包装机械论文文献

浅论运动控制新技术在机械工业自动化中的应用 摘要：目前,运动控制新技术已经逐渐发展成熟。运动控制新技术在机械工业自动化领域中得到推广和应用,必将促进机械工业自 动化的发展。本文从四个方面探讨了运动控制新技术在机械工业自动化中的应用。 关键词：运动控制新技术机械工业 随着现代科学技术的快速发展,高新 技术不断引导传统产业实施变革。机械工 业作为传统产业之一,在这种潮流的影响 下也在逐渐开展一场大规模的机电一体化 技术革命。随着电子计算机技术、电子电 力技术和传感器技术的发展,各个国家的 机电一体化产品层出不穷。在机电一体化 技术迅速发展的同时,运动控制技术作为 其关键的组成部分,也得到了前所未有的 发展和进步。本文主要介绍全闭环交流伺 服驱动技术、可编程计算机控制器、直线 电机驱动技术和运动控制卡等几项具有代 表性的新技术。 1全闭环交流伺服驱动技术 交流伺服系统在一些定位精度或动态 相应要求比较高的机电一体化产品中的应 用越来越广,其中数字式交流伺服系统更 符合目前数字化控制模式这一潮流,并且 这一系统使用简单,便于调试。数字是交 流伺服系统运用先进的数字信号处理器作 为驱动器的主要组成部分,可以对电机轴 后端的光电编码器进行位置采样,从而在 驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环 控制系统,并且充分发挥数字信号处理器 的高速运算能力,进而自动完成整个伺服 系统的增益调节,甚至还可以跟踪负载的 变化,实时调节系统增益。 这种数字式交流伺服系统在一般工作 在半闭环的控制方式中,也就是伺服电机上 的编码器既要作为速度环,同时也要作位置 环。但是这种控制方式存在一个弊端,也就 是不能克服和补偿传动链上的间隙和误差。 为了能够实现更高的控制精度,一般应该在 最终的运动部分安装上高精度的检测元件, 从而实现全闭环控制。相对比较传统的全 闭环控制方法是伺服系统只是接受速度指 令,完成对速度环的控制,而位置环的控制 是由上位控制器来完成的。这样,就增加了 上位控制器的难度,也在一定程度上阻碍了 伺服系统的推广和应用。 目前,国外的数字式伺服系统发展比 较好,出现了能够很好地实现高精度自动 化设备的运行,这就是全闭环数字式伺服 系统。这一系统能够有效克服上述半闭环 控制系统存在的问题,伺服驱动器可以直 接采用装在最后一级机械运动部件上的位 置反馈元件作为位置环,电机上的编码器 只是作为速度环。这样一来,伺服系统就 可以消除机械传统上存在的间隙,也可以 补偿机械传动件的制造误差,从而实现真 正的全闭环位置控制功能,得到较高的定 位精度。 2计算机控制器技术 目前,可编程计算机控制器已经成为 新一代可编程控制器。与传统的可编程控 制器相比,可编程计算机控制器最大的特 点在于它类似于大型计算机得分是多任务 操作系统和多样化的应用软件的设计。传 统的可编程控制器大多采用单任务的时钟 扫面或监控程序来处理程序本身的逻辑运 算指令和外部的I/O通道的状态才与与刷 新。结果是这样的处理方式直接导致了可 编程控制器的控制速度主要有应用程序的 大小来决定,这与I/O通道中高实时性的 控制要求并不相符。但是,可编程计算机 控制器却能完全解决这个问题,主要表现 在可编程计算机控制器采用了分时多任务 机制打造应用程序的运行平台,这样应用 程序的运行周期与程序的大小没有必然的 联系,而是由操作系统的循环周期来决定 时间的长短。