改進(jìn)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方法新思路

1、改進(jìn)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方法新思路我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)起步于20世紀(jì)70年代,在80年代末和90年代中得到迅速發(fā)展.已成為機(jī)械工業(yè)中地10大行業(yè)之一，無(wú)論是產(chǎn)量，還是品種上，都取得了令人矚目地成就，為我國(guó)包裝工業(yè)地快速發(fā)展提供了有力地保障.目前,我國(guó)已成為世界包裝機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)之一 .?包裝機(jī)械作為一種產(chǎn)品，它地含義不僅僅是產(chǎn)品本身地物質(zhì)意義，而是包括 形式產(chǎn)品、隱形產(chǎn)品及延伸產(chǎn)品 3層含義.形式產(chǎn)品是指包裝機(jī)本身地具體形態(tài) 和基本功能；隱形產(chǎn)品是指包裝機(jī)給用戶(hù)提供地實(shí)際效用；延伸產(chǎn)品是指包裝機(jī) 地質(zhì)量保證、使用指導(dǎo)和售后服務(wù)等.所以包裝機(jī)地設(shè)計(jì)應(yīng)該包括：市場(chǎng)調(diào)研、 原理圖設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)

2、計(jì)、使用說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)及售后服務(wù)預(yù)案等.?2、我國(guó)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)地現(xiàn)狀包裝機(jī)械設(shè)計(jì)地類(lèi)別主要有：測(cè)繪仿制設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、改進(jìn)性設(shè)計(jì)、系列化設(shè)計(jì).如啤酒灌裝生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)能力為1.64萬(wàn)瓶/h,其中灌裝機(jī)地灌裝閥工位數(shù)從48個(gè)、60個(gè)、90個(gè)到120個(gè)就屬于系列化設(shè)計(jì).?由普通啤酒灌裝生產(chǎn)線(xiàn)到純生啤酒灌裝生產(chǎn)線(xiàn)地設(shè)計(jì)就屬于改進(jìn)、開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì).對(duì)于中低速運(yùn)行地包裝機(jī)，目前我們基本上可以進(jìn)行自主設(shè)計(jì).而高速運(yùn)行地 包裝機(jī),特別是一些先進(jìn)機(jī)型，大多是測(cè)繪、仿制國(guó)外地同類(lèi)機(jī)型，進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化設(shè) 計(jì)和系列化設(shè)計(jì).其主要地原因是：（1）大多數(shù)設(shè)計(jì)人員還沒(méi)有真正掌握先進(jìn)地設(shè) 計(jì)方法,如高速包裝機(jī)械地動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)理論和方法等，

3、對(duì)高速工況下機(jī)構(gòu)地動(dòng)態(tài) 精度分析等問(wèn)題還不能模擬解決；（2）產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合不夠緊密，理論上地科研成 果不能及時(shí)地在實(shí)際設(shè)計(jì)中運(yùn)用，設(shè)計(jì)人員缺乏及時(shí)地技術(shù)培訓(xùn)；（3）整個(gè)行業(yè)缺 乏宏觀調(diào)控地力度，優(yōu)勢(shì)資源不能得到合理地配置與調(diào)整.?在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域,絕大多數(shù)設(shè)計(jì)人員仍沿用以前地設(shè)計(jì)方法：（1）根據(jù)設(shè) 計(jì)任務(wù)書(shū)尋找同類(lèi)機(jī)型作為樣機(jī)；（2）參考樣機(jī)制定各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)及使用范 圍；（3）設(shè)計(jì)工作原理圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖；（4）設(shè)計(jì)關(guān)鍵零件，部件；（5）設(shè)計(jì)總裝圖 方案和動(dòng)作循環(huán)圖；（6）設(shè)計(jì)部件圖、總裝圖和零件圖；（7）對(duì)主要部件中地關(guān)鍵 零件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核；（8）設(shè)計(jì)控制原理圖、施工圖等.?而今,

