包装设备篇(1)

1996年，作为一家矿泉水生产企业，Mineralquellen Bad Liebenwerda公司成为德国首家采用容量为1.5L回收式PET瓶灌装水产品的矿泉水企业。当时，公司使用的也是KHS公司的生产线。随后，该公司使用了容量为1L的回收式PET瓶灌装甜饮料产品以及矿泉水产品。在公司目前的产品中，75%的矿泉水采用了回收式PET包装，15%采用了一次性PET包装，仅有10%的产品采用玻璃瓶包装。

这家公司投放市场的新产品“Landtraeume（乡村梦想）”采用了一次性PET瓶包装。也正因为如此，公司最终决定投资购买新款KHS包装线，“它将为公司采用一次性PET瓶包装的产品带来更多商机。”该公司的工作人员这样认为。

用于收缩包装的全新KHS包装线每小时可对1.8万个一次性PET瓶进行收缩包装。目前，该设备可将容量分别为0.75L、1.5L的一次性PET瓶包装成6瓶一包的规格，公司还计划在日后配备容量为0.5L、0.33L和0.25L的一次性PET瓶的6瓶包装，生产线现已为此做出了相应准备。

如今，Mineralquellen Bad Liebenwerda公司的操作人员采用手动方式将收缩包装物输送至设备中的四条输送带上，同时选择包装不同的产品。如1号输送带负责对灌装有矿泉水的一次性PET瓶进行收缩包装；2号输送带负责茶饮料的收缩包装；3号输送带则负责柠檬汽水的收缩包装，而4号输送带执行的任务是“Landtraeume（乡村梦想）”产品的收缩包装。一般而言，通过应用KHS公司的新设备，用户可以在一个托盘上采用不同方式联合放置四种不同的收缩包装类型。

在码垛环节，其所需的队列形式可通过一个内联机器人完成。此款机器人可在最小的场地上抓取、移动和旋转侧面夹紧的收缩包装，其准确度可精确到毫米等级。内联机器人的抓取元件上装有塑料膜，可以满足环绕式敏感收缩包装的要求。在Mineralquellen Bad Liebenwerda公司，操作机器人的抓臂将托盘放置在预定的位置上。装载后的托盘进入收缩膜包装机打包，以确保固定货物，并在捆扎完毕后将包装件贴上标签，通过叉车输送至仓库。此外，整个体系中还包括一个曲臂机器人，它可以完全按照预先的要求到达四个不同的码垛位置，并夹住层板的四个侧面。在经过装载托盘分配器的调节后，收缩包装物将进入指定的输送轨道。

以及干草。应用此种材料的好处在于工作人员可以从百事可乐其他生产工厂的生产废料中获得充足的材料来源。

除了以上两款知名的绿色饮料包装，还有很多专于包装或材料方面的人士在为环保事业做出贡献。

包装设备篇(2)

目前，市面上的饮料包装主要以大膜包装为主，饮料厂家生产主要使用人工装箱的形式完成产品整装，在就造成企业在该环节上需要投入大量的资金及人类资源。饮料包装设备主要指的是在自动饮料装箱及机，能够自动化的完成饮料整列、装箱、封箱等环境，降低企业在引领整装中投入的劳动资源，降低工作人员工作量，提高引领生产效益。本文就将以西门子SIMOTION在饮料包装设备上的应用作为研究随想，根据SIMOTION所具有的优势，分析装箱机控制系统，希望能够帮助饮料企业提高生产效率。

【关键词】SIMOTION 伺服驱动系统 速度与位置控制

1 机械结构

目前的自动装箱机主要是由两部分构成，分别是送瓶与送箱机构，其中送箱机构中还有多个部分，例如饮料整列、产品输送等等，送箱机构中主要是有纸板输送、纸箱输送等部分构成。

2 工艺介绍

饮料从热缩包裹及中的运出后，需要将生产出的饮料瓶分到整列，整列需要满足饮料保证要求排列，这样运输到装填工位上，在装填工位上摆放着已经成型的饮料纸箱，驱动电机就会将整列完毕的饮料瓶运输到成型的纸装中，完成饮料装箱工艺流程。在饮料装完箱之后由传输带统一运输到封箱机中，完成饮料装箱的整个工艺流程。

3 控制系统构成

图1：控制系统硬件配置

如图一所以为控制系统硬件配置结构示意图。装箱机的控制系统主要是由SIMOTION构成，采取X12连接口方式控制操作面板，并且根据X16所具有的拓展性能。

西门子公司对于饮料包装设备上研究出了SIMOTION运动控制系统，是在原有的PLC运动控制系统基础上与伺服驱动器相结合。SIMOTION运动控制系统在实际运行中，能够将PLC与技能性能等等相结合，拥有定位及同步操作等优势，用户在实际操作SIMOTION运动控制系统能够较为简单便捷，随意创建饮料包装设备流程。

在SIMOTION运动控制系统属于紧凑性驱动平台，主要是由SIMOTION D构成，也是西门子研究公司的最新研究成果。SIMOTION D在实际运行中，主要是通过SIMOTION运动控制系统中的逻辑控制模式与运控控制方式在饮料包装设备上应用。

饮料包装设备上控制系统中的所使用的电源是SLM中的智能型电源模块，智能型电源模块主要是由三个交流电组成在一起，三个交流电能够整合为直流电，进而为饮料包装设备各各模块提供动力。SLM智能型电源模块在能源供给中主要提供的电压最小为380v，最大电压为480v，所能够提供的最小功率为5kw，最大的功率为36kw。

西门子SIMOTION为了能够满足饮料企业对于不同型号的饮料包装的需求，在对于饮料产品整列方面饮料企业就可以自身进行调整，在操作界面上可以调整饮料整列顺序及间距，同时在分道电机上所使用的形式就是伺服控制，保证分道能够精准的将饮料整列。

饮料包装设备在产品装填环节中应用的是FESTO公司所研发生产的迟形带式带滚动导轨电缸，对于饮料包装设备上进行位置控制，保证每一种饮料瓶都能够在饮料包装设备上精准填装。

