摘 要：食品包裝機械自動化有利于提高設備的生產率，滿足人們日益增長的生活需求，保證食品
包裝的一致性和安全性．指出要實現食品包裝機械自動化，需要考慮包括控制器、傳感器、伺服驅
動技術、人機交互界面及網絡技術等問題；同時從食品包裝機械自動化的發展趨勢看，要加強對設
備的數控化，設備信息的一體化及設備故障診斷的智能化等方面的研究．
食品包裝機械是指能完成全部或部分產品和食品包裝過程的機械．包裝過程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及與其相關的前后工序，如清洗、堆碼和拆卸等．此外，包裝還包括計量或在包裝件』二蓋印等工序．食品包裝機械具有自己的特點：1)種類繁多，功能各異，更新快．目前世界上包裝機械的品種已達到2 000種左右，這還不包括一些輔助機械和包裝材料機械、包裝容器的加工機械在內．隨著社會產品不斷增多，包裝材料和包裝工藝的變換，包裝機構的運動副迅速更新，并向更高的技術水平發展．2)包裝機械機構復雜，要求動作精確，工序多，速度快，影響其結構性能的因素多(如被包裝物品的尺寸、形狀，包裝材料、容器的質量，包裝：l：藝等)，對包裝機械的設計和制造要求高(如精度、剛度和耐磨性等)．
食品和包裝機械形成行業已20多年，相對于食品工業，還是一個新行業．目前國內食品包裝機械企業組合化和機電一體化生產力較低，多數食品包裝機械企業以生產單機為主，生產效率低、能耗高，穩定性和可靠性差，控制技術和自動化技術應用較少．這幾年是世界技術發展較快的時期，新技術不斷在行業上應用，而國內行業的基礎薄弱，技術及科研力量不足，其發展相對滯后，在某種程度上拖了食品和包裝工業的后腿。隨著人們生活水平的迅速提高，食品行業的發展空間愈發巨大．為了滿足人們日新月異的消費需求，對食品包裝機械提出了以下要求：1)食品包裝機械的生產效率越高越好．2)食品包裝機械具有很高的柔性和靈活性，能有效保證包裝機械可根據被包裝物品的要求和包裝材料的不同，實現包裝規格化、標準化，符合集合包裝的要求．3)對食品包裝機械在工作過程中發生的故障要迅速排除．4)食品包裝機械具有自動識別功能．5)食品包裝機械的包裝過程要實現綠色包裝．6)保證食品生產和包裝過程的安全衛生．
由此可見，實現食品包裝機械的自動化，尤其是實現具有高度柔性的自動包裝線，不僅體現了現代生產的發展方向，同時也可以使企業獲得巨大的經濟效益．
自動化技術可有效提高食品包裝機械的國內外競爭力，對我國食品包裝機械發展具有重要意義，是我國食品包裝機械發展的必由之路．
食品從生產到包裝，整個過程可采用3種控制方式：開環控制，對產品質量和包裝要求不高的食品包裝機械，可采用此種方式．成本低、可靠性高是其優勢．閉環控制，利用安裝在食品包裝機械上的各種傳感器檢測設備的工作狀態，并將檢測到的信息反饋到設備的控制器來實現閉環控制．對產品質量和包裝要求高的食品包裝機械，可采用此種方式．半閉環控制，利用安裝在食品包裝機械上某些位置的傳感器檢測設備的工作狀態，這些檢測到的信息只是間接反映了設備的工作狀態．對產品質量和包裝要求較高的食品包裝機械，半閉環控制是主要選擇．
自動化控制產品已逐步應用在食品包裝機械行業．就目前在食品包裝機械上采用的控制器而言，可以分為以下幾類、’：1)采用簡單的繼電器回路，利用按鈕對設備進行操作控制，設備功能單一固定，柔性差，自動化水平低．2)使用可編程邏輯控制器(PLC)強大的順序控制和邏輯控制功能，對食品包裝機械進行控制，設備的可靠性和靈活性得到更大的提升；同時為了方便操作人員操縱設備，采用人機交互圖形界面(HMI)，交互性好，食品包裝機械的自動化水平得到迅速提高，這也是目前在國內食品包裝機械應用較廣泛的一種方式．3)總線技術的成熟，使在食品包裝機械上使用PROFIBUS—DP、CC—link和DEVI—CENET等現場總線技術、遠程I／O技術和網絡通訊技術成為事實．這在一定程度上發揮了自動化產品的優勢，為整個生產線的無人化操作以及為設備的傳動、檢測等工序的無縫銜接提供了便利．4)采用計算機作為主控機，PLC等工業計算機作為現場控制器，對設備進行管理．
同時PackML技術在食品包裝機械上的應用，使得食品包裝機械自動化技術進一步標準化，控制接口規范化，提高設備的靈活性和市場適應能力．
