毕业设计（论文）-透明膜包装机推盒部件和折角部件设计（全套图纸）.pdf

毕业设计毕业设计(论文论文) 透明膜包装机透明膜包装机 （推盒部件和折角部件设计）（推盒部件和折角部件设计） 学学 号：号： 10130176 姓姓 名：名： 专专 业：业： 机械工程及其自动化 系系 别：别： 机械与电气工程系 指导教师：指导教师： 副教授 二一四年六月二一四年六月 摘摘 要要 透明膜包装机又被称为三维包装机，是近年来才兴起的新型包装机械，是新 一代透明膜替代纸盒的机电一体化产品，广泛应用于医药、食品、化妆品及其它 的盒外透明膜三维贴体包装。它采用机、电、气一体化技术，通过对单盒进行自 动堆叠上料、码垛整理，完成中盒包装，可单机使用、联机使用、对接使用。该 机电气控制系统逻辑关系严格，机械传动系统稳定、自动化程度高，安全保护措 施齐全，性能可靠、操作、调整、维修方便。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 通过该机包装的产品，外观美观、整齐、统一、封日严密，从而提高了产品 包装的质量，增强了产品销售的竞争力。通过使用该机，可以大幅度地提高生产 效率，降低劳动强度，节约原材料，降低产品的成本。 本课题主要是对透明膜包装机推盒部件和折角部件进行设计，利用三维设计 软件PROE 进行实体造型。在整个设计过程中，从前期单个零件的设计到后期的 部件装配，再到后期的整体装配和运动仿真，我们深入解析了透明膜包装机的总 体结构和设计过程。通过市场调研发现，该产品很有市场前景，可以作为企业的 重点发展方向。 关键词关键词：透明膜包装机；推盒部件；折角部件；三维仿真；市场调研 ii ABSTRACT Transparent film packaging machine is also known as Tree dimensional packaging machine, is a new packaging machinery, which emerged in recent years is a new generation of transparent membrane replacement cartons of electromechanical integration products, widely used in pharmaceutical, food, cosmetics and other transparent membrane three dimensional packaging outside the box. It with machine, electricity, gas integration technique, based on the single box for automatic stack loading, stowage, box packing finished, can be used stand- alone, online use, docking is used. The machine electrical control system logic strictly, mechanical transmission system stability, high automatic degree, complete security protection measures, reliable performance, convenient operation, adjustment, and maintenance. Through the machine packaging products, appearance is beautiful, neat, uniform, sealing closely, so as to improve the quality of the product packaging, and enhanced the competitiveness of the product sales. By using this machine, can greatly improve the production efficiency, reduce labor intensity, saving raw materials, reduce the cost of the products. This topic is mainly to transparent film packing machine the parts of push the box