西门子公司在对于饮料包装设备SIMOTION运动控制系统所使用的软件为SCOUT。SCOUT是西门子公司最新的研究成果，拥有系统性的功能性能， 用户在实际应用中更加便捷，满意度较高的工程软件，SCOUT工程软件在实际设计中就已经包含了工程软件在研发设计中的全部环节，因此在实际运行中具有硬件组态、编程、检测等性能，同时还能够将饮料包装设备运行中存在的问题及时发现诊断。SCOUT工程软件通过图形方式对于用户引领，编程中主要以文字及图形结合的形式提示。

4 控制系统完成的功能

4.1 控制流程

饮料包装设备在对于饮料瓶分瓶的全部流程，装箱机主要是有三个子程序构成，分别是分瓶、装填、纸箱成型。

4.2 运动控制介绍

饮料包装设备装箱机在实际运用中主要分别两个功能，分别是分道整列及产品装填，全部都是由SIMOTION运动控制系统所完成。

4.2.1 产品分道整列

饮料包装设备分道板是链条式的传动形式，日常运行中的产品传输方面是不会发生任何改变的，但是链条是传动位置发生了偏差，分道板与进瓶隔板连接精准性就会下降，因此必须降低分道板在实际运行中出现偏差的可能性。因此设计人员在对于饮料包装设备分道板设计中单独安装了光电传感器，如果光电传感器发现分道板与进瓶隔板之间的精准性下降了，光电传感器就是被遮挡，通过光电传感器传输的信号判断分道板与进瓶隔板之间的距离。正常情况下，分道板与分道电机之间的距离应该控制在1.5mm左右，这样能够在最短时间内发现分瓶电机的位置偏差问题。如果分瓶电机是按照设计的距离运行，在结束运行后就会获得相对应的位置信息，电机在下次停止运行需要等待信号的启动。

4.2.2 产品填装

饮料包装设备在对于产品填装中主要流程槲甯觯分别是电机回零、自动装填、自动退出、手动装填、手动退出。

饮料包装设备所使用的电机为填装伺服电机，电机所拥有的编码器类型为多极旋变型，并不具备对于运行信息记忆工程，但是在装箱机上必须安装伺服电机设定装置，设定运动零点。西门子设计人员在对于饮料包装设备研究中，在电缸上安装了电感式开关，承担起伺服电机零点信号的作用作用。装箱机在实际运行中，操作板面上装填伺服电机会提示未对零点的信号。只有工作人员在对于伺服电机上零点设置后，装箱机才能够正常稳定运行。

5 结论

西门子在2005年推出的SIMOTION运动控制系统，主要对象就是中国的饮料企业，在西门子公司与我国饮料企业不断的完善升级中，SIMOTION所具有的性能越加完善，对于饮料企业产品包装十分重要。

参考文献

[1]西门子公司.SIMOTION MCC Motion Control Chart[Z].北京：西门子公司，2013.

[2]西门子公司.SIMOTION D使用手册[Z].北京：西门子公司，2012.

包装设备篇(3)

（1.上海健康医学院，上海200093；2.上海理工大学医疗器械与食品学院，上海200093）

摘要：泡罩包装是固体制剂的主流包装形式。尽管泡罩包装设备有多种类型，但工艺流程基本相同。按工艺操作顺序介绍了泡罩包装设备的主要工作机构，包括加热装置、成型装置、热封装置、打字压印装置、冲切装置。

关键词 ：泡罩包装；工作机构；分析

AnalysisofMainlyWorkingDevicesinBlisterpackaging

SunHuaiyuan1,2YangLiying1SunBo2GuQingqing2

（1.ShanghaiUniversityofMedicine＆Healthsciences,Shanghai200093;2.CollegeofMedicalInstrumentandFoodEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093）

Abstract：Blisterpackagingisthemainstreamformofsolidpreparationpackaging.Althoughblisterpackagingequipmenthasavarietyoftypes,theprocessesarebasicallysame.Accordingtotheprocesssequence,mainlyworkingdevicesinblisterpackagingwereintroducedincludingtheheatingdevice,moldingdevice,heat-sealingdevice,typingandstampingdevice,cuttingdevice.

Keywords：blisterpackaging;workingdevice;analysis

0引言

泡罩包装目前已成为固体制剂包装的主流。泡罩包装设备按自动化程度可分为全自动泡罩包装机、自动泡罩包装机及半自动泡罩包装机；按成型与热封结构型式可分为辊筒式泡罩包装机、平板式泡罩包装机和辊板式泡罩包装机。

尽管泡罩包装设备型式较多，完成工艺操作的方法也各不相同，但它们的工艺流程却基本相同。

其基本工艺流程为：薄膜放卷—加热—泡罩成型—药品充填—铝箔热封—批号打印—板块冲裁—包装。

本文将对完成泡罩包装工艺过程的主要工作机构进行介绍和分析。

1加热装置分析

泡罩包装设备的加热装置的作用是将药用薄膜加热软化至可塑状态，以便在成型模具上通过一定方式形成泡罩。

图1为辊筒式泡罩包装机的两种加热形式简图，即辐射加热和接触加热，或者称为外加热和内加热。外加热多采用石英玻璃加热管作为加热元件，数支加热管组成一个与成型模辊同心的弧形加热面，通电后产生远红外线，对绕在成型模辊面上的塑膜进行烘烤加热。内加热是将管状加热元件均匀置于加热辊体内，辊体与成型模辊接触且与成型模辊同步转动，通电后辊体变热，对绕在成型模辊面上的塑膜直接接触加热。

图2为平板式和辊板式泡罩包装机的加热装置结构简图，由上、下加热板构成，采用板式接触间歇加热方式，加热器有管状和片状两种，置于加热板中间。加热时，上、下加热板必须保持水平位置，以保证成型均匀性。

加热板运动有多种形式：上板运动有直动式和翻转式；下板运动一般为直动式；上、下板一起运动为直动式。

图2（a）即为上板直动式，图2（b）为上板翻转式。加热板上下运动是由气缸带动的。工作时加热板一般不动，在两板之间有0.5～0.8mm的间隙，塑膜从间隙通过，这样能避免热量损失，保证成型良好。

