包装生产线机械设备的自动化

书山有路勤为径；学海无涯苦作舟 包装生产线机械设备的自动化

[摘要]分析包装线上设备的构成、专业化程度，提出包装设备半自动 及全自动的需求，尤其指出重袋包装线实现自动化的构想。 关键词：包装生产线；装备；自动化

据统计，截止到 90 年代末全国约有 1000 多家企业生产包装设备，从企 业规模看，全国包装设备企业职工人数在 1000 人以上的只有 18．5%，也 就是说包装设备的企业规模是以中小企业为主，大型企业虽然数量不多， 但也有一定比例，具有一定能量和影响，对开发技术含量高和较复杂的产 品提供了有利条件。 从专业化程度看，目前国内包装设备专业化程度还不高，57%的企业是 兼业生产，只有沿海地区省、市专业厂较多。 从企业的产品构成来看，我国的包装设备主要集中在卷烟、饮料、轻工 业方面比较多；化学工业、建材工业、冶金工业、制糖业、以及粮食加工 方面的包装设备很少，即所谓重袋包装生产设备很少。由于重袋包装设备 在自动化方面要求比较高，科技含量也比较高，涉及机械、电气、电子、 仪表、计算机、传感器、以及气液等方面，专业性强，需要投入的研制经 费多，所以科研单位及生产厂家也很少。 我国包装设备制造工业经近十年的努力，在数量、品种、质量、水平方 面均有较大发展，但是，离国际水平还存在很大一段距离，尤其是在包装 设备科技含量上的差距更大，使得我国在建材工业、粮食加工业、冶金、 制糖等需要包装活动的行业不能摆脱繁重的体力劳动，因而这些行业劳动 生产率低下、生产成本高、产品质量不稳定、浪费大，严重固扰这些行业 专注下一代成长，为了孩子书山有路勤为径；学海无涯苦作舟 的发展。如在广西目前还没有一家生产自动重袋包装线的厂家。

人工包装与自然包装所产出的经济成本及市场前景是截然不同的，我国 即将加入世界贸易组织。国际上以先进生产技术以及管理，生产出来的价 廉物美的产品，将给我国的生产方式及产品产生极大冲击。过去我们传统 的手工作坊式的生产方法，生产出来的产品很难在国际上竞争。本文就包 装生产线自动化问题作一定层面上的探讨。 1 自动包装线及设备 自动包装线的生产流程大致如图 1 所示。 来自主厂房的物料→传感器称重料斗→电子称重机组→封口机→码 垛系统→仓库 图1 自动包装线流程图 包装机械设备按复杂程度可分为：简单、半自动和全自动三大类。 而全自动包装生产线设备主要由二大部分组成：全自动包装设备和全自动 码垛设备。 1．1 全自动包装设备 全自动包装机由自动上袋系统、包装秤（视需要可设计为单秤或多 秤）、平台、整形设备、拆边机、批号及生产日期打印机、输送机（含倒 袋输送机、立袋输送机和平袋输送机），还可设置收尘装置等组成。自动 上袋系统是全自动包装和半自动包装的主要区别。自动上袋系统对包装袋 的质量要求比较严格，当包装袋涂膜不符要求时，自动上袋系统的故障率 随包装袋质量下降而上升。如果非出口产品、贵重产品及对产品包装有严 格要求的物品包装，从降低包装袋的成本和包装机的价格着想，建议采用 半自动包装机。 自动包装机，每小时可包装 50kg 的物品 500 袋，最大可达 800 袋 到 1200 袋；称重精度达 0．2%，最高可达 0．1%。 专注下一代成长，为了孩子书山有路勤为径；学海无涯苦作舟 1．2 全自动码垛系统

全自动码垛系统由码包机、垛型加固机、物品姿态控制装置、输送 系统、控制系统等部分组成。全自动码垛系统有高架式和低架式两种形式。

高架式码垛机的班子量大于低架式码垛机的班产量。码垛按每层五 袋，每袋 40～50kg，每垛 40袋计算，则每小时可码垛 600袋，最高可达 每小时码垛 1200袋。 全自动码垛机配叉车储运，则有装车机动灵活，运输、码垛、拆垛、 搬移等任务都可实现机械化操作。使作业时间大为缩短，作业劳动强度大 大减轻。一条全自动码垛生产线，建议操作人员 2～3人为好。 对于年产量大于 10万吨的企业，采用全自动包装码垛，可以产生 极大的经济效益和社会效益；年产量在 5万吨至 10万吨的企业，也有明 显的经济和社会效益；年产量在 5000吨以上的企业，建议采用半自动包 装码垛生产线，也可获得大的经济和社会效益。 1．3 全自动包装码垛生产线 全自动包装码垛生产线的特点： （1）自动化过程已逐步实现。包装材料或包装容器的自动整理、 输入以产品的输出；单机及机组和生产线的自动协调工作和故障的自动处 理；对包装质量的在线自动检测和自动剔除不合格品；为适应多品种、小 批量生产包装设备的实际需要，可实现柔性化自动包装码垛。 （2）包装码垛设备成套性较强。包装设备多为连续作业的单机联 动线和机组，成套性较强，其成套方式有：把具有不同功能的单机或机组 与辅助设备配套成龙为连续作业；设计制造具有多种功能的作业线，现代 化生产中包装机械不仅将制袋、充袋、封口、称量、码垛、运输等功能组 合在一起，而且将清洗灭菌、计量、贴标、打印、检测和传递输送等功能 专注下一代成长，为了孩子书山有路勤为径；学海无涯苦作舟 也结合起来组成成套作业。