parts and angular parts design,PROE solid modeling. Throughout the design process, from the individual parts of the design and component assembly, late again to the whole assembly and motion simulation, we get the transparent film packing machine overall structure and design process. Through market research, found that the product has great market prospect, and can serve as the focus of the enterprise development direction. KEYWORDS： Transparent film packaging machine; Push the box parts； Angular parts; 3 d simulation; The market research iii 目目 录录 摘 要 . i ABSTRACT . ii 目 录 . iii 1 绪论 . 1 2 包装机械现状及发展 . 2 2.1 包装机械概述 . 2 2.1.1 包装机械（packaging machinery）的概念 . 2 2.1.2 包装机械的分类 . 2 2.1.3 包装机械的发展 . 3 2.1.4 包装机械的作用 . 4 2.2 世界包装机械行业分析 . 5 2.2.1 世界包装机械行业总体概述 . 5 2.2.2 国外包装机械市场情况 . 6 2.2.3 德国包装机械发展特点 . 9 2.3 中国包装机发展现状 . 12 2.3.1 行业规模 . 13 2.3.2 面临问题及解决方法 . 14 2.3.3 中国包装机械的发展方向 . 16 2.4 国内包装机械的国际竞争力 . 17 2.4.1 中国包装机械出口价格优势明显 . 18 2.4.2 俄罗斯中小型包装机械需求旺盛 . 18 2.4.3 非洲和南美包装机械市场应当重视 . 18 2.4.4 东盟中国包装机械出口重要市场 . 19 3 透明膜三维包装机 . 20 3.1 透明膜三维包装机概述 . 20 3.2 透明膜三维包装机工作原理 . 21 3.3 透明膜三维包装机的使用与维护 . 23 3.3.1 机器安装 . 23 3.3.2 使用过程 . 23 3.3.3 机器的维护与保养 . 24 iv 3.4 透明膜三维包装机推盒部件设计 . 25 3.5 透明膜三维包装机折角部件设计 . 27 3.6 零件图 . 29 3.7 装配流程图 . 35 结论 . 44 参考文献 . 46 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 1 1 绪论绪论 透明膜包装机又称三维包装机，三维透明膜包装机，该机最先是由国外引进, 经国内企业不断改进使之再符合国内市场，上目前有手工，半自动，全自动多种 型号，又有单盒包装和集盒包装之分。 包装机械已成为我国机械工业中十大行业之一。我国食品包装机械设备不仅 上规模，而且正加速向光机电一体化、自动化推进。在灌装设备、包装设备、包 装材料生产设备等方面有了长足的进步。但是，我国包装机械出口额还不足总产 值的 5%，进口额却与总产值大体相当。这说明我国对包装机械的需求缺口很大， 国产包装机械与国外产品相比，科技水平差距仍然较大，远远满足不了国内需求。 包装机械追求包装加工一体化。有很多包装新技术建立在包装新思维之上。 包装新思维就意味着超脱现有的包装技术与产品，将其它相关技术组合应用到包 装上形成新的包装技术，这方面包括包装切割成型技术、包装固化技术、包装功 能保护技术、包装与加工结合技术、包装功能借用技术。除前面说的几种外还应 有其它一些技术，如活鲜物的包装技术。另外，随着包装新材料的出现，一些包 装过程中的技术也有了新的变化。如自枯拉伸缠绕膜的出现，使得裹包、收缩、 捆扎等工序合为一体，操作得以简化而且快捷。这种包装加工一体化解决了很多 处理工艺，直接借用包装机理，实现包装加工一体化，使包装更具潜力和有效。 我们此次的毕业设计，是还原透明膜包装机的设计工程，通过实践更好的理 解这样一个产品的加工工艺和设计内涵，提高我们对于产品的工艺分析及设计能 力。初步了解包装机械的国内外发展和研究现状，为以后的发展提供一个更好的 平台。