改進包裝機械設(shè)計方法新思路

1、改進包裝機械設(shè)計方法新思路我國包裝機械行業(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.已成為機械工業(yè)中地10大行業(yè)之一，無論是產(chǎn)量，還是品種上，都取得了令人矚目地成就，為我國包裝工業(yè)地快速發(fā)展提供了有力地保障.目前,我國已成為世界包裝機械工業(yè)生產(chǎn)和消費大國之一 .?包裝機械作為一種產(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)品是指包裝機本身地具體形態(tài) 和基本功能；隱形產(chǎn)品是指包裝機給用戶提供地實際效用；延伸產(chǎn)品是指包裝機 地質(zhì)量保證、使用指導(dǎo)和售后服務(wù)等.所以包裝機地設(shè)計應(yīng)該包括：市場調(diào)研、 原理圖設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工圖設(shè)

2、計、使用說明書編寫及售后服務(wù)預(yù)案等.?2、我國包裝機械設(shè)計地現(xiàn)狀包裝機械設(shè)計地類別主要有：測繪仿制設(shè)計、開發(fā)性設(shè)計、改進性設(shè)計、系列化設(shè)計.如啤酒灌裝生產(chǎn)線生產(chǎn)能力為1.64萬瓶/h,其中灌裝機地灌裝閥工位數(shù)從48個、60個、90個到120個就屬于系列化設(shè)計.?由普通啤酒灌裝生產(chǎn)線到純生啤酒灌裝生產(chǎn)線地設(shè)計就屬于改進、開發(fā)性設(shè)計.對于中低速運行地包裝機，目前我們基本上可以進行自主設(shè)計.而高速運行地 包裝機,特別是一些先進機型，大多是測繪、仿制國外地同類機型，進行國產(chǎn)化設(shè) 計和系列化設(shè)計.其主要地原因是：（1）大多數(shù)設(shè)計人員還沒有真正掌握先進地設(shè) 計方法,如高速包裝機械地動力學(xué)設(shè)計理論和方法等，

3、對高速工況下機構(gòu)地動態(tài) 精度分析等問題還不能模擬解決；（2）產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合不夠緊密，理論上地科研成 果不能及時地在實際設(shè)計中運用，設(shè)計人員缺乏及時地技術(shù)培訓(xùn)；（3）整個行業(yè)缺 乏宏觀調(diào)控地力度，優(yōu)勢資源不能得到合理地配置與調(diào)整.?在包裝機械設(shè)計領(lǐng)域,絕大多數(shù)設(shè)計人員仍沿用以前地設(shè)計方法：（1）根據(jù)設(shè) 計任務(wù)書尋找同類機型作為樣機；（2）參考樣機制定各項技術(shù)性能指標(biāo)及使用范 圍；（3）設(shè)計工作原理圖、傳動系統(tǒng)圖；（4）設(shè)計關(guān)鍵零件，部件；（5）設(shè)計總裝圖 方案和動作循環(huán)圖；（6）設(shè)計部件圖、總裝圖和零件圖；（7）對主要部件中地關(guān)鍵 零件進行強度、剛度校核；（8）設(shè)計控制原理圖、施工圖等.?而今,

4、國內(nèi)一些大學(xué)地設(shè)計軟件，可以對包裝機中常用機構(gòu)進行有限元分析和優(yōu)化設(shè)計,其開發(fā)地凸輪連桿機構(gòu)CAACAM軟件已經(jīng)能夠滿足企業(yè)進行凸輪連桿機構(gòu)自主設(shè)計地能力，但在實際包裝機械地設(shè)計中應(yīng)用還不普遍.?新型包裝機械往往是機、電、氣一體化地設(shè)備.充分利用信息產(chǎn)品地最新成果,采用氣動執(zhí)行機構(gòu)、伺服電機驅(qū)動等分離傳動技術(shù)，可使整機地傳動鏈大大縮短,結(jié)構(gòu)大為簡化，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拖動地同步控制技術(shù).其實掌握這種技術(shù)并不很難,只是一些設(shè)計人員不了解包裝機械地這一發(fā)展趨勢.如果說以前我國包裝機械設(shè)計是仿制、學(xué)習(xí)階段，那么現(xiàn)在我們應(yīng)該有創(chuàng)新設(shè)計地意識.?3、德國包裝機械設(shè)計

