1、机电一体化在农业机械上的应用机电一体化在农业机械上的应用 内容摘要:包装机械业是包装工业的配套工业，在轻工机械行业中占有重要的地位。多年来，包装机械为包装业提供了重要的技术保障，对包装业的发展起着重要的作用。越来越多的包装业人士认为：包装业的发展出路在于包装机械的发展。试想在10多年前，我国包装机械行业技术还非常落后，大量进口包装机械。与此同时，包装机械行业在吸收消化国外先进技术的基础上不断创新，如今已形成了完整的行业体系，包装机械的技术水平不断提高，不仅满足了国内需求，不少包装机械还实现了出口创汇。然而，相对于国外包装机械的发展，我国仍有不少的差距。今后一个时期，我国包装业正面临着大的发展机
2、遇，包装机械也将会有较大的发展。关键词：农业；发展；机械引言 目前自动技术在包装生产线中已占50%以上，大量使用了电脑设计和机电一体化控制，增加机械手以完成复杂的包装动作（模拟手工包装）。每个机械手均由单独的电脑控制，摄像机监控包装动作并将信息反馈到电脑以调整动作幅度，保证包装的高质量。同时对包装材质及厚度有自动识别功能，再由电脑计算后控制机械动作，完全是“自适应”系统，保证系统在最优状态下工作。如德国的啤酒饮料灌装设备目前已达12万瓶/小时，香烟包装机达到12000支/分钟。高速设备一旦出现故障，损失也同样惊人，所以高速设备一定要有故障分析系统（自诊断系统），并能自行排除故障，使生产率得以提
3、高。第一章：国际包装机械技术产业发展状况 1.1国际包装机械发展新趋势 目前自动技术在包装生产线中已占50%以上，大量使用了电脑设计和机电一体化控制，增加机械手以完成复杂的包装动作（模拟手工包装）。每个机械手均由单独的电脑控制，摄像机监控包装动作并将信息反馈到电脑以调整动作幅度，保证包装的高质量。同时对包装材质及厚度有自动识别功能，再由电脑计算后控制机械动作，完全是“自适应”系统，保证系统在最优状态下工作。如德国的啤酒饮料灌装设备目前已达12万瓶/小时，香烟包装机达到12000支/分钟。高速设备一旦出现故障，损失也同样惊人，所以高速设备一定要有故障分析系统（自诊断系统），并能自行排除故障，使生
4、产率得以提高。 包装机械的设计流程，首先是把各种机器单元以数据形式存入计算机，然后把图纸数字化后输入计算机，由计算机自动合成三维模型，再把实际生产的指标和数据、可能发生的故障等输入计算机。计算机三维模型即可依照实际工作情况进行操作，还可根据用户意见进行修改模型直到用户满意。采用计算机仿真技术后，大大缩短了包装机械的设计周期及新产品开发周期。 1.2外包装机械相关技术现状和发展趋势 纵观世界包装机械制造业发展，以信息技术为代表的现代科学技术发展，对包装机械制造业提出了更高、更新的要求，它已伴随着高新技术和新兴产业发展而共同进步，并充分体现出包装机械制造技术向智能化、柔性化、网络化、精密化、绿色化
5、和全球化方向发展的总趋势和时代特征。先进的制造技术，使国外机械制造商瞄准市场，积极推出了功能多样的包装机械，以适应包装厂商的需求。像意大利制造的延伸吹塑机、美国制造的三面封制袋机、日本制造的电脑包装喷印机、法国制造的无菌灌装机、丹麦制造的低耗称重包装机等包装机械新品相继迭出。随着包装新材料的出现，包装技术也有了新的变化。如枯拉伸缠绕膜出现，使得裹包、收缩、捆扎等工序合为一体，操作得以简化而快捷。包装的新思维是超脱现有包装技术与产品，将其它相关技术组合应用到包装上，形成新的包装技术。如包装固化技术将固化与干燥能源更新，从热转向光；包装切割成型技术实现了新型切割与成型器械；包装与加工结合技术，能紧
6、密地把包装与加工相结合于一体；包装功能借用技术将包装功能超出包装，增值作用大；包装功能保护技术在包装材料中加入保鲜、杀菌、防潮、防静电、防异味等功能性成分进去。总之，走向多功能和单一高速两极化，是世界包装机械制造技术的时代潮流。第二章：包装机械市场演绎国际化竞争2.1包装机械市场的变化 目前，我国除瓦楞纸箱包装机械和一些小型包装机有一定规模优势外，其它包装机械几乎不成体系和规模，特别是市场上需求量大的一些成套包装生产线，如液体灌装生产线、饮料包装容器成套设备、无菌包装生产线、香烟包装生产线等，这些几乎被几家世界级包装机械企业（集团）所垄断。专家预测，随着国外企业进入我国，国内一些无竞争力的包装