在了解、熟悉和掌握一定基础知识和专业技能过程中，反过来也能培养、 提高和加强我们的实践能力并加强我们的自信，为以后的工作奠定一定的基础。 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 2 2 包装机械现状及发展包装机械现状及发展 2.1 包装机械概述包装机械概述 2.1.1 包装机械（包装机械（packaging machinery）的概念）的概念 包装机包装机械是指能完成全部或部分产品和商品包装过程的机械。 包装过程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及与其相关的前后工序，如 清洗、堆码和拆卸等。此外，包装还包括计量或在包装件上盖印等工序。使用机 械包装产品可提高生产率，减轻劳动强度，适应大规模生产的需要，并满足清洁 卫生的要求。 2.1.2 包装机械的分类包装机械的分类 包装机械有多种分类方法。按功能可分为单功能包装机和多功能包装机；按 使用目的可分为内包装机和外包装机；按包装品种又可分为专用包装机和通用包 装机；按自动化水平分为半自动机和全自动机等。 从不同观点出发，包装机械也可有多种分类方法。按产品状态分，有液体、 块状、散粒体包装机；按包装作用分，有内包装、外包包装机；按包装行业分， 有食品、日用化工、纺织品等包装机；按包装工位分，有单工位、多工位包装机； 按自动化程度分，有半自动、全自动包装机等。 包装机械的分类方法还有许多，各种分类方法各有其特点及适用范围，但均 有其局限性。从国际上包装机械总的情况来看，比较科学的分类方法是按其主要 功能进行分类，它能抓住事物的本质。其基本分类如下： 1、充填机 充填机是将精确数量的包装品装入到各种容器内的包装机。其主要种类有： （1）容积式充填机。包括量杯式、插管式、柱塞式、料位式、螺杆式、定时 式充填机。 （2）称重式充填机。包括间歇称重式、连续称重式、称重离心等分式等充 填机。 （3）计数式充填机。包括单件计数式、多件计数式充填机。 2、封口机 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 3 封口机是将充填有包装物的容器进行封口的机械，其主要种类有： （1）无封口材料封口机。包括热压式、冷压式、熔焊式、插合式、折叠式等 封口机。 （2）有封口材料封口机。包括旋合式、滚纹式、卷边式、压合式等封口机。 （3）有辅助封口材料封口机。包括胶带式、粘结式、钉合式、结扎式、缝合 式等封口机。 3、裹包机 裹包机是用柔性的包装材料，全部或部分地将包装物裹包起来的包装机。其 主要种类有： （1）全裹式裹包机。包括扭结式、覆盖式、贴体式、接缝式等裹机。 （2）半裹式裹包机。包括折叠式、收缩式、拉伸式、缠绕式等裹机。 4、多功能包装机 这类包装机具有两种或两种以上的功能。其主要种类有： （1）充填封口机。它具有充填、封口两种功能。 （2）成型充填封口机。它具有成型、充填、封口三种功能。成型的种类有袋 成型、瓶成型、箱盒成型、泡罩成型、熔融成型等。 （3）定型充填封口机。它具有定型、充填、封口功能。定型方式 （4）双面封箱机。它能同时封上盖和下底两个面。封箱时，箱子可侧放或立 放。 2.1.3 包装机械的发展包装机械的发展 包装机械是随着新包装材料的出现，和包装技术的不断革新而发展的。中国 发明的造纸技术，在历史上为纸包装的产生提供了条件。1850 年世界纸价大跌， 纸包装开始用于食品。1852 年美国的沃利发明出制纸袋机，从而出现纸制品机械。 1861 年德国建立了世界上第一个包装机械厂， 并于 1911 年生产了全自动成形充填 封口机。 1890 年美国开始生产液体灌装机， 1902 年又生产了重力式灌装机。 20 世纪初， 英国的杜兰德采用金属容器保存食物，从而出现各种罐头包装食品。 二十世纪 60 年代以来，新材料逐渐代替传统的包装材料，特别是采用塑料包 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 4 装材料后，包装机械发生重大变革。超级市场的兴起，对商品的包装提出了更新 的要求。为保证商品输送快捷安全，集装箱应运而生，集装箱体尺寸也逐渐实现 了标准化和系列化，从而促使包装机械进一步完善和发展。 2.1.4 包装机械的作用包装机械的作用 包装是产品进入流通领域的必要条件，而实现包装的主要手段是使用包装机 械。随着时代的发展，技术的进步，包装机械在包装领域中正起着越来越大的作 用，其主要作用有以下几点： 1、可大大提高劳动生产率。滑台式吸塑封口机机械包装比手工包装快得多， 如糖果包装，手工包糖 1min 只能包十几块，而糖果包装机每分钟可达数百块甚至 上千块，提高效率数十倍。 