2成型装置分析

泡罩包装设备的成型装置的作用是将软化至可塑状态的药用薄膜通过一定方式形成泡罩。

图3为辊筒式泡罩包装机的成型装置结构简图，主要由成型模辊、动阀板、配气盘等组成。成型模辊转动时，配气盘上的真空接口通过动阀板上的长槽与成型模辊的真空孔道相通，真空孔道再通过与其相通的小孔将成型模辊模孔内的空气吸走，这时成型模辊面紧贴着受热软化的塑膜，膜面受到大气压力的作用，下面又形成了真空，于是塑膜被吸成了与模孔形状相同的泡罩，而在真空区外的塑膜没有被吸成泡罩。随着成型模辊的不断转动，辊面上包着的塑膜不断被吸成泡罩。

图4为平板式泡罩包装机的成型装置结构简图。下模座与下模具一起被固定连接在机座上，而上模具在旋转的凸轮驱动下垂直上下运动。当上、下两模具合模时，通过下模座的通道向成型腔吹入压缩空气。塑膜在压缩空气的作用下被吹成泡罩，同时也产生一个分模力和向下的压力。为了防止上、下模具在高压气体作用下分开，保证它们之间的密封性，平衡气室内要始终通入压缩空气，使之平衡，从而保证上、下模具之间有足够的合模力，同时还可以消除模具的安装误差，因为下模座是浮动连接的，所以在上、下模具合模时，下模具会依靠下面的平衡气自动找平衡和上模具良好接触。

图5为辊板式泡罩包装机的成型装置结构简图，由成型模、吹模、上模座、下模座、平衡气室、驱动轴、导柱等组成。当驱动轴旋转时，凸轮推动滚轮向下运动，通过导柱带动成型模向下运动，上、下模具合模，高压成型气从吹模的孔道进入成型腔，将加热软化的塑膜吹塑成型。成型的同时模腔内产生分模力，为了不使上、下模具分开，保证它们之间的密封性，平衡气室内始终通入压力可调的高压气使之平衡，从而保证上、下模具之间有足够的合模力。成型结束，凸轮推动滚轮向上运动，成型模也随着向上运动，上、下模具分开，一个循环过程完成。

3热封装置分析

泡罩包装设备的热封装置的作用是将单面涂有粘合剂的铝箔覆盖并牢固粘结在已填入包装药品的泡罩膜上，将被包装药品分别密封在泡罩内。

图6为辊筒式泡罩包装机的热封装置结构简图，其为辊式结构，由拉膜辊、封合辊、支架、支撑轴等组成，拉膜辊与封合辊平行安装。封合辊内装有管状加热元件，而辊面上加工有点状或网状网纹，以增加封合强度和外观美观程度。

拉膜辊面上制有与成型模辊面上排列一致的模孔，成型后的泡罩嵌入模孔中，泡罩带随拉膜辊的转动而匀速运行。拉膜辊内通入冷却水，用来冷却绕在辊面上的塑膜泡罩带，防止泡罩在热封合时受热变形。封合装置工作时拉膜辊匀速转动，并带动封合辊同步转动，在转动过程中将压在两辊间的塑膜泡罩带与铝箔牢固地粘合在一起。停车或工作结束时，封合辊立即离开拉膜辊。

图7为平板式泡罩包装机的热封装置结构简图。

其采用板式热封方式，上封合板内装有管状加热器，上、下封合板对应表面上制有网纹。由于板式封合接触面积大，为了在给定的系统压力下能封合牢固，所以在上封合板上方附加有增压缸。工作时，上封合板不动，下封合板在旋转凸轮的作用下，沿垂直方向作上、下运动，完成封合功能。

图8为辊板式泡罩包装机的辊式热封装置结构简图，其结构形式与辊筒式泡罩包装机相似。由主动辊、热压辊、支架、调整板、摆杆、气缸等组成。热压辊由气缸带动摆杆和支架压到主动辊上，当充填后的泡罩膜和铝箔通过主动辊和热压辊中间时，在温度和压力作用下，铝箔与塑膜粘合到一起。与图6所示结构相同，两辊压合时是线接触，封合压力大，封合效果好，生产效率高。影响热压封合质量的因素主要有两个方面：（1）主动辊与热压辊轴线不平行；（2）主动辊与热压辊母线不重合。因此，必要时需要对装置进行调整，以保证两辊相对位置正确，确保封合质量达到要求。

4打字压印装置分析

打字是在封合后的泡罩膜带上按设计位置等距离间隔打上生产批号或生产日期，以便保存和使用；压印是在泡罩膜带的封合带上压出易于折断的横向、纵向折断线，使每个泡罩成为单元块，容易从板块上分离，方便使用。

打字、压印装置是间歇运动的，间歇送入本装置的泡罩膜带由步进装置提供，打字、压印一般都在一个工位上完成。打字是包装必需的，但板块上可以不压印，可以只压横向切印或纵向切印，也可以横向、纵向切印一齐压出。横向、纵向切刀可以单独安装，也可以交叉安装。纵横切刀单独安装加工制造比较容易，但机构体积大；纵横切刀交叉安装在一起加工制造较困难，但机构体积小。

压印有热压和冷压两种形式：热压是将切刀装在有加热元件的刀模上，刀模上下运动，切刀在塑膜一面烫切出折断印迹；冷压是指在这种结构里不带有加热元件，而是用切刀在膜带铝箔一侧硌切出折断印迹。比较这两种压印方式，冷压刀刃是靠压力压入膜带的，所需压力较大，该方法对制造精度、安装精度要求很严格；热压比冷压容易，但由于切刀为热状态，泡罩受到烘烤会变形，因而热压印刀模的行程要大些，避免切刀离泡罩太近而使泡罩受热变形。

图9为辊筒式泡罩包装机的打字、压印装置结构简图，属冷压形式。膜带由步进装置送入动模板和定模板之间，连杆带动动模板上下往复运动，使打字板、切刀相对于字头夹、承刀板做运动，从而在膜带铝箔一侧打出批号和压出折断线。

