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產(chǎn)業(yè)機(jī)械中的包裝機(jī)械是比較重要的生產(chǎn)發(fā)展環(huán)節(jié),包裝機(jī)械在各個(gè)領(lǐng)域中的包裝工業(yè)當(dāng)中都發(fā)揮著比較重要的作用。尤其是處在當(dāng)前的工業(yè)化發(fā)展時(shí)代,對(duì)機(jī)械化生產(chǎn)的要求也有著相應(yīng)的提升,將包裝機(jī)械的自動(dòng)化水平加以提升就比較關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)包裝機(jī)械中的自動(dòng)化應(yīng)用理論研究,對(duì)實(shí)際的發(fā)展就有著積極意義。
1.包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀以及要求分析
1.1包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀分析
我國(guó)的包裝機(jī)械行業(yè)的發(fā)展方面,起步相對(duì)比較晚,在這些年的發(fā)展中有了迅速的進(jìn)步。在包裝機(jī)械行業(yè)多是民營(yíng)以及少部分合資企業(yè),這一發(fā)展現(xiàn)狀就使得企業(yè)自身發(fā)展的資金容量相對(duì)比較小,在整體的生產(chǎn)規(guī)模上也不大,整體的生產(chǎn)水平得不到有效提升。在包裝機(jī)械行業(yè)內(nèi)的發(fā)展過(guò)程中,還存在著重復(fù)性生產(chǎn)發(fā)展的問(wèn)題,這就對(duì)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的提升有著很大的阻礙影響[1]。在我國(guó)的國(guó)有包裝機(jī)械行業(yè)的發(fā)展數(shù)量相對(duì)比較少,自主科技方面相對(duì)薄弱。在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展下,對(duì)包裝機(jī)械行業(yè)的整體生產(chǎn)水平就有著提升作用,在當(dāng)前的包裝機(jī)械行業(yè)的自動(dòng)化水平也在技術(shù)的支持下不斷加強(qiáng)提升。
1.2自動(dòng)化包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展的要求分析
包裝機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展有著相應(yīng)的要求,只有按照這些要求才能有助于自動(dòng)化程度的提升。從自動(dòng)化包裝機(jī)械的具體要求層面來(lái)看,主要體現(xiàn)在生產(chǎn)效率的高要求,只有達(dá)到了高效率的生產(chǎn),才能將產(chǎn)品成本得到有效降低。自動(dòng)化要能對(duì)產(chǎn)品更新變化的要求得以滿足,由于包裝機(jī)械的靈活性以及柔性比較高,對(duì)包裝產(chǎn)品的尺寸大小也要能夠靈活性的變化,滿足實(shí)際產(chǎn)品生產(chǎn)的需求。
自動(dòng)化包裝機(jī)械的發(fā)展要求還體現(xiàn)在對(duì)傳感器技術(shù)的需求層面,這一技術(shù)應(yīng)用能夠?qū)?nèi)部自主控制得到有效加強(qiáng)。對(duì)自動(dòng)化水平的提升,就必須要要能在傳感器技術(shù)的要求方面得以滿足[2]。還要能注重物流自動(dòng)化技術(shù)的要求滿足,這是對(duì)包裝生產(chǎn)線傳動(dòng)的一個(gè)基礎(chǔ)技術(shù),在這一技術(shù)要求下才能夠?qū)⑸a(chǎn)線連成整體,將包裝機(jī)械的自動(dòng)化水平得以有效提升。
另外,對(duì)包裝機(jī)械的自動(dòng)化水平的提升,還要能在設(shè)備故障的排除效率上進(jìn)行提升,在這一要求上得到了滿足,才能有助于包裝機(jī)械的應(yīng)用水平提升。
2.包裝機(jī)械發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題和應(yīng)用及前景探究
2.1包裝機(jī)械發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題分析
從當(dāng)前我國(guó)的包裝機(jī)械發(fā)展的實(shí)際情況來(lái)看,還有諸多方面存在著問(wèn)題有待解決,這些問(wèn)題主要體現(xiàn)在創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)。在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)人員的整體素質(zhì)上還有待加強(qiáng),對(duì)于包裝機(jī)械發(fā)展的頂端技術(shù)還沒(méi)有得到有效掌握,在進(jìn)行設(shè)計(jì)中的規(guī)范和理論的參考都相對(duì)的陳舊,創(chuàng)新力不強(qiáng)。在進(jìn)行理論研究方面,沒(méi)有注重研究結(jié)果的可行性,這樣就造成了理論和實(shí)踐沒(méi)有得到有效的結(jié)合問(wèn)題出現(xiàn)。
再者,包裝機(jī)械的實(shí)際發(fā)展中,由于在發(fā)展資源配置層面沒(méi)有得以合理化呈現(xiàn),也對(duì)這一行業(yè)的發(fā)展有著阻礙,我國(guó)在對(duì)這一行業(yè)的宏觀控制沒(méi)有和實(shí)際的發(fā)展相結(jié)合,對(duì)集中力量做事的優(yōu)勢(shì)就沒(méi)有得到充分有效的發(fā)揮。還有是包裝機(jī)械設(shè)計(jì)在方法上沒(méi)有得到充足化體現(xiàn),在進(jìn)行對(duì)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)中主要是結(jié)合任務(wù)證書的,由于在整體創(chuàng)新方面相對(duì)比較低,這就造成了性能指標(biāo)方面沒(méi)有自主,參數(shù)也沒(méi)有得到契合等[3]。這些層面的問(wèn)題對(duì)包裝機(jī)械的進(jìn)一步發(fā)展都有著很大的影響。
2.2自動(dòng)化技術(shù)在包裝機(jī)械中的應(yīng)用
自動(dòng)化技術(shù)在包裝機(jī)械中的應(yīng)用體現(xiàn)在多個(gè)層面,其中在包裝機(jī)械的傳統(tǒng)系統(tǒng)中的應(yīng)用方面,有著積極作用發(fā)揮。傳動(dòng)系統(tǒng)能將沒(méi)有包裝的物品進(jìn)行運(yùn)送到包裝機(jī)械當(dāng)中,將物品能運(yùn)送到指定位置。在自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用下,就能對(duì)電機(jī)的有效控制來(lái)對(duì)生產(chǎn)速度進(jìn)行控制。在變頻控制器的應(yīng)用下,就能夠結(jié)合設(shè)備檢測(cè)的信號(hào)對(duì)生產(chǎn)的速度以及精度得以良好控制,從很大程度上對(duì)響應(yīng)的速度以及運(yùn)行效率得以有效提升。
再者,將自動(dòng)化技術(shù)在檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用,就能夠?qū)φ麄€(gè)產(chǎn)品檢驗(yàn)的過(guò)程得以優(yōu)化。能夠?qū)⑸a(chǎn)產(chǎn)品檢驗(yàn)的可靠性能得以有效提升,這就在生產(chǎn)成本上能得以有效降低。而將自動(dòng)化技術(shù)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,也能對(duì)自動(dòng)化程度得到有效提升,滿足實(shí)際的應(yīng)用需求。將自動(dòng)化技術(shù)在模塊化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也比較重要,模塊化的設(shè)計(jì)在自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用下,在功能上能多樣化的呈現(xiàn),將設(shè)計(jì)的指標(biāo)以及原則能綜合,使得設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化目標(biāo)能得以有效實(shí)現(xiàn)。
2.3包裝機(jī)械發(fā)展過(guò)程中自動(dòng)化發(fā)展前景
自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用下,對(duì)包裝機(jī)械的進(jìn)一步發(fā)展就有著積極促進(jìn)作用,在整體的發(fā)展趨勢(shì)上也會(huì)向著良好的方向邁進(jìn)。在自動(dòng)化技術(shù)下包裝機(jī)械的生產(chǎn)效率會(huì)得到進(jìn)一步的提升,生產(chǎn)成本就會(huì)因此而降低,這些方面也是企業(yè)追求的目標(biāo)[4]。自動(dòng)化包裝機(jī)械的發(fā)展要能對(duì)產(chǎn)品變化得以適應(yīng),由于商品包裝的變化性相對(duì)比較大,在對(duì)包裝機(jī)械的柔性要求就比較高,在未來(lái)的發(fā)展中包裝機(jī)械對(duì)新產(chǎn)品適應(yīng)的能力也要能得以提升。
