自动化包装流水线的组成与特点分析

文/本刊记者 林振强

目前IT技术、高级自动化机械以及智能型检测、控制、调节装置等已被引入物流包装当中，从而促进了自动包装流水线的发展。自动包装流水线集纸箱成型、自动装箱、自动封箱等设备和技术为一体，却并非多个不同包装设备的简单组合，需要根据企业产品的不同进行最适当的搭配。

随着市场需求变化、高新技术发展，原本属于劳动密集型的物流包装领域，也在发生着变化。单一包装设备已无法满足大批量产品包装的高效、细致的要求，因此自动化包装流水线应运而生，得到广泛应用。

自动包装流水线集纸箱成型、自动装箱、自动封箱等功能于一体，可根据客户不同的包装要求进行个性化设计和制造，从而大大提升了包装领域的安全性、准确性，进一步解放了包装劳动力。实际上，自动包装流水线并非多个不同包装设备的简单组合，需要根据企业产品的不同进行最适当的搭配，从而简化路径和提升效率。

全自动低台打包机

一、自动包装流水线的特点介绍

自动包装流水线主要是按照包装的工艺过程，将自动包装机和有关辅助设备用输送装置连接起来，再配以必要的自动检测、控制、调整补偿装置及自动供送料装置，成为具有独立控制能力，同时能使被包装物料与包装材料、包装辅助材料、包装容器等按预定的包装要求和工艺要求与工艺顺序，完成物料包装全过程的工作系统。

采用自动包装流水线，产品的包装不再是以单机一道一道地完成单个包装工序，而是将各自独立的自动或半自动包装设备和辅助设备，按照包装工艺的先后顺序组合成一个连续的流水线。被包装物料从流水线一端进入，以一定的生产节拍，按照设定的包装工艺顺序，依次经过各个包装工位，通过各工位的包装设备使包装材料与被包装物料实现结合，完成一系列包装工序之后，形成包装成品从流水线的末端不断输出。

自动包装流水线可以改善劳动条件，提高劳动生产率，可以提高包装产品的包装质量，合理利用资源,还可以降低产品包装成本，一般适用于少品种、大批量的产品包装，是大规模包装生产的重要系统。

1.自动化包装流水线的分类

(1)按包装机之间连接特征可分为:①刚性自动化包装流水线，是指各包装机间直接用输送装置连接起来,以一定的生产节奏完成包装作业的生产线。这一生产线有一个缺点,即所有机器按同一节拍工作,如果某一生产环节出现故障,将会导致全线停产。②柔性自动化包装流水线，在每个包装机之间均加设储存装置，根据需要由输送装置送至下一包装工序。这样就克服了刚性包装自动生产线的缺陷，即使某台包装机发生故障，也不会影响其他包装机的包装作业。③半柔性自动化包装流水线，将自动生产线分成若干区段，对不易出现故障的区段不加设储存装置，以提高其刚性；对经常出现故障的区段加设储存装置,以提高其柔性，这样既保证了生产率，又减少了投资。

(2)按包装机的组合布局可分为：①串联自动化包装流水线，各包装机按照工艺流程单向连接，各单机生产节奏相同。这种流水线的结构比较简单，布局比较紧凑，要求各包装机的作业速度比较一致。②并联自动化包装流水线，将具有相同包装功能的设备分成数组，共同完成同包装作业，直至完成物料包装的全部任务。在这一类流水线中，一般需加设换向或合流装置。③混联自动化包装流水线，在一条生产线上同时采用串联和并联两种形式，其目的主要是为了平衡各包装机的生产节拍,实现各包装机的生产率匹配。不过，这样常会使包装自动生产线较长、机器数量较多,因此输送、换向、分流、合流等装置的种类也随之复杂。

图1：后道无人化包装流水线

2.自动包装流水线的组成

自动包装流水线的种类繁多，所包装的产品也各不相同，但总体上可分为控制系统、自动包装机、输送装置和辅助工艺装置4个组成部分。

（1）控制系统

在包装自动生产线中，控制系统起着类似于人类大脑的作用，它将生产线中所有的设备联结成一个有机的整体。控制系统主要是由工作循环控制装置、讯号处理装置以及检测装置组成。

随着科学技术的发展，各种高新技术，如数控技术、光电控制、电脑控制等被大量采用到包装自动生产线中，从而使控制系统更加完善、可靠，效率也更高。

（2）自动包装机

自动包装机是一种无需操作人员直接参与、主要由操作系统控制、在规定时间内各机构自动实现协调动作并完成包装作业的机器设备。自动包装机是包装自动生产线上最基本的工艺设备，是包装自动生产线的主体，主要包括完成包装材料（或包装容器）与被包装物料的输送、供料、计量、充填、包封、贴标签等作业的设备，如灌装机、充填机、装箱机、捆扎机、封口机等等。

