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隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活品質(zhì)的提高，人們對(duì)產(chǎn)品的包裝特別是食品包裝提出了更高的要求。在此機(jī)遇下，食品包裝機(jī)械在我國發(fā)展迅速， 且保持高速的增長態(tài)勢。

1. 食品包裝機(jī)械基本微次

根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局相關(guān)數(shù)據(jù)顯示， 201 3年我國食品和包裝機(jī)械行業(yè)完成工業(yè)總產(chǎn)值2920億元，同比增長 16.80%,超過全國機(jī)械工業(yè)當(dāng)年增長 率。與此同時(shí)，規(guī)模以上企業(yè)增長速 度均為18%以上，為拉動(dòng)食品和包裝 機(jī)械行業(yè)健康運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。 其中，食品機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值為1372億 元，同比增長19.3%,包裝機(jī)械工業(yè)產(chǎn) 值為1547億元，同比增長14.6%₀

據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2013年中國食品和包裝機(jī)械進(jìn)出口總額73.97億美元，比上年同期增長8.38%,其中食品機(jī)械進(jìn) 出口總額27.10億美元，比上年同期增 長18.13%,包裝機(jī)械進(jìn)出口總額46.87 億美元，同比增長3.44%o

2013年食品和包裝機(jī)械出口總額34.59億美元，比上年同期增長 39.81%。其中，食品機(jī)械出口總額為 15.15億美元，占食品和包裝機(jī)械出口 總額的43.80%,同比增長23.10%；包 裝機(jī)械出口總額19.44億美元，占食品 和包裝機(jī)械出口總額的56.20%,同比 增長 16.67%0

2013年食品和包裝機(jī)械進(jìn)口總 額39.38億美元，比上年增長0.25%, 其中食品機(jī)械進(jìn)口總額為11.95億美 元，占食品和包裝機(jī)械進(jìn)口總額的 30.35%,比上年增長12.42%；包裝機(jī) 械進(jìn)口總額27.44億美兀，占食品和包 裝機(jī)械進(jìn)口總額的69.65%,比上年下 降 4.22%o

2. 伺服產(chǎn)品在食品包裝機(jī)械應(yīng)用

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，同時(shí)樹立起新的行業(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。包裝機(jī)械大致可 以分為立式包裝機(jī)與枕式包裝機(jī)。

在立式包裝機(jī)上的應(yīng)用

對(duì)于立式包裝，適用于流動(dòng)性較 好的液體、粉體、散粒體，主要依靠 自身重力，必要時(shí)輔以一定的機(jī)械作 用便可完成包裝，而且立式包裝機(jī)一 般都具有兩種包裝功能，即跟光標(biāo)裁 切和定長裁切，兩種裁切功能方便切 換，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)釆用哪種包裝方式取決 于包裝膜，包裝膜大體上分為有光標(biāo)和 沒有光標(biāo)，沒有光標(biāo)的包裝膜采用定長 裁切，反之，采用光標(biāo)裁切；對(duì)于枕式 包裝，它主要適用于外形規(guī)整、有足夠 硬性的單件或組合件包裝。

立式包裝機(jī)是將卷筒狀的撓性 包裝材料制成袋筒，充入物料后，進(jìn) 行封口，三個(gè)功能自動(dòng)連續(xù)完成的機(jī) 器。立式包裝機(jī)的縱封軸（也是送膜 軸）作為系統(tǒng)主軸。橫封、劃線、切 斷等3軸跟隨主軸運(yùn)作，橫封、劃線、 切斷伺服控制器直接抓取膜位色標(biāo)信 號(hào)進(jìn)行位置檢測，薄膜經(jīng)成型器成型 后變?yōu)橥材?，并進(jìn)行縱向熱封，包裝 膜向下方運(yùn)動(dòng)，橫封軸動(dòng)作，同時(shí)物 料被送進(jìn)筒膜內(nèi)，一起向下繼續(xù)運(yùn) 動(dòng)，等下個(gè)光標(biāo)信號(hào)進(jìn)來時(shí)橫封軸再 動(dòng)作一次，這樣一包的三熱封的動(dòng)作 完成，當(dāng)包裝膜繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，色標(biāo) 傳感器檢測到色標(biāo)，驅(qū)動(dòng)器收到色標(biāo) 傳感器的信號(hào)后動(dòng)作，在光標(biāo)處劃下 —道鋸齒形的切痕，劃線動(dòng)作完成， 當(dāng)上位機(jī)（PLC）計(jì)數(shù)到達(dá)5時(shí)，發(fā)出 信號(hào)給切斷軸伺服，使得切斷軸伺服 能接收到色標(biāo)傳感器的信號(hào)，這樣色 標(biāo)傳感器的信號(hào)接到后切斷軸伺服動(dòng) 作，5連包的包裝物包裝完成。

此系統(tǒng)包括PLC、HMI、伺服以 及溫度控制模塊，有些伺服控制器內(nèi) 含電子凸輪功能，四臺(tái)伺服即可完成送 膜、送料以及裁切工藝了，PLC只需做 簡單I/O控制，大大節(jié)省了上位機(jī)的昂 貴成本，程序的規(guī)劃也更加簡單。

在枕式包裝機(jī)上的應(yīng)用

枕式包裝機(jī)又稱接縫式裏包機(jī)， 是一種臥式三面封口，自動(dòng)完成制 袋、填充、封口、切斷、成品排除等 工序的包裝設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)食品、日用 化工、醫(yī)藥等行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的流 水包裝。適應(yīng)的包裝物一般為塊狀、 筒狀、粒狀物品，比如：方便面、面 包、冷飲、紙巾等。包裝成品的形式 有單件包裝、集合包裝、帶托盤包 裝、無托盤集合包裝等。