自動(dòng)化包裝機(jī)械之所以能得以廣泛的應(yīng)用,就是因?yàn)槠渖a(chǎn)的連續(xù)性比較強(qiáng),在生產(chǎn)故障上比較少,對(duì)故障的排除也比較簡(jiǎn)單。自動(dòng)化下是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,從而對(duì)包裝機(jī)械進(jìn)行的控制,這樣在故障的診斷效率上也能得到有效提升,能對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行自動(dòng)的監(jiān)測(cè),在故障解決的效率層面就能大幅提升,保障了包裝機(jī)械應(yīng)用的持續(xù)性[5]。
除此之外,包裝機(jī)械的自動(dòng)化發(fā)展也會(huì)向著綠色化以及自動(dòng)識(shí)別的方向進(jìn)行邁進(jìn)。在當(dāng)前對(duì)能源節(jié)約以及可持續(xù)發(fā)展理念的進(jìn)一步融入下,包裝機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)的綠色化發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)也比較突出,這是對(duì)這一行業(yè)在市場(chǎng)中健康發(fā)展的重要保障。
包裝機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常用的機(jī)械設(shè)備之一,對(duì)于產(chǎn)品的包裝進(jìn)行全自動(dòng)化的生產(chǎn)。包裝機(jī)械的應(yīng)用在簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程,提高生產(chǎn)效率的同時(shí),也產(chǎn)生了大量的廢棄物,對(duì)環(huán)境造成了極大的污染。在倡導(dǎo)綠色環(huán)保的現(xiàn)代社會(huì),非常重視對(duì)環(huán)境的保護(hù)。所以應(yīng)該對(duì)包裝機(jī)械進(jìn)行改革,提高生產(chǎn)效率,減少環(huán)境污染。對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式進(jìn)行改革,進(jìn)行新技術(shù)的開(kāi)發(fā),從機(jī)械的設(shè)計(jì)、加工制造、使用維修直到后期的廢棄處理,都要做到對(duì)環(huán)境的最小污染,實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的目的。
1 綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)的內(nèi)涵與特點(diǎn)
1.1 綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)的內(nèi)涵
綠色產(chǎn)品是指在其全生命周期過(guò)程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少,資源利用率最高,能源消耗最低的產(chǎn)品。綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)是以環(huán)境資源的保護(hù)為核心的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程。在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期內(nèi),優(yōu)先考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性(自然資源的利用、對(duì)環(huán)境和人的影響、可拆卸性、可回收性、可重復(fù)利用性等),并將其作為設(shè)計(jì)目標(biāo),在滿足環(huán)境目標(biāo)要求的同時(shí),并行地考慮并保證產(chǎn)品應(yīng)有的基本功能、使用壽命、經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量等。
1.2 綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
1.2.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的閉環(huán)設(shè)計(jì)過(guò)程。在傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,其全生命周期是從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造直到產(chǎn)品的廢棄,是一個(gè)開(kāi)環(huán)過(guò)程,沒(méi)有考慮到產(chǎn)品廢棄后的處理情況。但是綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)要將開(kāi)環(huán)設(shè)計(jì)進(jìn)行延伸,不僅包含了產(chǎn)同產(chǎn)品的全生命周期,并且對(duì)產(chǎn)品廢棄后的一系列環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì),包括對(duì)產(chǎn)品的拆卸回收和后期的處置,在減少浪費(fèi)的同時(shí),提高利用效率。
1.2.2 節(jié)約資源和能源。在綠色設(shè)計(jì)理念中,將大大的提高了零部件和各種材料的利用效率,使各種材料都得到了高效的利用。所以在減少能源消耗的同時(shí),避免了浪費(fèi)和污染現(xiàn)象的發(fā)生。
1.2.3 從源頭上減少環(huán)境污染。綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)本著節(jié)能高效的設(shè)計(jì)理念,在使用的過(guò)程中,不僅減少了廢棄物的產(chǎn)生,并且對(duì)廢棄物進(jìn)行了高效的處理,從源頭上控制了污染的產(chǎn)生。
1.2.4 有利于保護(hù)環(huán)境。綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核心就是減少對(duì)環(huán)境的污染,所以在設(shè)計(jì)階段,就在理念上有所改善,防止在產(chǎn)品使用的過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)多的廢棄物,并且設(shè)法高效的處理廢棄物,在提高生產(chǎn)效率的同時(shí),減少對(duì)環(huán)境的污染,維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的平衡。
2 綠色包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)
2.1 包裝機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
目前,包裝產(chǎn)品已趨向精致化及多元化,在這種大環(huán)境變化下,多元化、彈性化且具有多種切換功能的包裝機(jī)械方能適應(yīng)市場(chǎng)需求。正基于此,綠色包裝機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除應(yīng)滿足進(jìn)行工商業(yè)產(chǎn)品包裝功能的基本要求外,主要考慮提高資源利用率,結(jié)構(gòu)易于拆卸和回收處理。較低的資源消耗、良好的拆卸性能和回收性能是包裝機(jī)械進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。其具體原則為:簡(jiǎn)化包裝機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),盡量減少可有可無(wú)的零件;采用多功能的零件,使零件數(shù)量減少,減少資源消耗;對(duì)零件、支撐、載荷的布置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),使整機(jī)產(chǎn)品盡可能小型化,提高材料利用率。
2.2 面向材料的包裝機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)
面向材料的設(shè)計(jì)技術(shù)就是從使用的材料入手,保證在產(chǎn)品生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都嚴(yán)格控制產(chǎn)生的廢棄物,以減少對(duì)環(huán)境造成的污染為目標(biāo),在保證生產(chǎn)效率的同時(shí),控制資源浪費(fèi)和環(huán)節(jié)污染。所以材料的使用非常重要,在應(yīng)用材料的過(guò)程中主要應(yīng)該遵循以下幾點(diǎn):
