佛山市瀛辉包装机械设备有限公司
摘要：包装机械设计是包装机械化和现代化的重要内容和步骤，设计水平的高低直接关系到产品的质量性能、研制周期和经济效益等。随着科技的进步与发展，现代设计技术也不断地融入包装机械设计中。为此，笔者阐述了现代机械设计方法，以及现代包装机械设计方法。
关键词：包装机械；设计；方法；优化设计
引用：
我国的包装机械行业起步于20世纪70年代，在80年代末和90年代中得到迅速发展，现已成为机械工业中的10大行业之一，无论是产量，还是品种上，都取得了令人瞩目的成就，为我国包装工业的快速发展提供了有力的保障。目前，我国已成为世界包装机械工业生产和消费大国之一。但在包装机械设计领域，绝大多数设计人员仍沿用传统的设计方法。随着科学的不断发展以及市场竞争的加剧，客户的需求也越来越高。体现在以下几个方面：为了满足交货期和降低生产成本的需要以及包装机械和生产机械相衔接必须提高生产效率；为了更好地适应新变化的需要，包装机械要具有高的柔性和灵活性；当设备出现故障时，能进行远程诊断服务；利于环境保护、噪声、粉尘和废弃物少；设备购置投资尽可能少，价格要尽可能低。而传统的设计方法根本无法满足这些要求。
一、包装机械特点及设计要求
1、特点
主要包括以下四类，其一类型多，大部分的产品外面都附有包装，这意味着在出厂之前，都要经历包装环节，每种产品的性质和作用不同，包装工艺和工序在数量和先进性方面多有不同，所以包装机械类型也不同，基本上每种产品都有对应的包装机械[1]，这就决定了包装机械种类繁多特点。其二更新换代速度快，一方面包装机械和生产线一样都处于长期劳作状态，机械内部零件容易产生疲劳磨损，最终会影响设备性能，严重情况下，会导致机械设备直接报废，所以需要不断的更新。另外产品质量和其他方面也在逐渐变化着，以适应人们的高要求，在这样的情况下，生产工艺也会发生变化，包装要求提高，包装机械设备要想满足要求，就需要对自身进行升级。其三，控制要求高，包装机械和生产线直接相连，包装机械某部分结构在包装环节中都是固定不动的，生产线上的产品需要和包装机械结构在位置和大小规模上相匹配，产品才会顺利包装，在此过程中，产品包装质量会受到整个操作环境的影响，所以提高包装设备的自动控制要求很有必要。其四多功能性，有的工厂生产多种性质的产品，或生产类型不同的产品，这些产品工序步骤差不多，所以会应用同一种包装机械，这要求包装机械在性能和使用方面具有多元化效果。
2、设计要求
任何时候，产品都需要进行包装，并且包装要求会越来越高，包装机械在设计上就要做出优化调整，使机械设备性能发挥越来越强，产品包装越来越精美。所以包装机械的设计要求：机械设备性能多元化，在结构设计上，要更加标准、模组化，能与产品生产线生产流程相匹配，结构零件位置设计等变得更加精细，使设备精度更高。包装机械设备在应用过程中，自动化控制要强，在拆卸安装以及调节环节要灵活。同时包装机械还要保持运行安全可靠，这些都是包装机械的设计要求。
二、包装机械优化设计
包装机械和包装产品相对应，在对包装机械设计之前，还要对包装对象进行了解，对包装的工艺要求进行确定，比如包装袋的规格、大小、透明度、柔韧度或硬度。在做好前面工作后，还要对包装材料进行选择，如果包装产品是食品，包装材料一定是无毒害性的，此外还要根据包装产品性质，对包装后产品的保质日期进行保证。在包装的过程中，包装工序按部就班一气呵成，中间不能有停顿，尤其是对活鱼之类产品进行小袋包装时。在包装环节，一般都是机械操作。所以还要保证包装机械动作的准确性。包装机械包含了包装的所有过程，从产品袋制作到产品进袋，再到称重，封口，输出等，都离不了机械的操作，所以还要将这些环节的控制纳入到包装机械的优化设计中[2]。本文将活鱼小袋包装作为研究对象，其设计方法主要包括以下内容。