4、國(guó)內(nèi)一些大學(xué)地設(shè)計(jì)軟件，可以對(duì)包裝機(jī)中常用機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì),其開(kāi)發(fā)地凸輪連桿機(jī)構(gòu)CAACAM軟件已經(jīng)能夠滿(mǎn)足企業(yè)進(jìn)行凸輪連桿機(jī)構(gòu)自主設(shè)計(jì)地能力，但在實(shí)際包裝機(jī)械地設(shè)計(jì)中應(yīng)用還不普遍.?新型包裝機(jī)械往往是機(jī)、電、氣一體化地設(shè)備.充分利用信息產(chǎn)品地最新成果,采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)等分離傳動(dòng)技術(shù)，可使整機(jī)地傳動(dòng)鏈大大縮短,結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，工作精度和速度大大提高.其中地關(guān)鍵技術(shù)之一是采用了多電機(jī)拖動(dòng)地同步控制技術(shù).其實(shí)掌握這種技術(shù)并不很難,只是一些設(shè)計(jì)人員不了解包裝機(jī)械地這一發(fā)展趨勢(shì).如果說(shuō)以前我國(guó)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)是仿制、學(xué)習(xí)階段，那么現(xiàn)在我們應(yīng)該有創(chuàng)新設(shè)計(jì)地意識(shí).?3、德國(guó)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)

5、地新趨勢(shì)？德國(guó)與美國(guó)、日本、意大利均為世界包裝機(jī)械大國(guó).在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)性能等方面居于領(lǐng)先地位.德國(guó)包裝機(jī)械地設(shè)計(jì)是依據(jù)市場(chǎng)調(diào)研及市場(chǎng)分析結(jié)果進(jìn)行地，其,目標(biāo)是努力為客戶(hù)，尤其是為大型 企業(yè)服務(wù).為滿(mǎn)足客戶(hù)要求，德國(guó)包裝機(jī)械制造廠商和設(shè)計(jì)部門(mén)采取了諸多措施：？(1) 工藝流程自動(dòng)化程度越來(lái)越高，以提高生產(chǎn)率和設(shè)備地柔性及靈活性.采 用機(jī)械手完成復(fù)雜地動(dòng)作.操作時(shí),在由電腦控制地?cái)z像機(jī)錄取信息和監(jiān)控下，機(jī)械手按電腦指令完成規(guī)定動(dòng)作，確保包裝地質(zhì)量.?(2) 提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，最大限度地滿(mǎn)足生產(chǎn)要求.德國(guó)包裝機(jī)械 以飲料、啤酒灌裝機(jī)械和食品包裝機(jī)械見(jiàn)長(zhǎng)，具有高速、成套、自動(dòng)化程

6、度高和可靠性好等特點(diǎn).其飲料灌裝速度高達(dá)12萬(wàn)瓶/h,小袋包裝機(jī)地包裝速度高達(dá)900 袋/ mi n.?(3) 使產(chǎn)品機(jī)械和包裝機(jī)械一體化.許多產(chǎn)品要求生產(chǎn)之后直接進(jìn)行包裝，以 提高生產(chǎn)效率.如德國(guó)生產(chǎn)地巧克力生產(chǎn)及包裝設(shè)備，就是由一個(gè)系統(tǒng)控制完成地.兩者一體化，關(guān)鍵是要解決好在生產(chǎn)能力上相互匹配地問(wèn)題.?(4) 適應(yīng)產(chǎn)制品變化，具有良好地柔性和靈活性.由于市場(chǎng)地激烈競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品 更新?lián)Q代地周期越來(lái)越短.如化妝品生產(chǎn)三年一變，甚至一個(gè)季度一變，生產(chǎn)量又 都很大,因此要求包裝機(jī)械具有良好地柔性和靈活性，使包裝機(jī)械地壽命遠(yuǎn)大于產(chǎn)品地壽命周期，這樣才能符合經(jīng)濟(jì)性地要求.?(5) 普遍使用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)

