浅谈食品包装机械中自动化技术的应用与发展

　　
    近年来，我国食品工业企业组织结构发生了显著变化。规模以上食品制造业和饮料制造业
的企业数量、从业人员年均数量均呈现不同程度的增长。据国家统计局统计，从

2005 年到

2010 年，我国规模以上食品制造业和饮料制造业企业数量，分别从 5428 家和 3448 家增加
至

9179 家和 6412 家，增幅分别达 69.10％和 85.96％；而规模以上食品制造业和饮料制造

业的全部从业人员年均人数，也分别由

116.59 万及 87.54)K 增加至 168.78 万和 124.64 万，

增幅分别达

44.77％和 42.37％。由此可见，我国对食品饮料工业从业人员的需求大幅增加，

每年劳动力市场的短缺与制造业订单增加之间的矛盾日渐浮现，迫使企业考虑采用自动化
技术来解决一问题，以提高劳动生产率及统一产品质量标准。

 

　　在一个充满了竞争和以客户为导向的商业化环境中，对设备灵活性、稳定性和可靠性的
要求也越来越多。目前，包装系统从第

1 代发展到了第 4 代，正在逐步实现更高程度的自动

化水平，而且还大大增加了相关软件的应用比例。

 

　　自动化对企业生产的重要性

 

　　通过消除人工错误，自动化设备可以带来更高的生产能力，它速度更快，操作更加精
确，特别适合于重复性和比较关键的操作步骤。

 

　　主要以机械零件为主的包装设备可能会因零件问题而导致生产速度减慢，并且增加了
发生潜在差错的可能性。为确保所有的机械组件都能保持良好的运行状态，日常的维护是很
有必要的，但糟糕的是，这些包装机械设计无法使用现代控制器所用的那些先进的故障诊
断和排除工具，无法改善不必要的停机状况。因此，包装界正在增加其设备的自动化程度，
以便满足用户日益增长的相关需求。

 

　　包装设备的演变过程

 

　　第

1 代设备会使用一个主电机、几个齿轮箱及一些链条和滑轮来传递动力和扭矩，将手

工操作转成自动化操作。直到今天，许多这样的设备仍然在使用。

 

　　第

2 代包装设备本质上是混合使用了基本的机械自动化技术和对关键运动进行控制的

伺服系统。这种设备在包装界中应用很广泛，仍然是某些包装应用场合的首选。

 

　　第

3 代包装设备，这种全电子的设备采用了伺服控制，以便使多轴的运动能保持精确

的同步。其特点包括可变速操作，高灵活性和高精确度，因此该类设备正在世界范围内得到
越来越多的应用。

 

　　然而，技术的发展永远不会停止不前，当用户和消费者还在继续了解第

3 代设备的好

处时，第

4 代设备已经处于开发制造过程中了。 

　　第

4 代设备的优势 

　　与从机械、伺服混合的第

2 代转向以伺服为主的第 3 代不同，第 4 代包装设备提高了今

天可扩展的、基于标准的软硬件的基础。这种新设备的关键技术是简化的操作和诊断方法、加
工和包装过程的在线集成，与

MES 系统的完全集成，以及扩展的相关法规。被称为

GenNext 的第 4 代技术是远超过第 3 代的下一代技术。第 3 代设备是在一个 M 级的奔腾处理
器上集成相关的动作和逻辑指令，这为下一代设备的软件发展提供了一个可扩展的基础。现
在第

4 代设备应用了分布式智能技术，比第 3 代取得了很大的提高，扩展了电子、气动和液

压技术的能力，增加了生产力，提高了可靠性并加强了通讯的能力。

 

　　从伺服到软件为包装设备带来的变化

 

　　虽然第

4 代设备已在欧洲得到了商业化，但在其他地方第 3 代设备仍占主--导地位。我

们可以看

T，从伺服到软件等各种不同的技术为包装设备带来了哪些变化。 

　　伺服控制：虽然伺服技术在驱动设备方面已被使用了很长时间，但它在高速运转下的
可靠性和可重复性直到最近才被提高到能替代包装设备中主轴的程度。通过与控制器和内部