2、能有效地保证包装质量。机械包装可根据包装物品的要求，按照需要的形 态、大小，得到规格一致的包装物，而手工包装是无法保证的。这对出口商品尤 为重要，只有机械包装，才能达到包装规格化、标准化，符合集合包装的要求。 3、能实现手工包装无法实现的操作。有些包装操作，如真空包装、充气包装、 贴体包装、等压灌装等，都是手工包装无法实现的，只能用机械包装实现。 4、可降低劳动强度，改善劳动条件。手工包装的劳动强度很大，如用手工包 装体积大、重量重的产品，既耗体力，又不安全；而对轻小产品，由于频率较高， 动作单调，易使工人得职业病。 5、有利于工人的劳动保护。对于某些严重影响身体健康的产品，如粉尘严重、 有毒的产品，有刺激性、放射性的产品，用手工包装难免危害健康，而机械包装 则可避免，且能有效地保护环境不被污染。 6、可降低包装成本，节省贮运费用。对松散产品，如棉花、烟叶、丝、麻等， 采用压缩包装机压缩打包，可大大缩小体积，从而降低包装成本。同时由于体积 大为缩小，节省仓容，减少保管费用，有利于运输。 7、能可靠地保证产品卫生。某些产品，如食品、药品的包装，根据卫生法是 不允许用手工包装的，因为会污染产品，而机械包装避免了人手直接接触食品、 药品，保证了卫生质量。 8、可促进相关工业的发展。 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 5 因此，包装机械的发展将有力地促进相关学科的进步。另外，为适应包装机 械高速包装的需要，其相关的前后工序也势必与之适应，也就推动了相关工序的 同步发展。 2.2 世界包装机械行业分析世界包装机械行业分析 2.2.1 世界包装机械行业总体概述世界包装机械行业总体概述 据统计，全球的包装机械需求预计将以每年 5.3%的速度增长，包装机械销售 持续增长的一个重要因素是自动化的升级，不断升级的自动化设备在投资新机械 的决策中起到了至关重要的催化作用。拥有最大的包装设备生产商依次为：美国、 日本、德国、意大利和中国。 国外包装机械市场需求情况各地域有所不同。 欧洲包装机械市场， 据美国 Frost & Sullivan 的市场调查报告中称，到 2007 年，欧洲包装机械的市场总值预计将由 2000 年的 46 亿美元增长至 65 亿美元，市场潜力巨大，那些传统上不使用包装系 统的工业将成为包装机械市场的新客户，从而成为刺激销售增长的因素之一。 德国、意大利和瑞典是主要的设备进口国。德国包装机械在设计、制造、技 术性能等方面居于领先地位，2002 年德国包装机械产值达 34 亿欧元，比 2001 年 上升了 10%， 如以不同的包装材料来划分， 2002 年德国玻璃包装业增长了近 1.6%、 木材近 3.6%、纸及纸板近 11.9%、塑料近 13.4%、金属近 6.2%，其中铝制包装产 品增长近 3.9%。欧洲包装机械的 70%为德国生产，其产量的 77%出口，占世界包 装机械出口市场的 29%，名列世界第一位。中国是德国包装机械的重要出口国， 尤其是食品加工及包装机械。德国主要的包装机械出口市场依次为美、英、法、 中、俄，德国的包装机械凭借 85%的配额稳居世界首位。德国包装机械出口贸易 有两大特点：一是绝对数额大，二是相对比例高。德国的包装机械制造商致力于 研究高科技、高素质生产及可靠的服务，优胜之处在于能够提供各类生产问题的 解决方法和完善的生产线，并与专业公司保持合作的关系。 意大利是世界第四大包装机械生产国，第二大包装机械出口国。意大利包装 机械具有性能优良、外观考究、价格便宜的特点，出口比例占 80%左右，美国是 其最大的出口市场，上世纪 90 年代以来，意大利对中国的包装机械出口额迅速增 长，1995 年在意大利的出口排名榜上，中国已跃升为第二位。近年意大利包装工 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 6 业发展很快，产值和出口额连年增长，均居世界前列。 美国是世界上包装机械发展历史较长的国家，早已形成了独立完整的包装机 械体系，其品种和产量均居世界之首。十多年来，美国始终保持世界最大包装机 械生产和消费大国的地位，其产品以高、大、精、尖居多。新型机械产品中以成 型、填充、封口三种机械的增长最快， 裹包机和薄膜包装机占整个市场份额的 15%，纸盒封盒包装机在市场占有率中居第二位。从上世纪 90 年代以来，美国包 装机械业一直保持良好的发展势头，美国的包装机械制造厂大部分附属于大型包 装材料厂，销售也完全依赖母公司。