相对于辊筒式泡罩包装机而言，平板式泡罩包装机的打字、压印机构一般较大，也采用冷压的方式，常用结构如图10所示。

传动系统使下座板在垂直方向作上下往复运动，当下座板带着打字托板（图中未画出）和压印槽板沿导向轴向上运动时，首先压印槽板与退料板通过弹簧的压力，将热封后的成型膜片夹紧，同时继续向上运动，使刀刃逐渐压入膜片中，而后再进入压印槽板的沟槽内，将膜片压出印迹，同时字头夹（图中未画出）在膜片上打出批号等。之后，下座板向下运动，压印槽板与压印刀片逐渐脱开，同时退料板在弹簧力作用下将膜片推出刀片，从而完成一个循环。

图11为辊板式泡罩包装机的冷压法打字压印装置结构简图，由压印刀、夹刀体（图中未标出）、退料板、垫板、导柱、往复轴等组成。驱动轴驱动往复轴往复运动，当垫板向前运动时，通过弹簧的压力将膜带压紧于垫板与退料板之间，刀刃逐渐压入膜带，进入垫板的沟槽内，此时批号和印迹同时被压在膜带上。之后，垫板开始返回，退料板在弹簧压力作用下，将膜带推出刀片，一个工作过程完成。

图12为辊板式泡罩包装机的热压法打字压印装置结构简图，由压印刀、夹刀体（图中未标出）、退料板、垫板、导柱、加热管等组成，夹刀体上装有加热管，使刀片在热状态下压印，其工作过程与冷压法相似。

装有压印刀的动板向上运动时，通过弹簧的压力将膜带压紧于垫板与退料板之间，刀刃逐渐压入膜带，从而在塑膜硬片一侧实现压印。此后，动板开始返回，退料板在弹簧压力作用下，将塑膜硬片推出刀片，一个工作过程完成。由于热刀片在瞬间软化塑膜硬片，容易压出印迹，故所需压力比冷压法要小，垫板上没有沟槽。这种方法对制造、安装、调整要求不太严格，但是对板块质量有一定影响。

5冲切装置分析

冲切是泡罩包装机的最后一道工序，它是把封合、打印好的连续的成型膜带按预定的数量和排列形式冲切成规定尺寸的单个板块。冲切分为有横边冲切和无横边冲切。有横边冲切模具一般沿垂直方向移动，无横边冲切模具一般沿水平方向移动。无横边冲切可以节约包装材料，但工作可靠性略差。冲切装置是间歇运动的，间歇送入本装置的泡罩膜带由步进装置提供。从传动上来看，冲切装置主要有两种形式：一种是凹模固定，凸模运动；另一种是凸模固定，凹模运动。

图13为辊筒式泡罩包装机的冲切装置结构简图，由凸模、凹模、直线轴承、导柱及模具板等组成。在连杆带动下，凸模板上下往复运动，凸、凹模合模时，膜带被冲切成单个板块后落入输料装置。至此包装机完成了全部工作过程。

冲切也可以与打字、压印三位一体放在一个工位上，如图14所示。该机构水平放置时，左边为打字、压印，右边为冲切；该机构竖直放置时，上面为打字、压印，下面为冲切。这种结构体积小、构件少，但机器的负荷比较集中。

对于平板式泡罩包装机，一般都是采用凸模固定、凹模运动的形式完成冲切工序。图15为平板式泡罩包装机的冲切装置结构简图。凸模固定在上座板上不动，当凹模在凸轮作用下，沿导柱上升到最高点时，凹模刃口上平面超过凸模刃口下平面，即相当于凸模进入凹模刃口内（一般进入深度为3.5mm），将膜带冲切成规定尺寸的板块。同时，凹模压迫退废料板一起向上运动，而退料装置在气缸作用下向下运动，将冲切好的板块推出，落在输送机传动带上运走。之后，凹模沿导柱向下回落，同时退废料板也在弹簧的作用下复位，使冲切后产生的废料边脱离凸模，由收废料机构带走。

图16为辊板式泡罩包装机的冲切装置结构简图，采用凹模固定、凸模运动的形式。驱动轴带动连杆作往复运动，推动凸模座板沿导柱向前运动，同时退料板通过弹簧的压力将膜带压紧，凸模进入固定不动的凹模刃口深度达3.5mm左右，将膜带板块冲切下来。之后，凸模返回，一个循环完成。

6结语

泡罩包装技术近年来发展快速，薄膜加热、泡罩成型、铝箔热封、打字压印、板块冲裁等是泡罩包装工作过程中的主要工艺操作。本文通过对泡罩包装设备的主要工作机构的介绍，为进一步了解泡罩包装设备的核心组成及其工作原理提供了一定的基础。

［

参考文献］

[1]宋利君，张雅君，王兴.PVC/PE复合硬片替代泡罩包装中PVC片的应用研究[J].包装与食品机械，2015（2）.

[2]孙怀远.药品包装技术与设备[M].北京：印刷工业出版社，2008.

[3]刘雄心，谭铁仁，李梦瑶，等.平板式泡罩包装机成型装置凸轮曲线的改进[J].包装与食品机械，2012（5）.

[4]王林宽，施雯宇，胡永胜，等.DPB-250G型平板式自动泡罩包装机的研制[J].医疗卫生装备，2012（8）.

