应用机电一体化技术加速包装机械自动化分析

2022-03-25彭自良

今日自动化 2022年6期

彭自良，张辉

（浙江新德宝机械有限公司，浙江温州 325409）

1 机电一体化的内涵

机电一体化是指将一些先进的技术（如传感器技术、电子信息技术等）有机结合到一起，形成综合技术，并将其积极运用到生产实践中。这一综合技术的特征可以概括为：在以计算机为代表的信息化技术、电子技术等技术的带动下，积极向机械领域渗透。基于机械电子技术和工业相互结合的基础，使用微电子技术、自动控制技术等，从这些技术相关的理论出发，以深入优化组织结构为主要目标，以动力、结构、感知等要素为基准，对各要素及它们之间的数据传递进行科学处理，深入研究运动传递、能量变换等过程，让整个系统有机结合到一起，同时在系统程序的信息流管控之下，形成有规则的能量的运动和物质的运动，充分体现质量好、可靠性高、功能丰富、精度强、能耗低等功能价值的系统工程技术。所以，积极使用机电一体化技术，能够节约物力、人力和能源资源，让工作效率得到提高，同时还应对产品进行积极优化，进而让整个生产过程越来越规范。

2 包装机械的发展历程

当今社会商品的数量越来越多，在包装方面的要求也越来越严，社会在发展过程中，对包装机械的了解越来越深，重视程度越来越高我国包装机械的技术水平和发达国家相比，差距还是很大的，其中，最主要的方面就是自动化水平上的差距。在国外，商品包装更趋向于使用一些受控于计算机的自动化包装程序，通过统一管理计算机，让物品及包装材料在计算机驱动下完成自动包装的流程，按驱动的顺序，承接各个步骤。这不仅减少了包装过程中的人力，还避免了因人工包装造成的误差。然而，在国内手工包装依然是很常见的包装方式，就算是有包装流水线，也仅是在一些大规模企业中运用，大多数中小规模企业的包装流水线普及状况不是很好。

近年来，先进技术不断被研发出来，并积极应用到生产实践中，在国内各行业的发展都非常重视电子技术的推动作用，并为切实提升技术水平在不断努力。政府部门认为，电子技术的运用应该和机械行业有机融合到一起，二者紧密联系在一起，推动机械行业实现更好地发展。在发展过程中，要把最新机电一体化产品的研发视为工作重点，持续提升机械设备的技术水平。政府提出这一工作任务，为包装机械行业的发展明确了方向，机械工业部为让机电一体化发展更加顺利，提出了很多相关工作思路和工作重点，确保能够借助机械工业化推动整个社会经济实现更好地发展，为提高国民经济做出积极贡献。

3 包装机械设备中机电一体化的积极作用及具体应用

3.1 积极作用

就机电一体化系统而言，通常包括4个主要部分：传感器、动力源、计算机、执行结构。其一改以前常规包装机械不合理的地方，将传感器技术、计算机技术等先进技术融合到一起，给包装设计带来了很多深刻变化，让包装机械的外貌也得到根本改变。

在包装机械中积极使用机电一体化技术，有如下的积极作用。

（1）让产品质量得到了提升。以前的包装机械，在设计参数时凭的是个人的工作经验。计算机具有很强大的运算功能，可先将各个对包装流程产生影响的因素、数据存储到计算机中，然后计算机会分析这些因素和数据，并将它们之间建立联系。当数据信息有变化时，感应部件会及时感应到这些变化，同时将其反馈给计算机。计算机借助建立起的彼此联系，分析、判断这些变化情况，然后第一时间做出相应的调整，确保包装机械一直处于最佳的个工作状态。另外，计算机控制着除了人为因素之外所有其他干扰因素，这对保持产品质量的稳定性是非常有利的。所以，将机电一体化技术积极应用到包装机械中，会让产品质量得到极大地提升。

（2）功能的可靠性、多样性得到了发展。通常机电一体化技术会让包装机械具有报警、监控等功能，这会让包装机械的可靠性得到提升。

（3）操作非常简便。使用了机电一体化技术的包装机械，只需要工作人员控制计算机就可实现系统的管理。

（4）提升工作效率。应用机电一体化的包装机械，在调整参数方面是非常精确的，而且是在瞬间完成调整过程。计算机对每一个细小的部件都会进行监测，如果发现异常，会马上反馈给计算机，并发出报警信号。工作人员可以将故障及时排除，让系统运行维持在正常水平。所以机电一体化技术的应用让工作效率得到了极大地提升。

（5）机械结构更简化。在机电一体化包装机械中，借助传感技术、计算机技术、最新的传动技术取代了以前的电气控制柜，这样不仅减少零部件的数量就了，而且整个机械的结构更加简化了。

（6）有效节约了能源和资源。常规包装一般使用的是异步电机驱动的方式，实际上，有很多时候是轻负载态，这样就会浪费很多能源。应用机电一体化技术，用变频电机带动异步电机，微机可以自动找出最佳的工作点，从而随时调整变频电机的输出功率，节约了近40%的能源。