中国已是继加拿大、墨西哥、日本、英国、 德国之後，成为美国包装机械的第 6 大出口市场。 法国包装机械市场自 1998 年以来便以 4%- 5%的比率稳定增长， 目前是欧洲第 三大包装机械市场。法国市场具有一个特征，即对灵活、通用和自动化的机械的 需求量越来越大，法国的进口产品大部份来自欧盟，来自美国和日本的产品也占 较大比例。 俄罗斯包装机械的市场容量为每年 50- 70 亿美元， 其中俄罗斯的制造商只占有 20%的容量，并且这些制造商主要生产半自动化的设备，目前还没有能力去满足俄 罗斯包装行业的整体需求。 日本的包装机械制造厂以中小企业为主，目前有 200 多家，还有 100 多家包 装材料、包装机械相关设备生产厂商，包装机械的品种近 500 种，规格有 700 多 个，148 家包装机械厂商加入了日本包装机械工业会，其产品占日本包装机械生产 数量的 70%。而食品包装机械的销量占到包装行业的 51%。包装机械以中小型单 机为主，具有体积小、精密度高、易安装、操作方便、自动化程度高等优点。日 本包装机械的主要市场是本国，出口额只占总产值的 10%。亚洲是日本包装机械 的主要出口市场，从上世纪 90 年代以来，日本对中国的出口额连年大幅增长，自 1995 年起，中国已成为日本包装机械的最大出口国。 2.2.2 国外包装机械市场情况国外包装机械市场情况 从目前状况看，世界范围的包装机械需求预计将以每年 5.3%的速度增长，到 2005 年达 290 亿美元。随着全球燃料供应的增长，将不断推进亚太地区和拉丁 美 洲地区发展中国家的经济复苏和发展。美国是最大 的包装设备生产商，其次是日 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 7 本，其他主要生产商包括德国、意大利和中国。但到 2005 年，包装设备生产增长 最快的将是在发展中的国家和地区。发达国家将从刺激国内需求中获利，并在发 展中国家寻找当地合适的生产厂家，特别是食品加工厂进行投资，提供包装机械 设备。下面对世界各地包装机械市场需求情况作一次系列的点评。 美国弗罗斯特一沙利文公司的市场调查报告中称，到 2007 年，欧洲包装机械 的市场总值预计将增至 65 亿美元，市场潜力巨大。那些传统上不使用包装系统的 工业将成为包装机械市场的新客户，从而成为刺激 销售增长的因素之一。已经具 备包装设备的公司未来更新或增加包装生产线的比例将上升，特别是食品、饮料 及制药业的需求最为殷切。弗罗斯特一沙利文公司还指出，过去只购置分离式包 装机械的小型厂商也将逐渐了解“整体式包装生产线”的优势所在，而变成该类 产品的潜在用户，所以在未来的包装机械市场中，这种包装机械的占有率将呈上 升趋势。另一方面，OEM 制造者与最终消费者将趋向购买操作简易且安装容易的 包装机械，尤其是当前制造业大量裁员、时限要求增加，对简易操作系统的需 求 将与日俱增。因此该公司指出，要想在未来包装市场取得一席之地，高效率的客 户服务与空瓶码垛机机械维修将是最重要的竞争条件之一。 法国 法国包装机械市场自 1998 年以来便以 4%- 5%的比 率稳定增长。 目前是 欧洲第三大包装机械市场。法国包装机械工业主要由中小型高度专业化的公司组 成。法国市场目前具有一个特征，即对灵活、通用和自动化机械的需求量越来越 大。法国的进口大部分来自欧盟，来自美国和日本的进口也占较大的比例。法国 空瓶码垛机包装机械 主要向欧盟国家出口，同时美国是法国空瓶码垛机包装机械 主要的非欧盟市场之一。 德国 德国包装机械在设计、制造、技术性能等方面居于领先地位。200 年德 国包装机械产值达 34 亿欧元，比 2001 年上升了 10%。欧洲包装机械的 70%为德 国生产。其产量的 77%出口，占世界包装机械出口市场的 29%，名列世界第一位。 中国是德国包装机械的重要出口国，尤其是食品加工及包装机械。德国主要的包 装机械出口市场依次为美、英、法、中、俄。德国的包装机械凭借 85%的配额稳 居世界首位。德国包装机械，特别是啤酒、饮料 PET 瓶包装线具有高速、成套、 自动化程度高、可靠性好等特点，享誉全球。一些大公司生产的包装机械集机、 电、仪及微机控制于一体，采用光电感应，以光标控制，并配有防静电装置。其 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 8 大型自动包装机不仅包装容积大，而且能集制袋、称重、充填、抽真空、封口等 工序在 1 台单机上完成。德国包装机械业多年来始终处于稳定增长状态，出口比 例占 80%左右。 俄罗斯 俄罗斯包装机械的市场容量为每年 5070 亿美元，其中俄罗斯的制造 商只占有 20%的容量，并且这些制造商主要生产半自动化的设备，目前还没有能 力去满足俄罗斯包装行业的整体需求。