我國智能包裝設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)特點(diǎn)

陳毅瑩

包裝產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

包裝產(chǎn)業(yè)是與國計(jì)民生密切相關(guān)的服務(wù)型制造業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展中具有舉足輕重的地位。近年來，包裝產(chǎn)業(yè)受到國家及相關(guān)主管部門高度重視，出臺的《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》、《中國制造2025》（國發(fā) [2015] 28號）、《關(guān)于開展消費(fèi)品工業(yè)“三品”專項(xiàng)行動營造良好市場環(huán)境的若干意見》（國辦發(fā) [2016] 40號）、《關(guān)于加快我國包裝產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的指導(dǎo)意見》（工信部聯(lián)消費(fèi) [2016] 397號）等文件積極促進(jìn)了我國包裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

20世紀(jì)70年代初，我國包裝工業(yè)總產(chǎn)值僅為72億元，經(jīng)過近40多年的建設(shè)發(fā)展，我國包裝工業(yè)已建成涵蓋設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢測、流通、回收循環(huán)利用等產(chǎn)品全生命周期的較為完善的體系，分為包裝材料、包裝制品、包裝裝備三大類別和紙包裝、塑料包裝、金屬包裝、玻璃包裝、竹木包裝五大子行業(yè)。2009年我國包裝工業(yè)總產(chǎn)值超過日本，成為僅次于美國的全球第二大包裝工業(yè)大國?！笆濉逼陂g，包裝產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)日趨優(yōu)化，實(shí)力不斷增強(qiáng)，地位持續(xù)躍升，在服務(wù)國家戰(zhàn)略、適應(yīng)民生需求、建設(shè)制造強(qiáng)國、推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的貢獻(xiàn)能力顯著提升，我國作為世界第二包裝大國的地位進(jìn)一步鞏固。目前，包裝工業(yè)已位列我國38個(gè)主要工業(yè)門類的第14位，成為中國制造體系的重要組成部分。根據(jù)中國包裝聯(lián)合會統(tǒng)計(jì)，2018年我國包裝行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)（年主營業(yè)務(wù)收入2000萬元及以上全部工業(yè)法人企業(yè)）7830家，較2017年增加180家，累計(jì)主營業(yè)務(wù)收入9703億元，同比增長6.53%。全國包裝行業(yè)累計(jì)完成利潤總額515.65億元，同比增長1.92%;從進(jìn)口數(shù)據(jù)分析，2018年，全國包裝行業(yè)完成累計(jì)進(jìn)出口總額461.88億美元，同比增長12.05%，其中，累計(jì)出口額319.45億美元，同比增長13.25%，進(jìn)口額142.43億美元，同比增長9.55%。

包裝裝備行業(yè)概述

作為包裝產(chǎn)業(yè)三大類別之一的包裝裝備行業(yè)市場規(guī)模較大，根據(jù)The Freedonia Group的預(yù)測，到2019年全球包裝專用設(shè)備的市場需求規(guī)模將達(dá)到525億美元，年復(fù)合增長率將達(dá)到6.5%。我國包裝專用設(shè)備行業(yè)起步較晚，20世紀(jì)80年代以前，我國包裝專用設(shè)備主要從德國、法國等世界機(jī)械設(shè)備制造強(qiáng)國進(jìn)口。隨著我國機(jī)械工業(yè)的崛起和伴隨機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)調(diào)整的大環(huán)境，國內(nèi)包裝機(jī)械企業(yè)逐漸突破了國際生產(chǎn)商壟斷競爭格局，機(jī)械制造與國外發(fā)達(dá)國家的水平差距不斷縮小的同時(shí)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，全國規(guī)模以上包裝專用設(shè)備企業(yè)完成的主營業(yè)務(wù)收入從2011年的232.14億元增長至2018年的310.46億元，年復(fù)合增長率達(dá)4.24%;全國規(guī)模以上包裝專用設(shè)備企業(yè)的產(chǎn)量從2011年的7.08萬臺增至2018年的9.91萬臺，年復(fù)合增長率為5%。根據(jù)中國食品和包裝機(jī)械工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)，自2016年開始，我國包裝機(jī)械進(jìn)口額已經(jīng)開始出現(xiàn)負(fù)增長，國產(chǎn)設(shè)備替代進(jìn)口產(chǎn)品成為趨勢，國內(nèi)市場的主導(dǎo)地位已經(jīng)由我國企業(yè)所占據(jù)，越來越多的紙包裝生產(chǎn)企業(yè)也因此選擇國產(chǎn)包裝設(shè)備，替代進(jìn)口機(jī)械已成為市場主流和必然趨勢。