（3）可靠性较高。全自动包装线系统功能多，工位多，机构复杂， 要求运动准确，动作迅速、协调，工作可靠。在现代化工业生产中包装设 备已是生产流水线上的关键设备。为此采用了必要的检测和监控措施，对 故障及时显示或报警，针对觉故障和误操作，设置安全防护措施，使设备 即使在意外情况下也致损坏。在报警发出后，由操作人员干预，使设备恢 复正常运转。 （4）较强的通用性。包装设备的通用化、系列化、标准化，更有 利于实现包装自动化。工业包装线及装备的构成应该模块化。每一个特定 用户在物料的性质、称量精度、生产率以至码包、封口方式等方向都可能 有不同的需要，但是有很多动作是相同或相似的，只是尺寸大小不一样， 粮食类谷物自动包装与化肥、矿物颗粒自动包装以及小包装的动作也有相 似之处。因此，可以将包装装备的组件设计成通用化。因此，有的国家包 装机械的通用化程度已达 70%～90%。 1．4 半自动包装系统 由于产量及其他原因，由人工完成如供袋和封口作业，有时不要求 进行在线整治、质量复核、检测、打印和垛型加固等作业，这时系统也称 为半自动包装系统。 2? 包装线对自动化装备的需要 很久以来，包装生产线只到把物料包装好为止，尤其是 25kg以上 的重袋包装更是如此，至于后续的搬运工作则完全由搬运工人来完成。造 成这样局面有多方面的原因，但主要是我国生产力水平较低，劳动力便宜， 资金缺乏，科研人才少，管理落后等。 2．1 包装行业存在的问题 要想进一步发展以及参与国际竞争还必须找出自身缺点和不足， 专注下一代成长，为了孩子书山有路勤为径；学海无涯苦作舟 纵观 20余年的发展过程，不难发现我国包装机械行业中存在某些明显的

不足，概言之有以下几点： （1）低水平产品重复生产多。如小型自动封口机、真空包装机、 小型灌装机、小食品生产设备等。这些设备技术难度小、成本低、起步快。 因此，不少企业选中它做“入门”产品，以此积累资金再展鸿图。这样， 就造成产品不可避免地重复，产品积压卖不出去，自然又影响设备的更新， 最终使得生产水平难以提高。 （2）高技术含量的产品尚未有人生产。如高压杀菌设备，连实验 阶段也未进入；又如多层共挤设备，其共挤也是从美国购来配套的。 （3）自主开发能力较弱。一方面是我们企业起步较晚，还未摸清 市场的规律；另一方面是科技力量薄弱，高科技人才资源不足，掌握先进 的设计、应用 CAD的人还不多，许多企业是看好别人已生产的产品市场不 错，买来图纸依样画葫芦，结果不理想。有的企业照搬国外产品测仿，达 到了样机水平则称为“国际先进水平”，实际上是早已淘汰的产品。如均 度机，人家已有适应高温、高压、高粘度物料的，均质粒度可达 1μm 的 设备问世，我们还拿 3μm 的普通设备标上国际先进水平。这样固步自封 影响了产品的开发，即使有新产品，其档次也不高。又如，由于目前科技 迅猛发展，超细粉状或准纳米级粉状的包装流动性很差，应该研究提高流 动性的机构，以满足自动生产线的要求。 （4）普遍存在的可靠性问题。企业不太注意产品质量，表现在两 个方面：一是自身加工的零部件，有的精度不够，有的材质不好，有的该 热处理的没热处理，该锻压的没锻压。往往不到一个月即严重磨损，以至 不能使用。有的企业设备落后，包装产品偏差大，废品率高。有的企业为 了低价位竞争，应该用钢板支座的改为铸铁支座。另一方面是配套件，进 货把关不严格，有意购进低价劣质的产品，以致于有的产品开机就卡壳。 专注下一代成长，为了孩子书山有路勤为径；学海无涯苦作舟 密封件、传动件问题也不少。

（5）产品防护未能重视。设备安全方面采取措施少。防护罩、防 护门大部分未安装，有的虽装有，但又不能实行安全连锁，只起消极防护。 尤其重袋包装，工人劳动强度大，安全性更是至关重要，一定要引起足够 重视。 2．2 包装自动化的需要 为了改变包装行业现状，对包装装备的自动化有以下要求或者发展 趋势： （1）机电仪综合技术是包装码垛生产线的发展主流。自动化程度 是衡量包装机械技术水平的重要标志。其内容包括工艺过程、工艺参数、 物料流动、产品质量、运行故障、安全防范等的自动控制和包装物、包装 袋或容器、包装产品、包装过程的自动检测两个方面。由于大量采用了微 电子、远红外、传感等高新技术，特别是微型计算机的应用，使水平迅速 提高，从而减少了人工操作，提高了包装质量。 （2）在促进单机高速化的同时，注意提高系统的效率。 高速化是提高包装机械生产效率的主要途径，为此，不断提高包装 速度已成为总的发展趋势，其主要途径是在提高自动化水平的同时不断改 进结构。还将更多的注意力投向提高整个包装系统的生产效率，使高速化 向深层发展，使包装系统更加经济合理。 （3）在发展专用机的同时，积极开发通用机型。 对于某些形状、尺寸基本固定，生产批量

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