德国、意大利和瑞典是主要的设备进口国。 2002- 2004 年包装机械市场销售的最有潜力的领域是食品工业、饮料工业、制药工 业和个人护理业。最有潜力的包装设备要求具有高质量、包装材料普遍适用性和 中等价格的特点。 美国 美国包装工业起步于 20 世纪初期，自二战以来得到快速发展，逐步建 立并形成包括包装材料、包装工艺和包装机械完整而独立的工业体系。其包装工 业总产值占国民经济总产值 3%。包装机械最大使用行业是食品产业，其次是饮料 产业、家庭清洁用品与化妆产业、医药用品及烟草业。美国食品产业中，蔬菜和 水果每年所需求的包装机械占的比重最大。到 2005 年占 20.3%；肉品所需包装机 械为第二，乳品为第三位，面包第四位，糖果第五位，除肉品持平外，乳品、糖 果结包装机械的年需求值所占食品、产业总需求值的比重都呈下降趋势。其他产 业主要由家庭清洁用品与化妆品、烟草产品、医药产品、目杂产品 4 个行业组成。 其他产业对包装机械年需求值占年总需求值的 1/3 左右。 美国当前前景看好的包装 机械是：水平枕式微机控制、配有伺服电机和薄膜张力好的电力控制装置的包装 机械。今后微电子、电脑、工业机器人、智能型、图像传感技术和新材料等在包 装机械中将会得到越来越广泛应用，使包装机械目趋向自动化、高效率化、节能 化方向发展。 中美洲 中美洲五国仅有危地马拉生产简单的包装器具，而食品加工机械及其 他包装机械完全依赖进口。食品包装机械市场开发潜力较大。目前，中美洲地区 对食品包装机械 PET 瓶包装线的需求大于食品加工机械，包装机械最大的供应来 源市场为德国、我国台湾地区(如液压填充机)及巴西，食品包装机械几乎全由美 国供应，少数由墨西哥供应。我国台湾地区的包装机、填充机及封装机在当地具 有一定的市场开发潜力。 埃及 在埃及销路比较好的空瓶码垛机机型有：(1)半自动水平和垂直包装机。 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 9 由于价格较低，需求量较大，许多新建厂家乐于购买此种机械，待产品在市场上 站稳脚跟，再更新为全自动设备。(2)瓦楞纸箱生产线。(3)用于食用油和矿泉水 的 PET(聚酯乙烯)塑料瓶生产线。PET 由于透明度好，质量轻，正在逐渐代替高密 度聚乙烯用于生产塑料瓶。埃及每年消耗 4.5 亿只塑料瓶，所以以 PET 代替 PVC 的机械大有市场。(4)香皂水平包装机还有市场潜力。(5)用于奶酪和黄油的水平 填充、密封机械和奶油装罐机的需求将持续增长。水平包装机和垂直包装机在埃 及均能生产，但质量差异较大，随着引进技术规模的不断扩大，国产包装机正逐 步取代进口包装机，其中较先进的已开始出。传统上意大利、德国、西班牙等欧 洲国家是埃及包装机械的主要供应国，产品受到普遍欢迎。中国产品的价位比欧 洲平均低 30%，印度则比中国更低 10%。虽然这些国家的产品使用寿命较短，但 埃及的技术工人可以对其进行维修，延长使用寿命，所以仍有不少中小企业乐于 购进。随着中国经济的发展和埃及人对中国了解的加深，埃及商人对中国产品的 观念也在逐渐改变，对中国机械产品的需求也在增加。 中国台湾 台湾地区包装机械发展超过 30 年，在以出口为导向的经济结构下， 使得包装机械工业加速增长，自动化设备的需求激增，近年来产业转型，PET 瓶 包装线业者除不断改变经营形态，在食品内包装机械技术上大幅改进，未来数年 各种包装机械的需求将快速增长。台湾共有包装机械制造商 200 多家，生产规模 普遍过小，很难进行资金筹措、技术突破和吸引人才。技术人才的欠缺导致关键 零组件长期依赖国外厂家，产品质量难以提升，很快将面临发展中国家的威胁。 台湾地区各型机械进口在未来几年内仍十分看好，未来业者如果能在提高机械性 能上力求精进，有计划的进行市场开发，并致力于市场情报收集，在售后服务上 加强，未来仍有很大的发展空间。 2.2.3 德国包装机械发展特点德国包装机械发展特点 一、随着科学技术的发展及市场竞争的加剧，客户对机械性能的要求也越来 越高。其中客户对产品主要有以下几个方面的要求：一是高生产率，以满足交货 期的要求和降低工艺流通成本的需要；对一些产品还要求包装机械和生产机械相 衔接。二是要适应产品更新的需要，包装机械要具有高的柔性和灵活性。三是设 备故障少，出现了故障能进行远程诊断服务。四是对环境污染小，包括噪声、粉 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 10 尘和废弃物污染均要少。五是购置设备投资尽可能少，价格要尽可能低一些。 