包裝裝備產(chǎn)品分類

包裝設(shè)備是指能完成全部或部分產(chǎn)品和商品包裝過程的機(jī)械。包裝過程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及與其相關(guān)的前后工序，如清洗、堆碼和拆卸等。包裝設(shè)備所對應(yīng)終端產(chǎn)品主要集中于消費(fèi)類電子、首飾、化妝品、服飾、食品等多種消費(fèi)品類別，而這些終端產(chǎn)品的生產(chǎn)銷售受消費(fèi)者的消費(fèi)喜好、消費(fèi)習(xí)慣、質(zhì)量要求等多項(xiàng)因素直接影響。為緊跟市場偏好，滿足市場需求，終端產(chǎn)品在研發(fā)、投產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)均可能出現(xiàn)不同程度的調(diào)整，對包裝設(shè)備的生產(chǎn)、研發(fā)提出更高要求。

包裝設(shè)備有多種分類方法：按功能可分為單功能包裝機(jī)和多功能包裝機(jī);按使用目的可分為內(nèi)包裝機(jī)和外包裝機(jī);按包裝品種又可分為專用包裝機(jī)和通用包裝機(jī);按自動化水平分為半自動機(jī)和全自動機(jī);按產(chǎn)品狀態(tài)分，有液體、塊狀、散粒體、膏體、貼體、電子組合秤包裝、枕式包裝機(jī);按包裝作用分，有內(nèi)包裝、外包包裝機(jī);按包裝行業(yè)分，有食品、日用化工、紡織品等包裝機(jī);按包裝工位分，有單工位、多工位包裝機(jī)等。

包裝設(shè)備的分類方法還有許多，各種分類方法各有其特點(diǎn)及適用范圍，但均有其局限性。以下著重介紹專用包裝機(jī)——制盒機(jī)，基本分類如下：

1.智能制盒設(shè)備

智能制盒設(shè)備通過電腦功能參數(shù)的設(shè)置，具有自動換膜、自我故障診斷等功能，使用光電跟蹤定位系統(tǒng)和液壓糾偏系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)紙、成型等工序的自動完成;定位部分采用圖像定位系統(tǒng)和微量節(jié)流閥，高精度絲桿糾偏，誤差范圍小，速度快，精度較高;成型部分自動抬盒引取裝置技術(shù);制盒尺寸范圍可根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。該類制盒設(shè)備可廣泛用于手機(jī)盒、首飾盒、禮品盒、化妝品盒、服飾盒、食品盒、書套盒等各類精品紙質(zhì)包裝盒的 ? 生產(chǎn)。

2.制盒周邊配套設(shè)備

制盒周邊設(shè)備主要包括上糊機(jī)、成型機(jī)、開槽機(jī)、整平機(jī)、貼角機(jī)、壓泡機(jī)等。上述設(shè)備在獨(dú)立完成制盒生產(chǎn)過程中某一工序的同時(shí)，可大幅節(jié)省生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，具有節(jié)能環(huán)保的功效。

