木耳菌棒裝袋機設計【總體及塑料袋封口系統(tǒng)設計】【自動上料+高效立式裝袋機+窩口機】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】

木耳菌棒裝袋機設計【總體及塑料袋封口系統(tǒng)設計】【自動上料+高效立式裝袋機+窩口機】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,總體及塑料袋封口系統(tǒng)設計,自動上料+高效立式裝袋機+窩口機,說明書+CAD+SOLIDWORKS,木耳菌棒裝袋機設計【總體及塑料袋封口系統(tǒng)設計】【自動上料+高效立式裝袋機+窩口機】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,木耳 本科畢業(yè)設計（論文）開題報告 題目名稱 木耳菌棒裝袋機設計 姓名 專業(yè)班級 學號 一 選題的目的和意義 據(jù)對我國不同地區(qū)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，食用菌裝袋操作工藝還比較落后，有的地區(qū)仍采用手工裝袋，效率較低：3 個人 1 天僅裝 500～600 袋，且裝袋質(zhì)量較差。有的地區(qū)雖然采用機械操作，裝袋效率有所提高，但裝袋長度、裝袋質(zhì)量不易控制，而且不能自動包裝。 據(jù)調(diào)查，現(xiàn)有食用菌制袋-充填-封口包裝機存在以下問題： 1.包裝精度低 目前我國此類包裝機械的包裝精度（計量精度）均在±2％～±3％之間，有的還在±3%以上，而國外同類設備的包裝精度都在±1％以下，而且穩(wěn)定可靠。 2.包裝速度低 目前國產(chǎn)包裝機的包裝速度，小袋包裝在 60～120 袋／分之間，包裝速度超過 80 袋／分時包裝質(zhì)量將下降；中袋包裝為 35～60 袋／分。國外設備的包裝速度已達到小袋包裝為 1200 袋／分，中袋包裝為 160 袋／分。 3.封口質(zhì)量難以保證。 （1）外觀質(zhì)量。國家規(guī)定，包裝袋的封口處應平整、網(wǎng)紋清晰，不得有灼化和壓穿現(xiàn)象。而現(xiàn)有的包裝機不能很好的達到國家的標準； （2）包裝成品的封口強度低； （3）由于塑料包裝材料與被包裝物之間的靜電作用，在塑料袋內(nèi)壁上會吸附細小的被包裝物，若不除去會造成橫封口處封口不牢，嚴重影響包裝袋封口質(zhì)量。 4.自動包裝機的橫封機構運動形式的不合理，將導致封口質(zhì)量問題。我國現(xiàn)有一些包裝機采用縱橫封加熱裝置一體或傳送袋與縱封一體，此封口形式工作速度低，封口質(zhì)量差；傳統(tǒng)的制袋-充填-封口機的封口機構，其左右封塊是扇形開合，封口部位熱封時間不同，導致封口處不平滑，部分灼化或者部分強度不夠。還有一種典型的機構如圖 1-1 所示，由于只有左橫封塊運動，兩橫封塊對包裝袋的作用力不同，所以其封口不勻。而且封口周期長，包裝速度慢。 因此，設計一種多功能裝袋機迫在眉睫。由于現(xiàn)有包裝機械存在的缺陷，并且缺少設計指導理論，所以進行研究是非常有意義的。包裝容器的封口，是包裝工藝中不可缺少的工序。封口的好壞將直接影響包裝產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和保質(zhì)期。因此，包裝質(zhì)量在很大程度上取決于封口質(zhì)量，所以封口機構的研究改進對提高封口質(zhì)量有著重要的意義， 選題的目的： 1. 努力通過本次的設計能夠更好的對自己所學知識進行檢驗和總結(jié)，以便更好地增強自己的設計計算能力 2. 能夠更多的、更仔細的去了解各種各樣的裝袋機構，以及了解各種類型各種型裝袋機構的優(yōu)缺點 3. 通過本次設計能夠是自己對各種常見的word wps 等辦公軟件進一步回顧，增強動手應用能力 4. 通過本次的設計有助于加強自己的綜合能力的提升 選題的意義： 1. 是讓自己真正了解機械設計過程中需要掌握的的步驟，培養(yǎng)自我進行產(chǎn)品設計，裝袋機構改造及科學研究等方面的工作創(chuàng)新應用能力 2. 提高自己運用計算機輔助設計能力，例如AutoCAD PROE等軟件的運用 3. 讓自己獨立自主的完成這項任務，提高自己對待實際問題的分析能力和正確做出處理方案的能力 4. 使自己能夠更深一步的理解以前所學的理論知識 5. 掌握多功能裝袋機構設計的基本原理方法．加深對課堂書本知識的理解，鍛煉實際應用能力 二、國內(nèi)外研究綜述： 包裝機構的的發(fā)展： 我國包裝機械行業(yè)是改革開放后發(fā)展起來的，起步于 1958 年。到 80 年代以后，包裝機械行業(yè)實現(xiàn)了高速增長，初步形成門類比較齊全，品種基本配套的產(chǎn)業(yè)，并成為機械工業(yè)的十大產(chǎn)業(yè)之一。 截至到 2001 年，我國包裝機械的年銷售額已達 172 億元，產(chǎn)量達 53.3 萬臺（套），比1989 年銷售額增長了 12 倍。目前，我國有包裝機械制造企業(yè)約 1600 多家，其中具有一定規(guī)模的企業(yè)近 400 家。產(chǎn)品有 40 多類，2700 多種，有一批既能滿足國內(nèi)市場需要，又能參與國際市場競爭的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。 隨著社會的發(fā)展，高新技術正引入到包裝機械領域內(nèi)。裹包機和充填機橫封切斷裝置利用熱管與電熱絲的有機組合可改善熱封效果。由于提高了封頭的熱容量和勻?qū)嵝?，使得封口質(zhì)量穩(wěn)定可靠，還降低了加熱溫度與能量消耗。另外，也可讓發(fā)熱比較強烈集中的構件通過熱管散發(fā)多余熱量。 我國包裝機械正日趨高速化，自動化發(fā)展。在原有機型的基礎上，應用微電子計算技術，新研制的塊狀物料高精度計量組合秤、稱重計價貼標機、制袋-充填-封口機、自動裝盒(箱)機、捆扎機、高速噴墨印刷機等也都配備了微機自動控制系統(tǒng)。 國外包裝機械的發(fā)展狀況： 國外的包裝機械發(fā)展很快，凡粉狀、顆粒、塊狀食品包裝都實現(xiàn)了機械化與自動化。計量、計數(shù)、制袋、袋裝、封袋、折盒、裝盒、封口及打包等形成了流水線作業(yè)，包裝效率很高。包裝機械設備品種很多，各國廠商有其各自的名稱和型號，品種繁多。 國外包裝機械的特點： 1.包裝機械產(chǎn)量穩(wěn)定增長。由于消費結(jié)構和銷售形式的變化，加上國際貿(mào)易的發(fā)展，社會對包裝機械的需求日益增加，因此國外包裝機械的產(chǎn)量逐年增長。 2.包裝機械產(chǎn)品齊全，品種繁多。 3.包裝機械生產(chǎn)自成體系，并向?qū)I(yè)化生產(chǎn)方向發(fā)展。