包装设备篇(4)

高科技医疗设备制造产业虽然在我国起步较晚，但其发展速度却很快，与之配套的医疗设备包装技术也不断推陈出新。由于医疗设备大多为体积和重量相对较大的高精密产品，且技术含量较高，因此医疗设备制造企业对其包装提出了更严格的要求。

目前，我国进出口医疗设备的包装普遍采用木质包装，其中原木包装箱和胶合板包装箱是最常见的两种类型。对于用于出口的原木包装箱，还要进行必要的熏蒸消毒处理，这使得医疗设备整个包装过程的成本徒增，且费时费力。对于胶合板包装箱，由于其板层之间的胶黏剂在高湿运输环境中容易发生霉变，也使得医疗设备包装企业颇受困扰。另外，随着环保呼声的日益高涨，国内外一些组织和机构都对包装提出了更多的环保控制要求，如欧盟要求在包装设计研发中倡导可持续发展的轻量化绿色包装，规定产品包装的设计、制造、使用和处理均要符合低能耗、少污染等环保要求，且在满足安全、方便、易于销售等功能的条件下，包装设计应采用轻量化、可循环再生的包装材料。

重型瓦楞纸板的特点及优势

1.特点

受木质包装多种缺陷和林木资源日益匮乏的限制，以及全球绿色环保趋势的逐渐兴起，木质包装在医疗设备包装中的使用率正在逐年下滑，而以纸代木的重型瓦楞纸箱近年来开始得到医疗设备包装企业的关注和应用。重型瓦楞纸板由高定量、高性能的牛皮纸配以高性能的瓦楞芯纸制成，其中AA型和AAA型瓦楞纸板较为常见。重型瓦楞纸板具有很好的边压强度和戳穿强度，还具有质轻、抗压、耐戳穿、抗撕裂、缓冲性好、易加工成型等物理性能，以及良好的印刷适性，以其制成的医疗设备包装件正在逐步替代传统木质包装件的市场地位。

2.优势

(1)包装减量化方面优势突出

重型瓦楞纸板凭借其独特的对楞结构，与同样厚度的普通纸板和木质胶合板相比，其面密度要小得多。以5层AA型瓦楞纸板为例，其厚度为10mm左右，但综合抗压性能却能与同等厚度的6厘钢带木箱媲美，而面密度却只有同等厚度普通纸板的1/2。据实际测算，全纸重型瓦楞纸箱的重量可比同规格木箱低50%，不仅节省了原材料和生产成本，还能降低运输费用、减轻劳动强度，以及避免因蛮力搬运对内装产品造成的损害。

(2)具有更好的缓冲性能

A型瓦楞是重型瓦楞纸板的主体结构，单位长度内的瓦楞数量少，且楞高最高、间距最大，这使得重型瓦楞纸板具有更好的缓冲性能，特别适合医疗设备等对冲击和碰撞要求较高产品的包装。

(3)具有较好的易操作性和拆包友好性

与木箱相比，重型瓦楞纸板不需要借助特殊工具即可实现包装作业，且不存在因木箱毛刺、锋利钢带等对人体和设备造成损伤的风险。此外，为避免因重型瓦楞纸板堆积过高对搬运和安装带来的不便，可选择将产品 放好后再套上重型瓦楞纸板围板的方法，不仅利于装箱，而且成型操作十分快捷方便，不需要螺栓或铁钉等工具。当不使用瓦楞纸板围板时，可将其折叠堆垛存放，以减少运输成本及储存空间。

(4)具有更好的耐候性

在海洋运输过程中，由于温差、湿气等原因，使得储运条件极其恶劣，极易产生水凝现象。重型瓦楞纸板由于内部的中空结构充满了空气，与外部环境形成了一种典型的空气动力学交换模型，从而加强了重型瓦楞纸板内外之间的能量交替，促进了内外温湿度的动态平衡，因此有效避免了水凝现象的产生，相比常见的木箱包装，重型瓦楞纸箱更能保护医疗设备的运输安全。

应用实例

目前，单一或组合型重型瓦楞包装解决方案在医疗设备包装领域越来越盛行，经过合理配置和设计，重型瓦楞纸板已经可以胜任绝大部分医疗设备的包装。下面，笔者将以一款医用台车的包装设计为例进行简单说明。

这款医用台车最初的包装形式为木质卡板配以5层普通瓦楞纸箱，木质卡板允许在运输时堆码2层。顺应市场需求，这款医用台车后来改用特殊的轻质材料制成，这同时也对其整体包装提出了轻量化要求。对此，包装设计人员开始尝试对木质卡板进行结构优化，但木质卡板的重量降低比例并不大，且对木质卡板进行优化的同时也降低了底层木质卡板的堆垛安全系数。

经过进一步探究，包装设计人员最终研发出了一种全新包装设计――重型瓦楞全纸卡板（如图1）。其选用重型瓦楞纸板来制作全纸托盘，全纸托盘的面板则采用了高定量防水牛皮纸制成的AAA型重型瓦楞纸板，并由高性能B型普通瓦楞纸板将其上下两面整体包面；脚柱采用了“回”型竖楞普通瓦楞纸板支撑，四周由加强筋包裹，底部加强筋还采用了防水性能较好的10mmAA型重型瓦楞纸板包边。采用这种包装设计代替原来的木质卡板之后，整体重量减低了60%。

另外，包装设计人员还对重型瓦楞全纸卡板进行了安全评估试验。安全评估试验除进行了必要的包装性能测试项目以外，还着重对重型瓦楞全纸卡板的抗弯性能进行了强化试验，图2为用以模拟机械搬运过程力学模型的自制工装平台。试验结果表明，重型瓦楞全纸卡板可以经受标准承载10倍的荷载而不断裂。此外，重型瓦楞全纸卡板还能同时适应手动叉车和机动叉车的作业。

以上应用实例体现了重型瓦楞纸板在医疗设备包装中的应用优势，并满足了设计阶段的各项指标。不过，这种包装结构也存在一些缺陷，因此必须将其跟踪到实际生产作业中，并在操作方面注意以下几个方面。

(1)避免大力碰撞脚柱及全纸托盘的面板，以防脱落，重型瓦楞全纸卡板承重时须先打好包装再开启叉车，严禁斜角位移。

(2)重型瓦楞全纸卡板虽然进行了防湿、防潮处理，但还是要将其放置于干燥通风的地方，作业时应注意防水。

(3)注意产品的放置方式，全纸托盘的面板边缘须增加护角保护。

可见，重型瓦楞纸板的综合优势显著，其在医疗设备包装特别是大型医用诊断设备包装中的应用已得到广泛认可。同时，重型瓦楞纸板在应用中尚存在一些现实问题，如配套生产能力不足，对原材料及设备要求较高，在经济欠发达地区还不具备生产能力或规模。另外，重型瓦楞纸板的防水性能、抗弯强度等物理属性亟待改善。

包装设备篇(5)

