食品包装机械未来实现“四化”

中国包装网
2014.05.05

食品包装机械自动化有利于提高设备的生产率,满足人们日益增长的生活需求,保证食品包装的一致性和安全性。指出要实现食品包装机械自动化,需要考虑包括控制器、传感器、伺服驱动技术、人机交互界面及网络技术等问题;同时从食品包装机械自动化的发展趋势看,要加强对设备的数控化,设备信息的一体化及设备故障诊断的智能化等方面的研究。

食品包装机械具有自己的特点:种类繁多,功能各异,更新快。目前世界上包装机械的品种已达到2000种左右,这还不包括一些辅助机械和包装材料机械、包装容器的加工机械在内。

随着社会产品不断增多,包装材料和包装工艺的变换,包装机构的运动副迅速更新,并向更高的技术水平发展。包装机械机构复杂,要求动作精确,工序多,速度快,影响其结构性能的因素多(如被包装物品的尺寸、形状,包装材料、容器的质量,包装工艺等),对包装机械的设计和制造要求高(如精度、刚度和耐磨性等)。

食品包装机械实现自动控制的必要性

食品和包装机械形成行业已20多年,相对于食品工业,还是一个新行业。目前国内食品包装机械企业组合化和机电一体化生产力较低,多数食品包装机械企业以生产单机为主,生产效率低、能耗高,稳定性和可靠性差,控制技术和自动化技术应用较少。这几年是世界技术发展最快的时期,新技术不断在行业上应用,而国内行业的基础薄弱,技术及科研力量不足,其发展相对滞后,在某种程度上拖了食品和包装工业的后腿。

随着人们生活水平的迅速提高,食品行业的发展空问愈发巨大。为了满足人们日新月异的消费需求,对食品包装机械提出了以下要求:1)食品包装机械的生产效率越高越好。2)食品包装机械具有很高的柔性和灵活性,能有效保证包装机械可根据被包装物品的要求和包装材料的不同,实现包装规格化、标准化,符合集合包装的要求。3)对食品包装机械在工作过程中发牛的故障要迅速排除。4)食品包装机械具有自动识别功能。5)食品包装机械的包装过程要实现绿色包装。6)保证食品生产和包装过程的安全卫生。由此可见,实现食品包装机械的自动化,尤其是实现具有高度柔性的自动包装线,不仅体现了现代生产的发展方向,同时也可以使企业获得巨大的经济效益。

食品包装机械自动化的发展方向

1、食品包装机械的数控化

将开发数控机床的成功经验应用到食品包装机械的设计与开发上,采用数字控制,可以应用程序来控制食品包装机械的包装过程和包装动作,提高设备使用的柔性和适应面,有利于提升食品包装机械的设备价值。

2、食品包装机械的信息一体化

CAD技术在工程领域已得到广泛应用。将CAD技术应用到食品包装机械上,可以大大缩短设备的设计开发周期,在设计过程中可应用人机工程学,充分考虑人操作起来方便与否来进行反复多次的设计;对设计出来的结果应用CAE软件进行性能和结构的优化,使设计满足绿色环保的要求;应用CAPP技术将产品的各个零件尽量标准化,对零件进行编码归类,对每一类零件进行加工工艺规划,存储到加工知识库中;在产品的制造过程中,可应用CAM技术进行零件的加工过程仿真和数控加工代码的生成,实现产品的虚拟制造或应用数控加工技术快速制造设备。食品包装机械设备从市场需求和调研开始,到最后设备的维修和保养整个过程可以统一归纳到CIMS中去。在食品包装机械上采用CAX技术,有利于适应市场快速多变的需求。

3、食品包装机械监控和故障诊断智能化

为了提高食品包装机械的自动化程度,保证设备的利用率和生产率,有必要建立食品包装机械的故障诊断和监控系统。在广泛收集设备在工作过程中发生的故障现象、故障原因和故障位置的基础上,建立设备的故障诊断专家系统。利用多传感器信息融合的监控系统,对设备进行实时监控。发现问题时,可利用设备故障诊断专家系统,通过智能的正向推理和反向推理相结合,快速帮助用户确定和解决故障。企业利用网络技术也很容易实现远程监控和设备故障诊断、自动排除,减少人工参与,保证食品包装机械生产的产品在生产中没有人为接触和污染,产品质量均匀统一。安全卫生。同时借助现有的商用网络,设备制造商可以很轻松实现异地对生产线的监控、诊断和修改,提高自己的产品在市场上的竞争力。

在“十二五”期间,食品包装机械总产值可望突破4000亿元。目前在食品包装机械快速发展的背后,大量技术含量高的设备是依靠进口。因此,在今后的食品包装机械设计中,应注重提高设备的自动化水平,在设备的机械结构领域中充分应用先进的控制和伺服驱动技术,将数字化技术融入到设备的研发和制造过程中,以实现设备的完全自动化、高效化、节能化、绿色化。

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