7、技術(shù).隨著新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度不斷加快，德國(guó)包裝 機(jī)械設(shè)計(jì)普遍采用了計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)，大大縮短了包裝機(jī)械地開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期.?包裝機(jī)械設(shè)計(jì)不僅要重視其能力和效率，還要注重其經(jīng)濟(jì)性.所謂經(jīng)濟(jì)性不完全是機(jī)械設(shè)備本身地成本，更重要地是運(yùn)轉(zhuǎn)成本，因?yàn)樵O(shè)備折舊費(fèi)只占成本地6%- 8%,其他地就是運(yùn)轉(zhuǎn)成本.?4、包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方法地改進(jìn)思路首先在設(shè)計(jì)理念上要借鑒先進(jìn)國(guó)家地經(jīng)驗(yàn)，以用戶(hù)地需求為設(shè)計(jì)地目標(biāo)，并結(jié)合柔性設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)地理念，一機(jī)多用，或更換少量地零、部件就可以完成不同地功能，或滿(mǎn)足不同地產(chǎn)品需求.?隨著科學(xué)技術(shù)地發(fā)展及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)地加劇，客戶(hù)地需求也越來(lái)越高.這種需求 體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是提高生產(chǎn)效率，

8、以滿(mǎn)足交貨期和降低生產(chǎn)成本地需要， 對(duì)一些產(chǎn)品，還要求包裝機(jī)械和生產(chǎn)機(jī)械相銜接；二是為適應(yīng)產(chǎn)品更新變化地需 要,包裝機(jī)械要具有高地柔性和靈活性；三是當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，要求能進(jìn)行遠(yuǎn)程 診斷服務(wù)；四是利于環(huán)境保護(hù)，噪聲、粉塵和廢棄物少；五是設(shè)備購(gòu)置投資盡可 能少,價(jià)格要盡可能低.所以,一定要在市場(chǎng)調(diào)研地基礎(chǔ)上，充分了解、認(rèn)真分析用 戶(hù)地需求,確定包裝機(jī)應(yīng)該完成地功能和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，制訂初步地原理設(shè)計(jì)方 案.?現(xiàn)代包裝機(jī)地設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)該包括：市場(chǎng)調(diào)研、用戶(hù)需求分析、包裝機(jī)功能地 確定、可行性論證、制定設(shè)計(jì)方案、用戶(hù)效益分析、方案地可行性論證、原理圖 設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、樣機(jī)制作(虛擬制造)、技

9、術(shù)驗(yàn)證和施工圖修改、 制定售后服務(wù)預(yù)案及遠(yuǎn)程診斷方案、改進(jìn)設(shè)計(jì)、系列化設(shè)計(jì)等.?市場(chǎng)調(diào)研是一切包裝機(jī)設(shè)計(jì)地基礎(chǔ)工作.沒(méi)有市場(chǎng)調(diào)研，在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)性能等方面居于領(lǐng)先地位.德國(guó)包裝機(jī)械地設(shè) 計(jì)是依據(jù)市場(chǎng)調(diào)研及市場(chǎng)分析結(jié)果進(jìn)行地，其,目標(biāo)是努力為客戶(hù)，尤其是為大型 企業(yè)服務(wù).為滿(mǎn)足客戶(hù)要求，德國(guó)包裝機(jī)械制造廠商和設(shè)計(jì)部門(mén)采取了諸多措施：？(1) 工藝流程自動(dòng)化程度越來(lái)越高，以提高生產(chǎn)率和設(shè)備地柔性及靈活性.采 用機(jī)械手完成復(fù)雜地動(dòng)作.操作時(shí),在由電腦控制地?cái)z像機(jī)錄取信息和監(jiān)控下，機(jī)械手按電腦指令完成規(guī)定動(dòng)作，確保包裝地質(zhì)量.?(2) 提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，最大限度地滿(mǎn)足生產(chǎn)要求.德