第一,使用的材料要與生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行比較,要便于加工制造,減少機(jī)械加工的難度,提高可操作性。充分的考慮到各項(xiàng)電、氣的配套使用,盡量減少能源的消耗。第二,對(duì)于材料的種類要進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算,從成本的角度考慮,減少稀缺昂貴材料的應(yīng)用,降低成本支出。第三,對(duì)使用的各種材料進(jìn)行對(duì)比分析,在符合生產(chǎn)需要的基礎(chǔ)上,選擇易于回收,可以循環(huán)使用,對(duì)環(huán)境污染小的材料。第四,因?yàn)榘b機(jī)械的材料具有各向異性,所以在使用材料選擇的過(guò)程中,應(yīng)該充分的考慮到材料的取向作用,保證其發(fā)揮最大的性能。
2.3 包裝機(jī)械的制造工藝設(shè)計(jì)
包裝機(jī)械的綠色制造工藝設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容:1)采用合理的新型加工方法,優(yōu)化包裝機(jī)械的工藝設(shè)計(jì)方案,確定最佳工藝參數(shù),降低原材料消耗,使生產(chǎn)過(guò)程的廢料最少化;2)采用合適的包裝機(jī)械生產(chǎn)工藝,減少?gòu)U次品,提高產(chǎn)品合格率,提高能源利用率,降低消耗;3)在包裝機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)盡量減少對(duì)環(huán)境或操作者有影響或危害的物質(zhì)。
2.4 模塊化設(shè)計(jì)
模塊化設(shè)計(jì)是進(jìn)行包裝機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種有效方法,也是綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)中確定其結(jié)構(gòu)方案的常見(jiàn)手段之一。模塊化設(shè)計(jì)就是在一定范圍內(nèi),在對(duì)不同功能、或相同功能下的不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上,劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊,通過(guò)模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品,以滿足市場(chǎng)的不同需求。
2.5 可拆卸設(shè)計(jì)
良好的可拆卸性是包裝機(jī)械便于維護(hù)、所用零件材料可回收、可再生的重要保證,只有具有良好的可拆卸性才能實(shí)現(xiàn)完全的材料回收和可能的零部件再利用,從而達(dá)到節(jié)省成本、減少污染、保護(hù)環(huán)境的目的?;诖?,先應(yīng)從觀念上重視可拆卸性設(shè)計(jì)。包裝機(jī)械的研發(fā)人員應(yīng)經(jīng)常與使用者、產(chǎn)品維護(hù)及資源回收部門取得聯(lián)系,獲取包裝機(jī)械的結(jié)構(gòu)在拆卸方面存在的不足,并為可拆卸性設(shè)計(jì)的發(fā)展準(zhǔn)備有關(guān)數(shù)據(jù)資料。其次,為便于拆卸,包裝機(jī)械進(jìn)行整機(jī)的系統(tǒng)規(guī)劃時(shí),就要從結(jié)構(gòu)上考慮拆卸的難易程度,提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、結(jié)構(gòu)方案。
3 結(jié)束語(yǔ)
工業(yè)發(fā)展對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要的作用,在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中,機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用大大的提高了生產(chǎn)效率。在現(xiàn)代社會(huì),我國(guó)越來(lái)越重視環(huán)境保護(hù),而工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的污染十分嚴(yán)重,所以要對(duì)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行改革。包裝機(jī)械的應(yīng)用對(duì)于企業(yè)的生產(chǎn)具有重要的推動(dòng)作用,但是傳統(tǒng)的包裝機(jī)械會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物,容易對(duì)環(huán)境造成極大的污染。我國(guó)以往使用的包裝機(jī)械都是以進(jìn)口為主,在借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)。面對(duì)我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)現(xiàn)狀,應(yīng)該改善包裝機(jī)械的設(shè)計(jì),將綠色產(chǎn)品技術(shù)融入包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)中,在提高生產(chǎn)效率的同時(shí),減少對(duì)環(huán)境的污染。綠色包裝機(jī)械在我國(guó)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,并且取得了良好的效果,使企業(yè)獲得了經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益,為我國(guó)工業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。
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關(guān)鍵詞:包裝機(jī)械 模塊化設(shè)計(jì) 應(yīng)用 前景
中圖分類號(hào):TB846 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2015)10(c)-0076-03
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,用戶對(duì)產(chǎn)品的個(gè)性化提出了更高的要求。包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)也受到了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的沖擊,需要從縮減成本、加快開(kāi)發(fā)和個(gè)性化設(shè)計(jì)等多個(gè)方面考慮自身的改變。傳統(tǒng)的包裝機(jī)械生產(chǎn)的批量較大、成本較高、品種較少,這已經(jīng)適應(yīng)不了市場(chǎng)的需求,必須加快自身改革的腳步。模塊化設(shè)計(jì)是一種用功能決定包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的手段,它可以最大化滿足客戶的需求,應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的變化。因此,將模塊化設(shè)計(jì)加在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)中是時(shí)展的趨勢(shì),也是包裝機(jī)械緩解當(dāng)前困境的措施。
1 包裝機(jī)械模塊化設(shè)計(jì)的內(nèi)涵與特點(diǎn)
1.1 模塊化設(shè)計(jì)的內(nèi)涵
模塊化設(shè)計(jì)是建立在分析產(chǎn)品功能基礎(chǔ)上的,在選擇前需要商家根據(jù)自身的需求選擇模塊。因此,模塊需要根據(jù)種類作出劃分,以方便客戶的選擇。通過(guò)這種設(shè)計(jì),用戶可以選擇模塊的組合來(lái)決定產(chǎn)品的性能,以此來(lái)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的快速變化。同時(shí),這種設(shè)計(jì)也減緩了包裝機(jī)械更新?lián)Q代的速度,用類似半智能化的設(shè)計(jì)手段來(lái)促進(jìn)包裝機(jī)械的發(fā)展。
模塊化包裝機(jī)械的模塊有多種分類,根據(jù)功能和性能的分類大致有以下4種基本類型。
(1)橫向類型。橫向類型的模塊化設(shè)計(jì)是指不改變產(chǎn)品的主參數(shù),利用模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的變形,以此來(lái)滿足用戶的需求。這種類型較為穩(wěn)定,模塊設(shè)計(jì)也較為簡(jiǎn)單,是較為常見(jiàn)的一種模塊類型。
