试析运动系统在软包装设备中应用的发展前景

林海彬

摘 要：软包装设备包括制膜设备、印刷设备、复合设备以及其它设备，以印刷设备运动系统的设计为例，探究运动系统在软包装设备中的应用效益与发展前景，包括设计特点、过程、方法与步骤，并强调了机械运动系统在软包装设备中具有重要作用，显著提高软包装设备机器的性能与功能，加速软包装设备的创新与更新换代。

关键词：机械运动系统；软包装设备；设计与应用；发展前景

引言：近几年随着我国商品零售服务行业的迅速发展，包装行业得到空前发展，然而我国目前在软包装设备行业的发展上起步比较晚，明显缺乏一定的发展动力，主要表现在软包装设备的自主开发能力十分有限，自动化控制技术有所匮乏，导致国内软包装设备研制与生产中，存在可靠性、外观造型、使用寿命等多方面的问题[1]。软包装设备的机械运动系统设计要求具有实用性与高效性，因此探究包装设备机械运动系统应用对我国软包装设备机械自动化发展具有重要意义，能够提高软包装设备的运行效率，提高企业经济。

一、软包装设备机械运动系统设计理念

分析国际包装行业的发展理念，德国等发达国家非常重视包装设备机械各个组成部件在整个包装系统中的协调运用，强调通用能力，所以包装机械的专业化与标准化研制生产是必然的发展趋势。机械运动系统是整个软包装生产系统的运作核心，在设计上必须注重实用性与高效性，并融入多方案优选理念。

首先实用性必须站在市场与企业两个角度来完成，包括市场的适应性与通用性，以及生产企业的可生产性与可操作性。一方面机械运动系统必须打破传统思维惯例，提出新的功能、原理与机构，满足日益变化的市场需求，满足用户对产品的需求；另一方面要求运动系统必须符合生产加工企业的加工工艺性与装配性能，并以市场价格进行产品加工。

其次应当强调高效性，机械运动系统通过各零部件的装配组合，提高软包装设备运行的自动化与机械化性能，并提高生产加工效率。多方案优选理念注重在软包装设备机械运动系统设计中，从多个方面、多个角度与层次来提高多种解决产品加工的问题，并对几种方案进行比较与分析，求新存异，优选出高效性方案。

二、软包装设备机械运动系统设计过程

准备阶段：对问题进行分析，充分搜集资料，明确系统设计要点与创新目标。通过对资料信息的整合，并对相关方案进行可行性试验研究，对各种可能出现的问题采取解决措施，比如产品系列所设计、人机工程原理、产品适宜性等，根据美学原则对外观进行科学与优化设计，确保产品实用，且能够充分适应市场商品化需求。需要通过模型试验来检验产品的功能原理与性能。

明确阶段：运动系统可行性与市场适应性试验之后，对机械运动系统的零件设计、部件的装配等编制相应的设计图与说明书、工艺卡等，完善与明确系统技术文件。

验证阶段：通过机械运动系统在软包装设备中的应用，判断应用效益，在设备正式投入运行之前，完善创造性成果，对产品加工工艺与装配工艺过程进行试验，确保运动机械性能满足设计要求，并对生产成本进行详细的核算，同时提出修改意见，完善产品的全过程设计。图1为本文軟包装机械运动系统方案设计步骤。

三、设计应用

1、设计概述

本文以软包装设备中的印刷设备为设计对象，对印刷机主传动机构的设计进行确定。通过利用复印基本原理，将铅版上的凸痕利用油墨压在纸张上，运动系统由纸张、着墨、收纸、压印等部分组成，通过电动机进行传动，并经过减速装置分为两个动路，一路经过传动机构推动复印版台做往返运动，另一路经过传动机构推动滚筒做旋转运动。两个运动部分的结合促进复印版与滚筒相接触，并在纸张上印出产品字样与图形。图2为平台印刷机传动系统的工作原理。

设计过程中，将印刷版台分为三个部分，即将运动行程分为三个区段，其中第一运动区段，进行纸张输送与着墨作业；第二运动区段，进行滚筒印刷与印刷版台压印作业；第三运动区段，进行纸张回收作业。通过三个运动分系统来完善整体运动系统的设计，满足产品软包装印刷作业。

