食品機械

包裝機械是指能完成全部或部分產(chǎn)品和商品包裝過程的機械。包裝過程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及與其相關(guān)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上蓋印等工序。使用機械包裝產(chǎn)品可提高生產(chǎn)率，減輕勞動強度，適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要，并滿足清潔衛(wèi)生的要求。包裝機械主要產(chǎn)品系列有：真空包裝機、打包機、捆扎機、封箱機、套袋機、紙箱成形機、裝箱機、纏繞機、貼標機、堆碼機、及設(shè)計各種輸送流水線；同時生產(chǎn)和銷售打包帶、拉伸膜等各種包裝材料。

控制與驅(qū)動技術(shù)是包裝機械結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)，智能伺服驅(qū)動器的使用使第三代包裝設(shè)備具備了數(shù)字化的一切優(yōu)勢，同時樹立起新的行業(yè)標準。始于20年前的包裝工業(yè)的自動化已不能適應(yīng)產(chǎn)品的靈活性需求，越來越多的功能從機械動力軸轉(zhuǎn)移到電子驅(qū)動系統(tǒng)中。特別是食品包裝，由于產(chǎn)品趨向多樣化，激發(fā)出對于設(shè)備靈活性的更大需求。

1.包裝機械行業(yè)基本情況

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進步，各種食品加工品的出現(xiàn)，對包裝技術(shù)和包裝設(shè)備都提出了新的要求，包裝機械在流通領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越大的作用。目前包裝機械競爭日趨激烈，而高度自動化、智能化、多功能、高效率、低消耗的包裝設(shè)備越來越受到行業(yè)的青睞。經(jīng)過20多年的發(fā)展，我國包裝機械已成為機械工業(yè)中十大行業(yè)之一，為我國包裝工業(yè)快速發(fā)展提供了有效的保障。但目前，我國包裝機械出口額還不足總產(chǎn)值的5%，進口額卻與總產(chǎn)值大抵相當，與發(fā)達國家相去甚遠。包裝機械行業(yè)缺少龍頭企業(yè)，生產(chǎn)規(guī)模大、產(chǎn)品檔次高的企業(yè)不多。根據(jù)食品和包裝機械工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，中國目前有包裝機械廠商3,600多家，但產(chǎn)值及銷售額超過億元的現(xiàn)在只有20家。

進入21世紀以來，較之傳統(tǒng)包裝機械，新型包裝機械要求具有簡潔化、高生產(chǎn)率、配套更完善，更具自動化等特點。未來的包裝機械將配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢，促進包裝設(shè)備總體水平提高。如高智能數(shù)控系統(tǒng)、編碼器及數(shù)字控制組件、動力負載控制等新型智能設(shè)備已經(jīng)普遍應(yīng)用到包裝機械設(shè)備中，使設(shè)備使用者在操作過程中更具有獨立性、靈活度、操作正確性、高效率和兼容性。我國還基本停留在測試仿制階段，自行開發(fā)能力弱，缺少科研生產(chǎn)中試基地。統(tǒng)計顯示，我國包裝機械品種只有1300多種，配套數(shù)量少，缺少高精度和大型化產(chǎn)產(chǎn)品，不能滿足市場需求：產(chǎn)品質(zhì)量差距表現(xiàn)在產(chǎn)品性能低，穩(wěn)定性和可靠性差、外觀造型不美觀、表面處理粗糙，許多元器件質(zhì)量差，壽命短、可靠性低，影響了整體產(chǎn)品的質(zhì)量。

據(jù)了解，目前國外包裝和食品機械水平高的國家主要有美國、德國、日本、意大利和英國等。而德國的包裝機械在設(shè)計、制造及技術(shù)性能等方面則居于領(lǐng)先地位。最近幾年，這些國家包裝和食品機械設(shè)備發(fā)展呈現(xiàn)出新的趨勢。