(2)縱向類型??v向類型的模塊化設(shè)計(jì)是指在同一類型的前提下,對(duì)不同規(guī)格的產(chǎn)品做定向修改。這種類型的模塊可以使產(chǎn)品更加多樣化,生產(chǎn)更多種類的產(chǎn)品,相比橫向類型較為復(fù)雜。
(3)跨系列類型。跨類型的模塊設(shè)計(jì)是指在一定范圍內(nèi)改變模塊的某些性能,從而得到其他類型的產(chǎn)品。這種類型的模塊設(shè)計(jì)可以滿足多種用戶需求,但是投入和復(fù)雜程度都較高。
(4)全系列類型。全系列類型的模塊設(shè)計(jì)是一種綜合體,它既包括了橫向類型的模塊化設(shè)計(jì),也包括了縱向類型的模塊化設(shè)計(jì),是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能最大化的一種模塊設(shè)計(jì)類型。
1.2 模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
模塊設(shè)計(jì)是建立在機(jī)械系統(tǒng)基礎(chǔ)上,同時(shí)它也結(jié)合了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和智能化系統(tǒng),它的特點(diǎn)主要有以下幾種。
(1)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,需要從多個(gè)需求入手,然后分別設(shè)計(jì)相應(yīng)的功能,最后綜合機(jī)械設(shè)計(jì)的原則和指標(biāo),完成包裝機(jī)械的整個(gè)設(shè)計(jì)。但是模塊化的設(shè)計(jì)卻可以極大程度地簡(jiǎn)化包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程,原本的模塊是固定的,只要根據(jù)功能需求選擇相應(yīng)的模塊,然后綜合在一起,就可以基本完成整個(gè)設(shè)計(jì)。
(2)產(chǎn)品柔性程度高。模塊設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)不同,它可以獨(dú)立地存在,隨時(shí)將最新的技術(shù)應(yīng)用在自身。因此,模塊化設(shè)計(jì)的更新?lián)Q代是極快的。在此基礎(chǔ)上,生產(chǎn)商可以通過(guò)模塊設(shè)計(jì)來(lái)替代原本的產(chǎn)品功能,可以符合多種需求,有很強(qiáng)的設(shè)計(jì)柔性。
(3)便于維修。機(jī)械產(chǎn)品存在問(wèn)題之一就是維修和保養(yǎng)困難,有時(shí)機(jī)械設(shè)備的維修和保養(yǎng)花銷遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了設(shè)備本身的價(jià)值。包裝機(jī)械也是如此,面對(duì)著維修困難的局面。模塊化設(shè)計(jì)很好地解決了這個(gè)問(wèn)題,使不同模塊可以獨(dú)立地存在,在維修時(shí)只需要選擇相應(yīng)的模塊就可以,方便了維修的過(guò)程。
(4)成本較低。模塊化的包裝機(jī)械在設(shè)計(jì)和制造的過(guò)程中都可以通過(guò)選用相應(yīng)的模塊來(lái)完成,再加上設(shè)計(jì)的柔性較高,可以實(shí)現(xiàn)小批量的生產(chǎn),降低了包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)制造成本。
2 模塊的劃分和接口
2.1 模塊的劃分
模塊化設(shè)計(jì)是應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)中的,它不僅要符合自身模塊的設(shè)計(jì)指標(biāo),還要考慮到機(jī)械設(shè)計(jì)中的要求和指標(biāo)。所以,在一定程度上,模塊的劃分要滿足機(jī)械設(shè)計(jì)的互換性原則,即模塊配合補(bǔ)位的尺寸是有固定的標(biāo)準(zhǔn),可以實(shí)現(xiàn)相同模塊的互換。作為系統(tǒng)的一部分,模塊的劃分在一定程度上決定著機(jī)械系統(tǒng)能否正常運(yùn)作。因此,模塊的劃分要有很強(qiáng)的靈活性,照顧到管理的方便。同時(shí),還要考慮到產(chǎn)品的發(fā)展和變形,為實(shí)現(xiàn)其柔性奠定基礎(chǔ)。在具體的模塊劃分中,要注意以下幾點(diǎn)。
(1)滿足模塊多變性的需求。模塊在劃分的時(shí)候要從功能入手,力求用最少的模塊可以組成功能最多的產(chǎn)品。
(2)滿足模塊獨(dú)立性的需求。模塊在加入系統(tǒng)之后雖然是整體的一部分,但是要能夠獨(dú)立存在,使其功能和結(jié)構(gòu)在獨(dú)立的情況下完整。
(3)結(jié)合部位的靈活。模塊是要加入系統(tǒng)中的,并且可以隨時(shí)拆卸。所以,模塊的結(jié)合部位要便于結(jié)合與分離。
2.2 模塊的接口
模塊設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是能夠獨(dú)立的存在且應(yīng)用于整個(gè)包裝機(jī)械的系統(tǒng),所以模塊的結(jié)合是模塊最重要的部分,結(jié)合的補(bǔ)位也稱為接口。模塊的接口在一定程度上決定著不同模塊之間的互換性和可組合性。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明,模塊的性能60%以上決定于其接口。因此,接口的重要性可見(jiàn)一斑。
對(duì)于包裝機(jī)械來(lái)說(shuō),雖然其生產(chǎn)時(shí)的工藝力較小,不需要較多的依靠接口處的阻尼力。但是接口的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化也決定著整個(gè)系統(tǒng)的性能,這關(guān)乎到模塊能否在包裝機(jī)械的系統(tǒng)中發(fā)揮相應(yīng)的作用。因此,接口的設(shè)計(jì)一定要按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),保證模塊組合的有效性。
3 模塊化設(shè)計(jì)在包裝機(jī)械中的應(yīng)用――以貼標(biāo)機(jī)為例
3.1 貼標(biāo)機(jī)現(xiàn)狀
貼標(biāo)機(jī)是包裝機(jī)械中最常用的一種,它用于對(duì)包裝成品做最后的加工,給產(chǎn)品貼上標(biāo)簽。經(jīng)濟(jì)在發(fā)展,時(shí)代在進(jìn)步,人們?cè)谶x擇商品的時(shí)候希望從商標(biāo)中得到更多的信息,以此給自身的選擇提供參考數(shù)據(jù)。而且市場(chǎng)的需求的是多樣的,所以產(chǎn)品也必須具備多樣性的特點(diǎn),這就給貼標(biāo)機(jī)提出了更高的要求。
傳統(tǒng)的貼標(biāo)機(jī)是一對(duì)一形式的,一種標(biāo)簽對(duì)應(yīng)一種機(jī)械。這種貼標(biāo)機(jī)不僅提高了產(chǎn)品的成本,降低了商家的競(jìng)爭(zhēng)力,還阻礙了產(chǎn)品的多樣化發(fā)展。所以,模塊化設(shè)計(jì)創(chuàng)新應(yīng)用在了貼標(biāo)機(jī)中。將模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用在貼標(biāo)機(jī)后,有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。
(1)降低生產(chǎn)的成本。貼標(biāo)機(jī)在應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)后,可以實(shí)現(xiàn)多種標(biāo)簽的標(biāo)記,在需要的時(shí)候更換相應(yīng)的貼標(biāo)模塊即可。這就極大降低了生產(chǎn)的成本,提高了商家的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
(2)促進(jìn)商品的多樣化。市場(chǎng)的需求變化是很快的,產(chǎn)品想要滿足市場(chǎng)的需求,必須加快自身的變化速度。產(chǎn)品的變化,相應(yīng)的標(biāo)簽也將變化。因此,模塊的設(shè)計(jì)可以讓商家忽略產(chǎn)品變化對(duì)貼標(biāo)機(jī)的壓力,從而加快產(chǎn)品多樣化的發(fā)展。
根據(jù)上述的分析,可以很明顯地看出模塊化設(shè)計(jì)在包裝機(jī)械中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì),也正因?yàn)槿绱?,?dāng)前的包裝機(jī)械大多采用模塊化設(shè)計(jì)的方式。例如,德國(guó)的krones集團(tuán)是全球領(lǐng)先的包裝機(jī)械設(shè)計(jì)廠家,它們重視模塊化設(shè)計(jì)和包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的結(jié)合,優(yōu)化了包裝機(jī)械的性能,使自己的產(chǎn)品在市場(chǎng)上更具競(jìng)爭(zhēng)力。
