包裝機(jī)械是指能完成全部或部分產(chǎn)品和商品包裝過(guò)程的機(jī)械。包裝過(guò)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(jì)量或在包裝件上蓋印等工序。使用機(jī)械包裝產(chǎn)品可提高生產(chǎn)率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)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(jī)械主要產(chǎn)品系列有：真空包裝機(jī)、打包機(jī)、捆扎機(jī)、封箱機(jī)、套袋機(jī)、紙箱成形機(jī)、裝箱機(jī)、纏繞機(jī)、貼標(biāo)機(jī)、堆碼機(jī)、及設(shè)計(jì)各種輸送流水線；同時(shí)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(dòng)技術(shù)是包裝機(jī)械結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)，智能伺服驅(qū)動(dòng)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(shì)，同時(shí)樹(shù)立起新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。始于20年前的包裝工業(yè)的自動(dòng)化已不能適應(yīng)產(chǎn)品的靈活性需求，越來(lái)越多的功能從機(jī)械動(dòng)力軸轉(zhuǎn)移到電子驅(qū)動(dòng)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(duì)于設(shè)備靈活性的更大需求。
1.包裝機(jī)械行業(yè)基本情況
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，各種食品加工品的出現(xiàn)，對(duì)包裝技術(shù)和包裝設(shè)備都提出了新的要求，包裝機(jī)械在流通領(lǐng)域中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。目前包裝機(jī)械競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，而高度自動(dòng)化、智能化、多功能、高效率、低消耗的包裝設(shè)備越來(lái)越受到行業(yè)的青睞。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，我國(guó)包裝機(jī)械已成為機(jī)械工業(yè)中十大行業(yè)之一，為我國(guó)包裝工業(yè)快速發(fā)展提供了有效的保障。但目前，我國(guó)包裝機(jī)械出口額還不足總產(chǎn)值的5%，進(jìn)口額卻與總產(chǎn)值大抵相當(dāng)，與發(fā)達(dá)國(guó)家相去甚遠(yuǎn)。包裝機(jī)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(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，中國(guó)目前有包裝機(jī)械廠商3,600多家，但產(chǎn)值及銷售額超過(guò)億元的現(xiàn)在只有20家。
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，較之傳統(tǒng)包裝機(jī)械，新型包裝機(jī)械要求具有簡(jiǎn)潔化、高生產(chǎn)率、配套更完善，更具自動(dòng)化等特點(diǎn)。未來(lái)的包裝機(jī)械將配合產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化趨勢(shì)，促進(jìn)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(dòng)力負(fù)載控制等新型智能設(shè)備已經(jīng)普遍應(yīng)用到包裝機(jī)械設(shè)備中，使設(shè)備使用者在操作過(guò)程中更具有獨(dú)立性、靈活度、操作正確性、高效率和兼容性。我國(guó)還基本停留在測(cè)試仿制階段，自行開(kāi)發(fā)能力弱，缺少科研生產(chǎn)中試基地。統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)包裝機(jī)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(chǎng)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(guó)外包裝和食品機(jī)械水平高的國(guó)家主要有美國(guó)、德國(guó)、日本、意大利和英國(guó)等。而德國(guó)的包裝機(jī)械在設(shè)計(jì)、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(guó)家包裝和食品機(jī)械設(shè)備發(fā)展呈現(xiàn)出新的趨勢(shì)。
工藝流程自動(dòng)化程度越來(lái)越高。目前自動(dòng)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(jì)和機(jī)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(jī)械手以完成復(fù)雜的包裝動(dòng)作。每個(gè)機(jī)械手均由單獨(dú)的電腦控制，攝像機(jī)監(jiān)控包裝動(dòng)作并將信息反饋到電腦以調(diào)整動(dòng)作幅度，保證包裝的質(zhì)量。
2.伺服產(chǎn)品市場(chǎng)格局情況
在國(guó)內(nèi)伺服市場(chǎng)中，廠商主要分為四大派系：歐美系、日系、臺(tái)系和大陸品牌。歐美廠商以博世力士樂(lè)、路斯特、西門子、丹納赫、施耐德、羅克韋爾自動(dòng)化等為代表，品牌總的市場(chǎng)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(chǎng)份額；以東元和臺(tái)達(dá)為代表的臺(tái)系伺服在大陸市場(chǎng)的推廣也如火如荼，其技術(shù)水平和價(jià)格水平居于進(jìn)口中端產(chǎn)品和國(guó)產(chǎn)品牌之間，市場(chǎng)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(shí)電機(jī)、華中數(shù)控、雷賽、東菱等，占據(jù)約33%。
3.包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展前景
我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮螅S著科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步，未來(lái)微電子、電腦、工業(yè)機(jī)器人、圖像傳感技術(shù)和新材料等在包裝機(jī)械中將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，各企業(yè)亟須學(xué)習(xí)和引進(jìn)新技術(shù)，向生產(chǎn)效率高、自動(dòng)化程度高、可靠性好、靈活性強(qiáng)、技術(shù)含量高的包裝設(shè)備進(jìn)軍。打造出新型包裝機(jī)械，引領(lǐng)包裝機(jī)械向集成化、高效化、智能化等方向發(fā)展。
未來(lái)幾年，亞太地區(qū)將成為全球食品包裝機(jī)械的主要增長(zhǎng)市場(chǎng)，其中中國(guó)將是最大的市場(chǎng)，未來(lái)中國(guó)的需求量將超過(guò)2370億包，特別是中高端食品機(jī)械會(huì)穩(wěn)中有升。