关键词：软膏；浪费收率；灌装量；清场；标准偏差

1 设备概况

IWK包装集团是全球最大的包装设备技术和服务供应商之一，在乳制品、食品、消费品、制药及化妆品领域拥有丰富的经验。为了满足市场供应，提高企业竞争力公司引进了定制的IWK软膏灌装包装生产线，最高灌装速度可达300支/分钟，是世界最快的软膏灌装生产线之一。灌装产品的单支标准灌装重量5g/支，灌装精度在理论条件下可达±0.05g。但由于灌装的软膏粘度较高，气泡不易排出，且受设备高速运行影响，在线收集到的实际绩效与理想状态还存在一定差异。特别是在设备投入运行初期阶段遇到了一系列的问题，是企业亟待解决且收益很大的公司战略性项目。

2 浪费分析

灌装过程中的有形浪费主要分为软膏以及包材的浪费，按照金额分析后主要分布如下：（1）软膏51%（直接报废和不合格药管中的药膏）。（2）包装铝管39%（上料，传送以及灌装过程中的损失）。（3）由于包装失败导致的方单、小盒中盒总计10%。

其中损失最多的软膏又包括以下四种：（1）生产过程中GMP要求定期清场浪费的软膏。（2）灌装完成后在称量检验以及小盒、中盒包装及传送过程中变形损坏的药管。（3）灌装后超出标准重量范围的的药管（包括低于和高于标准重量的不合格品）。（4）灌装量不稳导致的超出规定药管重量平均值的药管中的软膏（不仅对单支重量上下限有所规定，对整批产品平均装量也有严格要求）。

3 浪费绩效指标管理

对于企业成本管理控制来说，产品收率是尤为重要的指标之一。因此，用生产过程中关键主料的收率来衡量生产过程的水平也是非常必要的。

软膏灌装包装线的收率计算方法为：（每批次实际产出的成品支数/批次主料投入量理论产出成品数量）*100%

影响收率的关键因素是软膏半成品的利用率。因此，金额损失比例最高且对收率计算起决定性作用的软膏半成品成为了此次研究项目的重点。

4 关键浪费详细分析

（1）药物生产过程中GMP要求定期清场浪费的待包装半成品软膏。新版GMP第194条明确要求：“每次生产结束后应当进行清场，确保设备和工作场所没有遗留与本次生产有关的物料、产品和文件。下次生产开始前，应当对前次清场情况进行确认。”因此，清场是每个药厂必做的工作。同时，对于非无菌制剂生产的清场，也应该明确大清场与小清场的频率和要求，避免不必要的浪费。经过分析，此类膏体浪费大概会占到总膏体浪费的37%。由于软膏类药品与片剂、胶囊类剂型药物特性不同，在进行包装作业时半成品药膏会粘附在设备内壁、传送管路以及半成品储存罐中而且很难清理得非常干净。因此造成一定的膏体浪费是无法避免的。GMP要求每一批次的产品完成生产后都要进行小清场，避免批次间产品的混入，严格保证药品的可追溯性。但是在保证药品安全、质量的前提下，合理地设定大清场的频率可以减少清场中不必要的浪费。（2）灌装完成后在称量检验以及包装小盒、中盒传送过程中变形损坏的药管。在设备投产初期此类浪费占到总膏体浪费的25%。因为药品的特殊性，需要对每支灌装后成品进行检重，对不符合装量要求的予以剔除，也要规定整批药物合格品的平均装量范围。这是细化绩效管理的需求也是找到问题，发现改进机会的数据统计的需求。由于对设备熟悉度低，缺乏参数设定、日常检查、故障处理的经验，设备运转初期在灌装，小盒、中盒包装设备中以及之间的传送时会出现较多的药管变形损坏。随着设备磨合期的度过，操作人员和维护人员经验的丰富，设备参数优化以及持续改进可以降低此类浪费。（3）灌装后超出标准重量范围的药管以及灌装量不稳导致的超出规定药管重量平均值的药管中的软膏。这两类膏体的浪费都与设备的灌装稳定性有关，占到了整体膏体浪费的38%，也是膏体浪费中比例最高的。在经过初期磨合设备稳定生产后，设备灌装量不稳定导致的灌装量高于规定重量，虽然仍为合格品，但是却会导致每批产品产出的成品支数减少，属于超出顾客需求的质量标准的浪费。（所谓好的产品质量，体现了满足顾客需求的产品符合度，任何低于或高于顾客需求的产品特性从某种程度来说都是不合格品。）由于灌装量不稳定会影响生产过程中的所有产品，因此也是影响范围最广，程度较高的浪费。此次分析的软膏5品，为了避免出现单支装量超下限的不合格品，我们将灌装目标设定为5.1g，而实际每批的平均装量为5.25g左右，这样就会影响收率水平约5%（平均每支浪费0.25g）。为了了解设备的灌装精度收集具有代表性的样品进行统计分析，样品的平均值为5.25g，标准偏差0.05。在灌装量标准偏差一致的情况下如果目标装量设定值过高，会造成平均值高于目标值导致不必要的膏体浪费；如果设定目标值过低，则会提高低重不合格品比例，同样也会造成膏体的浪费。因此，减小灌装的标准偏差是降低此类浪费的关键。另一方面，灌装是三个灌装针同时进行的。经过箱体图及平均验证（P

5 改进及持续管理

（1）针对减少清场中软膏浪费，最直接有效且长期稳定的解决方案就是延长大清场的周期。合理的大清场周期需要质量部，技术部及生产多部门共同探讨并设定。同时与排产部门寻找合适的时机进行清洗周期延长相关的验证。除此之外，合理安排设备改进，设施改造以及降低生产过程中的偏差都会减少由此导致的不必要大清场，从而降低直接报废药膏带来的对收率的影响。同时，对清场流程进行详细分析并标准化，在满足质量安全的前提下将储存罐、传输管路和设备中残留的半成品膏体尽量排空利用，也减少了清场对于收率的影响。（2）为了减少设备故障导致的变形药管数量，通过一线人员和工程师的分析，找到问题发生的根本原因，对设备运行的参数进行标准化设定，对备件更换流程和点检内容进行明确的标准化并通过可视化管理进行强化。（3）通过之前的分析，我们将灌装值标准偏差大的问题焦点集中到了缩小不同灌装针之间的差异上。因此，通过不同灌装针结构，备件更换方法、频率等影响灌装量各因素的详细分析，将灌装针作为定期点检的重点对象，也对备件的更换，灌装参数的设定进行了标准化的规范管理。经过一系列的管理改进，灌装量的标准偏差缩小到0.02，这也为降低我们的灌装设定目标值奠定了基础。通过实践，最终成功的在不增加低重不合格品的前提下将每批的平均灌装量降低到5.15g，标准偏差0.02，收率提高1%。