（3）输送装置

输送装置是将各台完成部分包装的自动包装机连接起来，使之成为一条自动线的重要装置，担负着包装工序间的传送任务，并且使包装材料（或包装容器）和被包装物料进入包装自动生产线，以及成品离开包装自动生产线。常用的输送装置大致分为重力式和动力式两种，其中动力式输送装置是利用动力源（如电动机）的驱动作用，使物料得以输送的装置，是包装自动生产线中最常用的输送装置，不但可实现由高处向地处的输送，而且可实现由低处向高处的输送，并且输送速度稳定可靠。

（4）辅助工艺装置

在包装自动生产线中，为满足工艺上的要求，使包装自动生产线能有节奏、协调地工作，需要配置一些辅助工艺装置，如转向装置、分流装置、合流装置等等。

转向装置，是为了满足包装需要，用于改变被包装物体输送状态或改变被包装物料的输送方向的装置。转向装置结构形式多样，应根据不同物料、不同要求进行选择。

分流装置，是为了平衡生产节拍、提高生产率，在前台包装机完成其包装作业后，将被包装物分流给其他包装机来完成后续工序的装置。常用的分流装置有挡臂式、二直角式、摇摆式、活门式、导轨滑板式等等。

合流装置，是为了达到合流作用，用于连接前道工序多台包装机与后道工序一台包装机的装置，常用的合流装置有导板式、推板式、回转圆盘式等种类。

3.自动包装流水线的特点

目前IT技术、高级自动化机械以及智能型检测、控制、调节装置等已被引入物流包装当中，从而促进了自动包装流水线的发展。自动包装流水线也体现出在包装领域的优势，具体特点表现在诸多方面。

（1）包装自动化

自动化程度是衡量包装设备和技术水平的重要标志，其内容包括工艺过程、工艺参数、物料流动、产品质量、运行故障、安全防范等的自动控制和包装物、包装材料或容器、包装产品、包装过程的自动检测两个方面。

在整个包装流水线的工艺流程上都采用自动化设备，如包装材料或包装容器的自动整理、输入以及产品的输出，单机及机组和生产线的自动协调工作与故障的自动处理，对包装质量的在线自动检测和自动剔除不合格品等。

（2）设备成套性强

自动包装流水线多为连续作业的单机联动线和机组，成套性较强，通常是把具有不同功能的单机或机组与辅助设备配套成连续作业线，或者设计制造具有多种功能的作业线，将现代化生产中制袋、充袋、封口、称量、码垛、运输、清洗灭菌、计量、贴标、打印、检测和传递输送等功能结合起来组成成套作业线。

（3）通用性较强

包装设备的通用化、系列化，包装线及装备的构成模块化，更有利于实现包装自动化。用户在物料的特性、称量精度以及裹包、封口等方面可能会有不同的要求，但有很多动作是相同或相似的，只是尺寸大小不一样。因此，包装自动生产线通用化，可提高包装自动生产线的利用价值。

（4）技术含量高

IT技术、传感技术等新技术的应用，形成高新技术与传统技术的复合，提高了包装自动生产线的工作质量、精度、速度和可靠性，促进了包装生产线向智能化、高度自动化方向的发展，如计算机控制技术应用于实现物料定量包装的精确计量、高速充填和包装过程自动控制。在包装自动生产线的发展中，管理控制一体化的要求也越来越高。

自动化包装设备

三、自动包装流水线的未来发展

面对巨大的市场潜力，物流包装设备企业必须积极提升技术水平，通过技术创新提高行业对市场的适应能力，从而更好地满足客户对于物流包装的需求。因此，在自动化包装流水线的规划和设计当中，需要关注一些新的变化。

1.对生产效率的要求越来越高

快节奏的生活带动了周围的一切事物，包装行业也不例外。高速包装机要求与前道工序要有相关衔接，不需搬运环节，包括控制衔接。整个生产线接生产及包装工序排列要做到倒序启动，顺序停机。

2.对包装设备的灵活性要求越来越高

由于所服务的行业跨度大，行业的不同以及产品生产模式的不同都需重新设计解决方案，这是物流包装环节设计的难点之一。未来将要求包装设备要具有很高的柔性和灵活性，允许在一定的尺寸范围内包装物大小可以变化。因为产品的生命週期远短于设备使用寿命，变更产品及包装不至于更换昂贵的包装生产线。

3.对包装机械要求越来越高

要保证生产和物流运作高效，要求包装设备必须具有自动识别功能，例如可以自动识别包装材料的厚度、硬度、反弹力等，通过电脑反馈到机械手调整动作幅度，保证不反弹。另外，通过对物料位置进行识别，将物品按准确的位置及方向放入托盘中，快而且准，排除人工操作带来的误差。