3.2 模塊設(shè)計(jì)在貼標(biāo)機(jī)中的應(yīng)用
模塊化設(shè)計(jì)可以改進(jìn)包裝機(jī)械的性能,這是由于模塊的多樣性對(duì)包裝機(jī)械功能的提升。首先,模塊設(shè)計(jì)有自身的種類劃分,根據(jù)上文的分析,模塊的劃分在一定程度上決定著機(jī)械系統(tǒng)能否正常運(yùn)作,因此需要滿足模塊多變性的需求、模塊獨(dú)立性的需求和結(jié)合部位的靈活等設(shè)計(jì)要求。在貼標(biāo)機(jī)中也是如此,它可以分為冷膠貼標(biāo)模塊、自粘貼標(biāo)模塊、標(biāo)簽滾壓模塊、基本模塊和傳送模塊等。
不同的模塊決定不同的性能,產(chǎn)品在制造的時(shí)候就可以根據(jù)需求選擇相應(yīng)的模塊,然后組裝完成貼標(biāo)機(jī)。而且,這種選擇的方案是不受限制的,客戶可以最大化地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的個(gè)性化,同時(shí)貼標(biāo)簽的位置也可以隨意指定,將貼標(biāo)機(jī)的功能再次提升。
在2005年的德國(guó)慕尼黑食品技術(shù)博覽會(huì)上,krones公司展示了最新的高速貼標(biāo)機(jī),這種貼標(biāo)機(jī)將商標(biāo)的長(zhǎng)度定在了240~600 mm之間,并且有一套通用的商標(biāo)模塊,可以實(shí)現(xiàn)多種商標(biāo)的互換。而且這種貼標(biāo)機(jī)更換模塊的速度也較快,能靈活地滿足商家的各種需求。因此,krones公司的貼標(biāo)機(jī)迅速占領(lǐng)了市場(chǎng),將模塊化設(shè)計(jì)在包裝機(jī)械中的應(yīng)用完美詮釋給了世人。
3.3 模塊化設(shè)計(jì)在包裝機(jī)械中應(yīng)用的問(wèn)題和前景
模塊化設(shè)計(jì)雖然有著不可替代的優(yōu)勢(shì),提升包裝機(jī)械的性能,但是也有自身的限制因素存在,具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)上。
(1)開(kāi)發(fā)的周期較長(zhǎng)。模塊化設(shè)計(jì)滿足的功能較多,所以其在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要考慮多種問(wèn)題,這就增加了模塊化設(shè)計(jì)的難度,延長(zhǎng)了模塊化設(shè)計(jì)的周期。而且,模塊化的設(shè)計(jì)還要考慮各部分之間的配合問(wèn)題,這就導(dǎo)致了一個(gè)修改導(dǎo)致整體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的修改。因此,模塊化設(shè)計(jì)的前期設(shè)計(jì)工作任務(wù)量較大,需要從模塊的自身問(wèn)題入手,分別探討不同的功過(guò)環(huán)境、不同的應(yīng)用設(shè)備對(duì)整個(gè)模塊的影響。基于這些原因,模塊化設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)周期比較長(zhǎng),消耗的時(shí)間往往是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的幾倍之多。
(2)開(kāi)發(fā)過(guò)程復(fù)雜。模塊化設(shè)計(jì)需要兼顧多種模塊的協(xié)同運(yùn)作,還要考慮模塊在整個(gè)系統(tǒng)中運(yùn)作。所以,開(kāi)發(fā)的過(guò)程比較復(fù)雜。而且,模塊化設(shè)計(jì)還需要考慮電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在其中的應(yīng)用,在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中要協(xié)調(diào)多種技術(shù)之間的配合關(guān)系。特別是為了實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)的智能化,各種傳感器和PLC等軟件和程序都需要加在其中,使整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程較為復(fù)雜,增加了模塊化設(shè)計(jì)的難度。
雖然模塊化設(shè)計(jì)有自身的限制因素存在,它的應(yīng)用還是不可阻擋的。當(dāng)前的機(jī)械已經(jīng)向著自動(dòng)化和智能化的方向發(fā)展,需要滿足多種需求。所以,必須從機(jī)械系統(tǒng)的整體劃分開(kāi)始,利用模塊化設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化整個(gè)包裝機(jī)械的性能。再者,經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展需要包裝機(jī)械生產(chǎn)的產(chǎn)品有一定的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此,模塊化的設(shè)計(jì)應(yīng)用在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)中的腳步不可阻擋。就以目前的情況而言,我國(guó)的包裝機(jī)械應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)的程度還不夠高,跟發(fā)達(dá)國(guó)家還有差距。但是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的壓力和國(guó)家對(duì)技術(shù)的重視都給模塊化設(shè)計(jì)在包裝機(jī)械中的應(yīng)用提供了動(dòng)力,它的前途必然是一片光明。
4 包裝機(jī)械設(shè)計(jì)中的其他優(yōu)化方案
模塊化設(shè)計(jì)是包裝機(jī)械設(shè)計(jì)優(yōu)化的一種方式,除此之外包裝機(jī)械設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法還有虛擬設(shè)計(jì)這種方式。虛擬設(shè)計(jì)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而興起的,例如計(jì)算機(jī)的輔助繪圖軟件CAD和Solidworks等,它們可以實(shí)現(xiàn)在電腦上的三維繪圖,然后生成相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)和性能參數(shù)。這種方式不僅可以用來(lái)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的故障與瑕疵,還可以簡(jiǎn)化整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程。最重要的是,這種設(shè)計(jì)方式很方便修改,可以根據(jù)客戶的需求做出各種調(diào)整,直到客戶滿意為止。虛擬設(shè)計(jì)是在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,所以它對(duì)計(jì)算機(jī)依賴的程度較高。但是這種依賴卻有利于包裝機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展,它不僅可以提高設(shè)計(jì)的速度,還可以將設(shè)計(jì)的成果進(jìn)行模擬,檢驗(yàn)其在特定環(huán)境下的工作狀況。虛擬設(shè)計(jì)是用現(xiàn)代的科技手段進(jìn)行傳統(tǒng)的包裝機(jī)械設(shè)計(jì)。這是時(shí)展的趨勢(shì),也給包裝機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)提供了新的發(fā)展方向。
除虛擬設(shè)計(jì)之外,包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化還有以市場(chǎng)需求為主的方式。需求決定市場(chǎng),市場(chǎng)的需求方向即設(shè)計(jì)的優(yōu)化方向。以目前的情況而言,包裝機(jī)械行業(yè)的市場(chǎng)需求主要有包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)對(duì)環(huán)境的影響要小和設(shè)備購(gòu)買的成本盡可能少。當(dāng)前發(fā)展的是可持續(xù)的經(jīng)濟(jì),要求機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的污染物較少,產(chǎn)生的噪聲也要小,這就對(duì)包裝機(jī)械內(nèi)含的科技提出了更高的要求。但是當(dāng)前我國(guó)的包裝機(jī)械在這方面做得還不夠好,設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的包裝機(jī)械還是以追求利益和生產(chǎn)為主,忽視了機(jī)械設(shè)備附屬的價(jià)值。包裝機(jī)械設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)力在某種程度體現(xiàn)在價(jià)格上,客戶想用最低的價(jià)格購(gòu)買性價(jià)比最高的產(chǎn)品。這種性價(jià)比更多體現(xiàn)在包裝機(jī)械設(shè)備的科技內(nèi)涵上,包含的科技越高端,其本身的附屬價(jià)值就越高,同等資源消耗,可以用更快的速度和更高的質(zhì)量產(chǎn)出更好的商品。
