1机电一体化系统现状

由于电子技术的发展,特别是以微计算机为中心的集成电路技术的进步，使机械技术受到了极大的冲击。这是因为，运用了电子线路而陆续研制出了一些量轻形小而且精度较高的机械，并且也研制出了仅仅是利用机械技术就很难以实现的、又具有优越性能和柔性加工能力的新机械，即机电结合（机电一体化）的新型机械。
现在，在机械学科机电一体化己特別流行了。所谓机电一体化就是机臧和电子一体化技术，或者是机械电子、机械信息一体化技术。出现“机电一体化''这个名词刚刚十多年，可是与其名相当的机械却很早就有了。
包装机械作为机械工业的分支，也在发展和应用着机电一体化技术，尤其是在最近，不仪有各种传统的机械逐渐实现了电子计算机化，而且还引进了在各种机械之间进行全面集中管理的系统。
机电一体化的目的是，将至今为止由机械机构进行的信号处理，逐步转移到让电子城路担任，以求得机械的小型化和轻量化。更积极的目的是，赋于机械以更高的功能和使机械具有柔性加工能力。
机电一体化是包装机械发展的必饌单到复杂，由单机向多机的方向发展。而且日趋联动化、高速度、自动化,即包裝生产流水线逐斷被设计产生和完善，这些可以说都是因为应用了电子技术的结果.
从世界范围看，包装机械大体经历了如下的演变过程：第一阶段，在第二次世界大战结束之前，主要是在食品、卷烟、火柴、医药、日用化学品等方面开始实现了包装机械化。第二阶段，大夠在五十年代，实现了包装机械的初级自动化，其特点在于采用了电器开关和光电管为主的自动控制系礫。第三防段，大约在六十年代实现了包装作业自动线，广泛应用电子元器件组成控制系统。第四阶段，七十年代实现了由电子计算标控制的包装生产过程，自动化水平大大提高。八、九十年代将向包装“无人化'过渡，实现质量检测和生产管理的全盘自动化。
我们看到在此过程中，大量的电子元件被引入到包装机械中来，同时其零部件一个接一个地被取而代之,逐歩地向机电一体化方向深入。例如，在今天的自动流水作业线上己有利用机电綜合技术（如传感器等）对产品包装实行自动控制-它的主要特点是能够把捡测出来的信嵐通过判断、记忆、演算等再就地或者远距离控制包裝执行机构的动作，从而有助于合理布局自动控制系统以及不合格品的剔除。
但矢,有许多高科技电子技术及踌学科的高技术正引入到包装机械领域内，这是包装机械必然向机电一体化方向发展的有力证明如利用热管与电阻丝的有机结合可改善某些裹包机和充填横封切断装置的热封效果，而利用纯机械装置则既笨重热封效果又不好,利用稜辐射线（如丫射賤）可自动检测高速自动繊上己密封好的饮料曜內液面高度；利用其他类别的传感器及电子装置还可自动捡测单个或集装箱内饮料確的空度；利用激光对械连续供送的塑料瓶、玻璃瓶进行缺陷检査和标记光刻；利用光导纤维可沿包装机内狭窄弯曲的空间布置线路，近顕或远距地传递信号，实行髙密度的集中控制；利用图象识别技术可自动检测多种产品，然后进行分类加工或剔除不合格成分，从而提高工作可靠性和产品质量,利用直线电机可以取代长行程的活塞气範或油缸，结果会引起某些包装机，特别是外包装机在机械传动系统和总体结构上发生深刻的变化。现在电子计算机也己经引入到包装机械中来了，它可以实现集中和分散控制，大大增强了包装生产线的自动化程度，同时智能机器的开发和利在包装机械上的应用，为电力电子技术在包装上的应用提供了更多的更好的条件。同时电子技术的发展，使得包装机械中的某些部件逐歩被电子部件所代替，引起了包装机械在结构上和功能上的重大突破，这完全是机电一体化技术的成就。因此机电一体化是包装机械发展的必然趋势。
2机电一体化系统的组成
机电一体化系统是由机械本体和电子系统两大部分组成，如图（1）所示。而更为复杂的机电一体化系统组成也有如图（2）所示的复合系统。