工藝流程自動化程度越來越高。目前自動化技術(shù)在包裝生產(chǎn)線中已占50%以上，大量使用了電腦設(shè)計和機電一體化控制，提高生產(chǎn)率、設(shè)備的柔性和靈活性，增加機械手以完成復(fù)雜的包裝動作。每個機械手均由單獨的電腦控制，攝像機監(jiān)控包裝動作并將信息反饋到電腦以調(diào)整動作幅度，保證包裝的質(zhì)量。

2.伺服產(chǎn)品市場格局情況

在國內(nèi)伺服市場中，廠商主要分為四大派系：歐美系、日系、臺系和大陸品牌。歐美廠商以博世力士樂、路斯特、西門子、丹納赫、施耐德、羅克韋爾自動化等為代表，品牌總的市場占有率大約在35%左右。日系以安川、松下、三菱為代表，占據(jù)約22%的市場份額；以東元和臺達為代表的臺系伺服在大陸市場的推廣也如火如荼，其技術(shù)水平和價格水平居于進口中端產(chǎn)品和國產(chǎn)品牌之間，市場占有率從幾年前的微不足道提高到大約10%；大陸品牌主要有匯川、埃斯頓、和利時電機、華中數(shù)控、雷賽、東菱等，占據(jù)約33%。

3.包裝機械行業(yè)發(fā)展前景

我國包裝機械行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?，隨著科技的不斷發(fā)展與進步，未來微電子、電腦、工業(yè)機器人、圖像傳感技術(shù)和新材料等在包裝機械中將會得到越來越廣泛的應(yīng)用，各企業(yè)亟須學(xué)習(xí)和引進新技術(shù)，向生產(chǎn)效率高、自動化程度高、可靠性好、靈活性強、技術(shù)含量高的包裝設(shè)備進軍。打造出新型包裝機械，引領(lǐng)包裝機械向集成化、高效化、智能化等方向發(fā)展。

未來幾年，亞太地區(qū)將成為全球食品包裝機械的主要增長市場，其中中國將是最大的市場，未來中國的需求量將超過2370億包，特別是中高端食品機械會穩(wěn)中有升。

包裝機械行業(yè)每年保持高達16%左右的增長，未來因食品包裝、醫(yī)藥包裝、日化包裝等行業(yè)的發(fā)展將對包裝機械行業(yè)拉動明顯，將繼續(xù)保持高速的增長態(tài)勢。伺服產(chǎn)品作為自動化包裝機械的重要組成部分，對伺服產(chǎn)品未來的市場將有顯著的拉動效應(yīng)，伺服市場將迎來大發(fā)展。

目前國際品牌伺服產(chǎn)品在我國包裝行業(yè)應(yīng)用居多，幾乎占據(jù)大半的市場，國產(chǎn)廠商相對薄弱。雖國產(chǎn)廠商近年來發(fā)展迅速，但應(yīng)進一步調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略，抓住包裝機械發(fā)展機遇，迎接將來大發(fā)展。

4.實現(xiàn)包裝機械自動化的技術(shù)

包裝機械集機、電、光、聲、磁、化、生、美為一體的高技術(shù)、高智能、高競爭的產(chǎn)品。發(fā)展速度快、更新速度快是它的一大特點。世界上一切高科技產(chǎn)品都可以應(yīng)用其中。包裝機械上使用的自動化產(chǎn)品主要有控制系統(tǒng)、傳動控制、運動控制、機器視覺，人機界面和傳感器等幾類，具體包括：控制系統(tǒng)（嵌入式產(chǎn)品、PLC、IPC、現(xiàn)場總線）、傳動控制（變頻器，直流調(diào)速）、運動控制（伺服、步進電機、運動控制器）、人機界面（文本顯示器、觸摸屏、平板電腦），電器元件及傳感器（溫度傳感器、壓力傳感器，光電開關(guān)、行程開關(guān)，RFID等）以及機器視覺（遠程監(jiān)控、工業(yè)相機）。具體來說，主要涉及到以下幾種自動化技術(shù)：

