较大差距，以下就包装机械自动化技术发展水平这一问题，从四个方面进行简要的分折与对比。
1.由刚性自动化向柔性自动化过渡
刚性或柔性自动化,这是自动化发展阶段中两个层次，前者是初级自动化的特征，而后者是高级自动化的特征.通常人们把以机械控制为主的、专用性较强的包装单机和包装生产线，以及专门加工某个零件而设计制造的专用自动生产线的自动化作业称之为刚性自动化。所谓柔性自动化就是通过电子和计算机的控制，利用软件技术来改变包装机械的操作过程或工作程序或自动调整土作参数，以满足不同的需要，这种具有柔性自动化的包装机是具有高度自动化水平的机电一体化产品.
2.提高包装机械自动化作业的技术水平
包装机械自动化作业要正确处理好包装材料、容器与产品之间的关系,不但要满足产品保质的要求,而且还要满足包装结构造型与装璜美化的外观质量要求。一般说来.包装机械的生产速度高.对执行机构的动作同步性和协调性要求也都较高。为了保证包装作业能可靠正常地工作，要推行在线的自动检测与控制,如对被包装物品形状或顏色的挑选、异物的剔除、重量和计量精度的检测，包装材料和容器破损、餘陷和污染等的检测与剔除;包装成品外观质量、商标位置、气密性或真空度等的检测以及故障的诊断与显示等。这里值得指岀的是,为了真正发挥自动包装机的生产效能，设计师们应重视自动包装机产品应具有故障显示与诊断功能的重要性.据国外有关单位估计.在自动包装生产作业中，由于机器产生故障而造成的停工，有80%的时间花在检査寻找故障的原因上，有10％时间用于寻求消除故障的方法，仅有N%时间真正用于检修故障的实际操作.现在英国KisterTP生产的热收缩包装机都设有“自我诊断”的电子设备，当机器发生故障时，就会在屏幕上显示出故障产生在何处,以便操作人员及时搀除"这种“自我诊断”设备已有系列产品付诸实用⑴。
例如，在鑽头的高速自动真空封口作业中，对罐头二重卷封的质量和雄头内真空度的检洩I.现在美国已开发了在线检测的新技术。可在每个蟻头离开封罐机之前对其二重卷封接缝的紧密度进行100%的检测。其方法是采用微电子和计算机技术，对卷封过程理论的压力变化曲线与卷封时实际的压力变化曲线进行比较，当二者的差值超过标准规定值时，一方面通过状态打印装置和检测报警系统向操作者发出信号，另一方面对不合格品予以剔除。在线检测罐内真空度是利用在大气压力作用下，由于罐内的真空度不同使靖盖中心向内凹的程度也不同，通过高灵敏度的传感器进行检测，对不合格品予以剔除，从而保证罐头食品的质量s.
利用激光多普勒效应原理,可对移动物件的速度和长度进行非接触式在线检测与控制.是80年代机电仪一体化的自动测试仪器装置。它在包装工业中有相当广泛的用途。它的工作原理是利用激光束具有良好的时间和空间的相关性.与多普勒效应（即把移动物体的速度变换为多普勒频率）相结合，通过测量物体速度，再根据速度与时间的关系变换出物体的长度.这种检测装置具有高精度、高分辨率、测量长度大、测速范围广等特点0除可测定移动物体速度、长度外，可使系统实现定长切割、可控制涂层厚度的均匀性，控制物料的输送量等®,
3.智能控制和智能化技术的应用
据文献®报导；自从1967年Leondes等人首先提岀“智能控制”的概念以来，智能控制与决策的研究领域不断扩大，特别是进入80年代以来,这方面的研究有了显著进步。宋健同志于1986年6月提岀、发雇智能自动化是我国现代化建设中~项最为迫切的任务'1988年7月又指岀“智能机械的发展,将从根本上改变人类的劳动方式和生活方式，这说明智能控制技术是高技术的核心。国外一些包装产品也十分重视釆用智能控制技术，如采用智能化仪表、智能传感器和智能控制器等•据文献报导：国外已研制出用微电脑控制的可自动调整的包装机，只要把包装材料、容器和包装物品的有关参数输入计算机，计算机就能在它的存储器中找到一组最佳的调整参数,然后自动启动各调整机构，一次性完成调整任务。又如国外某集装机械由于采用了智能技术，能根据被集装物的形状、尺寸大小自动设计最佳排列方式，并自动进行堆放集装。
目前我国新开发的或对传统产品进行技术改造的包装机中，也已釆用单片机、微型计算机、PC机等进行自动控制，但这些自动控制基本上都是按照预定的固定程序执行的，离智能控制还有一段距离。
4.包装机械的设计与制造积极推行CAD/CAM技术
包装机械工业是整个机械工业中的一个重要分支。为了提高机械产品的质量和可靠性,各个国家都十分重視在机械工业中开发柔性化、智能化和计算机集成化的现代化加工技术。据文献'"和關报导：机械制造自动化发展过程一般可分为四个阶段。实现单机加工自动化;实现FMC或FMS単条生产作业线的柔性自动化；实现整个生产车间加工自动化;实现工厂全盘生产自动化。目前日本大多数机械制造企业正在向第二阶段，加工中心和CNC机床已基本普及,至1981年FMS就有279套在生产中使用，80%以上〈有的厂家达100%)的焊接工作由机器人来承担,约有30家先进的机械制造企业的自动化水平已经达到了第三至第四阶段。在美国自1952年首先研制出数控飢床之后，至1989年全国拥有FMC系统8100套。美国通用电气公司的汽轮机一发电机分厂已成为一家无图纸的自动化工厂，为此曾于1984年荣获美国制造工程师学会(SME)颁发的工业先进奖在计算机辅助设计方面，自从美国阿波罗计算机公司(ApolloComputerCo.)开发的装有32位MPU的工程工作站(EWS)于1985年成批投放市场后，美日等国家有50%的机械制图由CAD系统绘制，约50%的机械加工及装配工艺过程由CAD/CAM系统执行