（I）机械本体
纯机械式的机械装置完成工作和处理信息都由机械本身来完成,而机电一体化装置处理信息则改为由电子系统来完成。这种系统只要用于力作业或空间运动，机电一体化中的机械部分就不能没有。怛当佰息的传递和处理成为主要作用时，机械存在的价值将显著减小。作为包装机械来说，主要完成全部或部分包装过程，其中包括充，填、裹包、封口、捆扎等主要包装工序以及与其相关的前后工序，如开箱.洗瓶.堆垛和拆卸等，此外还包括在包裝件上盖印和计量等，故机械本体将是不可缺少的。
（2）电子系统
电子系统包括许多,，如信息处理系统、调节器、传感器等。在机械本体的基础上附加这些装置，就可以减少过去姉机械设备的零部件。
(3)机电一体化的作用
①小型，会量化
®减少零部件
③提高性能
④附加或产生新的机能
⑤增大灵活性
⑥改善质量，提高可靠性
⑦提高生产率
其它还有提高操作性能、增大设计的自由度、节约能量、降低成本、提高安全性等等。当然机电一体化绝对不会同时满足以上所有各点。可是，既使只有一方面有显著效果，其它方面多少失去一些，机电一体化也是有价值的。
3，包装机械机电一体化的实现
以往的机械厂姓杆、凸轮等等机构构件占有粮大部分，它们通常都具有动作原理明白易懂的特点。,可是，一台对于机构构件依赖性很高的机械，植着所要求的功能的提高，'它的机构就会愈加复杂，如果设计不当，就会变得笨重'木堪，并且一般都缺少适应规格改变所需的柔性。今天的包装机械已向着多功能，适应不同规格产品等方向演变，与此适应，必须引入电子元件，简化其机构才能满足功能要求，只有机电一体化才是其最佳选择°
要使包装机械实现机电一体化，除根据需要引入电子元件为，还应使'其机构和机城零件的设计导入与以往纯机械设计所不同的设计思考方法。第一应考虑机电一体化装置的刚性，既要保持装置应有的刚性，又不能使附加机构过多。第二要考虑懈松和摩擦问题。控制系统的懈松和摩擦是,控制性能差的主要原因。为了消除减速器和输送机构等的懈松，经常采用予压的方法，在齿轮传动中将用弹簧以使其紧紧啮合。在伞齿轮和螺旋齿轮传动中在轴线方向加入弹簧力，滚珠轴承也在轴线方向压紧等等。批机械貝鸣设备用此方法没有什么特球的痛題，但是控犒系统为消涂摒松，所加予压将增大固体之间曲摩擦，同控制器的伺服刚性差相互作用，将使定位精度降低。也就是说机电一体化的机构同纯机械化的装置相比，必须是挪松少摩擦小性能好的机构.第三要考虑阻抗匹配的问题，即在电机功率允许的条件下，最短时间定位时最佳传递运动的减速比问题。当然，这三个主要问题都应纳入到机电一体化装置的总体设计当中去。
4我国包装机械机电一体化的状况及展望
我国包装工业起步较晚，现在只是刚刚向国际包装工业发展史中的第三阶段迈进。但是发展速度却是令人可喜的，巳經在自动化方面取得了一些成绩，许多机器巳经初步实现了机电一体化。例如，南通包装机械厂等单位生产的真空充气包装机，工作过程就是由时间程庠自动控制的，物品包装所需压强、充气量、热封温度等可根据不同需要进行调节。上海包装机制造厂生产的TNZ型自动贴标机采用真空吸标的方法，把标签纸自动贴到瓶子上的一种连续工作的贴标机，能自动完成取标、上胶水、粘标、打批号日期等动作，在气电控制下，能做到无瓶不取标、无标不上胶水、不打批号日期的自动控制。这样的例子还有许多。总之，我国的包装机披工业已经出现了许多机电结合的产品，但还不够先进，不够完善。现在机电一体化技术巳被越来越多的部门所重视，它必将随着我国包装工业的发展而在理论上和实践上逐潮被完善，也将由此使我国的包装机械工业迈向一个更新的更大的天地。
 

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