1、对包装机的制造方案进行总体设计
总体设计也可以看作模块化设计，根据包装机械需要参与的包装流程，总体设计中，需要对机械设计九个模块，包装袋的生产过程包括两个模块，分别是供膜模块和成型模块，在这两个模块确定好包装袋的形状、规格等，第三模块是定量供水模块，活鱼产品生活在水中，包装袋中需要接入一定量的水，第四模块为导向模块，对敞口和闭口筒状膜进行操作，第五牵引模块，牵引对象是闭口未封合的筒状膜，主要将其牵引到第六模块纵封模块上，主要目的是使其得到纵封。第七模块为光电定长模块，在包装袋标准规格的基础上，对长度进行定位，等待多余包装袋的切割。第八模块是横封切模块，在标准长度要求范围内，将包装袋封死，并进行切割，使包装袋和产品符合出场要求。第九模块是输出模块，输出合格产品。包装的每个流程都对应着包装机械的每个模块，所以机械上要包括这些模块。此外还要对机械进行循环设计，使模块对应的功能不断运行，使包装环节成为生产线的一部分。
2、对包装机进行自动控制设计
包装机械内部零件多，结构比较复杂，对于一些包装环节更多的产品包装机，结构更加复杂，所以机械的自动化程度要求更高。机械设备自动化程度要高，还要使控制方法多元化，利用多种技术，比如机械、电、气、液等方面的技术，对机械整体的控制中枢进行设计，中枢控制每一种技术所在的结构。每一种技术可以对应控制不同的功能模块。如此机械设备也就实现了层层控制。
3、对包装机进行标准化、系列化设计
在标准化设计中，要处处彰显设计的标准化和规范化，比如在元件选择方面，要体现标准化，尺寸、大小以及功能都标准化。在结构设计上，在功能模块设计方面都要体现标准化，只有执行标准化原则，电气控制、气动控制、光电控制才可靠。在系列化设计中，同一种产品，在包装袋规格上，可能会同时出现好几种情况，这需要对包装机械相关方面做好系列化设计，比如对包装袋成型模块设计中，对料斗规格进行多元化设计，使包装袋规格可以自由供换。也可以对相关的控制软件进行调整，不同规格的包装要求就可以实现。
4、可靠性设计
主要包括两方面，一方面是预防故障设计，包装机械要运行可靠，就要保证其在包装环节不会出现机械故障问题，否则产品包装质量是不合格的。在这种设计中，主要对开关进行设计，开关对包装状态起到控制作用，一旦包装状态失控，相关人员就要启动应急开关，这种开关会对所有的包装机械进行控制。在包装状态恢复之后，自动切换开关就要发挥作用，对电源进行控制，使所有的包装机械重新运行。另一方面是简化结构设计，包装机械本身结构很复杂，在运行时，内部零部件容易发生故障，对这些结构模块进行精简，内部结构会很简单，包装的工序和步骤也会得到简化。相关人员在实际简化设计时，要对模块进行简化，对元器件进行简化选择。
5、柔性设计
包装机械设备设计要求中有灵活、柔性设计，主要指的是该机械在应用方面和功能发挥方面能满足多元化要求，如此该设备也可以用做其他类似产品包装生产中，包装袋的规格也会不止一种，包装形式也会凸显多元化[3]。
6、绿色设计
包装机械在绿色设计中，一方面要减少包装袋材料浪费现象，另一方面保证生产环节顺利，所以相关人员不仅要对机械设备进行简化和优化设计，还要对包装工艺进行优化，使各种成本得到节约，使包装生产体现可持续发展理念。
7、人机工程设计
包装机械虽然要进行自动化设计，但也要考虑到人机工程设计，使机械设备能为人所控制。
结束语：
包装机械设计方法具有多样性，相关人员在设计时，要综合各种方法的优点，使其得到优化设计，使包装机械故障少，功能多，性能强，包装质量和包装进度得到保证。
参考文献：
[1]梁尚明，殷国富.现代机械优化设计方法2016.3
[2]刘惟信.机械最优化设计2017.4
[3]孙靖民，王新荣.现代机械设计方法选讲2016.12