我国的机械工业在CAD/CAM技术的应用方面较先进国家差距较大。据文献"5报导：我国数控机床已较为广泛地用于生产,少数企业已开始应用FMC和FMS.个别企业已着手进行CIMS的试点工作.该文还指出“我国生产制造技术落后.目前仍处于机械化生产为主的阶段，与国外工业发达国家开始发展以计算机控制的柔性化、智能化、集成化为特征的自动化生产相比，存在着阶段性的差距。
综合以上分析，考虑到在80年代中由于向国外引进了大量的较为先进的包装机械产品和部分专利技术，使我国的包装机械技术水平有较高的起点，目前我国包装机械技术水平处在机械化和初级白动化为主开始向较高级自动化方面发展阶段。而目前先进国家包装机械的技术水平，向柔性化、智能化方向过渡。
三、2000年我国包装机械
自动化发展对策
为了满足国民经济发展的需要，到本世纪
末包装机械的发展目标是广主要包装机械产品自动化水平应有40%达到国际80年代末90年代初的水平;包装机械的自给率到2000年要达到90%左右，出口额应占年产量的5-7%；包装机械主要产品应是多功能、高效率、低能耗、机电一体化，成龙配套生产线运行的可靠性、稳定性和外观质量都要有明显提高。从我国包装机械目前技术水平和9。年代发展目标要求来看，至90年代末我国包装机械仍处于其发展的第二个阶段，即“自动化”发展阶段，部分产品的技术水平将向高级自动化即智能化方向发展。为此要采取以下对策。
1.加强企业改造提高企业素质
当前不论从国际国内市场需求来看，都迫切要求我国的包装机械企业能生产出品种规格更多的、技术性能更好的、自动化程度更高的包装机械产品，但我们未能做到这一点。其原因故然很多，最主要的原因就是研究设计与制造包装机械的企业水平不能满足当前包装机械发展形势的要求。企业素质差、管理落后、技术和设备陈旧.没有活力，效益差。所以要通过技术改造改善经营管理、调整产量结掏、提高企业的技术吸收与开发能力，提高产品质量与技术水平，增强企业活力提高企业效益，促进良性循环.
2.狠抓基础技术
自动化的包装机械产品各项技术性能指标都要求较高，特别是可靠性指标已成为包装机械产品进口挡不住，出口出不去的一个重要因素，根据全面质量管理原则.国家有关部门要制定全面规划、狠抓基础元件、基础电路、基础材料和基础机械等基础技术，并提高包机的“三化”水平，要组织一些厂家专门生产包装机械自动化所需的元器件或装置.如生产日期在线打印装置，热封元件，温、光控元件和装置，小型无级变速器等。
3.采用高新技术改造包装机械传统产品，提高技术水平和质量可靠性
当前有些包装机械产品如灌装机、摑扎机、封罐机和真空包装机等产品已开始应用PC机进行投制.这对于提高产品电气系统的工作可靠，性、促进产品升级换代都具有显著的作用，据有关工厂技改经验，对下列机械产品用PC机进行改造，可收到提高工作可靠性和自动化程度的良好效果。这些产品是:控制线路中继电器超过10只、延时元件较多和电气联锁较多、原理相应复杂、维修雎度较大的设备;加工技术要求较高的设备；自动生产线和较复杂的装配线；输入输出量校多的设备m等。
4.大力开发机电一体化包装机械产品
把机械技术与微电子技术和信息技术相结合，可开发出新一代的数字化、智能化和柔性化的机电一体化产品。这种产品自动化技术水平高、功能强、可靠性好、能耗低，在国际市场上有很强的竞争力。各先进国家都十分重视开发这种类型的自动包装机，近二年日本又开发了一种新型智能化的FW—7000立式枕型自动包装机。它采用16位微信息处理机控制，在操作面板上设有计算机对话系统，通过自由改变存储可用于控制多达30多种产品的自动包装。它能根据操作速度自动调节热封温度，保证封口质量。其微信息处理机的数控系统可高精度调节色标位置’通过专用电缆与计算机联网，并入远程系统操作.通过专用软盘可随机存入或调出存储数据，并记忆大量产品数据”该机还没有自动保险装置。该机于9。年5月在日本名古屋首次展出‘叽受到好评.
5.加速培养机电一体化人才
机电一体化技术是一门跨学科的综合性很强的高技术’没有精通微电子技术的人才是难以发展的.目前主要冋题在于机电技术人员知识结构上机电不相交融。在先进的工业化国家，有关传感技术，数据转换、传递和处理技术，接口和计算机操作、控制技术以及应用软件等方面的知识，已成为机械工程师的基本的需要。

6.现在我国发展、推广、使用机电一体化技术,需要大批既懂机械又懂微电子的“两栖”技术人员。据有关方面在前几年估计，我国机械工业系统在1990年前平均每年约需补充30000名机电“两栖”技术人员.而现在还达不到需要量的1/3。因此抓紧培养机电一体化技术人才。

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