在美國、德國、瑞典等經(jīng)濟發(fā)達的國家，主要包裝機械工業(yè)企業(yè)幾乎都有近百年的歷史。它們在進行基礎技術研究的基礎上向?qū)I(yè)化生產(chǎn)發(fā)展，現(xiàn)已生產(chǎn)出各具特色的包裝設備。 三、畢業(yè)設計（論文）所用的方法 1. 首先認真復習課本，并且在學校圖書館查閱相關資料。 2. 在工廠進行實踐參加畢業(yè)實習。 3. 虛心地請教，通過老師 工人師傅 工程師的指導，用心地思考。 4. 通過瀏覽因特網(wǎng)上的相關資料，獲取有關有用信息數(shù)據(jù)。 5. 借助電腦，使用制圖軟件繪制相應圖紙。 6. 通過對相關資料和數(shù)據(jù)的理論計算和分析，綜合考慮，細致對比，最終保質(zhì)保量完成畢業(yè)設計。 4、 主要參考文獻與資料獲得情況 [1]劉長榮,侯桂鳳,侯東軍,馬玉泉,肖念新. 多功能自動裝袋機的設計[J]. 農(nóng)機化研究,2005,05:122-124. [2]郭西雅,孟翔,董繼先. 基于CAID的制袋-充填-封口包裝機的研究與開發(fā)[J]. 輕工機械,2006,02:44-46. [3]趙曉麗,董欣,李紫輝. 粉粒成型充填封口包裝機的改進設計[J]. 農(nóng)機化研究,2006,10:133-135. [4]杜漢強,張廣文. 模塊化技術在包裝機械中的應用[J]. 機械,2007,08:19-21. [5]曾曉紅,余江鴻. 基于UG技術的制袋-充填-封口機的計算機輔助分析系統(tǒng)的設計[J]. 包裝工程,2001,06:38-40. [6]郭勇. 高新技術武裝 制袋—充填—封口包裝機[J]. 中外食品工業(yè)信息,2001,02:51-52. [7]張加林. 意大利立式制袋充填封口包裝機的技術特點[J]. 中國包裝工業(yè),1995,03:54-55. [8]張廣文. 基于反求工程的制袋—充填—封口包裝機模塊化設計[J]. 河北理工學院學報(社會科學版),2003,S1:106-107+110. [9]龐永峰. 新型包裝機械翻領制袋成型器的研究[D].江南大學,2008. [10]趙曉麗. 粉粒制袋—充填—封口包裝虛擬樣機設計及工藝參數(shù)的試驗研究[D].東北農(nóng)業(yè)大學,2006. 五、指導教師審批意見 指導教師： （簽名） 年 月 日 I 摘要 本研究主要包括裝袋機的結(jié)構改進設計、虛擬樣機的設計，并設計出試驗 裝置，進行封口工藝參數(shù)的試驗研究。 在整機設計中，通過對包裝機總體方案的分析，編制了工作循環(huán)圖，確定 主要裝置（供送、下料、成型、牽引、封切、傳動）之間的相互配合關系；完 成了粉粒制袋- 充填- 封口包裝機的結(jié)構改進設計和理論分析及其主要參數(shù)的確 定。本文的研究對其它袋裝包裝機械的設計和開發(fā)有著積極的指導意義。 在虛擬樣機設計過程中，突破傳統(tǒng)的設計方法，采用了虛擬樣機設計技術。 在設計計算的基礎上，應用 Solidworks 實體設計軟件對包裝機的整機實體建模、 虛擬裝配，完成了虛擬樣機， ，為物理樣機的加工提供了必要的依據(jù)。 關鍵詞：包裝機；虛擬樣機技術 II ABSTRACT This study included the modified structure design of the forming filling sealing packaging machine,.Besides, designed tester and tested sealing quality. In the entire machine design, established working cycle and conformed work in relations of main fixtures(feeding, forming, retractor, sealing,driving) through analysis of packaging machine overall plan; completed the modified structure design of the forming filling sealing packaging machine and conformed the main parameters. At the same time,offered a method of parallel measure feeding and founded vibration feeding fixtures of oscillatory differential equation.This study can direct the design and exploitation of other bag packaging machine actively. In the solid modeler design, adopted virtual prototype technology instead of traditional design.Based on making design calculations, studied solid model, virtual assembly on the platform of Solidworks and numeric prototype, the movement simulation of solid mechanism was realized. Key words: Packaging machine; Packaging machine III 目錄 摘要 .I ABSTRACT .II 第一章 緒論 .1 1.1 課題研究的背景 .1 1.2 課題研究的意義 .1 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .2 1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 .2 1.3.2 國外研究現(xiàn)狀 .2 1.3 本課題研究的內(nèi)容 .3 1.3.1 SolidWorks 設計基礎 .3 1.3.2 草圖繪制 .3 1.3.3 基準特征-參考幾何體的創(chuàng)建 .3 1.3.4 拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建模 .3 1.3.5 工程圖設計 .3 1.3.6 裝配設計 .4 第二章 SOLIDWORKS 的詳細介紹 .5 2.1 關于 SOLIDWORK .5 2.2 SOLIDWORKS 的發(fā)展和榮譽 .5 2.3 SOLIDWORKS 軟件特點 .6 2.4 本章小結(jié) .6 第三章 木耳菌棒裝袋機的設計 .7 3.1 總體方案的設計 .7 3.1.1 功能要求和適用范圍 .7 3.1.2 總體方案圖 .7 3.2 應用 SOLIDWORKS 軟件進行木耳菌棒裝袋機零件圖設計 .8 3.2.1 零件建模要點 .8 3.2.2 橫向進料裝置的建模 .9 3.2.3 豎向進料裝置的建模 .10 3.2.4 橫向送料管的建模 .10 3.2.5 進料機柜的建模 .11 3.2.6 裝袋臺的建模 .13 IV 3.3 零件的裝配 .14 3.3.4 調(diào)整零件位置 .15 3.3.5 干涉檢查 .15 3.3.6 爆炸視圖 .16 3.3.7 木耳菌棒裝袋機裝配圖 .16 總 結(jié) .17 參考文獻 .18 1 第一章 緒論 1.1 課題研究的背景 SolidWorks 軟件作為現(xiàn)今首屈一指的三維軟件之一，憑借友好的界面、完 善地裝配、仿真等優(yōu)秀性能。