因此,可编程计算机控制器 能将应用程序的扫描周期同外部的控制周 期分开来,从而满足了实时控制的要求。 随着电子计算机中央处理器技术的发展, 电子计算机处理数据的能力极大地提高, 这就为可变成计算机控制器提供了相应的 硬件技术支持。 可编程计算机控制器在工业控制中已 经显现出了强大的优势功能,体现了可编 程控制器与工业控制计算机及分布式工业 控制系统技术的相互融合。虽然说这一技 术的发展历程并不长,还仍是一项正被探 索的技术,但是其被越来越多地应用到各 个领域中,显示出了强大的生机与潜力。 3直线电机驱动技术 机床进给伺服系统中应用直线电机技 术,近些年来得到了世界范围内机床行业的 重视,特别是在西欧的发达工业地区,已经 出现了“直线电机热”这一高潮。在机床 的进给系统中,运用直线电机直接驱动比原 旋转电机传动的最大优势是取消了从电机 到工作台之间的机械传动环节,进而将机床 进给传动链的长度缩短为零,因此这种传动 方式有被称为“零传动”。正是因为这种“零 传动”的方式,给机床带来了原旋转电机驱 动方式无法达到的性能和优势。 这些性能和优势主要体现在：快速响 应。由于伺服系统中直接取消了一些响应 时间较长的机械传动建,使得整个闭环控 制系统的反应速度大大提高,变得快速直 接；高精度。直线驱动系统取消了由丝杠 等机械结构所产生的传动间隙和误差,减 少了插补运动时因传动系统之后所可能带 来的跟踪误差,运用直线定位检测反馈控 制,大大提高了机床的定位精度；高传动 刚度。由于直接驱动避免了气动、变速和 换向时因为中间传动环节的弹性变形、摩 擦磨损和反向间隙所造成的运动滞后现 象,提高了传动刚度；行程长度不受限制。 在导轨上通过串联直线电机,可以无限制 地延长其行程长度,具有过去间接驱动系 统所无法比拟的优势；噪音低。由于现代 工业生产所要求的排放的噪音具有一定的 指标,而直接驱动系统由于取消了传动丝 杠等部件的机械摩擦,同时其导轨又可以 采用滚动式或者磁悬浮式,因而大大降低 了运动时所产生的噪音；高效率。无中间 传动环节,消除了机械摩擦时的能量损耗, 大大提高了传动效率。 4运动控制卡 运动控制卡是一种上位控制单元,主 要运用于工业电子计算机和各种运动控制 场合上。之所以运动控制卡能够出现,主 要体现在以下几个方面：首先,为了满足 新型数控系统的标准化、柔性和开放性的 需求。运动控制卡可以自行调节,来达到 上述要求；其次,对运动控制模块硬件平 台的需求。当前,各种工业设备、国防装备 制造与操作、医疗智能设备在进行自动控 制系统研制和改造过程中急需运动控制模 块硬件平台,而运动控制卡则能满足上述 要求；第三,发挥电子计算机功能的需求。 电子计算机在各种工业现场的应用,要求 配备相应的控制卡来提高电子计算机的性 能和功能。 目前,由于运动控制模式在国外自动 化设备的控制系统中相当流行,因而运动 控制卡耶行程了一个独立专门行业,不少 国外的公司专业从事运动控制卡的研发, 在国内,也有同类产品的出现,并已经被成 功地应用到数控打孔机、汽车零部件性能 检验等自动化设备上。 参考文献 [1]江平宇.网络化计算机辅助设计与制造 技术(第1版)[M].北京：机械工业出版 社,2004. [2]王德祥.柔性控制技术在包装机械自动 化中的应用[J].石油化工应用,2007(4). [3]冯衡滨.试论我国机械自动化技术的发 展[J].民营科技,2008(2).