10、國(guó)包裝機(jī)械 以飲料、啤酒灌裝機(jī)械和食品包裝機(jī)械見(jiàn)長(zhǎng)，具有高速、成套、自動(dòng)化程度高和可靠性好等特點(diǎn).其飲料灌裝速度高達(dá)12萬(wàn)瓶/h,小袋包裝機(jī)地包裝速度高達(dá)900 袋/ mi n.?(3) 使產(chǎn)品機(jī)械和包裝機(jī)械一體化.許多產(chǎn)品要求生產(chǎn)之后直接進(jìn)行包裝，以 提高生產(chǎn)效率.如德國(guó)生產(chǎn)地巧克力生產(chǎn)及包裝設(shè)備，就是由一個(gè)系統(tǒng)控制完成地.兩者一體化，關(guān)鍵是要解決好在生產(chǎn)能力上相互匹配地問(wèn)題.?(4) 適應(yīng)產(chǎn)制品變化，具有良好地柔性和靈活性.由于市場(chǎng)地激烈競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品 更新?lián)Q代地周期越來(lái)越短.如化妝品生產(chǎn)三年一變，甚至一個(gè)季度一變，生產(chǎn)量又 都很大,因此要求包裝機(jī)械具有良好地柔性和靈活性，使包裝機(jī)械地壽命遠(yuǎn)大

11、于產(chǎn)品地壽命周期，這樣才能符合經(jīng)濟(jì)性地要求.?(5) 普遍使用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù).隨著新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度不斷加快，德國(guó)包裝 機(jī)械設(shè)計(jì)普遍采用了計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)，大大縮短了包裝機(jī)械地開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期.?包裝機(jī)械設(shè)計(jì)不僅要重視其能力和效率，還要注重其經(jīng)濟(jì)性.所謂經(jīng)濟(jì)性不完全是機(jī)械設(shè)備本身地成本，更重要地是運(yùn)轉(zhuǎn)成本，因?yàn)樵O(shè)備折舊費(fèi)只占成本地6%- 8%,其他地就是運(yùn)轉(zhuǎn)成本.?4、包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方法地改進(jìn)思路首先在設(shè)計(jì)理念上要借鑒先進(jìn)國(guó)家地經(jīng)驗(yàn)，以用戶(hù)地需求為設(shè)計(jì)地目標(biāo)，并結(jié)合柔性設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)地理念，一機(jī)多用，或更換少量地零、部件就可以完成不同地功能，或滿(mǎn)足不同地產(chǎn)品需求.?隨著科學(xué)技術(shù)地發(fā)展及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)地

12、加劇，客戶(hù)地需求也越來(lái)越高.這種需求 體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是提高生產(chǎn)效率，以滿(mǎn)足交貨期和降低生產(chǎn)成本地需要, 對(duì)一些產(chǎn)品，還要求包裝機(jī)械和生產(chǎn)機(jī)械相銜接；二是為適應(yīng)產(chǎn)品更新變化地需 要,包裝機(jī)械要具有高地柔性和靈活性；三是當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，要求能進(jìn)行遠(yuǎn)程 診斷服務(wù)；四是利于環(huán)境保護(hù)，噪聲、粉塵和廢棄物少；五是設(shè)備購(gòu)置投資盡可 能少,價(jià)格要盡可能低.所以,一定要在市場(chǎng)調(diào)研地基礎(chǔ)上，充分了解、認(rèn)真分析用 戶(hù)地需求,確定包裝機(jī)應(yīng)該完成地功能和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，制訂初步地原理設(shè)計(jì)方 案.?現(xiàn)代包裝機(jī)地設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)該包括：市場(chǎng)調(diào)研、用戶(hù)需求分析、包裝機(jī)功能地 確定、可行性論證、制定設(shè)計(jì)方案、用戶(hù)效益分析、方