3.2 具体应用

3.2.1 机电一体化技术在传动系统中的运用

以前的传动系统，是电机控制完成流水线操作的，可以使用自动化技术、变频器PLC 技术对以前的传动系统进行积极改善和优化，让系统运行速度得到极大提升。在生产实践中，把机电一体化技术和信息化技术有机融合到一起，搜集各种数据信号，对传输的精度、传输的速度进行调节，能够让运行效率得到提升。

3.2.2 机电一体化技术在显示器中的运用

将自动化技术运用在包装机械的显示器中，能够自动转化一些模拟信号，把这些转化后的信号显示在电脑终端。借助这一技术，能够第一时间知晓包装机械的运行情况，为工作人员提供必要的数据参考，结合实际状况对机械运行情况进行调整。另外，在包装时，显示器还会显示包装过程中出现的问题，以让这些问题得到及时、有效地解决，确保包装机械一直处于很好的运作状态。

3.2.3 机电一体化技术在检测系统中的运用

检测系统的作用是检查包装过程中的不合格的产品。以前，人工挑选产品时的效率不高，而且极易出现漏洞使用自动化技术，借助自动检测系统，可将符合标准的产品放在指定位置，然后精挑细选出一些不合格的产品。在生产实践中，使用自动化检测系统，能够让人工检测过程中出现的问题得到有效解决，避免生产过程中出现失误，从根本上切实推动包装机械行业的发展。

4 提升包装机械自动化水平的建议

4.1 积极改进现用的包装机械

借助机电一体化技术对传统包装机械进行技术改造。通过改造，能够让机械的工作效率和工作性能得到提升和优化，让机械产品更加绿色、更加环保。比如，在工作实践中，借助灵敏的传感器检测系统，实时监测整个生产过程，确保整个包装的过程能顺利进行。在对包装机械进行自动化控制时，要不间断地分析、处理各种数据，所以，可在这一过程中，借助单片机及对应的编程控制装置将这一问题解决好，以前的传动部件，在数据收集、数据记忆等方面存在一些问题，所以，可用先进的伺服传动技术，让包装机械在执行、操作、反馈等方面更好地实现自动化，可按设计好的程序，进行顺序包装，让整个作业过程实现自动化，确保产量质量、工作效率均得到极大的提升。

4.2 复合包装机械的功能

在功能复合时，要用到机电一体化技术。使用这一技术，可创造功能多样的包装机，比如说：大多数企业在具体的作业实践中，会把制备包装材料、进行包装操作视为两个独立的任务，这就致使在生产实践中有一些环节，会加大传输存贮的工作量。符合包装机械的功能以后，能够极好地改善以前生产作业中存的烦琐作业的状况，可在一台包装机上同时进行包装材料的制备和具体的包装操作，这就大大减少了此两项工作独立完成的时间投入和资金投入，对生产成本的降低，有积极的作用。

4.3 科学改造包装流水作业线

现在，国内的很多企业在生产实践中，更多的是使用以前的流水线进行作业，以前的流水线，不管是工作效率，还是工作质量，都和自动化包装机械差距非常大。所以，应积极借助机电一体化技术对以前的流水线进行科学改造，让其自动化水平得到显著提升。在控制包装机械设备的时候，务必要确保每一台包装机在信息流、物料流、能量流等方面更加顺畅地协调在一起，在这个过程中，可借助操作中心的计算机，调控具体的操作流程。让整个过程从材料制备一直到包装完成都非常顺利地完成。计算机控制的优点是计算机能够将显示技术和仿真技术更好地展现出来，让流水线作业能够实时获得相关的数据，然后分析这些数据，总结相关的经验。这样的自动生产线，不管是在工作效率提升方面，还是在包装质量保障方面，都有着非常明显的优势。

4.4 借助计算机集成制造思想

为让企业在具体的生产实践中，精准把控各相关环节，可以在生产实践中积极使用计算机技术、网络技术和数据监管相关技术，让各生产环节更好地融合为一个有机体。比如：从市场调研、产品设计、运营监管、产品售后等环节，积极协调企业的各项活动。每个企业在具体的生产实践中，都会存在某个薄弱的环节，应用计算机集成制造思想，可更好地弥补这些薄弱的环节造成的不足，让企业在激烈的市场竞争中，更有竞争的资本，推动企业实现更好地发展。

4.5 积极创新包装技术和包装方法

因当今社会对商品的需求量越来越大，这也让商品生产的特征发生了很大的变化。为更好地适应这些商品自身的特性，应积极创新包装机械的自动化技术。在创新的过程中，肯定会遇到一些问题，其中最主要的就是机械和流水线自身存在的局限性，其解决方法是，借助机械自动化技术，更好地解决商品包装过程中遇到的技术方面的难题。在这个过程中，机电一体化技术的运用是非常关键的，以前的包装技术很难满足当前社会在商品包装方面的要求，应用机电一体化技术，可以创造更多、更合适的方法和技术，这将成为各企业发展过程中的关键出发点。借助机电一体化，实现包装机械的自动化，这是当前国内包装机械未来发展的大方向。