谈谈国内外包装机械的发展现状及趋势 姓名： 班级： 学号： 摘要： 世界包装机械发展的趋势具体体现在将研发和强化应用包括基础技术、安全设计技术、卫生设计技术、绿色设计技术以及集成设计技术等在内的多种技术。而对存在的问题及未来的发展趋势，中国包装机械应采取以下发展战略予以应对新发展。一是重点发展，二是规模发展，三是夯实基础，四是品牌发展，五是创新发展。 Abstract: The developing trend of world packaging machinery is reflected in research and development of applications including fundamental technology,safety design technology, health design technology, green design technology and integrated design technology. Faced with the existing problems and the future development trend, China packaging machinery should take the following devel-opment strategies: prioritizing development, scale development, laying the solid foundation, branding development and innovative development. 关键词：包装机械 发达国家 中国 发展现状与趋势 正文： 包装机械 包装机械为包装工业提供装备机械，影响着各类包装制品工业的技术水平和产品档次，制约着包装工业的发展和速度。 国外包装机械的现状及发展 目前，国际包装机械市场竞争激烈，包装机械发展的总体趋势是趋于“三高”—高速、高效、高质量。发展重点趋向于能耗低、自重轻、结构紧凑、占地空间小、效率高、外观造型适应环境和操作人员心理需求、环保需求等。新的合金材料、高分子材料、复合材料、无机非金属材料等新材料也得到了推广应用，食品包装机械的集成化、智能化、网络化、柔性化将成为未来发展的主流。 美国 美国是世界上包装机械发展历史较长的国家，早己形成了独立完整的包装机械体系，其品种和产量均居世界之首。新型机械产品中以成型、填充、封口三种机械的增长最快，裹包机和薄膜包装机占整个市场份额的15%，厚纸盒封盒包装机在市场占有率中居第二位。 90年代以来，美国包装机械市场以6%左右的年均速度增长，据预测，2000年美国包装机械市场规模将达到50亿美元，2005年将达到68亿美元。据最近统计信息表明，美国包装机械占美国产业机械总值的1%，国内包装机械市场规模在世界上也是名列前茅。1992年32亿美元，1995年超过40亿美元，1996年为43. 9亿美元，1998年为48. 3亿美元。 美国包装工业已经逐步建立并形成包括包装材料、包装工艺和包装机械完整而独立的工业体系。其自动化操作程序已应用于更多的先进包装，美国各企业都在致力于从包装材料、设备、销售等方而寻求对全球市场具有特色的有利包装，正进入一个机电一体化、激光扫描、无线电射频发射、纳米技术和系统简化的包装新世界。 德国 德国的包装机械约占世界总产值的五分之一，德国包装机械业出口额占世界总额约三成,包装设备在计量、制造、技术性能等方而居领先地位，特别是啤酒、饮料灌装设备具有高速、成套、自动化程度高、可靠性好等特点，享誉全球。其中袋包装机速度达160袋/分钟，大型自动包机UPM-600的最大包装容积达80L,制袋尺寸达800mm x 1200mm，并能集制袋、称重、充填、抽真空、封口等工序在一台单机上完成。 其发展趋势为:一是大力提高工艺流程自动化程度;二是适应变化设计柔性灵活性设备;三是普遍使用计算机仿真设计技术。 日本 日木与美国、德国相比，起步虽较晚，且包装设备经历了引进一消化一发展的研究过程，吸收国外的长处，并加以改进，目前己成为世界上仅次于美国的包装机械生产国。大提高了其国际市场竞争力。 日木的包装机械制造厂以中小企业为主，包装机械的品种齐全，产品品种近500种，规格有700多个。