智能制盒機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

隨著自動化的不斷普及，制盒機(jī)設(shè)備發(fā)生了翻天覆地的變化。與以往的制盒機(jī)設(shè)備相比，目前市場上的智能制盒機(jī)操作更加簡單，實(shí)現(xiàn)制盒機(jī)真正的一鍵操作，不僅提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，也為企業(yè)減少了勞動成本的支出。國內(nèi)市場上涌現(xiàn)出以廣東鴻銘智能股份有限公司、中科包裝機(jī)械有限公司、浙江正潤機(jī)械有限公司等為代表的智能包裝設(shè)備制造廠商，國外市場上則以意大利EMMECI S.P.A、日本府中紙工株式會社等為代表。以廣東鴻銘智能股份有限公司生產(chǎn)的智能制盒設(shè)備為例，其技術(shù)特點(diǎn)如下：

1.制盒模式多

智能制盒設(shè)備采用43軸總線伺服馬達(dá)和運(yùn)動控制系統(tǒng)通過電子凸輪和電子齒輪相結(jié)合的控制方法，無縫配合CCD高速圖像定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)紙、過膠、進(jìn)灰板、貼四角、高精度定位、同步抱盒、同步包邊、折耳和折入成型自動完成。通過總線控制系統(tǒng)，將制盒工藝及動作進(jìn)行合理的分解及優(yōu)化，可進(jìn)行多模式制盒;通過模式切換，融合15款完全不同的盒型，突破了傳統(tǒng)制盒設(shè)備模式單一的問題，充分發(fā)揮了智能設(shè)備一機(jī)多能的優(yōu)勢。

2.制盒速度快

智能制盒設(shè)備采用國內(nèi)獨(dú)創(chuàng)的加工工藝及輕便合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)，極大地提高了整機(jī)架構(gòu)的剛性。該機(jī)型還采用高速CCD圖像定位技術(shù)及多關(guān)節(jié)機(jī)器人定位，改變傳統(tǒng)機(jī)械定位運(yùn)動軌跡，使定位響應(yīng)速度加快，大大提高了盒坯與面紙的定位效率及精度。該機(jī)型采用雙工位抱盒成型機(jī)構(gòu)，將成型及抱盒動作交叉同步進(jìn)行，極大地提高了生產(chǎn)效率。

3.制盒精度高

智能制盒設(shè)備采用高速高清CCD圖像定位系統(tǒng)進(jìn)行高像素圖像采集處理，經(jīng)中值濾波，采用梯度算子進(jìn)行特征邊緣提取，利用霍夫變換檢測出幾何中心，最后經(jīng)過手眼標(biāo)定轉(zhuǎn)換成運(yùn)動定位坐標(biāo)參數(shù)，通過TCP/IP傳送給機(jī)器人控制系統(tǒng)，水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人自動修正坐標(biāo)，對盒坯與面紙的精確定位。實(shí)現(xiàn)定位精度達(dá)±0.02mm，大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足現(xiàn)代化高品質(zhì)的精品包裝市場需求。

4.轉(zhuǎn)款換線靈活

智能制盒設(shè)備凸輪箱采用分層結(jié)構(gòu)，將長邊成型動作與短邊成型動作交錯開來，避免了推刀及壓板的干涉。當(dāng)產(chǎn)品尺寸變化時(shí)，推刀和壓板不用更換，且各調(diào)節(jié)部位均采用伺服控制系統(tǒng)，整機(jī)很好地實(shí)現(xiàn)了參數(shù)智能化調(diào)節(jié)。新產(chǎn)品只需在顯示屏上輸入產(chǎn)品尺寸和模式參數(shù)，歷史產(chǎn)品調(diào)出即可完成各個(gè)機(jī)械部位均自動歸位和模式切換。從而極大地減少了換模時(shí)間，實(shí)現(xiàn)6分鐘轉(zhuǎn)款轉(zhuǎn)線的生產(chǎn)目標(biāo)，提高生產(chǎn)效率。