5、地新趨勢？德國與美國、日本、意大利均為世界包裝機械大國.在包裝機械設(shè)計、制造、技術(shù)性能等方面居于領(lǐng)先地位.德國包裝機械地設(shè)計是依據(jù)市場調(diào)研及市場分析結(jié)果進行地，其,目標(biāo)是努力為客戶，尤其是為大型 企業(yè)服務(wù).為滿足客戶要求，德國包裝機械制造廠商和設(shè)計部門采取了諸多措施：？(1) 工藝流程自動化程度越來越高，以提高生產(chǎn)率和設(shè)備地柔性及靈活性.采 用機械手完成復(fù)雜地動作.操作時,在由電腦控制地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，最大限度地滿足生產(chǎn)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

6、度高和可靠性好等特點.其飲料灌裝速度高達(dá)12萬瓶/h,小袋包裝機地包裝速度高達(dá)900 袋/ mi n.?(3) 使產(chǎn)品機械和包裝機械一體化.許多產(chǎn)品要求生產(chǎn)之后直接進行包裝，以 提高生產(chǎn)效率.如德國生產(chǎn)地巧克力生產(chǎn)及包裝設(shè)備，就是由一個系統(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.由于市場地激烈競爭，產(chǎn)品 更新?lián)Q代地周期越來越短.如化妝品生產(chǎn)三年一變，甚至一個季度一變，生產(chǎn)量又 都很大,因此要求包裝機械具有良好地柔性和靈活性，使包裝機械地壽命遠(yuǎn)大于產(chǎn)品地壽命周期，這樣才能符合經(jīng)濟性地要求.?(5) 普遍使用計算機仿真設(shè)計

7、技術(shù).隨著新產(chǎn)品開發(fā)速度不斷加快，德國包裝 機械設(shè)計普遍采用了計算機仿真設(shè)計技術(shù)，大大縮短了包裝機械地開發(fā)設(shè)計周期.?包裝機械設(shè)計不僅要重視其能力和效率，還要注重其經(jīng)濟性.所謂經(jīng)濟性不完全是機械設(shè)備本身地成本，更重要地是運轉(zhuǎn)成本，因為設(shè)備折舊費只占成本地6%- 8%,其他地就是運轉(zhuǎn)成本.?4、包裝機械設(shè)計方法地改進思路首先在設(shè)計理念上要借鑒先進國家地經(jīng)驗，以用戶地需求為設(shè)計地目標(biāo)，并結(jié)合柔性設(shè)計、模塊化設(shè)計地理念，一機多用，或更換少量地零、部件就可以完成不同地功能，或滿足不同地產(chǎn)品需求.?隨著科學(xué)技術(shù)地發(fā)展及市場競爭地加劇，客戶地需求也越來越高.這種需求 體現(xiàn)在以下幾個方面：一是提高生產(chǎn)效率，

8、以滿足交貨期和降低生產(chǎn)成本地需要， 對一些產(chǎn)品，還要求包裝機械和生產(chǎn)機械相銜接；二是為適應(yīng)產(chǎn)品更新變化地需 要,包裝機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，要求能進行遠(yuǎn)程 診斷服務(wù)；四是利于環(huán)境保護，噪聲、粉塵和廢棄物少；五是設(shè)備購置投資盡可 能少,價格要盡可能低.所以,一定要在市場調(diào)研地基礎(chǔ)上，充分了解、認(rèn)真分析用 戶地需求,確定包裝機應(yīng)該完成地功能和各項技術(shù)指標(biāo)，制訂初步地原理設(shè)計方 案.?現(xiàn)代包裝機地設(shè)計過程應(yīng)該包括：市場調(diào)研、用戶需求分析、包裝機功能地 確定、可行性論證、制定設(shè)計方案、用戶效益分析、方案地可行性論證、原理圖 設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工圖設(shè)計、樣機制作(虛擬制造)、技