6 结束语

包装设备篇(6)

机械机构分析及各不同构件的包装方案

对于机械设备各不同部件来说，由于其结构形式的不同所采取的包装方案及防护方案是不同的。机械设备的基础部构件包括地脚螺栓、机体底座等。对于大型机械设备来讲，其地脚螺栓一般按不同规格进行成托包装。如需进行远距离运输并要求可以进行堆码运输，则将其按不同规格分类进行可堆码木箱或铁箱设计。对于机体底座来讲，如其与设备主机组装发运且机体底座之上设计有吊运装置（吊耳或吊孔），底座部位可进行裸装运输。同时，对机体部位外露传动部件（包括传动轴轴头、电机等）需进行包装防护，包括防锈、防水以及局部扣箱防护。机械设备的传动部包括主电机、减速机、联轴器等。成台套机械设备在完成设备装配、试车以后，其中已装配完善的部件在满足运输要求的情况下，不需进行拆解，以保证装配精度以及装配把合件的寿命。所以大型机械设备，其传动设备可以装配在安装底座之上进行产品运输，但对于该种情况下的各传动设备（主电机、减速机、联轴器等），必须进行单独包装防护。根据机械设备不同的工作性质，其工作部件的结构以及防护要求亦不完全相同。首先以某公司生产的圆锥破碎机的工作部分圆锥部为例进行说明。圆锥破碎机的圆锥部由锥体部与偏心轴组成，见图1，由于其结构的特殊性，且其重量较大，在产品的运输中必须对其进行包装防护。其偏心轴表面加工精度达到Ra1．6，为了防止运输中偏心轴加工表面受到损伤，同时考虑产品运输中的稳定性。在仔细分析该产品部件后，确定其包装方案为钢制托架，同时在托架与偏行轴接触处设计有弧形板，包装中在托架弧形板与产品接触处垫橡胶板进行防护。该包装方案见图2。其次以此公司生产的反击式破碎机中工作部件转子部进行说明。转子部由转子与传动轴组成，工作中工作板锤组装在转子上面，转子旋转时板锤与反击板撞击矿石使矿石破碎。转子部的机构特点见图3，在分析转子部的结构与规格后，确定对其传动轴进行防护的情况下采取木箱包装。利用木箱包装首先要确定产品的固定方案，同时满足产品的吊运要求，并对产品形成了封闭防护。

机械产品包装主要包装形式

根据机械产品的结构与规格，其包装形式有以下几类：裸装、木托盘、铁托盘、木箱、铁箱。其防护形式包括防锈、防水、防震、防冲击等。根据包装形式的不同，防护形式有局部防护与整体防护等。如裸装产品的外露加工面或裸装部件中的关键产品（机体所附主电机等），需对其进行局部防水包装。木托盘、铁托盘所包装产品需具有如下特点：产品结构强度较大、运输距离较近等，但须对其进行防锈处理，以避免产品锈蚀而影响使用精度。木箱包装产品具有如下特点：产品加工面需特殊防护，产品要求防磕碰，产品质量为1000～15　000kg等。在进行产品的木箱包装时，需注意：产品的固定；产品加工面的防护；产品的防水、防锈处理等。铁箱包装产品具有如下特点：产品单重较大，产品表面硬度较大，为耐撞击件，产品为集重散件。其中产品为集重散件时需先装小包装后再装入铁箱之内，另外在包装中要尽可能减小箱体内部空隙，以防产品在箱内的串动，使产品损坏或箱体破坏。在机械设备的包装中，针对具体产品应该采取具体的包装方式，需考虑产品质量及规格、产品结构、产品表面精度等。

重型机械设备包装木箱结构标准化

重型机械设备有产品结构较复杂、产品拆解部件较重、尺寸较大以及产品结构具有变化性等特点。这些情况给产品的包装带来了较大的困难，其中包括产品的箱内固定等。针对此种现象，在研究国家包装木箱标准以及亚洲包装木箱标准的基础上，进行了包装框架木箱的设计。通过标准化的包装木箱设计，使木箱在保证强度的基础上减少木材的使用量。同时，标准的结构形式方便了包装施工人员的制作，节约了包装时间。按照标准设计的框架木箱，其结构有以下几点优良特性：侧板、端板形成独立的结构，其作为一整体的受力构件承受箱体的堆码载荷以及起吊绳索的侧压力；侧板、端板同时与底座组合为一体，从而增强了木箱整体的抗弯强度。框架木箱标准结构见图4。

包装设备篇(7)

【关键词】包装机械行业 发展现状

包装机械行业在我国的起步较晚，发展历史较短，改革开放以后，随着我国经济的发展，包装机械行业迅速发展，随着人们生活水平的不断提高，包装机械行业面临着光明的发展前景，因此，充分了解我国包装机械行业的发展现状，有助于行业内的更新换代，实现包装机械行业的可持续发展。

1 包装机械行业的发展现状

我国包装机械行业起步于20世纪80年代，由于我国包装机械行业起步较晚，在很长时间内我国的包装机械都需要从国外进口，严重依赖于国外的设备。统计显示，从20世纪80年代开始，我国的包装机械进口总额高达20亿美元，成为世界上第二大包装机械设备进口国。这些进口设备为我国的饮料、乳品、啤酒行业的发展提供了强有力的支撑，同时在进口设备的基础上，我国包装机械设备进行了技术革新，保持和发达国家的同步发展，尤其是我国的部分灌装与封口一体设备已经达到较高水平，包括塑料饮料瓶、酸奶杯、无菌包装成型设备和贴标机等水平得到了提升，已经可以满足中型企业的需要，甚至部分包装机械设备的生产水平已经处于世界领先位置。

