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1機電一體化系統(tǒng)現(xiàn)狀

由于電子技術的發(fā)展,特別是以微計算機為中心的集成電路技術的進步，使機械技術受到了極大的沖擊。這是因為，運用了電子線路而陸續(xù)研制出了一些量輕形小而且精度較高的機械，并且也研制出了僅僅是利用機械技術就很難以實現(xiàn)的、又具有優(yōu)越性能和柔性加工能力的新機械，即機電結合（機電一體化）的新型機械。
現(xiàn)在，在機械學科機電一體化己特別流行了。所謂機電一體化就是機臧和電子一體化技術，或者是機械電子、機械信息一體化技術。出現(xiàn)“機電一體化''這個名詞剛剛十多年，可是與其名相當?shù)臋C械卻很早就有了。
包裝機械作為機械工業(yè)的分支，也在發(fā)展和應用著機電一體化技術，尤其是在最近，不儀有各種傳統(tǒng)的機械逐漸實現(xiàn)了電子計算機化，而且還引進了在各種機械之間進行全面集中管理的系統(tǒng)。
機電一體化的目的是，將至今為止由機械機構進行的信號處理，逐步轉(zhuǎn)移到讓電子城路擔任，以求得機械的小型化和輕量化。更積極的目的是，賦于機械以更高的功能和使機械具有柔性加工能力。
機電一體化是包裝機械發(fā)展的必饌單到復雜，由單機向多機的方向發(fā)展。而且日趨聯(lián)動化、高速度、自動化,即包裝生產(chǎn)流水線逐斷被設計產(chǎn)生和完善，這些可以說都是因為應用了電子技術的結果.
從世界范圍看，包裝機械大體經(jīng)歷了如下的演變過程：第一階段，在第二次世界大戰(zhàn)結束之前，主要是在食品、卷煙、火柴、醫(yī)藥、日用化學品等方面開始實現(xiàn)了包裝機械化。第二階段，大夠在五十年代，實現(xiàn)了包裝機械的初級自動化，其特點在于采用了電器開關和光電管為主的自動控制系礫。第三防段，大約在六十年代實現(xiàn)了包裝作業(yè)自動線，廣泛應用電子元器件組成控制系統(tǒng)。第四階段，七十年代實現(xiàn)了由電子計算標控制的包裝生產(chǎn)過程，自動化水平大大提高。八、九十年代將向包裝“無人化'過渡，實現(xiàn)質(zhì)量檢測和生產(chǎn)管理的全盤自動化。
我們看到在此過程中，大量的電子元件被引入到包裝機械中來，同時其零部件一個接一個地被取而代之,逐歩地向機電一體化方向深入。例如，在今天的自動流水作業(yè)線上己有利用機電綜合技術（如傳感器等）對產(chǎn)品包裝實行自動控制-它的主要特點是能夠把撿測出來的信嵐通過判斷、記憶、演算等再就地或者遠距離控制包裝執(zhí)行機構的動作，從而有助于合理布局自動控制系統(tǒng)以及不合格品的剔除。
但矢,有許多高科技電子技術及躊學科的高技術正引入到包裝機械領域內(nèi)，這是包裝機械必然向機電一體化方向發(fā)展的有力證明如利用熱管與電阻絲的有機結合可改善某些裹包機和充填橫封切斷裝置的熱封效果，而利用純機械裝置則既笨重熱封效果又不好,利用稜輻射線（如丫射賤）可自動檢測高速自動繊上己密封好的飲料曜內(nèi)液面高度；利用其他類別的傳感器及電子裝置還可自動撿測單個或集裝箱內(nèi)飲料確的空度；利用激光對械連續(xù)供送的塑料瓶、玻璃瓶進行缺陷檢査和標記光刻；利用光導纖維可沿包裝機內(nèi)狹窄彎曲的空間布置線路，近顕或遠距地傳遞信號，實行髙密度的集中控制；利用圖象識別技術可自動檢測多種產(chǎn)品，然后進行分類加工或剔除不合格成分，從而提高工作可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量,利用直線電機可以取代長行程的活塞氣範或油缸，結果會引起某些包裝機，特別是外包裝機在機械傳動系統(tǒng)和總體結構上發(fā)生深刻的變化?，F(xiàn)在電子計算機也己經(jīng)引入到包裝機械中來了，它可以實現(xiàn)集中和分散控制，大大增強了包裝生產(chǎn)線的自動化程度，同時智能機器的開發(fā)和利在包裝機械上的應用，為電力電子技術在包裝上的應用提供了更多的更好的條件。同時電子技術的發(fā)展，使得包裝機械中的某些部件逐歩被電子部件所代替，引起了包裝機械在結構上和功能上的重大突破，這完全是機電一體化技術的成就。因此機電一體化是包裝機械發(fā)展的必然趨勢。
2機電一體化系統(tǒng)的組成