9、術(shù)驗證和施工圖修改、 制定售后服務(wù)預(yù)案及遠(yuǎn)程診斷方案、改進設(shè)計、系列化設(shè)計等.?市場調(diào)研是一切包裝機設(shè)計地基礎(chǔ)工作.沒有市場調(diào)研，在包裝機械設(shè)計、制造、技術(shù)性能等方面居于領(lǐng)先地位.德國包裝機械地設(shè) 計是依據(jù)市場調(diào)研及市場分析結(jié)果進行地，其,目標(biāo)是努力為客戶，尤其是為大型 企業(yè)服務(wù).為滿足客戶要求，德國包裝機械制造廠商和設(shè)計部門采取了諸多措施：？(1) 工藝流程自動化程度越來越高，以提高生產(chǎn)率和設(shè)備地柔性及靈活性.采 用機械手完成復(fù)雜地動作.操作時,在由電腦控制地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，最大限度地滿足生產(chǎn)要求.德

10、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(dá)12萬瓶/h,小袋包裝機地包裝速度高達(dá)900 袋/ mi n.?(3) 使產(chǎn)品機械和包裝機械一體化.許多產(chǎn)品要求生產(chǎn)之后直接進行包裝，以 提高生產(chǎn)效率.如德國生產(chǎn)地巧克力生產(chǎn)及包裝設(shè)備，就是由一個系統(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.由于市場地激烈競爭，產(chǎn)品 更新?lián)Q代地周期越來越短.如化妝品生產(chǎn)三年一變，甚至一個季度一變，生產(chǎn)量又 都很大,因此要求包裝機械具有良好地柔性和靈活性，使包裝機械地壽命遠(yuǎn)大

11、于產(chǎn)品地壽命周期，這樣才能符合經(jīng)濟性地要求.?(5) 普遍使用計算機仿真設(shè)計技術(shù).隨著新產(chǎn)品開發(fā)速度不斷加快，德國包裝 機械設(shè)計普遍采用了計算機仿真設(shè)計技術(shù)，大大縮短了包裝機械地開發(fā)設(shè)計周期.?包裝機械設(shè)計不僅要重視其能力和效率，還要注重其經(jīng)濟性.所謂經(jīng)濟性不完全是機械設(shè)備本身地成本，更重要地是運轉(zhuǎn)成本，因為設(shè)備折舊費只占成本地6%- 8%,其他地就是運轉(zhuǎn)成本.?4、包裝機械設(shè)計方法地改進思路首先在設(shè)計理念上要借鑒先進國家地經(jīng)驗，以用戶地需求為設(shè)計地目標(biāo)，并結(jié)合柔性設(shè)計、模塊化設(shè)計地理念，一機多用，或更換少量地零、部件就可以完成不同地功能，或滿足不同地產(chǎn)品需求.?隨著科學(xué)技術(shù)地發(fā)展及市場競爭地

12、加劇，客戶地需求也越來越高.這種需求 體現(xiàn)在以下幾個方面：一是提高生產(chǎn)效率，以滿足交貨期和降低生產(chǎn)成本地需要, 對一些產(chǎn)品，還要求包裝機械和生產(chǎn)機械相銜接；二是為適應(yīng)產(chǎn)品更新變化地需 要,包裝機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，要求能進行遠(yuǎn)程 診斷服務(wù)；四是利于環(huán)境保護，噪聲、粉塵和廢棄物少；五是設(shè)備購置投資盡可 能少,價格要盡可能低.所以,一定要在市場調(diào)研地基礎(chǔ)上，充分了解、認(rèn)真分析用 戶地需求,確定包裝機應(yīng)該完成地功能和各項技術(shù)指標(biāo)，制訂初步地原理設(shè)計方 案.?現(xiàn)代包裝機地設(shè)計過程應(yīng)該包括：市場調(diào)研、用戶需求分析、包裝機功能地 確定、可行性論證、制定設(shè)計方案、用戶效益分析、方