極大地降低了工程師的負擔，使工程師更專注于 設計，在機械設計上的應用日趨廣泛，對整個機械行業(yè)的發(fā)展與成才有重大的 促進作用。但是要掌握好一個工具，需要理論聯(lián)系實際，不斷摸索才能，不斷 發(fā)揮其設計優(yōu)勢。應用 Solidworks 軟件設計“木耳菌棒裝袋機設計”正是基于 這個考慮進行選題。 據(jù)對我國不同地區(qū)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，食用菌裝袋操作工藝還比較落后，有的地 區(qū)仍采用手工裝袋，效率較低：3 個人 1 天僅裝 500600 袋，且裝袋質(zhì)量較 差。有的地區(qū)雖然采用機械操作，裝袋效率有所提高，但裝袋長度、裝袋質(zhì)量 不易控制，而且不能自動包裝，因此設計一種自動裝袋機構迫在眉睫。 1.2 課題研究的意義 據(jù)調(diào)查，現(xiàn)有食用菌制袋-充填-封口包裝機存在以下問題： 1.包裝精度低 目前我國此類包裝機械的包裝精度（計量精度）均在 23之間，有的還在3%以上，而國外同類設備的包裝精度都在 1以下，而且穩(wěn)定可靠。 2.包裝速度低 目前國產(chǎn)包裝機的包裝速度，小袋包裝在 60120 袋分 之間，包裝速度超過 80 袋分時包裝質(zhì)量將下降；中袋包裝為 3560 袋 分。國外設備的包裝速度已達到小袋包裝為 1200 袋分，中袋包裝為 160 袋 分。 3.封口質(zhì)量難以保證。 （1）外觀質(zhì)量。國家規(guī)定，包裝袋的封口處應平整、網(wǎng)紋清晰，不得有灼 化和壓穿現(xiàn)象。而現(xiàn)有的包裝機不能很好的達到國家的標準； （2）包裝成品的封口強度低； （3）由于塑料包裝材料與被包裝物之間的靜電作用，在塑料袋內(nèi)壁上會吸 附細小的被包裝物，若不除去會造成橫封口處封口不牢，嚴重影響包裝袋封口 質(zhì)量。 2 4.自動包裝機的橫封機構運動形式的不合理，將導致封口質(zhì)量問題。我國 現(xiàn)有一些包裝機采用縱橫封加熱裝置一體或傳送袋與縱封一體，此封口形式工 作速度低，封口質(zhì)量差；傳統(tǒng)的制袋-充填-封口機的封口機構，其左右封塊是 扇形開合，封口部位熱封時間不同，導致封口處不平滑，部分灼化或者部分強 度不夠。還有一種典型的機構如圖 1-1 所示，由于只有左橫封塊運動，兩橫封 塊對包裝袋的作用力不同，所以其封口不勻。而且封口周期長，包裝速度慢。 因此，設計一種多功能裝袋機迫在眉睫。由于現(xiàn)有包裝機械存在的缺陷， 并且缺少設計指導理論，所以進行研究是非常有意義的。包裝容器的封口，是 包裝工藝中不可缺少的工序。封口的好壞將直接影響包裝產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和保 質(zhì)期。因此，包裝質(zhì)量在很大程度上取決于封口質(zhì)量，所以封口機構的研究改 進對提高封口質(zhì)量有著重要的意義。 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國包裝機械行業(yè)是改革開放后發(fā)展起來的，起步于 1958 年。到 80 年 代以后，包裝機械行業(yè)實現(xiàn)了高速增長，初步形成門類比較齊全，品種基本配 套的產(chǎn)業(yè)，并成為機械工業(yè)的十大產(chǎn)業(yè)之一。 截至到 2001 年，我國包裝機械的年銷售額已達 172 億元，產(chǎn)量達 53.3 萬臺（套） ，比 1989 年銷售額增長了 12 倍。目前，我國有包裝機械制造企業(yè) 約 1600 多家，其中具有一定規(guī)模的企業(yè)近 400 家。產(chǎn)品有 40 多類，2700 多種，有一批既能滿足國內(nèi)市場需要，又能參與國際市場競爭的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。 隨著社會的發(fā)展，高新技術正引入到包裝機械領域內(nèi)。裹包機和充填機橫 封切斷裝置利用熱管與電熱絲的有機組合可改善熱封效果。由于提高了封頭的 熱容量和勻?qū)嵝?，使得封口質(zhì)量穩(wěn)定可靠，還降低了加熱溫度與能量消耗。 另外，也可讓發(fā)熱比較強烈集中的構件通過熱管散發(fā)多余熱量。 我國包裝機械正日趨高速化，自動化發(fā)展。在原有機型的基礎上，應用微 電子計算技術，新研制的塊狀物料高精度計量組合秤、稱重計價貼標機、制袋- 充填- 封口機、自動裝盒( 箱 )機、捆扎機、高速噴墨印刷機等也都配備了微機自 動控制系統(tǒng)。 1.3.2 國外研究現(xiàn)狀 國外的包裝機械發(fā)展很快，凡粉狀、顆粒、塊狀食品包裝都實現(xiàn)了機械化 與自動化。計量、計數(shù)、制袋、袋裝、封袋、折盒、裝盒、封口及打包等形成 3 了流水線作業(yè)，包裝效率很高。包裝機械設備品種很多，各國廠商有其各自的 名稱和型號，品種繁多。 國外包裝機械的特點： 1.包裝機械產(chǎn)量穩(wěn)定增長。由于消費結(jié)構和銷售形式的變化，加上國際貿(mào) 易的發(fā)展，社會對包裝機械的需求日益增加，因此國外包裝機械的產(chǎn)量逐年增 長。 2.包裝機械產(chǎn)品齊全，品種繁多。 3.包裝機械生產(chǎn)自成體系，并向?qū)I(yè)化生產(chǎn)方向發(fā)展。在美國、德國、瑞典等 經(jīng)濟發(fā)達的國家，主要包裝機械工業(yè)企業(yè)幾乎都有近百年的歷史。它們在進行 基礎技術研究的基礎上向?qū)I(yè)化生產(chǎn)發(fā)展，現(xiàn)已生產(chǎn)出各具特色的包裝設備。 1.3 本課題研究的內(nèi)容 本論文主要研究運用 SolidWorks 對 CH1 型小提琴琴柄銑床進行設計。在設 計過程中，了解 SolidWorks 的各種功能。 