5 結(jié)語(yǔ)
時(shí)代的發(fā)展給包裝機(jī)械提出了更高的要求,需要從自身設(shè)計(jì)的柔性和符合市場(chǎng)需求等多方面做出調(diào)整,以滿足發(fā)展的需求。改革是動(dòng)力,要實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)械的發(fā)展,必須深化模塊化設(shè)計(jì)的應(yīng)用。以目前的情況而言,我國(guó)的包裝機(jī)械行業(yè)和德國(guó)、美國(guó)和英國(guó)等國(guó)家相比存在一定的差距,模塊化設(shè)計(jì)的應(yīng)用也趕不上發(fā)達(dá)國(guó)家的腳步。但是,這也為我們提供了更多發(fā)展的思路和方向,可以借鑒他人成功的經(jīng)驗(yàn),最終實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)中完美的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:包裝機(jī)械;虛擬設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)質(zhì)量;設(shè)計(jì)周期;模擬裝配;人體工程;
前言
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,商品進(jìn)入流通領(lǐng)域的一個(gè)必要前提就是進(jìn)行規(guī)范地包裝,經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá),各類商品越多,就越需要對(duì)商品實(shí)現(xiàn)更為快速、高效的包裝。當(dāng)前商品越來(lái)越依靠包裝機(jī)械進(jìn)行處理,在生產(chǎn)效率提高、差異化趨勢(shì)增強(qiáng)的背景下,包裝機(jī)械成為一項(xiàng)重要的設(shè)備,不但成為了一項(xiàng)重要的產(chǎn)業(yè),同時(shí)也對(duì)整個(gè)商品生產(chǎn)和流通產(chǎn)生巨大影響。我國(guó)包裝機(jī)械存在著起步低、設(shè)計(jì)手段落后等實(shí)際問(wèn)題,導(dǎo)致包裝機(jī)械設(shè)計(jì)有質(zhì)量、周期和費(fèi)用的主要缺陷,嚴(yán)重影響了包裝機(jī)械的制造,并對(duì)包裝機(jī)械市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)帶來(lái)阻礙作用。新時(shí)期應(yīng)該站在發(fā)展包裝機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的高度上看待當(dāng)前存在的種種問(wèn)題,通過(guò)應(yīng)用虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)包裝機(jī)械的不斷開(kāi)發(fā),從技術(shù)、思想上推進(jìn)和實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)械新時(shí)期的創(chuàng)新式發(fā)展。
1.包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)發(fā)展的描述
我國(guó)包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)從無(wú)到有20多年的發(fā)展,至今已經(jīng)成為一個(gè)重要的門類,在支撐商品生產(chǎn)的同時(shí),也形成了對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全面支撐作用。作為包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人員應(yīng)該看到包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)現(xiàn)存的問(wèn)題,只有將問(wèn)題做到全面地分析,才能促進(jìn)包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展。當(dāng)前包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)存在的主要問(wèn)題有:
1.1.基礎(chǔ)技術(shù)和工藝落后
在包裝機(jī)械行業(yè)中有一個(gè)基本的共識(shí),就是我國(guó)包裝機(jī)械生產(chǎn)要落后于發(fā)達(dá)國(guó)家將近20年的差距,集中的表現(xiàn)是高精度包裝機(jī)械和自動(dòng)化大型包裝機(jī)械的開(kāi)發(fā)尚屬于空白,在傳統(tǒng)包裝機(jī)械的生產(chǎn)中存在外觀粗糙、穩(wěn)定性差、安全性不高、適應(yīng)性低下,并且存在質(zhì)量和壽命方面的通病,對(duì)包裝機(jī)械的長(zhǎng)久發(fā)展不利。
1.2.盲目仿制國(guó)外包裝機(jī)械
當(dāng)前,包裝機(jī)械生產(chǎn)中存在生產(chǎn)規(guī)模小、科研能力低、創(chuàng)新能力差等實(shí)際問(wèn)題,這導(dǎo)致大多數(shù)包裝機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)都在或多或少地模仿國(guó)外包裝機(jī)械,生產(chǎn)出的包裝機(jī)械存在著性能、可靠性和服務(wù)質(zhì)量方面的問(wèn)題,同時(shí),過(guò)度依賴仿制會(huì)形成對(duì)國(guó)外包裝機(jī)械制造技術(shù)的依賴,形不成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的包裝機(jī)械生產(chǎn)技術(shù),嚴(yán)重制約了包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
1.3.生產(chǎn)和需要脫離
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐越來(lái)越快的背景下,包裝機(jī)械的種類和數(shù)量都有了較大幅度地增長(zhǎng),而國(guó)產(chǎn)的包裝機(jī)械卻在設(shè)計(jì)理念、制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量上都存在與市場(chǎng)需要的較大差距,人為導(dǎo)致了包裝機(jī)械市場(chǎng)中生產(chǎn)產(chǎn)品和需要上的矛盾,導(dǎo)致包裝機(jī)械長(zhǎng)期需要進(jìn)口的問(wèn)題發(fā)生。
1.4.設(shè)計(jì)思想和手段落后
在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中很多企業(yè)仍然應(yīng)用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)和設(shè)計(jì)思路,導(dǎo)致包裝機(jī)械沒(méi)有適應(yīng)性和創(chuàng)新性,影響了包裝機(jī)械對(duì)市場(chǎng)的占有力,不但浪費(fèi)了包裝機(jī)械研發(fā)的資金和資源,而且造成對(duì)包裝機(jī)械生產(chǎn)的制約,難于實(shí)現(xiàn)對(duì)包裝機(jī)械行業(yè)的加速作用。
2.包裝機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中對(duì)虛擬設(shè)計(jì)的應(yīng)用
2.1.虛擬設(shè)計(jì)在包裝機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用
虛擬設(shè)計(jì)是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中采取人與計(jì)算機(jī)的交互方式,模擬新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中產(chǎn)品的某些性能,便于設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品的修改。在進(jìn)行虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員或準(zhǔn)客戶可以感知產(chǎn)品,直接在虛擬環(huán)境中進(jìn)行設(shè)計(jì)與修改,實(shí)時(shí)地對(duì)整個(gè)虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行檢查、評(píng)估,實(shí)地解決設(shè)計(jì)中的決策問(wèn)題,使設(shè)計(jì)思想得到綜合。