13、案地可行性論證、原理圖 設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、樣機(jī)制作（虛擬制造）、技術(shù)驗(yàn)證和施工圖修改、 制定售后服務(wù)預(yù)案及遠(yuǎn)程診斷方案、改進(jìn)設(shè)計(jì)、系列化設(shè)計(jì)等.?市場(chǎng)調(diào)研是一切包裝機(jī)設(shè)計(jì)地基礎(chǔ)工作.沒(méi)有市場(chǎng)調(diào)研,我們所做地所有設(shè)計(jì)工作都可能等于零.市場(chǎng)調(diào)研,可以根據(jù)政策導(dǎo)向、行業(yè)供求信息、專(zhuān)家分析、行業(yè)展會(huì)、技術(shù)交流會(huì)等線(xiàn)索，找到用戶(hù)地需求信息，并加以整理分析后，確定包裝機(jī)應(yīng)該完成地功能.?在原理方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要充分了解相關(guān)地信息產(chǎn)品、電子產(chǎn)品地功能, 了解氣動(dòng)元件地性能，并用以簡(jiǎn)化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，還可采用多電機(jī)拖動(dòng)來(lái)縮短機(jī) 械傳動(dòng)鏈.對(duì)于必不可少地機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)盡量利用現(xiàn)代化設(shè)計(jì)手段，在對(duì)產(chǎn)

14、品 功能分析地基礎(chǔ)上，通過(guò)創(chuàng)新構(gòu)思、系統(tǒng)建模、動(dòng)力分析、動(dòng)態(tài)優(yōu)化，從而得到最 佳設(shè)計(jì)方案.?技術(shù)設(shè)計(jì)是將原理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化，確定零部件地?cái)?shù)量、形狀、尺寸、材料等對(duì)主要部件中關(guān)鍵零件進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算、功率計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算、剛度計(jì)算.?總體設(shè)計(jì)時(shí)，要全面考慮整個(gè)包裝機(jī)系統(tǒng)地布局、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性、造型設(shè)計(jì)、 人-機(jī)環(huán)境以及裝箱運(yùn)輸?shù)?模塊化設(shè)計(jì)是一種先進(jìn)地設(shè)計(jì)方法，它地核心思想是 將系統(tǒng)根據(jù)功能分為若干模塊，將包裝機(jī)中同一功能地單元設(shè)計(jì)成具有不同性 能、可以互換地模塊，通過(guò)模塊地不同組合,使包裝機(jī)多功能化、系列化.采用這 種方法地優(yōu)點(diǎn)是：（1）使包裝機(jī)更新?lián)Q代速度加快.因?yàn)樾聶C(jī)型地替代，往往是局 部改進(jìn).將先進(jìn)技

15、術(shù)引進(jìn)相應(yīng)地模塊，比較容易實(shí)現(xiàn)局部改進(jìn)；（2）縮短設(shè)計(jì)周期. 當(dāng)用戶(hù)提出要求后，只需更換模塊，或設(shè)計(jì)制造部分模塊，即可得到新地機(jī)型，滿(mǎn) 足用戶(hù)需求；（3）降低成本，便于維修；性能穩(wěn)定可靠.因?yàn)槟K設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)包 裝機(jī)地功能劃分和模塊設(shè)計(jì)，進(jìn)行了精心地研究，保證了模塊地性能，如：凸輪機(jī) 構(gòu)、伺服機(jī)構(gòu)、檢測(cè)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、計(jì)量機(jī)構(gòu)、下料機(jī)構(gòu)等.?另外包裝機(jī)械系列化、模塊化地行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也到了該制定地時(shí)候，包裝機(jī)械已成為我國(guó)十大機(jī)械行業(yè)之一，而系列化、模塊化地行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地制定必將促進(jìn)我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)跨上新地臺(tái)階.?隨著虛擬概念地提出,電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、三維圖形設(shè)計(jì)（3D）和計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)地同步發(fā)展，在設(shè)計(jì)中采用一種新技術(shù)一一虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造,即將各種機(jī)器元素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)存人計(jì)算機(jī)，把圖紙數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)即可自動(dòng)成為三維模型.再把實(shí)際生產(chǎn)時(shí)地?cái)?shù)據(jù)和指標(biāo)輸進(jìn)去，把各種可能發(fā)生地故障輸進(jìn)去，計(jì)算機(jī)三維模型即可仿照真實(shí)工作情況進(jìn)