食品包裝機械的動作組成多，動作細，速度快，而且各個動作在設備的工作過程中要協調一致，以便實現設備精確的位置控制和各部分嚴格的速度同步．傳統的食品包裝機械一般采用一個主電機作為動力源，通過復雜的機械傳動，實現各個分動作．整個機械結構十分繁瑣，故障率高，而且設備維護或維修起來較困難．將先進的伺服驅動技術應用到食品包裝機械上，可以使整個設備的機械傳動裝置得到精簡．如在食品包裝機械上應用三軸聯動或多軸聯動伺服驅動技術，既能保證設備可靠高效的運行，又能使整個設備的機械傳動機構簡單化．食品包裝機械上常用的伺服電機有步進電機、直流電機和交流電機，設備的速度控制可通過步進電機的細分技術、直流電機的PWM技術、交流電機的變頻技術等來實現．
伺服驅動技術主要應用于食品的輸送、裝卸、碼垛、卸垛、打標等工序．可根據食品包裝機械中采用的伺服驅動技術不同，將其劃分高、中、低檔，這與食品包裝機械采用的控制方式相對應，有利于食品包裝機械的產品升級．
要實現食品包裝機械設備的自動化，在設備上安裝傳感器是必不可少的．如在食品飲料存儲罐的監控、灌裝封裝、混合及加工、冷卻及加溫、清潔、包裝等工序中都要用到傳感器．在食品包裝機械上可應用的傳感器有電感傳感器、壓力傳感器、光電傳感器、電容傳感器等6-7．廣東組合秤領域，有一家規模制造企業，就是廣東精威智能機器有限公司，這家企業產品線寬且深，象上述四類傳感器，產品線上都用到了，而且每一類都是更大幅度的使用。
將開發數控機床的成功經驗應用到食品包裝機械的設計與開發上，采用數字控制，可以應用程序來控制食品包裝機械的包裝過程和包裝動作，提高設備使用的柔性和適應面，有利于提升食品包裝機械的設備價值．
CAD技術在工程領域已得到廣泛應用．將CAD技術應用到食品包裝機械上，可以大大縮短設備的設計開發周期，在設計過程中可應用人機工程學，充分考慮人操作起來方便與否來進行反復多次的設計；對設計出來的結果應用CAE軟件進行性能和結構的優化，使設計滿足綠色環保的要求；應用CAPP技術將產品的各個零件盡量標準化，對零件進行編碼歸類，對每一類零件進行加工工藝規劃，存儲到加工知識庫中；在產品的制造過程中，可應用CAM技術進行零件的加工過程仿真和數控加工代碼的生成，實現產品的虛擬制造或應用數控加工技術快速制造設備．食品包裝機械設備從市場需求和調研開始，到*后設備的維修和保養整個過程可以統一歸納到CIMS中去．在食品包裝機械上采用CAX技術，有利于適應市場快速多變的需求8-9．
為了提高食品包裝機械的自動化程度，保證設備的利用率和生產率，有必要建立食品包裝機械的故障診斷和監控系統．在廣泛收集設備在工作過程中發生的故障現象、故障原因和故障位置的基礎上，建立設備的故障診斷系統．利用多傳感器信息融合的監控系統，對設備進行實時監控．發現問題時，可利用設備故障診斷系統，通過智能的正向推理和反向推理相結合，快速幫助用戶確定和解決故障．企業利用網絡技術也很容易實現遠程監控和設備故障診斷、自動排除，減少人工參與，保證食品包裝機械生產的產品在生產中沒有人為接觸和污染，產品質量均勻統一．安全衛生．同時借助現有的商用網絡，設備制造商可以很輕松實現異地對生產線的監控、診斷和修改，提高自己的產品在市場上的競爭力．
版權與免責聲明：
本網站“行業資訊”板塊所刊登文章，若無特別版權聲明，均來自網絡轉載；
文章觀點不代表本網立場，其真實性由作者或稿源方負責；
如果您對稿件和圖片等有版權及其它爭議，請及時與我們聯系，我們將核實情況后進行相關刪除。
聯系電話：18011840036；郵箱：499708785@qq.com
第31屆廣州國際食品加工包裝機械
及配套設備展覽會
The 31st China（Guangzhou）lnternational Food Processing Packaging
Machinery and Equipment Exhibition 2022
2022.9.16-18
廣州·廣交會展館
THE GLOBAL PLATFORM FOR PROFESSIONALS IN THE FOOD INDUSTRY
干燥設備、灌裝殺菌設備、儲運設備、濃縮設備、發酵設備、分選分離設備、熱交換設備、保鮮冷藏設備、果蔬生 產設備、飲料加工設備、餅干加工設備、乳品設備、糖果及巧克力設備、肉類加工設備、豆制品設備、均質機、休 閑食品設備及其它加工設備等
制袋機、包裝機械、灌裝機械、吹瓶機、立式包裝機、枕式包裝機、封口機械、裹包機械、噴碼機械、貼標機械、 包裝制品、封蓋設備、食品包裝材料等
飲料混合、灌裝封口、水處理設備、果汁飲料機械、礦泉水生產線、酒水飲料飲料灌裝機等
金屬包裝、塑料包裝、軟包裝、紙品包裝、木制品包裝、包裝制罐等
自動化系統、機器人、碼垛機、電磁閥、軸承、工業皮帶、鏈條、泵、閥門、傳感器、衛生級不銹鋼管、橡膠密封 制品、臭氧發生器、稱重設備、工業清洗、檢測設備、工業凈化設備、過濾分離等
條形碼印刷機械、凹版、凸版、輪轉、柔版、網印、轉印、燙金、噴墨打碼、標簽、復合、涂布機械等