1.3.1 SolidWorks 設計基礎 熟悉 SolidWorks 的工作環(huán)境；了解 SolidWorks 的命令，掌握在 SolidWorks 工作環(huán)境中文件的打開、保存、導入等基本操作，掌握三維建模流程。 1.3.2 草圖繪制 掌握點、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高 級幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應用幾何約 束；熟練應用陣列、實體轉(zhuǎn)換等草圖繪制工具；能綜合應用各種草圖繪制實體 和利用草圖繪制工具完成草圖繪。 1.3.3 基準特征- 參考幾何體的創(chuàng)建 清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念；靈活運用各種建立基準 點的方法；靈活運用各種建立基準軸方法；靈活運用各種建立基準面的方法； 靈活運用坐標系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應用各種參考幾何體。 1.3.4 拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建模 靈活運用拉伸特征的概念與建立方法；靈活運用旋轉(zhuǎn)特征的概念與建立方法； 掌握掃描特征的概念與建立方法；靈活運用放樣特征的概念與建立方法；通過 4 實踐能夠準確分析零件的特征，靈活運用拉伸和旋轉(zhuǎn)也正建立三維模型。綜合 應用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實體。 1.3.5 工程圖設計 靈活運用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運用建立標準三視圖，剖 視圖，斷面圖，局部圖，輔助視圖等方法；靈活運用各種注釋的方法。 1.3.6 裝配設計 靈活運用自底向上的裝配方法；靈活運用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活 運用 SolidWorks 智能裝配技術；靈活運用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并 能夠在裝配體中設計子裝配體；靈活運用干涉檢查；靈活運用自上向下的裝配 方法；靈活運用在裝配模型工程圖中添加零件序號；靈活運用生成裝配體材料 明細表的方法。 5 第二章 SolidWorks 的詳細介紹 2.1 關于 SolidWork SolidWorks 公司成立于 1993 年，由 PTC 公司的技術副總裁與 CV 公司的副 總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸州的康克爾郡（Concord,Massachusetts）內(nèi)。當初 的目標是希望在每一個工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實體模型設計系 統(tǒng)。從 1995 年推出第一套 SolidWorks 三維機械設計軟件至今已經(jīng)擁有位于全 球的辦事處，并經(jīng)由 300 家經(jīng)銷商在全球 140 個國家進行銷售與分銷該產(chǎn)品。 1997 年，Solidworks 被法國達索（Dassault Systemes）公司收購，作為達索 中端主流市場的主打品牌。 2.2 SolidWorks 的發(fā)展和榮譽 SolidWorks 軟件是世界上第一個基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng)。由于 技術創(chuàng)新符合 CAD 技術的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks 公司于兩年間成為 CAD/CAM 產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務狀況和用戶支持使得 SolidWorks 每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項的技術創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在 1995-1999 年獲得全球微機平臺 CAD 系統(tǒng)評比第一名。從 1995 年至今，已經(jīng)累 計獲得十七項國際大獎。其中僅從 1999 年起，美國權威的 CAD 專業(yè)雜志 CADENCE 連續(xù) 4 年授予 SolidWorks 最佳編輯獎，以表彰 SolidWorks 的創(chuàng)新、 活力和簡明。至此，SolidWorks 所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全 面的落實和證明，使用它，設計師大大縮短了設計時間，產(chǎn)品快速、高效地投 向了市場。 由于 SolidWorks 出色的技術和市場表現(xiàn)，不僅成為 CAD 行業(yè)的一顆耀眼的 明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在 1997 年由法國達索公司以三億一千萬 美元的高額市值將 SolidWorks 全資并購。公司原來的風險投資商和股東，以一 千三百萬美元的風險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了 CAD 行業(yè)的世界紀錄。 并購后的 SolidWorks 以原來的品牌和管理技術隊伍繼續(xù)獨立運作，成為 CAD 行 6 業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司。SolidWorks 三維機械設計軟件也成為達索企業(yè)中 最具競爭力的 CAD 產(chǎn)品。 由于使用了 Windows OLE 技術、直觀式設計技術、先進的 parasolid 內(nèi)核 （由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術。SolidWorks 成為全球裝 機量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的 SolidWorks 軟件使用許 可約 28 萬，涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、 醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費品、離散制造等分布于全球 100 多個國家的 約 3 萬 1 千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球 4，300 所教育機構的近 145，000 名學生通過 SolidWorks 的培訓課程。 