7、机械企业将被外企收购、兼并或破产，一些包装产品将被几家大企业所垄断，并且垄断的范畴逐渐从香烟、饮料包装机械产品扩大到其它包装机械产品。 2.2不断适应市场需求 随着我国加入WTO，这类产品和企业在我国将会越来越多，而多功能则是适应不断变化的市场需求而开发的。如糖果就有枕式、三角式（异形）和连体式等，这些产品的包装，要求能在一套包装设备上完成。即只需在该机的局部控制或操作上稍加变换，便可完成不同结构形式的包装。此外，各种新的包装材料和技术将不断应用于包装机械领域。同时，由于过去有“关税壁垒”的保护，我国许多包装机械生产企业主要面临国内的竞争对手，竞争的主要方法是靠打价格战或在销售手段上做文章。加
8、入WTO后，各个包装机械强国将在我国的包装市场粉墨登场。失去关税保护的国内企业将直接面对国外的竞争对手，市场竞争将趋于白热化。在选准市场的切入点后，加紧技术投入与技术创新，才是国内包装机械企业首先应解决的关键问题。第三章：我国包装机械工业新的机遇正在显现3.1我国机遇与挑战同存的现状 根据行业十一五规划预测，到2010年，国内行业总销售额可达1300亿元，市场需求可达2000亿元。考虑到国际上新工艺、新技术不断涌现，按照目前行业新产品产值率仅为9.84%的实际情况，到2010年，我国将进口超过700亿元的食品和包装机械。面对严峻的国际竞争及巨大的国内需求，我们必须开发新工艺、新技术，引进和使用
9、新设备，向市场提供高质量的产品和优质服务。十一五期间，挑战和机遇同存。要切实把握好机遇，力争我国包装机械在国际市场竞争中占领一席之地。 由于我国经济宏观面和微观面形势趋好，社会需求将会出现稳定增长局面，可望刺激塑料制品消费增长。而塑料包装制品的消费旺盛，必将推动塑料包装机械业的技术进步与迅速发展，所以塑料包装机械的前景一片辉煌。中国塑料包装业似乎又在开始一个新的设备引进高潮，不少企业从国外引进了先进的塑料薄膜生产线。在大量引进国外设备的同时，不少中小企业引进了国产薄膜生产线。但国产设备在很多方面还不能让用户满意，在设计上也还有相当大的改进余地。3.2市场需求旺盛的食品和包装设备 十一五期间，农
10、副产品加工设备将是行业发展的重点。因为，国务院确定农业、农村、农民（即“三农”）为今后较大时间的工作重点，而解决农民致富的一条重要途径，就是农副产品资源的综合利用、加工和就地增值，这就为食品和包装机械提供了新的市场和发展机遇。市场需求旺盛的食品和包装设备是 2006年，新的杀菌技术、保鲜技术、活性包装技术、抗菌包装材料等已随着设备被引进中国。这些技术在中国还未开发研制，届时一部分企业会借鉴这些技术发展自己的新产品。十一五期间，预计这些高端产品的国产设备占有率大约只有1/3。由于科研投入不足，开发资金太少，这种新技术、新产品的差异将会维持至少10年。出口部分有可能较快上升。因为，目前国内一些较新
11、的技术，对东南亚市场、俄罗斯市场、中东及非洲市场，都是未来几年的适用技术及设备，出口前景看好，近几年出口增幅都在20%以上。预计到2010年，食品和包装机械的出口额将达12亿美元，一大批高水平的食品包装机械将亮相国际市场。第四章：促进包装机械大发展思考 4.1促进升级换代 仅靠增加资金投入、扩大生产规模的粗放式经营，已不能满足形势发展的需要。我国的包装生产已进入调整产品结构、提高开发能力的新时期，技术升级、产业换代、经营管理是行业发展的重要课题。 专家建议，我们应以市场为导向，改变目前以低技术含量为主、低水平竞争的状况，淘汰一批低效高耗、低档次附加值、劳动密集型的产品，努力开发生产高效低耗、产
12、销对路的大型成套设备和高新技术产品。在包装功能上，工农业产品趋向精致化与多元化，包装机械产品要朝着产品多功能与单一高速的两极化方向发展。在技术性能上，要将其他领域的先进技术应用在包装机械上，使产品技术性能大幅度提高。 4.2重视品牌战略 粗制滥造的产品，永远不可能成为名牌产品。以牺牲质量和可靠性为代价的廉价产品，也许暂时能迎合某些用户的需要，但从长远来讲，同样也不可能形成为知名品牌。国外高知名度的包装机械生产企业，都是靠产品在质量、价格和服务等方面的长期信誉支撑起来的。我国的包装机械生产企业要造就具有自身鲜明特色的品牌产品，必须走一条具有中国特色的发展道路，以满足国内市场高中低不同档次的多种需