（1）現(xiàn)場總線技術(shù)。運用現(xiàn)場總線技術(shù)首先’解放’了大部分的硬件，使得繁瑣的安裝環(huán)節(jié)得到簡化;在生產(chǎn)應(yīng)用的實際過程中，便利性與靈活性更加明顯;可以將現(xiàn)場總線技術(shù)與ERP系統(tǒng)集成，這樣管理層就可以通過ERP系統(tǒng)十分便利地調(diào)取、分析運行數(shù)據(jù)，了解生產(chǎn)的實際和即時情況，監(jiān)測車間的運行情況。現(xiàn)場總線技術(shù)在國內(nèi)的大型食品加工企業(yè)應(yīng)用較為普遍，這為整個生產(chǎn)線的無人化操作以及傳動、檢測等工序的無縫銜接提供了便利。

（2）傳感器技術(shù)。在食品加工與包裝機械行業(yè)中，傳感器的應(yīng)用場合繁多，在食品飲料存儲罐的監(jiān)控、灌裝封裝、混合及加工、冷卻及加溫、清潔、包裝等工序都要用到傳感器。該技術(shù)應(yīng)用市場的缺口成為了眾多自動化廠商的必爭之地。

（3）傳動控制技術(shù)。傳動產(chǎn)品在包裝機械上的使用主要是為了調(diào)整主工藝速度和控制電機在生產(chǎn)過程速度的周期性變化。但對于大多數(shù)包裝機械而言，變頻器并非必選的電氣產(chǎn)品。變頻器在本行業(yè)的使用率較低，在大型標準規(guī)機和包裝生產(chǎn)線上有較大的發(fā)展空間。

（4）運動控制技術(shù)。運動控制產(chǎn)品在包裝機上的應(yīng)用主要是實現(xiàn)精確的位置控制和嚴格的速度同步，用于裝卸，輸送，打標，碼垛，卸垛等工序。由于中國包裝行業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)將需要更多的高端包裝機械，運動控制產(chǎn)品將在本行業(yè)獲得更大的發(fā)展空間。

（5）人機界面技術(shù)。包裝機械的HMI通常與PLC或者單片機配合使用，用以設(shè)定生產(chǎn)工藝參數(shù)，監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)，記錄設(shè)備生產(chǎn)歷史。少數(shù)高端機械使用了觸摸屏。

（6）物流自動化技術(shù)。物流自動化的進一步發(fā)展就使得整個食品加工與包裝生產(chǎn)線得到完善，一個完整的食品加工鏈就形成了。物流自動化技術(shù)最直接的體現(xiàn)就是使得人力得到節(jié)省，盡管中國的勞動力較為充足，但物流的發(fā)展是大勢所趨。

（7）自動識別技術(shù)。自動識別包裝材料的厚度、硬度、反彈力等，通過電腦反饋到機械手調(diào)整動作幅度，保證不反彈;同時，保證各種不同的產(chǎn)品裝到同一盒中，其排列是有規(guī)律的。由于生產(chǎn)線傳遞的產(chǎn)品是無序的，那么則需要探頭掃描來確定不同形狀的物料位置，然后反饋給不同機械手，這樣它就會準確無誤地將物品按準確的位置及方向放入托盤中。

（8）安全檢測技術(shù)。食品加工與包裝過程中的檢測技術(shù)不僅僅局限于生產(chǎn)線上雜質(zhì)的檢測，隨著食品檢驗受重視程度逐漸加大，檢測技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域進一步擴大。在機器視覺產(chǎn)品中，彩色機器視覺產(chǎn)品在食品檢測方面應(yīng)用較為突出。

綜上所述，包裝行業(yè)屬于配套行業(yè)，涉及國民經(jīng)濟的許多領(lǐng)域，特別是食品行業(yè)與飲料行業(yè)，更是依賴于包裝行業(yè)的技術(shù)進步和配套服務(wù)，因此，我們不能忽視包裝機械落后的現(xiàn)狀，努力積極推動包裝業(yè)走上快速健康發(fā)展的自動化道路。

（來源：慧聰食品工業(yè)網(wǎng)）