據(jù)世界上著名的人才招聘網(wǎng)站檢索，與其它 3D CAD 軟件相比，SolidWorks 相關的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這一事實說明了越來越多的工程師 和設計者使用 SolidWorks 三維軟件，越來越多的企業(yè)需要 SolidWorks 人才。 2.3 Solidworks 軟件特點 Solidworks 軟件功能強大，易于操作，界面人性化，技術創(chuàng)新，組件繁多 是 SolidWorks 的五大特點。使得 SolidWorks 三維軟件成為目前全球領先的三 維 CAD 解決方案。SolidWorks 在設計時能夠為用戶提供不同的設計方案，通過 方案的篩選，工程師能從中選擇合適的方案，從而在設計過程中降低設計的錯 誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。在目前市場上所見到的三維 CAD 解決方案中， SolidWorks 是設計過程比較簡便又通俗易懂的軟件之一。它不僅提供如此人性 化的系統(tǒng)，同時對每個工程師和設計者，乃至整個機械行業(yè)提供了良好的發(fā)展 基礎。 2.4 本章小結(jié) SolidWorks 在現(xiàn)今社會階段逐漸廣泛應用，并且 SolidWorks 公司對中國市 場重點開發(fā)，日后 SolidWorks 應用將會更加完善，更加普遍。通過前文對 SolidWorks 的深入了解后，往后會對 SolidWorks 進行個別應用的分析，如建 模，裝配，工程圖，力學分析等。 7 第三章 木耳菌棒裝袋機的設計 通過對木耳菌棒裝袋機總體方案設計和整機的功藝分析，繪制出工作循環(huán) 圖，并分別對動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)進行了設計。 3.1 總體方案的設計 按照功能要求，在對木耳菌棒裝袋機進行工藝分析基礎上，設計編制工作 循環(huán)圖，使執(zhí)行機構之間得到了緊密的配合。 3.1.1 功能要求和適用范圍 1.功能要求 能夠自動完成成型、計量、充填、封合等工序，并解決現(xiàn)有幾種包裝機所 存在的封口質(zhì)量的問題，可以達到生產(chǎn)要求。 2.適用范圍 根據(jù)對市場包裝機種類及性能的調(diào)查再結(jié)合現(xiàn)有樣機的類型，本研究中包 裝機的適用范圍如下： （1）包裝材料：防潮玻璃紙、聚乙烯/尼龍、紙/聚乙烯、聚酯/鋁箔/ 聚乙 烯、聚酯/聚丙烯。 （2）包裝物料：小顆粒物品及不易粘附的粉狀物品的包裝，如化肥、種子、 麥片、砂糖、味精、豆粉、豆奶、芝麻糊、米粉、醫(yī)藥、化工原料、茶葉等。 （3）包裝規(guī)格：包裝袋 長 50140mm；寬 50130mm；計量范圍 550g。 （4）生產(chǎn)能力：5080 袋/分鐘。 （5）整機功率：1.2KW 。 3.1.2 總體方案圖 為實現(xiàn)木耳菌棒的機械化自動化生產(chǎn)，本文的總體方案如下： 8 送料機構 裝袋機構 封口機構 圖 3.1 總體方案布局 其工作原理如下： 1) 把木耳菌放入送料機構中的帶有曹型皮帶輪上，其通過電機帶動皮帶輪 旋轉(zhuǎn)把木耳輸送到裝袋機構中的漏斗中完成送料； 2) 裝袋機構中通過螺旋輸送裝置以及定量機構把木耳進行裝袋并輸送到封 口裝置臺上； 3) 最后在封裝臺上對裝有木耳菌幫的袋進行封口。 3.2 應用 Solidworks 軟件進行木耳菌棒裝袋機零件圖設計 3.2.1 零件建模要點 進 行 零 件 建 模 前 ， 一 般 應 進 行 深 入 的 特 征 分 析 ， 搞 清 零 件 是 由 那 幾 個 特 征 組 成 ， 明 確 各 個 特 征 的 形 狀 ， 他 們 之 間 的 相 對 位 置 和 表 面 連 接 關 系 ， 然 后 按 照 特 征 的 主 次 關 系 ， 按 一 定 的 順 序 進 行 建 模 。 一 個 復 雜 的 零 件 ， 可 能 是 許 多 個 簡 單 特 征 經(jīng) 過 相 互 之 間 的 疊 加 、 切 除 或 相 交 組 成 。 所 以 零 件 建 模 時 ， 特 征 的 生 成 順 序 十 分 重 要 ， 不 同 的 建 模 過 程 雖 然 可 以 構 造 出 同 樣 的 實 體 零 件 ， 但 其 造 型 過 程 及 實 體 的 構 型 結(jié) 構 卻 直 接 影 響 到 實 體 模 型 的 穩(wěn) 定 性 、 可 修 改 性 、 可 理 解 性 及 實 體 模 型 的 應 用 。 尤 其 在 二 維 圖 紙 上 ， 我 們 能 看 到 的 只 是 零 件 的 平 面 圖 ， 而 內(nèi) 部 特 征 則 以 虛 線 給 予 表 示 ， 另 外 還 有 零 件 的 相 貫 線 ， 這 表 示 了 各 個 特 征 相 交 時 出 現(xiàn) 線 段 。 在 零 件 的 草 圖 繪 制 過 程 中 ， 必 須 要 選 好 第 一 個 草 繪 平 面 ， 這 很 關 鍵 ， 這 個 平 面 決 定 了 往 后 建 模 的 所 用 到 的 命 令 ， 簡 單 的 說 ， 一 個 圓 柱 可 以 作 一 個 圓 形 然 后 拉 伸 ， 也 可 以 作 一 個 長 方 體 旋 轉(zhuǎn) ， 雖 然 他 們 的 結(jié) 果 都 一 樣 ， 但 所 用 的 草 繪 9 平 面 和 命 令 就 截 然 不 同 。 如 果 我 們 要 的 是 一 條 軸 ， 那 我 們 就 應 該 選 擇 第 二 種 方 法 為 好 了 。 由 于 此 設 計 的 零 件 都 是 比 較 規(guī) 則 的 零 件 ， 所 用 到 的 命 令 大 部 分 是 拉 伸 命 令 和 旋 轉(zhuǎn) 命 令 ， 而 且 很 多 零 件 都 是 擁 有 對 稱 關 系 ， 所 以 為 了 節(jié) 省 時 間 ， 提 高 效 率 ， 經(jīng) 常 會 用 到 鏡 向 特 征 命 令 。 3.2.2 橫向進料裝置的建模 圖 3.2 橫向進給裝置 (1) 以 前 視 面 為 草 繪 平 面 ， 選 擇 【 直 線 工 具 】 進 行 繪 圖 (如 圖 3.3 所 示 )。 (2) 草圖輪廓選擇【 旋 轉(zhuǎn) 凸 臺 】 命 令 ， 旋 轉(zhuǎn) 360 進 行 建 模 (如 圖 3.4 所 示 ) 圖 3.3 草圖輪廓 圖 3.4 旋轉(zhuǎn)特征設置 (3) 在上視平面繪制如圖 3.5 所示草圖，為掃描切除做好準備；在右視平面繪制半徑 75mm 的圓，并通過曲線中的螺旋線命令生成螺旋線，如圖 3.6 所示。 