13、求，创造在不同档次上的符合用户要求的名牌产品。要在经受国内市场严格考验的基础上，逐步扩大国外市场的销售份额，最终使我国包装机械生产有能力参与国内外市场竞争。第五章： 今后发展走势 5.1 产品的发展方向分马力电机在一些工业发达国应用相当广泛，生产规模很大，使得分马力电机的发展已进入了一个新时期。为了适用工农业机械配套、家用电器、汽车、办公器械等发展要求，今后分马力电机产品的发展趋势是：分马力电机产品向特殊用途、高性能、机电一体化、永磁直流等方向发展。一般用途的分马力电机在大多数工业化国家（除美洲国家外）都向符合IEC标准的系列产品发展，而且几乎都经46年后更新一代，当前已发展F级绝缘IP54的
14、标准产品。一般用途的分马力电机应符合IEC标准、产品系列化、绝缘等级高、性能优越、质量稳定。发展满足工作机械特点要求的专用分马力电机，是获得较好的经济效益的途径之一。工业发达国家经验表明，专用电机的产量与一般用途电机产量之比在2030：1，并且有继续上升的势头。由于我国国民经济发展和人民生活水平的提高，汽车和家用电器行业发展迅速，而汽车和家用电器用小电机，是专用分马力电机产量最大的两大类产品。如汽车风扇电机、盘式永磁直流无刷电机、轮毂式直流无刷电机、空调器用电机、家用缝纫机电机、纺织机械专用电机等。随着电子计算机和电力电子技术的发展使分马力电机产品进入了一个新时期。交流变频调速已经逐步取代直流
15、电机调速；逆变器与异步电机结合一体，有标准的电机安装尺寸、调速比10：1的逆变器电动机已经工业化生产，有程序控制功能的智能电动机、交流伺服电动机，开关磁阻电动机等已经应用于水泵、风机、洗衣机、工业缝纫机的驱动，显示出显著的技术优势。无刷直流电动机、盘式永磁直流电动机、薄型稳速电动机等产品以较高速度发展。5.2 制造技术的发展方向制造技术向自动化方向发展。国外小功率电机的制造技术的发展大致分为三个阶段：60年代以前以通用设备为基础的手工或半机械化生产；60年代至70年代期间以机械化流水线生产，并以电工机械生产线、高速冲床、数控冲床、以及其它专用生产流水线为代表；进入80年代以来，CAD、CAT、
16、CAM技术的广泛应用，将电磁设计、基本设计图、零件加工图自动绘制与计算机辅助制造结合起来，由多台数控机床或加工中心组合，配置相应的传送系统、刀具库、工作库、检测装置而形成自动生产线；90年代进一步以计算机控制的柔性制造系统、主体仓库、机器人进行装配等组合起来，由计算机控制材料、部件的供应管理、达到全厂高效率、高质量的全自动化均衡生产。旧的生产方式已无法满足日益增长的对分马力电机大批量的需求，以及对成本降低、质量提高、更新期的缩短等诸多互相矛盾的要求。德国、美国、日本等国家，在70年代以后对各类分马力电机厂都进行了以现代化生产为目的的技术改造，达到高工效大批量生产。提高生产技术水平的关键除了提高
17、生产者的素质外，就是先进的生产装备及科学的生产管理。所以，工业发达国家都采用先进的技术及最新成就，研制先进的装备，并定点生产。分马力电机生产的各工序都有先进的、高工效的工作单机及它们的组合，尽可能减少人的操作因素，这是提高产品质量、降低产品成本的基础。结论以上事例说明我国的机械自动化势在必行，;可以提高各个机组之间的有机组合;可以更加有效的利用资源，节省劳动力，也可以使我过与世界工业强国之间的距离缩短。所以我国的机械制造必须走自动化的道路。致谢在本次毕业论文设计中我学到了很多知识,提高了自身能力,让我受益匪浅。 在此我感谢我们的指导老师，他用业余时间指导我们，给我们提出很多宝贵意见和建议，使得此次设计得到圆满的成功，在此，对他表示衷心的感谢。还要感谢我在做论文过程中曾经帮过我的老师同学,是他们给了我帮助让位学习到了知识。参考文献1 刘国钧，陈绍业，王凤翥.图书馆目录M.北京：高等教育出版社，1957.15-18.2 辛希孟，技术与信息服务国际研讨会论文集：A集C，中国社会科学出版社，1994.3 张筑生，半动力系统的不变集D，北京大学数学系数学研究所，1983.4 冯西桥，应堆压力管道与压力容器的LBB分析R，清华大学核能技术设计研究院，1997.