在糖果包裝設(shè)備上，需要對(duì)糖果 的外包裝材料進(jìn)行快速精確的送料， 這時(shí)就需要用到伺服設(shè)備。糖果包裝 要求的工藝不是很復(fù)雜，一般要求包 裝材料每次送料長度一致，每次送料 需要一定的停頓時(shí)間。每分鐘送料次 數(shù)需要在一定次數(shù)。

由于包裝機(jī)械要求不是很高， 所以做一個(gè)基礎(chǔ)的組合方案就可以很 好的滿足了，該方案可由上位控制系 統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)、機(jī)械部分組成。 上位控制系統(tǒng)一般是由PLC和觸摸屏 組成。伺服控制系統(tǒng)包含伺服驅(qū)動(dòng)器 和伺服電機(jī)。伺服驅(qū)動(dòng)器工作在位置 模式，需要接受脈沖來控制伺服電 機(jī)。用戶可通過觸摸屏對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 和方向進(jìn)行控制，最終是PLC輸出的 脈沖和方向信號(hào)的變換改變電機(jī)的轉(zhuǎn) 速和方向。

市場上的枕式包裝機(jī)根據(jù)傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)可以分為單變頻、雙變頻、單變頻 +單伺服、雙伺服、三伺服等多種類 型。常見的類型有單變頻+單伺服、雙 伺服兩種，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)均由送膜電機(jī)和 主軸電機(jī)構(gòu)成，單伺服型枕式包裝機(jī) 主軸電機(jī)是變頻器，雙伺服型主軸電 機(jī)也是伺服。

伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器在枕式包裝機(jī) 中直接執(zhí)行者控制系統(tǒng)的各種指令， 送膜的平穩(wěn)性和快速響應(yīng)以及橫封橫 切刀的平穩(wěn)運(yùn)行和變速平滑響應(yīng)，絕 大部分取決于伺服系統(tǒng)的精確性和穩(wěn) 定性，以及在包裝機(jī)整體提速或降速 的過程中展現(xiàn)出的較強(qiáng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)能 力。因此，在枕式包裝機(jī)行業(yè)中廣泛 釆用的交流伺服，大多具有輸出轉(zhuǎn)矩 大、定位精度高、過載能力強(qiáng)、運(yùn)行 平穩(wěn)、振動(dòng)噪音小等特點(diǎn)，以此來滿 足枕式包裝機(jī)行業(yè)的包裝需求。

目前，松下、西門子、丹納赫、 富士、羅克韋爾自動(dòng)化、施耐德等公 司的伺服產(chǎn)品在包裝行業(yè)里應(yīng)用較 多。國內(nèi)廠商在該行業(yè)非常薄弱，有 待進(jìn)一步加強(qiáng)。

3. 伺服產(chǎn)品在食品機(jī)械行業(yè)或迎 來下個(gè)五年

一方面，中國已經(jīng)確定了持續(xù) 二十年的城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略，隨著中國 城市人口增加，傳統(tǒng)的食品供應(yīng)鏈必 然被打破，超市、連鎖店等零售業(yè)態(tài) 必然代替零散零售方式;食品包裝更 加標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，農(nóng)貿(mào)市場散裝食 品將逐步被預(yù)包裝食品取代;這些都 需要發(fā)達(dá)的食品包裝機(jī)械裝備技術(shù)的 支撐，從而為食品包機(jī)行業(yè)帶來持續(xù) 的、巨大的發(fā)展機(jī)遇。

另一方面，中國政府將食品安全 放在空前重要的位置，并通過政府行 為、法律措施、市場準(zhǔn)入等等鐵腕加以 強(qiáng)力控制，這必然導(dǎo)向食品生產(chǎn)加工企 業(yè)通過大幅提升裝備水平，以確保產(chǎn)品 質(zhì)量達(dá)標(biāo);更趨激烈的市場競爭，也必 然導(dǎo)致他們在品種開發(fā)、產(chǎn)品包裝上 不斷創(chuàng)新。在此中國食品生產(chǎn)加工企 業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的歷史時(shí)期，食品包裝機(jī) 械產(chǎn)業(yè)的巨大商機(jī)不言而喻。

此外，隨著國民收入特別是產(chǎn)業(yè) 工人工資的持續(xù)增長，中國勞動(dòng)力成 本將持續(xù)增加;勞動(dòng)力成本的上升， 必將迫使食品生產(chǎn)企業(yè)更多采用自動(dòng) 化程度更高的設(shè)備以降低人力資源成 本，從而為食品包裝機(jī)械行業(yè)帶來發(fā) 展空間。

食品機(jī)械行業(yè)是朝陽產(chǎn)業(yè)，它蘊(yùn) 藏著巨大的發(fā)展?jié)摿?。目前，我國?/font> 食品機(jī)械企業(yè)數(shù)量多，規(guī)模小，科技 含量低。只有大約5%國內(nèi)食品包裝機(jī) 械企業(yè)擁有全套包裝自動(dòng)化系統(tǒng)的生 產(chǎn)能力。未來幾年，亞太地區(qū)將成為 全球食品包裝機(jī)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(jī)械會(huì)穩(wěn)中有升。伺服廠商 應(yīng)根據(jù)市場發(fā)展趨勢調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn) 而掘取更大的市場份額。