10 3.5 掃描切除草圖 3 3.6 掃描切除路徑生成 (3) 通過掃描切除命令 ，選取上述草圖和路徑，如圖 3.7 所示， 掃描生成橫向進給裝置， 3.7 掃描切除 3.2.3 豎向進料裝置的建模 圖 3.8 豎向進料裝置 采用類似橫向進料裝置類似的方法得到豎向進料裝置如圖 3.8 所示。 3.2.4 橫向送料管的建模 11 3.9 橫向進料管 (1) 連續(xù)進行 4 次拉伸凸臺操作得到如圖 4.0 所示圖形。 圖 3.10 橫向進料管左邊部分 (2) 在連續(xù)進行幾次拉伸凸臺和切除操作得到如圖 3.9 所示圖形。 3.2.5 進料機柜的建模 12 圖 3.11 進料機柜 (1) 先分別在不同的平面建立草圖，如圖 4.2 所示。 圖 3.12 草圖輪廓 (2) 采用 Solidworks 中的焊接 結(jié)構件功能如圖 所示的模型。 13 3.13 焊接件設置 3.14 基本輪廓 (3) 在分別在不同的平面草圖并進行拉伸凸臺命令，得到如圖所示 4.0 所示 模型。 3.2.6 裝袋臺的建模 3.15 裝袋臺裝置 (1) 在上視平面建立如圖所示草圖進行拉伸得到如圖所示臺面。 14 3.16 裝置臺臺面 (2) 在利用 3D 草圖，在不同的平面建立如圖所示草圖。 3.17 裝置臺支架草圖輪廓 (2) 在利用焊接功能中的結(jié)構鋼件進行支架的生成，并在接口處進行裁剪， 最后在臺面進行其他地方的建模最終得到如圖 3.16 所示的圖形。 其他零部件的建模在此不再一一介紹，建模方法與以上方法類似。 3.3 零件的裝配 裝配體設計是將各種零件導入到裝配體環(huán)境中，利用配合方式將其安裝到 正確的位置，使其構成一部件或機器。 3.3.1 新建裝配體文件 新建裝配體 15 零件環(huán)境中單擊“標準”工具欄中的“裝配體”按紐，裝配體文件的后綴 名為.sldasm。 裝配體設計的基本操作步驟如下： (1) 設定裝配體的第一個零件，零件的原點固定在裝配環(huán)境中的原點位置， 做為其他零件的參照。 (2) 將其他零部件調(diào)入裝配體環(huán)境，這些零件未指定裝配關系，可以隨意 移動和轉(zhuǎn)動，未浮動零件。 (3) 為浮動零件添加配合關系。 3.3.2 添加零部件 插入零部件 現(xiàn)有零件 /裝配體 “裝配體”工具欄插入零部件 從文件窗口導入：窗口橫向平鋪，拖動 從資源管理器導入 生成拷貝：按 ctrl 鍵從設計樹或圖形區(qū)中拖動 3.3.3 添加配合關系 每個零件在自由的空間中都具有 6 個自由度：3 個平移自由度和 3 個旋轉(zhuǎn) 自由度。裝配過程即是設定零件相對于參照零件的幾何約束關系，通過約束消 除零件的自由度，從而使零件具有確定的運動方式或者空間位置。包括平面約 束、直線約束和點約束等。 常用配合關系有：平面重合、平面平行、平面間成角度、曲面相切、直線重 合、同軸心和點重合等。 3.3.4 調(diào)整零件位置 為了準確裝配零件，需要將零件在裝配前調(diào)整到安裝位置附近，朝向要和 最終的安裝形態(tài)大致相同。 移動：工具圖標；鼠標左鍵；三重軸 旋轉(zhuǎn)：工具圖標；鼠標右鍵；三重軸 鏡向：插入鏡向零部件 陣列：插入零部件陣列 線性陣列：與零件環(huán)境中相同 圓周陣列：與零件環(huán)境中相同 特征驅(qū)動陣列（以一個零件上的已有陣列為參考對零部件實施陣列操作） 3.3.5 干涉檢查 16 靜態(tài)干涉檢查：對裝配體中所有的零件或選擇的零件進行檢查 “裝配體”工具欄工具 干涉檢查 動態(tài)干涉：旋轉(zhuǎn)或移動零部件的過程中，可以進行動態(tài)的干涉檢查或動態(tài) 計算零件間的間隙。 3.3.6 爆炸視圖 作用：分離裝配體中的零部件以便查看裝配體的構成。 “裝配體”工具欄爆炸視圖，選中”拖動后自動調(diào)整零部件間距” ，在圖 形區(qū)全選裝配體，單擊“應用” 爆炸視圖建立后，爆炸步驟列表顯示在“配置管理器”中指定的配置下： 展開指定的配置選項，右擊“爆炸視圖 1”，選擇快捷菜單“編輯特征” ，可 以編輯爆炸設計中的各個參數(shù)。 選擇“刪除”命令，可以刪除爆炸視圖。 選擇“解除爆炸”命令，圖形區(qū)域中裝配體不顯示爆炸視圖。 選擇“爆炸”命令，可重新顯示裝配的爆炸視圖。 3.3.7 木耳菌棒裝袋機裝配圖 首先新建一個裝配體，然后把零件一個一個的放入裝配體中，第一個放入 的另自動設為固定，因此，第一個放入裝配體的為箱體，每個零件添加有六個 自由度，通過添加約束把零件約束好，最終零件裝配完成后得到的裝配體如圖 所示： 17 圖 3.18 木耳菌棒裝袋機裝配圖 18 總 結(jié) 三維軟件機械設計總結(jié)： 通過此次設計，又一次提升了運用三維軟件的水平，并吸收了不少經(jīng)驗， 總結(jié)為一下幾點。 （1） 有零件圖紙作圖與空想設計作圖不同，零件尺寸已經(jīng)給出，作圖時先不 考慮尺寸是否真的合適，根據(jù)尺寸作出零件的三維圖，但到裝配時必 須要考慮尺寸是否合適，由于 AutoCAD 圖紙效果不好，導致尺寸會 有出錯，甚至有出現(xiàn)欠定義尺寸，所以，此時必須通過配合后在衡量 尺寸，再進行修改，直到滿足配合要求。 （2） 工具集的確方便了作圖，通過選擇零件類型，輸入數(shù)據(jù)，就能生成出標 準零件，但有時需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所以此時 要隨機應變，運用其他零件代替并通過修改或添加零件使其滿足要求。 （3） 作三維圖時要靈活變通，解決問題的方法總比問題多，當一種方法不能 正常作圖時，試試另一種方法，這不但能完成零件制作，同時也可以 培養(yǎng)出更好的作圖思路，和打破規(guī)矩的新想法。 （4） 規(guī)則的零件，要學會使用一些能夠節(jié)省時間的命令，如鏡向，陣列等， “能省則省”。 （5） 關于裝配，曾經(jīng)帶給我很大的阻礙，花了很多時間才弄清原因所在。在 一可活動子裝配體上，即使活動范圍會產(chǎn)生干涉，也不能對其設定活 動范圍，如高級配合里的距離范圍，和角度范圍，即使在該活動范圍 并不影響父裝配體，也不可設定。因為一旦設定范圍后，在父裝配體 上會將子裝配體視為完全定義的模型，這樣會對子裝配體之間的配合 產(chǎn)生矛盾，將不能完成裝配。 （6） 看懂圖是作圖的首要任務，看圖就是了解零件的工具， 沒有工具則無法制出零件，所以畫圖不能急于下筆，想透了零件的結(jié) 構，想透圖中的虛實線，這才是高效作圖的重中之重。 19 參考文獻 1劉長榮,侯桂鳳,侯東軍,馬玉泉,肖念新. 多功能自動裝袋機的設計J. 農(nóng) 機化研究,2005,05:122-124. 2郭西雅,孟翔,董繼先. 基于 CAID 的制袋-充填-封口包裝機的研究與開發(fā)J. 輕 工機械,2006,02:44-46. 3趙曉麗,董欣,李紫輝. 粉粒成型充填封口包裝機的改進設計J. 農(nóng)機化研究, 2006,10:133-135. 