王夢琦，王 遠

（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 三門峽472000）

近些年，隨著我國經(jīng)濟與科技的快速發(fā)展，使得人們的生活水平逐漸提高，同時對生產(chǎn)水平要求也逐漸加強，包裝機械行業(yè)更是首當(dāng)其沖。包裝機械涉及各個方面，種類較多，比如啤酒包裝生產(chǎn)線，食品包裝等，但在煙盒包裝機械方面我國發(fā)展較為緩慢，很多還是依靠人工操作，比如煙盒內(nèi)襯折疊部分。如今雖然也有相關(guān)機器，卻存在占地大、笨重、易故障、成本高、還是需要依靠人工輔助等問題，在生產(chǎn)過程中，這樣的機器是遠遠不行的。我國所需要的包裝機械是要自動完成相關(guān)功能動作的機械設(shè)備，在科技的發(fā)展中，更加智能化、人性化。對于目前的煙盒包裝機械，其發(fā)展較為緩慢，存在的問題多，有很大的發(fā)展空間。

1 國外包裝機械發(fā)展狀況

國外的包裝機械在國際上據(jù)有很高的地位。眾所周知，目前美國、日本、德國、意大利等國家的包裝機械的發(fā)展速度與技術(shù)水平一直引領(lǐng)在前。

國外包裝機械起步早，技術(shù)基礎(chǔ)扎實，種類繁多，針對不同的行業(yè)，有著對應(yīng)需要的包裝機械，如美國的熱收縮膜包裝機的技術(shù)先進；日本的包裝機械在食品包裝領(lǐng)域的運用廣泛；德國在啤酒行業(yè)中包裝設(shè)備的領(lǐng)先等，像瑞典、意大利、英國都有著高性價比的包裝機械，所以國外的包裝機械在國際上占有很大的份額。在這些國家中美國是最早發(fā)展包裝機械，發(fā)展歷史悠久，并且在20世紀90年代就已經(jīng)完善了包裝體系，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，技術(shù)的認可，美國的包裝機械的出口數(shù)量也在不斷的增加。如今美國的包裝機械在國際上占有很大的比例，數(shù)量和品種居世界領(lǐng)先地位。而日本是包裝機械的后起之秀，發(fā)展速度很快，20世紀70年代已達到世界先進水平，成熟的技術(shù)水平使得日本成為第二包裝大國，其中最具有代表性的是日本的食品包裝機械。日本的食品包裝機械在市場上達到50%的占有率，至少600種，規(guī)格達到800種。日本的包裝機械都是中小型的，并在上世紀90年代就實現(xiàn)自動控制，其想法超前，技術(shù)水平高超，主要是出口亞洲國家，現(xiàn)向我國提供的產(chǎn)品越來越多。不僅美國，日本的包裝機械發(fā)展快，德國、意大利、瑞典等國家也是如此，出口比例也是在逐漸增加。

可以看出國外的包裝機械占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，具有針對性，高效人性化。產(chǎn)品門類齊全，可以直接完成包裝的過程，功能種類完整，有一個較為完全的體系，技術(shù)方面更是專業(yè)化以及高效化，能夠適應(yīng)各種生產(chǎn)線的需求。

2 國內(nèi)包裝機械發(fā)展概況

與國外的包裝機械發(fā)展相比，我國的包裝機械起步較晚，在解放后的前30年間發(fā)展相當(dāng)緩慢，20世紀60年代我國生產(chǎn)了果酒、啤酒灌裝機；70年代末逐漸開發(fā)了真空包裝機、捆扎機、封罐機等；直到20世紀80年代后在國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展中，我國的包裝機械工業(yè)有了快速的發(fā)展?？梢哉f我國的包裝機械設(shè)備是在20世紀70年代末80世紀初才成型。

在我國在改革發(fā)展中，了解了國外的先進技術(shù)后，不斷的進行學(xué)習(xí)和吸收，逐步制造出更加適合我國企業(yè)發(fā)展運用的機械設(shè)備，如北京永創(chuàng)通達機械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的YCB6540ZY半自動熱收縮包裝機等。技術(shù)水平的提高，也使得我國的包裝機械企業(yè)逐漸增加，其廠商達到3600對家，產(chǎn)品40大類，2700多種，2010年包裝機械工業(yè)產(chǎn)量為930萬臺（套）。我國也有著越來越多的人進行不斷研究，相關(guān)的科研院與高等院校進行技術(shù)研究與人才培養(yǎng)。

但隨著我國不斷的發(fā)展，我們更加清楚知道國內(nèi)與國外的包裝機械技術(shù)的差距還是很大的。我國雖然也擁有一些自主研究的機械設(shè)備，但從整體上看，水平、體系、機械設(shè)備的種類性能功耗等很多方面都存在很多不足。如在生產(chǎn)速度上與國外相比還是較慢，這會影響了生產(chǎn)能力；學(xué)習(xí)、引用、吸收他國的機械設(shè)備，但更多的是建立于他國已有的機械設(shè)備上進行改造，沒有自主創(chuàng)新設(shè)計；在機械設(shè)備中沒有很好地融合其他技術(shù)，沒有實現(xiàn)自動控制；機械設(shè)備種類并不是很全面，可以說在包裝行業(yè)中，有很多的包裝機械設(shè)備是缺失的，沒有很好的針對性，不能為各行各業(yè)提供所需要的，例如對于煙盒包裝而言，我國相關(guān)的機械設(shè)備是不完整的，這也使得對于煙盒行業(yè)很多還是依靠人工作業(yè)，造成效率低，制作粗糙，成本高。