对此德国包装机械制造厂商和设计部门，为适应上述客户要求采取了玻璃瓶 包装线如下措施：一是大力提高工艺流程自动化程度几年前，自动化技术只占包 装机械设计的 30%，现在已占 50%以上，大量使用了微电脑设计和机电一体化控 制。提高包装机械自动化程度的目的，一是为了提高生产率；二是为了提高设备 的柔性和灵活性；三是为了提高包装机械完成复杂动作的能力，即采用机械手完 成包装工序。如巧克力糖的包装就已经实现了用机械手替代原来的手工。 包装机械自动化设计有以下两个主要特点： （1）每个机械手均由单独电脑控 制。一台包装机械为完成复杂的包装动作，需由多个机械手完成。完成包装动作 时，在由电脑控制的摄像机录取信息和监控下，机械手按电脑程序的指令完成规 定的动作，确保包装的质量。 （2）具有对材质及厚度的高分辨能力。在包装过程 中，包装材料的厚度及材质变化不易为人眼所辨别，所以在设计包装机械时常采 用由电脑控制的摄像机和探测器来分辨包装材料厚度及材料的变化。摄像机现已 发展到能自行检查和辨别摄像的图片，并在显示屏上显示。目前，机器在加工时 转速是不能变的，今后应根据材料的变化经分辨别后能改变转速，从而控制在最 优化状态下工作，以最短时间完成包装工序，并且实现自动清理，自动消毒和自 动清洁。 二、提高生产率降低工艺流程成本德国包装机械，尤其是饮料、啤酒灌装机 械和食品包装机械，具有高速、成套、自动化程度高和可靠性好等特点。饮料灌 装速度高达 1200 瓶/d,时，香烟包装 12000 支/分。提高机器转速是一个复杂问题， 速度越快，单件生产成本越低，但厂房使用面积随之增高。另外，电动机速度也 是有限度的，所以不能想多快就多快。一般而言，转速提高 15%- 20%，就将带来 一系列复杂问题。 提高生产率除提高转速外，还可从另外的渠道设法解决：1、采用连续工作或 多头工作方式。包装机械工作方式有间歇式和连续式，设计时，应争取设计成连 续式工作，也就提高了生产率；一台设备内也可有多条生产线生产，生产同一产 品或几种不同产品，但必须提高可靠性。2、降低废品率，提供故障分析系统。废 品给生产造成的损失是巨大的，不仅产品损失，也有材料损失。因此要尽量大力 量降低废品率；包装机械出售时还应为维修服务提供故障分析系统，即进行模态 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 11 分析寻找故障，或通过 Inter 网进行远程诊断，最大限度满足客户需要。今后要使 包装机械进一步智能化，即设备自己寻找故障，自己去解决故障，以降低玻璃瓶 包装线废品率及故障率，使正常的生产率得以提高。3、产品生产机械和包装机械 一体化。许多产品生产完结时接着就进行包装，这样也有利提高产品的生产率， 如德国生产的巧克力生产设备及包装设备就是由一个系统控制完成的。两者一体 化关键是要解决好在生产率上相互匹配，其中包装机械往往成为生产的瓶颈，因 此要提供不同种生产率的设备。 三、适应变化设计柔性灵活性设备许多被包装产品为适应市场激烈部分，更 新换代的周期越来越短。如化妆品生产，三年一变，甚至一八季度一变，生产量 又都很大，因而要求包装机械具有良好的柔性和灵活性，使包装机械的寿命远大 于产品的寿命周期，这样才能符合经济性要求。为使包装机械具有良好的柔性和 灵活性，提高自动化程度，须大量采用微电脑技术、模块技术和单元组合形式。 为适应包装产品品种和包装类型的变化，包装机械设备的柔性和灵活性常表现在 以下三个方面：1、产量的灵活性。既能包装单个产品，也能适应不同批量产品的 包装。2、构造的灵活性。设备采用单元组成，换用一个或几个单元，即可适应产 品的变化。3、供货的灵活性。采用单元组合，将各单元组合在一起供货，如糖果 包装机，在一个共同基础上，组合不同的单元，三个进料口，四种不同的折叠包 装形式，这样一台机器就可同时包装 8 到 10 种不同的糖果。由多个空罐码垛机机 械手操作，在一台摄像机的监控下，指挥其动作，按指令以不同的方式对不同种 类的糖果进行包装。若产品改变了，只要改变摄像机内的程序即可，从而使设备 具有良好的柔性和灵活性。 四、提供成套设备进行一条龙服务德国的包装机械设计，以用户需求为前提， 为生产企业提供玻璃瓶包装线结构性及经济性完整的系统方案，并用计算机仿真 技术演示操作给用户看，征求用户意见后进行修改。在为用户提供生产自动线或 生产流水线设备时尤其注重成套设备的完整性，无论是高技术高附加值设备，还 是较简单的设备，都按配套性要求提供。 德国包装机械厂家也将提供成套设备作为自己的努力目标。如一条饮料灌装 线，有 200 多个微电脑件，有许多管线、显示屏，有 100 多种控制各种包装动作 的软件程序。