4杜漢強,張廣文. 模塊化技術在包裝機械中的應用J. 機械,2007,08:19-21. 5曾曉紅,余江鴻. 基于 UG 技術的制袋-充填-封口機的計算機輔助分析系統(tǒng)的設計 J. 包裝工程,2001,06:38-40. 6郭勇. 高新技術武裝 制袋充填封口包裝機J. 中外食品工業(yè)信息, 2001,02:51-52. 7張加林. 意大利立式制袋充填封口包裝機的技術特點J. 中國包裝工業(yè), 1995,03:54-55. 8張廣文. 基于反求工程的制袋充填封口包裝機模塊化設計J. 河北理 工學院學報(社會科學版),2003,S1:106-107+110. 9龐永峰. 新型包裝機械翻領制袋成型器的研究D.江南大學,2008. 10趙曉麗. 粉粒制袋充填封口包裝虛擬樣機設計及工藝參數(shù)的試驗研究 D.東北農(nóng)業(yè)大學,2006. 中文譯文 包裝機械的發(fā)展 包裝是必要的產(chǎn)品進入流通領域,包裝是主要的手段,包裝機械包裝是產(chǎn)品進入流通領域的必要條件，而實現(xiàn)包裝的主要手段是包裝機械。簡單來說，包裝機就是把產(chǎn)品包裝起來的機器，起著保護，美觀的作用。包裝機主要分為兩個方面，一是流水線式的整體生產(chǎn)包裝，二是產(chǎn)品外圍包裝設備隨著時代的發(fā)展，科技的進步，包裝機械在包裝領域中正起著越來越大的作用。我國包裝機行業(yè)起步于20世紀70年代，在80年代末和90代中期的到了迅速發(fā)展。已經(jīng)成為機械行業(yè)中的10大行業(yè)之一，無論產(chǎn)量，還是品種上，都取得了令人矚目的成就，為我我國的包裝工業(yè)的快速發(fā)張?zhí)峁┝擞辛Φ谋Ｕ夏壳?。目前，我國已成為世界包裝機械工業(yè)生產(chǎn)和消費十大國之一。新型包裝機往往是機、電、氣、一體化的設備.充分利用信息產(chǎn)品的最新成果，采用氣動執(zhí)行機構、伺服電機驅(qū)動等分離傳動技術，可使整機的傳動鏈大大縮短，結(jié)構大為化簡，工作精度和速度大大提高。機電一體化的實質(zhì)就是從系統(tǒng)觀點出發(fā)，運用過程控制原理，將機械、電子與信息、檢測等有關技術進行有機組合，實現(xiàn)整體最佳化。 21世紀包裝機發(fā)展趨勢 1.高生產(chǎn)率。包裝機的生產(chǎn)效率已經(jīng)從每分鐘數(shù)件發(fā)展到數(shù)10件，熱成型-充填-封口機的生產(chǎn)率可達500件每分鐘以上。 2.自動化。 3.單機多功能。在單機上實現(xiàn)多功能，可方便地擴大使用范圍，代表性的是德國BOSCH公司所屬的HESSER廠生產(chǎn)的心軸輪多工位制袋真空包裝，其制袋、稱重、充填、抽真空、封口等多功能可在一臺單機上完成。 4.組成生產(chǎn)線。當需要的功能越來越多是，將所有的功能集中在一個單機上結(jié)構非常復雜，這是可以把功能不同、效率相比配的幾種機器組合成功鉸齊全的生產(chǎn)線上。 外國包裝機的發(fā)展現(xiàn)狀： 德國： 德國的包裝機械在計量、制造、技術性能方面均屬于世界一流。該國生產(chǎn)的啤酒、飲料灌裝成套設備生產(chǎn)速率快、自動化程度高、可靠性好。主要體現(xiàn)在：工藝流程的自動化、生產(chǎn)效率高，滿足了交貨期短和降低工藝流程成本的要求；設備具有更高的柔性和靈活性。主要體現(xiàn)在生產(chǎn)的靈活性、構造的靈活性和供貨的靈活性，以適應產(chǎn)品更新?lián)Q代的需要；利用計算機和仿真技術提供成套設備，故障率低可以進行遠程診斷服務；對環(huán)境污染少，主要包括噪音、粉塵和廢棄物的污染。 意大利： 意大利生產(chǎn)的包裝機械中，40%是食品包裝機械，如糖果包裝機、茶葉包裝機、灌裝包裝機等。產(chǎn)品的特點是外觀考究、性能優(yōu)良、價格便宜。意大利包裝機械行業(yè)的最大優(yōu)勢就是在于可以按照用戶的要求進行設計和生產(chǎn)，并能保證很好地完成設計、生產(chǎn)、實驗，實現(xiàn)監(jiān)督、組裝、調(diào)整和用戶需求分析等。 我國包裝機械行業(yè)起步于20世紀70年代，在80年代末和90年代中期得到迅速發(fā)展。已成為機械工業(yè)中的10大行業(yè)之一，無論是產(chǎn)量，還是品種上，都取得了令人矚目的成就，為我國包裝工業(yè)的快速發(fā)展提供了有力的保障。目前，我國已成為世界包裝機械工業(yè)生產(chǎn)和消費大國之一。 當前我國食品和包裝機械的一個突出問題是新產(chǎn)品開發(fā)周期長、模仿多、創(chuàng)新少，這不僅與設計人員的知識水平有關，也和相關行業(yè)的發(fā)展有關。 國際先進的作法是運用仿真技術，由計算機自動合成三維模型，將過去曾經(jīng)發(fā)生過的生產(chǎn)線故障數(shù)據(jù)輸入計算機，即可演示實際工況，在用戶面前根據(jù)需要進行修改，最終完善。包裝機械作為一種產(chǎn)品，它的含義不僅僅是產(chǎn)品本身的物質(zhì)意義，而是包括形式產(chǎn)品、隱形產(chǎn)品及延伸產(chǎn)品3層含義。形式產(chǎn)品是指包裝機本身的具體形態(tài)和基本功能；隱形產(chǎn)品是指包裝機給用戶提供的實際效用；延伸產(chǎn)品是指包裝機的質(zhì)量保證、使用指導和售后服務 等。所以包裝機的設計應該包括：市場調(diào)研、原理圖設計、結(jié)構設計、施工圖設計、使用說明書編寫及售后服務預案等。 新型包裝機械往往是機、電、氣一體化的設備。充分利用信息產(chǎn)品的最新成果，采用氣動執(zhí)行機構、伺服電機驅(qū)動等分離傳動技術， 可使整機的傳動鏈大大縮短，結(jié)構大為簡化，工作精度和速度大大提高。其中的關鍵技術之一是采用了多電機拖動的同步控制技術。其實 掌握這種技術并不很難，只是一些設計人員不了解包裝機械的這一發(fā)展趨勢。如果說以前我國包裝機械設計是仿制、學習階段，那么現(xiàn)在 我們應該有創(chuàng)新設計的意識。 “十五”期間，我國包裝機械工業(yè)發(fā)展迅速，近幾年進口的設備都是國內(nèi)不能制造或者制造水平相差甚遠的，從進口可以看出我們的差距所在。 食品安全問題舉國關注。“十一五”期間應提高食品安全領域的科技和裝備水平，研制快速、準確鑒定食品中危害因子的技術和裝備，進一步研發(fā)病原微生物的抗性、病原的控制等預防技術及儲藏技術和裝備。 食品和包裝機械形成行業(yè)已20年，相對于食品包裝，還是一個新行業(yè)。這20年又是世界技術發(fā)展最快的時期，新技術不斷在行業(yè)上應用，而國內(nèi)行業(yè)的基礎薄弱，技術及科研力量不足，其發(fā)展相對滯后，在某種程度上拖了食品和包裝工業(yè)的后腿?？傮w發(fā)展雖然較快，但食品包裝機械工業(yè)發(fā)展更快。 “十一五”的目標是要縮小這個空間，為食品工業(yè)趕上世界先進水平，為使包裝大國向包裝強國邁進，提供先進的技術裝備，讓進口設備在國內(nèi)市場上只起到拾遺補缺的作用。這就要求國內(nèi)食品和包裝機械的年發(fā)展速度超過18%，新產(chǎn)品產(chǎn)值率達到25%。 國際上包裝和食品機械的發(fā)展是以大客戶的要求為目標，帶動相關機械的發(fā)展。大客戶的要求主要體現(xiàn)在以下方面： 一是對生產(chǎn)效率要求越高越好。這樣可以降低產(chǎn)品的成本，滿足交貨期。高速包裝機要求與前道工序要有相關銜接，不需搬運環(huán)節(jié)，包括控制銜接，整個生產(chǎn)線按生產(chǎn)及包裝工序排列要做到倒序啟動，順序停機。如冷灌裝生產(chǎn)線從塑料原料自動上線到飲料灌裝、大包裝碼垛全部自動在封閉車間內(nèi)進行。 二是可適應產(chǎn)品的更新變化。包裝機械要具有很高的柔性和靈活性，生產(chǎn)線允許在一定的尺寸范圍內(nèi)包裝物大小可以變化。因為產(chǎn)品的生命周期遠短于設備使用壽命，變更產(chǎn)品及包裝不至于更換昂貴的包裝生產(chǎn)線。 三是設備常見故障迅速排除。解決方案預先輸入電腦，當設備出現(xiàn)常見的故障時可以自行診斷，亦可實行遠程診斷并排除故障。 四是要求具有自動識別功能。一方面可以自動識別包裝材料的厚度、硬度、反彈力等，通過電腦反饋到機械手調(diào)整動作幅度，保證不反彈。另一方面，各種不同的產(chǎn)品，如形狀各異的巧克力或點心等，裝到同一盒中，其排列是有規(guī)律的。生產(chǎn)線傳遞的產(chǎn)品是無序的，可用探頭掃描，確定不同形狀的物料位置，再反饋到不同的機械手，它會準確無誤地將物品按準確的位置及方向放入托盤中，快而且準，排除人工操作的視覺及手指的疲勞。 五是可以盡量減少環(huán)境污染。減少包括噪聲、粉塵污染，并盡量減少廢棄物，這一點在食品加工過程中尤為重要。食品原料在加工時不僅收獲主要產(chǎn)品，如玉米加工，產(chǎn)品除了玉米淀粉外，還有玉米油、色拉油、人造黃油、葡萄糖、玉米蛋白及飼料，以及污水處理等生產(chǎn)全過程，均為自動化。沒有廢棄物、沒有污染，其它產(chǎn)品的價值已大大超過玉米淀粉的價值。 包裝機械設計方法的改進思路：首先在設計理念上要借鑒先進國家的經(jīng)驗，以用戶的需求為設計的目標，并結(jié)合柔性設計、模塊化設計的理念，一機多用，或更換少 量的零、部件就可以完成不同的功能，或滿足不同的產(chǎn)品需求。 　　隨著科學技術的發(fā)展及市場競爭的加劇，客戶的需求也越來越高。這種需求體現(xiàn)在以下幾個方面：一是提高生產(chǎn)效率，以滿足交貨期 和降低生產(chǎn)成本的需要，對一些產(chǎn)品，還要求包裝機械和生產(chǎn)機械相銜接；二是為適應產(chǎn)品更新變化的需要，包裝機械要具有高的柔性和 靈活性；三是當設備出現(xiàn)故障時，要求能進行遠程診斷服務；四是利于環(huán)境保護，噪聲、粉塵和廢棄物少；五是設備購置投資盡可能少， 價格要盡可能低。所以，一定要在市場調(diào)研的基礎上，充分了解、認真分析用戶的需求，確定包裝機應該完成的功能和各項技術指標，制 訂初步的原理設計方案。 現(xiàn)代包裝機的設計過程應該包括：市場調(diào)研、用戶需求分析、包裝機功能的確定、可行性論證、制定設計方案、用戶效益分析、方案 的可行性論證、原理圖設計、結(jié)構設計、施工圖設計、樣機制作(虛擬制造)、技術驗證和施工圖修改、制定售后服務預案及遠程診斷方 案、改進設計、系列化設計等。 市場調(diào)研是一切包裝機設計的基礎工作。沒有市場調(diào)研，我們所做的所有設計工作都可能等于零。市場調(diào)研，可以根據(jù)政策導向、行 業(yè)供求信息、專家分析、行業(yè)展會、技術交流會等線索，找到用戶的需求信息，并加以整理分析后，確定包裝機應該完成的功能。在原理方案設計過程中，首先要充分了解相關的信息產(chǎn)品、電子產(chǎn)品的功能，了解氣動元件的性能，并用以簡化機械傳動系統(tǒng)，還可 采用多電機拖動來縮短機械傳動鏈。對于必不可少的機械傳動系統(tǒng)，應盡量利用現(xiàn)代化設計手段，在對產(chǎn)品功能分析的基礎上，通過創(chuàng)新 構思、系統(tǒng)建模、動力分析、動態(tài)優(yōu)化，從而得到最佳設計方案。技術設計是將原理設計結(jié)構化，確定零部件的數(shù)量、形狀、尺寸、材料等，對主要部件中關鍵零件進行動力計算、功率計算、強度計算、剛度計算。 總體設計時，要全面考慮整個包裝機系統(tǒng)的布局、運動協(xié)調(diào)性、造型設計、人-機環(huán)境以及裝箱運輸?shù)?。模塊化設計是一種先進的設 計方法，它的核心思想是將系統(tǒng)根據(jù)功能分為若干模塊，將包裝機中同一功能的單元設計成具有不同性能、可以互換的模塊，通過模塊的 不同組合，使包裝機多功能化、系列化。采用這種方法的優(yōu)點是：(1)使包裝機更新?lián)Q代速度加快。因為新機型的替代，往往是局部改 進。將先進技術引進相應的模塊，比較容易實現(xiàn)局部改進；(2)縮短設計周期。當用戶提出要求后，只需更換模塊，或設計制造部分模 塊，即可得到新的機型，滿足用戶需求；(3)降低成本，便于維修；(4)性能穩(wěn)定可靠。因為模塊設計時，對包裝機的功能劃分和模 塊設計，進行了精心的研究，保證了模塊的性能，如：凸輪機構、伺服機構、檢測系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、計量機構、下料機構等。  另外包裝機械系列化、模塊化的行業(yè)標準，也到了該制定的時候，包裝機械已成為我國十大機械行業(yè)之一，而系列化、模塊化的行業(yè) 標準的制定必將促進我國包裝機械行業(yè)跨上新的臺階。較發(fā)達的國家的包裝與欠發(fā)達的國家起著不同的作用，原因很簡單，他們不明白，各自包裝的重點是完全不同的，有時有困難。同樣，解決發(fā)展中國家試圖向北美市場出售令他們無法理解圖形的商品包裝是我們的當務之急。顯著的區(qū)別是，包裝在市場中起著不同的作用，產(chǎn)品價值將單獨出售，因為它是可用的。在北美市場上，消費者可能會面臨由五個不同的公司提供各種不同范圍的選擇。如果所有的產(chǎn)品是好的，都不遜色，賣家如何讓消費者產(chǎn)生對自己產(chǎn)品的偏好？他是如何區(qū)分的？包裝在這一過程中起著很大的作用。 包密集型發(fā)達國家有時也批評了包裝，當然不存在過度包裝。然而，北美也享有世界上最便宜的食品，要求我們的可支配收入僅約11％至14％。歐洲食品成本是可支配收入的約20％，而在欠發(fā)達國家的食品可以支配家庭收入的95％。