機電一體化系統(tǒng)是由機械本體和電子系統(tǒng)兩大部分組成，如圖（1）所示。而更為復雜的機電一體化系統(tǒng)組成也有如圖（2）所示的復合系統(tǒng)。
（I）機械本體
純機械式的機械裝置完成工作和處理信息都由機械本身來完成,而機電一體化裝置處理信息則改為由電子系統(tǒng)來完成。這種系統(tǒng)只要用于力作業(yè)或空間運動，機電一體化中的機械部分就不能沒有。怛當佰息的傳遞和處理成為主要作用時，機械存在的價值將顯著減小。作為包裝機械來說，主要完成全部或部分包裝過程，其中包括充，填、裹包、封口、捆扎等主要包裝工序以及與其相關的前后工序，如開箱.洗瓶.堆垛和拆卸等，此外還包括在包裝件上蓋印和計量等，故機械本體將是不可缺少的。
（2）電子系統(tǒng)
電子系統(tǒng)包括許多,，如信息處理系統(tǒng)、調(diào)節(jié)器、傳感器等。在機械本體的基礎上附加這些裝置，就可以減少過去姉機械設備的零部件。
(3)機電一體化的作用
①小型，會量化
®減少零部件
③提高性能
④附加或產(chǎn)生新的機能
⑤增大靈活性
⑥改善質(zhì)量，提高可靠性
⑦提高生產(chǎn)率
其它還有提高操作性能、增大設計的自由度、節(jié)約能量、降低成本、提高安全性等等。當然機電一體化絕對不會同時滿足以上所有各點?？墒?，既使只有一方面有顯著效果，其它方面多少失去一些，機電一體化也是有價值的。
3，包裝機械機電一體化的實現(xiàn)
以往的機械廠姓桿、凸輪等等機構構件占有糧大部分，它們通常都具有動作原理明白易懂的特點。,可是，一臺對于機構構件依賴性很高的機械，植著所要求的功能的提高，'它的機構就會愈加復雜，如果設計不當，就會變得笨重'木堪，并且一般都缺少適應規(guī)格改變所需的柔性。今天的包裝機械已向著多功能，適應不同規(guī)格產(chǎn)品等方向演變，與此適應，必須引入電子元件，簡化其機構才能滿足功能要求，只有機電一體化才是其最佳選擇°
要使包裝機械實現(xiàn)機電一體化，除根據(jù)需要引入電子元件為，還應使'其機構和機城零件的設計導入與以往純機械設計所不同的設計思考方法。第一應考慮機電一體化裝置的剛性，既要保持裝置應有的剛性，又不能使附加機構過多。第二要考慮懈松和摩擦問題。控制系統(tǒng)的懈松和摩擦是,控制性能差的主要原因。為了消除減速器和輸送機構等的懈松，經(jīng)常采用予壓的方法，在齒輪傳動中將用彈簧以使其緊緊嚙合。在傘齒輪和螺旋齒輪傳動中在軸線方向加入彈簧力，滾珠軸承也在軸線方向壓緊等等。批機械貝鳴設備用此方法沒有什么特球的痛題，但是控犒系統(tǒng)為消涂摒松，所加予壓將增大固體之間曲摩擦，同控制器的伺服剛性差相互作用，將使定位精度降低。也就是說機電一體化的機構同純機械化的裝置相比，必須是挪松少摩擦小性能好的機構.第三要考慮阻抗匹配的問題，即在電機功率允許的條件下，最短時間定位時最佳傳遞運動的減速比問題。當然，這三個主要問題都應納入到機電一體化裝置的總體設計當中去。
4我國包裝機械機電一體化的狀況及展望
我國包裝工業(yè)起步較晚，現(xiàn)在只是剛剛向國際包裝工業(yè)發(fā)展史中的第三階段邁進。但是發(fā)展速度卻是令人可喜的，巳經(jīng)在自動化方面取得了一些成績，許多機器巳經(jīng)初步實現(xiàn)了機電一體化。例如，南通包裝機械廠等單位生產(chǎn)的真空充氣包裝機，工作過程就是由時間程庠自動控制的，物品包裝所需壓強、充氣量、熱封溫度等可根據(jù)不同需要進行調(diào)節(jié)。上海包裝機制造廠生產(chǎn)的TNZ型自動貼標機采用真空吸標的方法，把標簽紙自動貼到瓶子上的一種連續(xù)工作的貼標機，能自動完成取標、上膠水、粘標、打批號日期等動作，在氣電控制下，能做到無瓶不取標、無標不上膠水、不打批號日期的自動控制。這樣的例子還有許多?？傊?，我國的包裝機披工業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了許多機電結合的產(chǎn)品，但還不夠先進，不夠完善?，F(xiàn)在機電一體化技術巳被越來越多的部門所重視，它必將隨著我國包裝工業(yè)的發(fā)展而在理論上和實踐上逐潮被完善，也將由此使我國的包裝機械工業(yè)邁向一個更新的更大的天地。
 

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