5.產(chǎn)品適用范圍廣

智能制盒設(shè)備針對天地盒、三邊盒、開口盒、書套盒、連體盒、斜邊盒等市場上100多種盒型及包法，配備單獨(dú)的功能模塊，不用更改整機(jī)結(jié)構(gòu)，只需對應(yīng)的修改功能模塊即可。此外，該機(jī)型采用合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)，針對小盒的同時(shí)，能夠兼顧大盒，基本覆蓋包裝市場各種產(chǎn)品，做到一機(jī)多用。

6.安全系數(shù)高

智能制盒設(shè)備外觀方面突破了行業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)觀念，采用封閉式鈑金護(hù)罩結(jié)構(gòu)。整體看起來美觀大方，給人耳目一新的感覺。每個(gè)門均配有安全開關(guān)，當(dāng)門被操作人員打開時(shí)，設(shè)備立即停機(jī)，為安全生產(chǎn)提供技術(shù)保障，響應(yīng)了行業(yè)內(nèi)安全第一的管理觀念。

7.過膠方式多樣

除采用滾簡過膠方式外，還可采用絲印過膠方式，即采用拉規(guī)校位結(jié)構(gòu)，配合光電檢測技術(shù)，使得面紙過膠部位與網(wǎng)框圖案完全吻合。絲印過膠方式可實(shí)現(xiàn)局部過膠，可在面紙任意位置涂膠，填補(bǔ)了包裝市場上開窗盒等盒型自動化生產(chǎn)的空白;且絲印過膠較為均勻，可改善面紙的過膠質(zhì)量。

智能制盒機(jī)核心技術(shù)參數(shù)

目前，我國制盒機(jī)企業(yè)都在找尋著適合自己的經(jīng)營發(fā)展方式，而技術(shù)作為制盒機(jī)發(fā)展的核心，也將是制盒機(jī)行業(yè)發(fā)展最堅(jiān)實(shí)的后盾，掌握了技術(shù)，就掌握了市場的命脈，對企業(yè)的發(fā)展將起到關(guān)鍵性的作用。

隨著包裝設(shè)備市場的發(fā)展，智能制盒機(jī)市場也在不斷成長中。目前，國內(nèi)廠商向開發(fā)快速、低能耗、低成本的制盒機(jī)設(shè)備方向快速發(fā)展，其產(chǎn)品核心技術(shù)參數(shù)與國外廠商對比如表1。

包裝設(shè)備市場未來發(fā)展趨勢

一方面，世界發(fā)展中國家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速增長使得包裝機(jī)械的市場需求快速提升;另一方面，發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體包裝機(jī)械成套設(shè)備保有量較大，隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步復(fù)蘇，設(shè)備更新、機(jī)械設(shè)備下游廠商擴(kuò)建仍將支撐包裝機(jī)械成套設(shè)備的市場需求，全球包裝機(jī)械需求未來將保持穩(wěn)步增長，海外市場空間廣闊，我國企業(yè)出口的潛力巨大。隨著整體實(shí)力的不斷提高，我國企業(yè)越來越多的參與國際市場競爭，搶占海外市場份額。根據(jù)《中國機(jī)械工業(yè)年鑒2018》統(tǒng)計(jì)，2017年我國包裝機(jī)械出口總額為23.79億美元，同比增長6.48%，我國包裝機(jī)械出口額已連續(xù)6年穩(wěn)步增長。近幾年，發(fā)展中國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，但仍需要通過其他國家進(jìn)口先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)以彌補(bǔ)自身的制造業(yè)缺口，因此，海外市場尤其是發(fā)展中國家的市場，在未來較長一段時(shí)間內(nèi)將會成為我國包裝機(jī)械出口的巨大市場。另外美國等發(fā)達(dá)國家勞動成本越來越高，部分產(chǎn)品進(jìn)口的利潤會比自身生產(chǎn)更高，因此包裝機(jī)械出口至發(fā)達(dá)國家也將是一個(gè)前景廣闊的市場。

責(zé)任編輯：薛金萍 xjp@cprint.cn