设计要求必须满足以下五点：

1）首先要求实现印刷机的主运动设计，必须满足往复直线运动要求，且滚筒必须连续或间歇性转动，以满足不同产品的包装印刷作业。

2）为了确保印刷可靠性，运动系统设计中必须注意保证滚筒与印刷版台之间没有相对滑动，保证滚筒与印刷版台之间的运动速度一致。

3）印刷设备运动系统必须具备产品加工的高效性，要保证所以产品的印刷痕迹深浅程度一致、浓淡程度一致，所以设计中对印刷版台的速度变化进行范围限制，尽最大可能平稳运动[2]。

4）不同产品加工需求不一样，要求设计实现的印刷生产率、版台运动行程长度以及设计参数不同。

5）机械运动结构必须具备良好的传动性能，以紧凑型为主要设计方向。

2、印刷版台运动设计

采用曲柄滑块机构与齿轮结合式机构，确保版台运动系统能够始终做直线往返运动，通过回转运动满足产品印刷机主传动机械的运动需求，并将版台压印区的速度变化控制在一定的范围以内，确保运动平稳，不会出现印刷质量的巨大差异性。

3、滚筒运动设计

采用齿轮滚筒传统机构，通过齿条的运动来带动齿轮运动，进而推动滚筒做转动运动。如果印刷版台出现空回，则滚筒就会停止运动，所以设置脱离装置，采用超越离合器。滚筒由电动机带动，并经过齿轮减速，因此运动速度为定值。

此外，还可以采用双曲柄机构，通过与齿轮机构的联动来促进滚筒转动，但是这种情况下运动系统会出现非匀速运动，应当合理设计，将滚筒的转速变化控制在最低值，确保滚筒转动尽可能平缓，保障印刷质量[3]。

四、发展前景与展望

商品包装是产品在市场流通的重要前提，包装设备则为商品的市场流通创造了有利的条件，促进了产品销售，并提高附加价值，完成产品生产后的流通规划设计。随着我国国民经济的不断发展，各行业领域自动化与机械化发展突飞猛进，软包装设备的自动化与机械化在食品、医药、化工、家电、印刷纸币、仓储物流、材料生产、金属制造、图书印刷等许多行业得到了非常广泛的应用。近些年随着下游行业市场竞争的不断激烈，规模化生产与集约化生产已经成为企业生产发展的重要方向，在人力资源的合理配置、成本造价的管理等，发挥了很大的作用。包装设备机械运动系统的应用提高了生产加工与物流环节的自动化、智能化、高效化与经济化，不断提高生产效率，同时降低企业生产成本。通过将传统的包装设备与传动控制技术、运动控制技术、自动识别技术以及安全监测技术等结合，来提高软包装设备的现代化发展性能，可以说在未来的包装机械行业具有非常广阔的前景。

根据包装设备的需求量分析来看，全球包装设备的需求量已经从2004年的242亿美元增长到2017年（上半年）的438亿美元，根据我国国民经济发展前景来看，该数据将会保持年均7.3%的增长量持续增长。其中包装设备机械运动系统具有显著的优势，能够极大提高生产率，不断缩短生产时间、实现无手操作、保障产品包装质量、降低劳动成本等，提高企业经济效益。在将来，随着国民经济的快速发展、以及包装设备自动化与智能化的发展，机械运动包装设备将会不断在各个领域得到广泛的应用，包装设备的机械运动系统还将不断得到完善与更新，最终与先进的技术融合为包装设备智能化发展提供了坚实的基础。

结束语：综合全文，软包装机械运动系统的创新设计应当注重功能设计与可靠性设计，根据实用性与高效性设计理念，结合市场需求与企业生产功能进行综合设计。软包装设备运动系统具有整体性与连贯性特点，所以设计中必须注重各个组件的协调运作，确保系统整体的高效性运作状态与工作性能。此外应当注重对包装机械运动系统设计的分解与优化，通过经济性比较、可行性比较等优选设计方案，确保机械运动系统安全可靠运行的同时，提高企业生产效率。

参考文献：

[1]袁胜远.国内软包装生产中自动化技术应用的探讨[J].广东包装，2016：17-19.

[2]朱建萍，王鹏.包装机械设计方法研究[J].包装工程，2015，28（7）：89-91.

[3]戴宏民.包装机械技术发展趋势及我国的应对[J].现代制造，2014（5）：5-8.endprint