其中，包装机械以中小型单机为主，具有体积小、精密度高、易安装、操作方便、自动化程度高等优点。日木出口的5台包装机械中就有一台是销往中国的。 日本包装机械主要是抓住两个核心技术，一是计算机技术进入包装机械领域，二是研制出了伺服马达驱动的包装机械。成功地开发出世界首台微电脑程控卧式成形装填封口机，并实现实用化，以此为契机在短短时间之内各种包装机开始装载微电脑。 随着日本社会法制健全，要求包装设备也要达标，有专门检测中心，在机械设备出来前作安全卫生标准检测，机械设备出来后，对生产产品作标准检测。在此情况下，日本包装机械工业也积极开展有关包装机械的安全化、卫生化和节能化的促进工作。 我国包装机械的现状及发展 据1986年不完全统计，当时仅有县以上包装机械企业1062个，工业总产值27. 8亿元。中国食品和包装机械工业协会1994年统计，当时我国包装机械生产厂家有1540家，包装机械行业总产值为25. 56亿元，包装机械的产量总数为258420台。机械7493台。据中国包装总公司计划部第三次全国工业普查资料表明，1995年包装机械总产量为489569台。 在技术生产方面，我国包装机械产品与发达国家相比，其差距主要表现在:控制技术和产品可靠性方而较差，且技术更新的速度太慢，新技术、新材料、新工艺推广的范围太窄。从整体水平上看，比发达国家要落后20年，现在我国包装机械产品中仅有5%左右能够达到发达国家90年代初期的水平，还有20%的产品仅能和国外80年代的产品相比，其余60%左右仅能达到国外70年代的水平。 与发达国家相比，我国包装机械产品品种及配套数量少，只有1300多种。缺少高精度和大型化包装机械产品，在钢制两片罐成型设备、高精度电子计量装置、高速电阻焊机、大型中空容器成型机械等方而仍属空白。 在企业管理方面，发达国家包装机械企业的技术、生产、销售等管理工作基木实现了计算机化。而我国的包装机械生产企业还存在技术装备水平偏低、设备陈旧、效率低、精度差等问题，从而使企业缺乏市场竟争力。 我国包装机械发展的对策 21世纪包装机械基础技术发展的重点是:机电一体化技术、热管技术、基础配套技术、设计技术、模块化技术、制造技术等。从发达国家包装机械企业发展的成功经验可以得到启示:美、日、德、意等国家积极采用其他领域的新技术(如微电子、激光、热管、新材料等)，开创了包装机械的新局面。因此我国包装机械的发展也要捉住以上的技术重心，找出自身的优劣势，大力发展。 机电一体化技术和微机应用可提高包装自动化程度的可靠性和智能化程度;热管技术可提高包装机械的封口质量;基础配套技术中配套的电子元件、专用泵、阀产品、传感器、电机及电控制元件，开发出各种在线或离线的检测设备等。 坚持技术创新，用于拓展市场。建立技术创新的运行机制，采用产、学、研相结合的方式，积极创造条件。们的成功经验。国外包装机械的成功经验表明:企业用于研究与开发的投资如果占销售额的1%，企业难以生存，占2%可勉强维持，占5%才有竞争力。而我国的包装机械企业平均水平不足1%。所以我国要多渠道、多层次的增加科研经费，积极引进人才，开发出产销对路的高新技术产品。 调整出口，开拓新市场。从我国出口产品看，我国出口的大多是低档次、低附加值或劳动密集型产品，而进口产品都是大型成套设备和高技术含量的产品。世界己进入信息时代，竞争呈现出高速度、高强度、全方位的新特点，实施电子商务跟领包装机械企业开拓国际市场新动态。 结语 中国包装机械加快发展的主要优势是具有国内大市场和国外潜力市场的需求;主要弱势是企业规模过小，技术装备落后，缺乏资金投入。因此，加大研发创新的投入，夯实基础技术，以与国际接轨为方向完善制定各类标准等措施的实施最为迫切。 我国包装机械行业的发展必须立足于当下，站稳基础技术，同时也要向国外发达国家借鉴经验，做到“洋为中用”，集百家之所长，以补己短，用心汲取营养，并分析好国际形势，敢于拓宽市场，以实现长远的发展。 参考文献： 《我国包装机械的现状分析及国际市场的开拓》 鄢腊梅 中国包装工业 市场展望 《国外包装机械的发展现状》 赵霞 机械工业标准化与质量 总第473期 《世界包装机械的发展趋势及中国包装机械的发展对策》 戴宏民 戴佩燕 周均 包装学报 第4卷第2期2012年4月

谈谈国内外包装机械的发展现状及趋

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