为满足 1200 瓶/d,时的生产率还须两条线共同工作，因此整个饮料灌 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 12 装线的生产需占半个足球场的面积，并要求所有空罐码垛机设备均能在一个厂家 内。联想到我国当前包装机械生产一大弱势就是生产单机多，而成套流水线少； 主机多，辅机少，配套性差。德国的这种作法很值得我们借鉴。 五、普遍使用计算机仿真设计技术随着新产品开发速度不断加快，德国包装 机械设计普遍采用了计算机仿真技术，即将各种机器元素以数据库方式存入计算 机，把图纸数字化后输入计算机，计算机即可自动合成为三维模型。再把实际生 产时的数据和指标输进去，把各种可能发生的故障输进去，计算机三维模型即可 仿照真实工作情况进行操作，演示出能达到的生产率是多少，废品有多少，生产 线各五一节是否能匹配生产，瓶颈在何处，使客户根据显示屏上显示的曲线一目 了然，并可根据客户的意见修改模型。计算机合成速度很快，因此修改工作迅速 方便，直到使客户或设计者满意。采用计算机仿真设计技术，大大缩短了包装机 械空罐码垛机的开发设计周期。包装机械设计不仅要重视其功能和效率，也要注 重其经济性。但是经济性不完全是机械设备本身的成本，更重要的是运转成本， 因为设备折旧费只占成本的 6%- 8%，其它的就是运转成本。 2.3 中国包装机发展现状中国包装机发展现状 中国包装机械起步较晚，经过 20 多年的发展，中国包装机械已成为机械工业 中十大行业之一，为中国包装工业快速发展提供了有力的保障，有些包装机械填 补了国内空白，已能基本满足国内市场的需求，部分产品还有出口。并且中国自 加入世贸组织以来取得了长足的进步，包装机械水平提升非常快，与世界的先进 水平差距逐渐缩小。随着中国的日益开放，中国的包装机械也将进一步打开国际 市场。但在目前，中国包装机械出口额还不足总产值的 5%，进口额却与总产值大 抵相当，与发达国家相去甚远。 我国与国外现代的先进的包装机械的差距还很大，最主要是技术上的大差距。 技术开发的成本在设备总成本中所占的比例越大，设备的技术含量越高。国内的 包装设备技术含量占整个设备的成本约为 3%， 有的甚至不足 0.3%， 当然极少数项 目也能达到 20%以上，总体来看设备水平不高，设备使用材料受供应的限制，在 配套件上水平不高。 据中投顾问机械行业研究部数据分析显示，2008 年我国食品包装机械出口额 北京交通大学海滨学院毕业设计（论文） 13 达 15.82 亿美元，比上年增长 522.3%，其中食品机械出口总额为 6.33 亿美元，占 食品和包装机械出口总额的 45.19%，比上年增长 60%；包装机械出口总额 7.58 亿 美元，占食品和包装机械出口总额的 55.89%，比上年增长 54.83%。另外，2008 年前 11 月食品和包装机械出口 15.09 亿美元，同比增长 41.44%。而在 2007 年我 国食品和包装机械出口总额 12.94 亿美元，比上年增长 57.14%，其中食品机械出 口总额为 5.33 亿美元，占食品和包装机械出口总额的 41.19%，比上年增长 64%； 包装机械出口总额 7.62 亿美元，占食品和包装机械出口总额的 58.89%，比上年增 长 55.83%。中投顾问机械行业分析师段嘉宣认为，在 2008 年全球金融危机的大环 境下，我国的外贸形势异常严峻，食品包装机械行业的出口也不例外。2008 年行 业出口虽然仍在增长，但与 2007 年相比增幅已经明显减缓。数据显示，2008 年 8 月我国食品和包装机械出口增幅比 7 月增幅大幅回落 33.36%。进入 2009 年，食品 包装机械行业的出口形势依然不容乐观，数据显示，2009 年 1- 2 月，机械工业全 行业共完成出口交货值 1453.55 亿元，同比下降 19.26%，增速同比回落 40.18%， 增速快速下滑。 同时出口交货值占销售产值的比重 （12.64%） ， 同比也下降了 3.68%。 分行业看，包括食品包装机械行业在内的 7 个行业出口交货值同比呈不同程度下 降。 不过也可以看到，当前中国包装行业在国际同行中的地位明显提高，影响力 也越来越大。为了进一步密切国际同行间的沟通和联系，中国包装联合会日前召 开新闻发布会公布，将于 2010 年 6 月初在北京召开“2010 年世界包装大会” 。据 国家有关方面提供的数据显示，2008 年，我国(除、港、台地区)包装工业总产值 已达 8600 亿元人民币，相当于 1260 多亿美元，已经成为世界第二包装大国。对 此，亚洲包装联合会主席、中国包装