2.2.虛擬設(shè)計(jì)在包裝機(jī)械裝配過(guò)程中的應(yīng)用
產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員借助虛擬裝配設(shè)計(jì)環(huán)境系統(tǒng),可以在虛擬環(huán)境中使用各種裝配工具對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝配檢驗(yàn),幫助設(shè)計(jì)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的裝配缺陷,全面掌握在虛擬制造中的裝配過(guò)程,盡可能早地發(fā)現(xiàn)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和裝配工藝等問(wèn)題,及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
2.3.虛擬設(shè)計(jì)在包裝機(jī)械人機(jī)工程中的應(yīng)用
虛擬設(shè)計(jì)可以精確地定位包裝機(jī)械人機(jī)工程學(xué)的參數(shù),并且,在必要時(shí)可以修改虛擬部件的位置,重新設(shè)計(jì)整個(gè)產(chǎn)品的構(gòu)造,為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)在產(chǎn)品的人機(jī)工程學(xué)研究方面提供了新的方法,可以不斷地利用該系統(tǒng)來(lái)驗(yàn)證假設(shè),既減少開(kāi)發(fā)費(fèi)用,又縮短了制造模型的時(shí)間。
3.虛擬設(shè)計(jì)在包裝機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的應(yīng)用前景
在未來(lái),包裝機(jī)械新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中,虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)能為設(shè)計(jì)人員提供有創(chuàng)造性思維的空間,提高設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)創(chuàng)新思維能力與產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平,使設(shè)計(jì)人員能夠從理論認(rèn)識(shí)到感性認(rèn)識(shí),對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析和評(píng)價(jià),使設(shè)計(jì)人員在精神世界的存在中獲得心靈自由,讓設(shè)計(jì)更趨合理化、人性化。虛擬設(shè)計(jì)可以在包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)階段,借助于建模與仿真技術(shù)及時(shí)地、并行地模擬出產(chǎn)品的未來(lái)的制造過(guò)程,乃至產(chǎn)品全生命周期的各種活動(dòng)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響,并預(yù)測(cè)、檢驗(yàn)、評(píng)價(jià)產(chǎn)品性能和產(chǎn)品的可制造性。從而更加有效地、經(jīng)濟(jì)地、柔性地、即時(shí)地組織生產(chǎn)。有力地降低由于設(shè)計(jì)前期給后期制造帶來(lái)的回溯更改生產(chǎn)。
4.結(jié)語(yǔ):
綜上所述,包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)是整個(gè)商品生產(chǎn)的配套產(chǎn)業(yè),同時(shí)也是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系中不可或缺的基礎(chǔ)性行業(yè),新時(shí)期需要各種新型技術(shù)和工藝對(duì)此加以發(fā)展。本文在最后要從人員能力上和設(shè)計(jì)思維的層面上做以重點(diǎn)強(qiáng)調(diào),要高度重視包裝機(jī)械設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn),要真正形成以虛擬技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)的高層次包裝機(jī)械設(shè)計(jì)人員,做到從周期、質(zhì)量、水平上擴(kuò)大包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的水平,創(chuàng)造出各種新式包裝機(jī)械,在滿足市場(chǎng)和商品需要的同時(shí),促進(jìn)包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)的提升。
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關(guān)鍵詞:包裝機(jī)械;;Auto CAD;二次開(kāi)發(fā)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,機(jī)械包裝的種類越來(lái)越豐富,因此競(jìng)爭(zhēng)的壓力也在逐步升溫,傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不能滿足目前市場(chǎng)上的需求,必須加強(qiáng)對(duì)軟件在包裝機(jī)械中的應(yīng)用,Autodesk公司的產(chǎn)品在我國(guó)已經(jīng)走過(guò)10多年的道路,主要是開(kāi)發(fā)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的繪畫設(shè)計(jì)和輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),其中的CAD系統(tǒng)就是當(dāng)今世界上應(yīng)用最為廣泛的制圖軟件,它成功的主要因素就在于采用了開(kāi)放式的體系,能夠與其他軟件兼容,以便于進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)技術(shù)。也就是說(shuō)能夠?yàn)橛脩籼峁└嗟拈_(kāi)發(fā)自由空間,進(jìn)而開(kāi)發(fā)出針對(duì)某一產(chǎn)品的CAD 應(yīng)用軟件。
1.Auto CAD 的開(kāi)發(fā)手段
利用Auto CAD二次開(kāi)發(fā)的環(huán)境為設(shè)計(jì)人員提供了良好的用戶界面,它里面對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)要求比較高,它不僅能夠有效地提高設(shè)計(jì)人員的繪圖效率,還能夠提升設(shè)計(jì)作品的質(zhì)量。研究表明,一般情況下Auto CAD 能提供給用戶的設(shè)計(jì)方式有:(1).軟件內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的庫(kù)文件,用戶在建立自己的數(shù)據(jù)庫(kù)與進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),它能夠提供一定的技術(shù)支持。比如用戶可以自由的修改屏幕,下拉選單;任意定制或者修改繪圖符號(hào)、影線圖案和線性圖案等。(2).Auto CAD可以和其他計(jì)算機(jī)繪圖軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,比如進(jìn)行圖形文件(DEX)的交換;利用剪貼板對(duì)一些靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。(3).使用Auto LISP、ADS、APX 及VBA等等進(jìn)行編程。為技術(shù)人員共提供了4 種不同難易程度的開(kāi)發(fā)工具。
2.Auto LISP 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言