如今包裝工業(yè)在我國的經(jīng)濟發(fā)展中占有很大的比例，而包裝工業(yè)的良好發(fā)展需要包裝機械的技術(shù)支持。我國的包裝機械技術(shù)還有很多的不足后需要不斷進行自我提高與改進，逐步促進我國的包裝機械快速的發(fā)展，增加在國際中占有的比例。

3 煙盒包裝機械

在對我國包裝機械的發(fā)展研究中發(fā)現(xiàn)，煙盒包裝機械設(shè)備發(fā)展得不完善。我國的煙盒包裝機械設(shè)備發(fā)展十分緩慢，更多的為單機形式，技術(shù)含量低，自動化程度低，很多地區(qū)的相關(guān)煙盒包裝依靠人工，這些原因也制約了相關(guān)企業(yè)的發(fā)展。企業(yè)不得不購買引進國外的生產(chǎn)線設(shè)備。但正因為如此，國外的煙盒設(shè)備生產(chǎn)線在我國的煙盒機械設(shè)備中占有很大的比例，逐漸壟斷了我國煙盒企業(yè)。這樣的發(fā)展下讓企業(yè)不斷購買國外的生產(chǎn)設(shè)備，購買完整的生產(chǎn)線，所以將不斷增加企業(yè)的成本，同時逐漸制約了國內(nèi)煙盒設(shè)備的研究制造。我國在出口香煙中，煙盒包裝是很重要的一環(huán)，而在如今我國現(xiàn)有的煙盒包裝生產(chǎn)線下進行包裝生產(chǎn)，會出現(xiàn)較多的問題，這也會間接性地影響我國煙草的發(fā)展。在長期的發(fā)展中，過于依賴國外設(shè)計的生產(chǎn)線，容易降低我國自身對煙盒包裝機械的設(shè)計研究的自主意識。

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，機械設(shè)備也要進行不斷的更新?lián)Q代，所以我國煙盒行業(yè)更不能一直依靠國外的煙盒包裝機械設(shè)備，授人以魚不如授人以漁，不僅是對于煙盒企業(yè)，也是對于我國煙草事業(yè)的發(fā)展，我們更應(yīng)該盡快盡早發(fā)現(xiàn)煙盒包裝中的缺點和需要，吸收國外設(shè)備的經(jīng)驗與優(yōu)勢，并且與時俱進，結(jié)合現(xiàn)代的技術(shù)，使得煙盒包裝機械設(shè)備發(fā)展更加完善。

4 煙盒包裝機械設(shè)備的問題與改善

在我國對煙盒機械設(shè)備設(shè)計有相關(guān)的研究中發(fā)現(xiàn)我國的煙盒生產(chǎn)線很大的問題是生產(chǎn)效率低，控制技術(shù)使用的不多，不能實現(xiàn)自動控制。在對于物料的運輸、涂膠、包邊、面紙成型、水平烘爐、煙盒切邊等工序中更多的依靠人工導(dǎo)致了效率低，最后制作出來的產(chǎn)品的美觀性、使用率是參次不齊的。這樣的過程不能科學(xué)地被稱為包裝機械，而是流水線操作。

通過對我國煙盒包裝的機械設(shè)備研究中發(fā)現(xiàn)的問題，我們更需要一步步解決問題，對相關(guān)設(shè)備逐漸改進。我們很明確要增加煙盒機械設(shè)備生產(chǎn)線自動化的研究，加強控制技術(shù)的使用，逐漸實現(xiàn)機電一體化，成為自動控制相關(guān)的機械設(shè)備。所以提出自己一些相關(guān)研究想法。

對于煙盒包裝機的設(shè)計中可以分為機械設(shè)計與控制系統(tǒng)設(shè)計兩個方面。可以采用模塊化設(shè)計的思路，設(shè)計運輸組件、包邊組件、涂膠組件、放置組件、成型組件、切邊組件等，對組件進行結(jié)構(gòu)劃分、工位劃分。機械設(shè)計要包含并實現(xiàn)包裝過程的動作，通過包裝物料的運輸速度逐步計算出一定范圍內(nèi)相關(guān)機械的大小長度，使得機械整體占地面積小，緊湊有序。在機械設(shè)計的基礎(chǔ)上進行控制系統(tǒng)設(shè)計，其控制系統(tǒng)主要是基于可編程控制器（PLC）組成的對執(zhí)行元件控制系統(tǒng)，同時含有對包裝過程中的故障檢測、保護裝置、人機交換界面?？刂葡到y(tǒng)中控制各個執(zhí)行元件的啟動與暫停，形成閉環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)；根據(jù)伺服電機，利用時間與位移反饋控制物料的速度；結(jié)合運用光電開關(guān)元件控制元件位置。控制好各個模塊，使得各模塊相互配合，良好高效率地完成整個包裝過程。

在整體設(shè)計中，使得機械與控制相互配合，提高煙盒包裝生產(chǎn)效率，降低成本，同時合理簡單的人機交換界面可以很快上手，提高包裝機械的舒適性，解決部分煙盒包裝機械中的問題。

5 總結(jié)與展望

雖然我國煙盒包裝機械設(shè)備還存在不足，與國外的包裝機械相比還存在一定差距，但我們意識到這一點并已經(jīng)開始進行相關(guān)研究。我國的煙盒包裝機械設(shè)備已經(jīng)朝著機電一體化的方向發(fā)展，逐漸提高設(shè)備的自動控制能力與生產(chǎn)效率，一步步去解決煙盒包裝機械中占地面積大、效率低、成品率低、成本高等問題。在時代的發(fā)展中還會有新的技術(shù)的產(chǎn)生，我們將會很好地利用新的知識新的技術(shù)不斷完善并創(chuàng)造適合于我國煙盒包裝發(fā)展的機械設(shè)備。