13、案地可行性論證、原理圖 設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工圖設(shè)計、樣機制作（虛擬制造）、技術(shù)驗證和施工圖修改、 制定售后服務(wù)預(yù)案及遠(yuǎn)程診斷方案、改進設(shè)計、系列化設(shè)計等.?市場調(diào)研是一切包裝機設(shè)計地基礎(chǔ)工作.沒有市場調(diào)研,我們所做地所有設(shè)計工作都可能等于零.市場調(diào)研,可以根據(jù)政策導(dǎo)向、行業(yè)供求信息、專家分析、行業(yè)展會、技術(shù)交流會等線索，找到用戶地需求信息，并加以整理分析后，確定包裝機應(yīng)該完成地功能.?在原理方案設(shè)計過程中，首先要充分了解相關(guān)地信息產(chǎn)品、電子產(chǎn)品地功能, 了解氣動元件地性能，并用以簡化機械傳動系統(tǒng)，還可采用多電機拖動來縮短機 械傳動鏈.對于必不可少地機械傳動系統(tǒng)，應(yīng)盡量利用現(xiàn)代化設(shè)計手段，在對產(chǎn)

14、品 功能分析地基礎(chǔ)上，通過創(chuàng)新構(gòu)思、系統(tǒng)建模、動力分析、動態(tài)優(yōu)化，從而得到最 佳設(shè)計方案.?技術(shù)設(shè)計是將原理設(shè)計結(jié)構(gòu)化，確定零部件地數(shù)量、形狀、尺寸、材料等對主要部件中關(guān)鍵零件進行動力計算、功率計算、強度計算、剛度計算.?總體設(shè)計時，要全面考慮整個包裝機系統(tǒng)地布局、運動協(xié)調(diào)性、造型設(shè)計、 人-機環(huán)境以及裝箱運輸?shù)?模塊化設(shè)計是一種先進地設(shè)計方法，它地核心思想是 將系統(tǒng)根據(jù)功能分為若干模塊，將包裝機中同一功能地單元設(shè)計成具有不同性 能、可以互換地模塊，通過模塊地不同組合,使包裝機多功能化、系列化.采用這 種方法地優(yōu)點是：（1）使包裝機更新?lián)Q代速度加快.因為新機型地替代，往往是局 部改進.將先進技

15、術(shù)引進相應(yīng)地模塊，比較容易實現(xiàn)局部改進；（2）縮短設(shè)計周期. 當(dāng)用戶提出要求后，只需更換模塊，或設(shè)計制造部分模塊，即可得到新地機型，滿 足用戶需求；（3）降低成本，便于維修；性能穩(wěn)定可靠.因為模塊設(shè)計時，對包 裝機地功能劃分和模塊設(shè)計，進行了精心地研究，保證了模塊地性能，如：凸輪機 構(gòu)、伺服機構(gòu)、檢測系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、計量機構(gòu)、下料機構(gòu)等.?另外包裝機械系列化、模塊化地行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也到了該制定地時候，包裝機械已成為我國十大機械行業(yè)之一，而系列化、模塊化地行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地制定必將促進我國包裝機械行業(yè)跨上新地臺階.?隨著虛擬概念地提出,電子技術(shù)、計算機輔助設(shè)計（CAD）、三維圖形設(shè)計（3D）和計算機仿真設(shè)計地同步發(fā)展，在設(shè)計中采用一種新技術(shù)一一虛擬設(shè)計、虛擬制造,即將各種機器元素數(shù)據(jù)庫存人計算機，把圖紙數(shù)字化后輸入計算機，計算機即可自動成為三維模型.再把實際生產(chǎn)時地數(shù)據(jù)和指標(biāo)輸進去，把各種可能發(fā)生地故障輸進去，計算機三維模型即可仿照真實工作情況進