Auto LISP 是一種解釋語(yǔ)言,它主要是應(yīng)用于Auto CAD的操作平臺(tái)上。在Auto CAD R11 出現(xiàn)之前,所有的Auto CAD 應(yīng)用程序都是通過(guò)Auto LISP 來(lái)進(jìn)行編寫的。與其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相比,Auto LISP語(yǔ)言具有語(yǔ)法簡(jiǎn)單、程序簡(jiǎn)短、靈活等,所以用戶學(xué)起來(lái)就比較容易,也能很好的表達(dá)設(shè)計(jì)內(nèi)容。目前大多數(shù)的設(shè)計(jì)研發(fā)工作都是通過(guò)Auto LISP語(yǔ)言來(lái)完成的。還有Auto LISP 存在于Auto CAD的設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,這樣與Auto CAD的通信變得更加簡(jiǎn)單快捷,AutoCAD 能夠滿足32 位帶符號(hào)數(shù)的計(jì)算,并且屬于雙精度型的浮點(diǎn)數(shù),其操作碼的有效位大于14 位,能夠很好地滿足目前編程的精度要求。同時(shí),Auto LISP 語(yǔ)言的使用結(jié)構(gòu)表的使用范圍非常廣泛,幾乎涵蓋了設(shè)計(jì)對(duì)象的全部數(shù)據(jù),所以,用戶在使用的過(guò)程中,會(huì)感到又輕松又快捷。偏于設(shè)計(jì)人員的管理。在編制的系統(tǒng)里,我們可以將Auto CAD系統(tǒng)分成若干個(gè)模塊,然后將程序編寫進(jìn)去再通過(guò)主程序?qū)ο到y(tǒng)加以控制。因此,Auto CAD系統(tǒng)完全可以勝任高級(jí)軟件編程的要求。
3.ADS 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)
作為基于C 語(yǔ)言的一種Auto CAD子程序系統(tǒng)——ADS,要求設(shè)計(jì)人員對(duì)C語(yǔ)言有較高的掌握能力,并且對(duì)C語(yǔ)言中的語(yǔ)句應(yīng)用較熟練,編程起來(lái)雖然有點(diǎn)麻煩,但是,ADS開(kāi)發(fā)系統(tǒng)也有其顯著的優(yōu)點(diǎn),目前我國(guó)很多常見(jiàn)的設(shè)計(jì)軟件都是用ADS 來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)管理的。此外, ADS 程序的使用范圍受到不同程度的限制,只有在Auto LISP 的解釋程序下才能加載運(yùn)行。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展, ADS 系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)今復(fù)雜、系統(tǒng)的編程需求了,從而使得Auto CAD Rl3 運(yùn)用而生,并開(kāi)發(fā)出了提供面向?qū)ο蠖_(kāi)發(fā)的系統(tǒng)工具ARX。
4.ARX 開(kāi)發(fā)環(huán)境
ARX 軟件屬于面向客戶的編程包,因此其在應(yīng)用時(shí)不需要通過(guò)Auto LISP 語(yǔ)言來(lái)對(duì)其進(jìn)行解釋加載,它可以與Auto CAD 同時(shí)進(jìn)行程序操作,與Auto CAD 共享同一個(gè)設(shè)計(jì)空間環(huán)境,這樣就使得Auto CAD 中的CIRCLE、 ARX 編寫的指令以及LINE等指令都處于同一個(gè)優(yōu)先等級(jí)、不存在優(yōu)劣之分,因此,只要ARX 程序一旦注冊(cè)成功,就會(huì)被馬上為Auto CAD 指令。ARX 的編程環(huán)境與C ++ 語(yǔ)言兼容,從而在一定程度上也方便了開(kāi)發(fā)人員能夠更深入地了解AutoCAD與開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用軟件 ,提高對(duì)Auto CAD 的運(yùn)用能力,也極大地方便了人們的應(yīng)用,而且在數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)方面比ADS 有更進(jìn)一步的進(jìn)展。隨著ARX 不斷完善,在不久的將來(lái)Auto CAD逐步取代ADS已成為發(fā)展的趨勢(shì)。
4.1Auto CAD 二次開(kāi)發(fā)的形式
在Auto CAD 提供的程序基礎(chǔ)上,我們常見(jiàn)的二次開(kāi)發(fā)的形式主要有參數(shù)化CAD、交互式CAD、智能化CAD等。
4.2交互式CAD
交互式CAD是人機(jī)相互協(xié)調(diào)的方式來(lái)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì),它以一個(gè)虛擬的操作平臺(tái)來(lái)方便人們,在各類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中都能夠很好地適用,特別對(duì)一些小批量生產(chǎn)的設(shè)計(jì)單位來(lái)說(shuō),利用Auto CAD 定的設(shè)計(jì)元素和人機(jī)交互的對(duì)話框等,更好地實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。對(duì)于某些具有固定標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用平臺(tái),可以先制做成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)圖庫(kù),然后再進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。CAD的交互形式為設(shè)計(jì)單位帶來(lái)了十分便利的設(shè)計(jì)環(huán)境,但是由于其自身所具有的特殊性,所以對(duì)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)人員的要求水平比較高。
4.3參數(shù)化CAD
參數(shù)化CAD主要是應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)化的軟件操作;能夠制定一系列的標(biāo)準(zhǔn)化條例來(lái)規(guī)定定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。因此,在設(shè)計(jì)過(guò)程中輸入設(shè)計(jì)的各類參數(shù)都要進(jìn)行必要的計(jì)算,最終在標(biāo)準(zhǔn)圖樣上進(jìn)行變量代換,實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪圖,進(jìn)而符合標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)要求。因此,這是使用效率比較高的一款軟件,但是由于它的難度系數(shù)大,專業(yè)性強(qiáng),所以設(shè)計(jì)者難以把握,為其推廣應(yīng)用帶來(lái)了一定的阻礙,所以,這款CAD系統(tǒng)比較社會(huì)企業(yè)內(nèi)部設(shè)計(jì)人員進(jìn)行自主研發(fā)。
4.4智能化CAD
所謂的智能化,指的是將CAD技術(shù)與人工智能技術(shù)融為一體的專業(yè)性系統(tǒng)。它具有更高的思維創(chuàng)造性,為設(shè)計(jì)人員提供了十分高效的輔助作用,從真正意義上實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)幫助人來(lái)設(shè)計(jì)的功效,它包含的各項(xiàng)技術(shù)都在現(xiàn)實(shí)生活中被得到了廣泛的應(yīng)用,比如引進(jìn)專業(yè)設(shè)計(jì)師的思考路線,以便于設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)調(diào)整與參照,最終模擬專業(yè)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)過(guò)程,根據(jù)方案中出現(xiàn)的問(wèn)題提出合理的改善建議,幫助企業(yè)設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品。顯然智能化CAD能讓一般的設(shè)計(jì)師做出高水平的設(shè)計(jì)作品來(lái),所以受到廣大用戶的推崇。但是在目前的實(shí)踐案例中,多數(shù)智能化CAD還在主要運(yùn)用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)與產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型的建立等方面。在我國(guó),我國(guó)實(shí)用性強(qiáng)的應(yīng)用軟件其實(shí)并不多見(jiàn)。
5.二次開(kāi)發(fā)技術(shù)在包裝機(jī)械中的應(yīng)用實(shí)例
繪圖程序通常包含三個(gè)部分:(l)圖形數(shù)據(jù)的計(jì)算;(2)結(jié)構(gòu)參數(shù)的傳遞;(3)調(diào)用繪圖子程序,并將成形器圖樣輸出。
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