德國包裝機械設計制造技術新趨勢
2015-08-05 13:33
德國與美國、日本、意大利均為世界包裝機械大國。德國包裝機械在設計、制造、技術性能等方面居于帶頭地位。2002年,德國包裝機械產值達34億歐元,歐洲包裝機械的70%為德國生產。德國的包裝機械77%出口,占世界包裝機械出口市場的29%,名列優(yōu)先位。是德國包裝機械的重要出口國,尤其是食品加工及包裝機械。 德國包裝機械的設計依據市場調研及市場分析,目標是努力為客戶尤其是大型企業(yè)服務。隨著科學技術的發(fā)展及市場競爭的加劇,客戶的需求也越來越高,這種需求體現在以下幾個方面:一是提高生產效率,以滿足交貨期和降低工藝流通成本的需要,對一些產品,還要求包裝機械和生產機械相銜接;二是為適應產品更新變化的需要,包裝機械要具有高的柔性和靈活性;三是當設備出現故障時,要求能進行遠程診斷服務;四是環(huán)境污染,包括噪聲、粉塵和廢棄物少;五是購置設備加盟盡可能少,價格要盡可能低。 為滿足客戶要求,德國包裝機械制造廠商和設計部門采取了諸多措施。 工藝流程自動化程度越來越高 幾年前,自動化技術還只占包裝機械設計的30%,現在已占50%以上,大量使用了微電腦設計和機電一體化控制。包裝機械自動化程度不斷提高,一是為了提高生產率,二是為了提高設備的柔性和靈活性,三是因為包裝機械需要完成的動作復雜,多采用機械手來完成。如巧克力糖就用機械手替代了原來的手工動作,使包裝保持了原來的風格。 包裝機械自動化設計有以下兩個特點: 優(yōu)先,每個機械手均由單獨電腦控制。一臺包裝機械為完成復雜的包裝動作,需由多個機械手完成。操作時,在由電腦控制的攝像機錄取信息和監(jiān)控下,機械手按電腦指令完成規(guī)定動作,確保包裝的質量。 第二,具有對材質及厚度的高分辨能力。在包裝過程中,包裝材料的厚度及材質變化不易為人眼所辨別,所以在包裝機械上常采用由電腦控制的攝像機和探測器來分辨。攝像機現已發(fā)展到能自行檢查和辨別攝像的圖片,并在顯示屏上顯示。目前機器在加工時轉速是不能變的,今后應根據材料的變化改變轉速,控制在好的化狀態(tài)下工作,并且實現自動清理、自動消毒和自動清潔。 提高生產效率,降低工藝流程成本,大限度地滿足生產要求 德國包裝機械以飲料、啤酒灌裝機械和食品包裝機械見長,具有高速、成套、自動化程度高和可靠性好等特點。其飲料灌裝速度高達每小時1200瓶,包裝每分鐘12000支。 提高機器轉速是-個復雜問題,速度越高,單件生產成本越低,但廠房使用面積隨之助長,故障率也隨之提高,反會使效率降低,因此應尋找兩曲線的結合點。 另外,電動機速度也是有限度的。一般而言,轉速提高15%-20%,就將帶來一系列復雜問題。提高生產效率除提高轉速外,還可從另外的渠道設法解決。 如采用連續(xù)工作或多頭工作方式。包裝機械工作方式有間歇式和連續(xù)式,能連續(xù)工作,也就提高了生產效率;一臺設備內也可有多條生產線,生產同一產品或幾種不同產品,但必須提高可靠性。 也可以降低廢品率,提供故障分析系統(tǒng)。廢品造成的生產損失是驚人的,包括產品損失和材料損失,因此要盡量減少廢品損失;包裝機械出售時還應提供故障分析系統(tǒng),進行模態(tài)分析尋找故障,或因特網進行遠程診斷。今后要生產效率得以提高。 還可以使產品機械和包裝機械氣體化。許多產品要求生產之后接著就進行包裝,以提高生產效率。如德國生產的巧克力生產設備及包裝設備,就是由一個系統(tǒng)控制完成的。兩者一體化,關鍵是要解決好在生產能力上相互匹配的問題。 適應產品變化,設計要具有好的柔性和靈活性 由于市場的激烈競爭,產品更新?lián)Q代的周期已越來越短。如化妝品生產三年一變,甚至一個季一變,生產量又都很大,因此要求包裝機械具有好的柔性和靈活性,使包裝機械的壽命遠大于產品的壽命周期,這樣才能符合經濟性要求。 包裝機械設備的柔性和靈活性常表現在以下三個方面: 一是量的靈活性。既能包裝單個產品,也能包裝不同批量產品。 二是構造的靈活性,整臺設備采用單元組成,換用-個或幾個單元,即可適應產品的變化。 三是供貨的靈活性??刹捎脝卧M合,將各單元組合在-起供貨。如糖果包裝機在一個共同基礎上,組合不同的單元,包括三個進料口、四種不同的折疊包裝形式,這樣一臺機器就可同時包裝9-10種不同的糖果,由多個機械手操作,在一臺攝像機的監(jiān)控下,指揮其動作,要包裝哪種糖果就可取哪種進行包裝。產品改變了,只要改變攝像機內的程序即可,從而使設備具有好的柔性和靈活性。 提供成套設備 德國的包裝機械設計尤其重視根據用戶需求,為生產企業(yè)提供全面考慮結構性及經濟性的完整系統(tǒng)方案,并用計算機仿真技術演示操作給用戶看,征求意見后進行修改。在為用戶提供生產自動線或生產流水線