包裝機(jī)械行業(yè)每年保持高達(dá)16%左右的增長(zhǎng)，未來(lái)因食品包裝、醫(yī)藥包裝、日化包裝等行業(yè)的發(fā)展將對(duì)包裝機(jī)械行業(yè)拉動(dòng)明顯，將繼續(xù)保持高速的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。伺服產(chǎn)品作為自動(dòng)化包裝機(jī)械的重要組成部分，對(duì)伺服產(chǎn)品未來(lái)的市場(chǎng)將有顯著的拉動(dòng)效應(yīng)，伺服市場(chǎng)將迎來(lái)大發(fā)展。
目前國(guó)際品牌伺服產(chǎn)品在我國(guó)包裝行業(yè)應(yīng)用居多，幾乎占據(jù)大半的市場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)廠商相對(duì)薄弱。雖國(guó)產(chǎn)廠商近年來(lái)發(fā)展迅速，但應(yīng)進(jìn)一步調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略，抓住包裝機(jī)械發(fā)展機(jī)遇，迎接將來(lái)大發(fā)展。
4.實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)
包裝機(jī)械集機(jī)、電、光、聲、磁、化、生、美為一體的高技術(shù)、高智能、高競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品。發(fā)展速度快、更新速度快是它的一大特點(diǎn)。世界上一切高科技產(chǎn)品都可以應(yīng)用其中。包裝機(jī)械上使用的自動(dòng)化產(chǎn)品主要有控制系統(tǒng)、傳動(dòng)控制、運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器視覺(jué)，人機(jī)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(chǎng)總線）、傳動(dòng)控制（變頻器，直流調(diào)速）、運(yùn)動(dòng)控制（伺服、步進(jìn)電機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制器）、人機(jī)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(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)，RFID等）以及機(jī)器視覺(jué)（遠(yuǎn)程監(jiān)控、工業(yè)相機(jī)）。具體來(lái)說(shuō)，主要涉及到以下幾種自動(dòng)化技術(shù)：
（1）現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)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(jiǎn)化;在生產(chǎn)應(yīng)用的實(shí)際過(guò)程中，便利性與靈活性更加明顯;可以將現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與ERP系統(tǒng)集成，這樣管理層就可以通過(guò)ERP系統(tǒng)十分便利地調(diào)取、分析運(yùn)行數(shù)據(jù)，了解生產(chǎn)的實(shí)際和即時(shí)情況，監(jiān)測(cè)車間的運(yùn)行情況。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在國(guó)內(nèi)的大型食品加工企業(yè)應(yīng)用較為普遍，這為整個(gè)生產(chǎn)線的無(wú)人化操作以及傳動(dòng)、檢測(cè)等工序的無(wú)縫銜接提供了便利。
（2）傳感器技術(shù)。在食品加工與包裝機(jī)械行業(yè)中，傳感器的應(yīng)用場(chǎng)合繁多，在食品飲料存儲(chǔ)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(chǎng)的缺口成為了眾多自動(dòng)化廠商的必爭(zhēng)之地。
（3）傳動(dòng)控制技術(shù)。傳動(dòng)產(chǎn)品在包裝機(jī)械上的使用主要是為了調(diào)整主工藝速度和控制電機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程速度的周期性變化。但對(duì)于大多數(shù)包裝機(jī)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)機(jī)和包裝生產(chǎn)線上有較大的發(fā)展空間。
（4）運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)。運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品在包裝機(jī)上的應(yīng)用主要是實(shí)現(xiàn)精確的位置控制和嚴(yán)格的速度同步，用于裝卸，輸送，打標(biāo)，碼垛，卸垛等工序。由于中國(guó)包裝行業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)將需要更多的高端包裝機(jī)械，運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品將在本行業(yè)獲得更大的發(fā)展空間。
（5）人機(jī)界面技術(shù)。包裝機(jī)械的HMI通常與PLC或者單片機(jī)配合使用，用以設(shè)定生產(chǎn)工藝參數(shù)，監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，記錄設(shè)備生產(chǎn)歷史。少數(shù)高端機(jī)械使用了觸摸屏。
（6）物流自動(dòng)化技術(shù)。物流自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展就使得整個(gè)食品加工與包裝生產(chǎn)線得到完善，一個(gè)完整的食品加工鏈就形成了。物流自動(dòng)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(guó)的勞動(dòng)力較為充足，但物流的發(fā)展是大勢(shì)所趨。
（7）自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。自動(dòng)識(shí)別包裝材料的厚度、硬度、反彈力等，通過(guò)電腦反饋到機(jī)械手調(diào)整動(dòng)作幅度，保證不反彈;同時(shí)，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(wú)序的，那么則需要探頭掃描來(lái)確定不同形狀的物料位置，然后反饋給不同機(jī)械手，這樣它就會(huì)準(zhǔn)確無(wú)誤地將物品按準(zhǔn)確的位置及方向放入托盤中。
（8）安全檢測(cè)技術(shù)。食品加工與包裝過(guò)程中的檢測(cè)技術(shù)不僅僅局限于生產(chǎn)線上雜質(zhì)的檢測(cè)，隨著食品檢驗(yàn)受重視程度逐漸加大，檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。在機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品中，彩色機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品在食品檢測(cè)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(guó)民經(jīng)濟(jì)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(jìn)步和配套服務(wù)，因此，我們不能忽視包裝機(jī)械落后的現(xiàn)狀，努力積極推動(dòng)包裝業(yè)走上快速健康發(fā)展的自動(dòng)化道路。
（來(lái)源：慧聰食品工業(yè)網(wǎng)）