但是在我国包装机械行业飞速发展的同时，也应当看到我国的包装机械行业和国外的先进设备之间依然存在着差距，部分机械设备依然依赖于进口，这是因为进口包装机械需要的包装物也相应需要是进口的，例如塑料瓶包装机械设备，由于我国的部分塑料瓶要求是进口，因此就需要采用进口的机械设备进行生产，从而增加对于外国机械设备的需求量。当前我国的部分机械设备如饮用水、碳酸饮料和茶饮料的前处理设备基本可以满足生产需求，热灌装环境下的包装机械设备也能满足国内需求。随着热茶、果汁饮料的需求量增大，近两年，各大饮料厂相继推出大容量的茶或果汁饮料，普遍采用的是多次吹瓶工艺。目前，乳品企业在前处理方面基本上是选用国产设备，价格便宜，而在包装材料、灌装、喷码等关键工序大多采用进口设备。

2 当前我国包装机械存在的问题

虽然我国的包装机械行业飞速发展，已经能够满足国内包装需求，但是，其生产技术、相对质量、技术开发能力、自动化程度等方面和发达国家存在着明显的差距，从而制约了我国包装机械行业的进一步发展，下面详细的分析了我国包装机械行业内存在的问题。

2.1 质量方面的差距性

当前我国包装机械行业存在的首要问题是质量问题，在世界范围内，包装机械质量最好的当属德国产品，凭借着其质量优势，德国包装机械产品受到了市场的青睐，占据了整体市场的25%左右，但是高质量产品同时也带来了高价格，部分企业很难承受德国机械产品的成本。当前我国的包装机械生产技术较为落后，同时生产方式较为落后，甚至部分设备还是20世纪90年代进口设备，因此其生产产品的质量较差，产品的规格型号的差异性较大，因此在市场竞争中处于劣势。

2.2 独立开发能力的欠缺

包装机械的发展离不开机械技术的进步，当前我国的包装机械升级研发依然停留在仿制的阶段，对于进口的机械设备进行重新的测绘后再进行适当的改造，但是不能够掌握外国先进设备的核心技术。同时我国包装机械的科研和开发投入较少，产品缺少科技含量，相应的创新工作跟不上，从而造成包装机械产品难以更新换代，更不能够紧跟市场研发相应的机械设备。我国的知识产权意识缺乏，对于知识产权的保护也缺乏有利的法律制约，这就导致产品的模仿现象严重，部分研究人员历经心血研发的先进设备在段时间内就会出现仿制产品，并短时间内投放试产，造成了知识产权的侵权，给研发人员带来了巨大的经济损失，从而在一定程度上也降低了企业对于新技术的研发。

2.3 设备自动化程度不足

随着电气自动化技术的发展，包装机械设备也向着自动化的方向发展，国外先进的包装机械重要的特征之一就是其自动化程度较大，提高了产品精度，同时减少了人力的使用。但是，我国对于自动化包装机械的研发较少，再加上我国的人力资源充足，劳动力成本较大。因此，部分包装设备严重依赖于人力资源，从而造成包装机械行业逐渐落伍。此外，包装机械产品功能上的不足，也造成了其市场竞争力较差，没有核心基础作为支撑，产品的利润率大大降低。

3 我国包装机械行业的发展趋势

我国的包装机械行业有了长足的进步，但是，在包装机械产品需求量逐渐增大的背景下，我国的包装行业必须摆正发展位置，提高机械设备的功能，努力把产品做的更加精细化、合格化、智能化，才能够在激烈的市场竞争中占据有利位置。

3.1 高新技术的应用

高新技术的应用是发展包装机械行业的关键，随着科学技术的发展，传统的包装机械已经不能满足实际的生产需求，逐渐退出了历史舞台，例如在早期阶段使用的机械式控制设备已经不能适应需求，逐渐发展为后来的光电控制、气动控制等控制形式。但是随着加工工艺的发展，对于包装参数要求也越来越高，这就需要新技术的研发和应用。当前包装机械涉及到机、电、气、光、磁等各个方面，在设计过程中，要提升包装机械的功能，就需要实现机电一体化控制，尤其是把计算机技术和包装机械结合在一起，实现整体结合的最佳化。

3.2 模块化的设计趋势

包装机械是由不同的模块组成，在整个设备中由不同的功能系统组成，不同的系统发挥着不同的功能，因此，要实现各个系统模块之间的独立性设计，避免某一模块的故障影响到整体的系统运行，例如对于用于设计不同形式的计量装置，螺杆式、量杯式、称量式等等，要保证其机架总体设计符合产品需求。此外要提高系统运行的可监控度，对于出现的故障问题可以通过智能化方式进行检测和维修，提高其运行可靠度。

3.3 智能化的应用

当前随着智能化技术的发展，也为包装机械的发展提供了良好的借鉴，采用智能化控制技术可以实现精确计量、高速充填和包装过程自动控制等生产过程，极大的提高了包装产品质量。同时智能化技术提高了生产率，例如采用伺服技术，可以直接驱动设备，减少机械传动，缩短传动链，并根据生产状况来自动调节生产参数。智能化技术是当前包装机械行业发展的重点，也是市场竞争的焦点。

3.4 卫生和安全性的要求

随着人们对于食物安全性要求的提升，包装机械也面临着卫生和安全的挑战，当前我国开始重视包装机械的质量要求，并对不同的设备进行了详细的要求，如设备的使用环境、用材、结构设计、外观、用后清洗等标准制定都应有详细的规定和要求。

结语

随着我国经济的发展，我国的包装机械行业飞速发展，为其他行业的发展提供了有力的支撑，但是我国的包装机械行业也面临着很大的挑战，这就需要包装机械行业认清我国行业内发展存在的问题，寻找和国外行业的差距，并提高包装设备的高新技术应用，实现智能化应用，并注重设备的卫生和安全性要求，实现包装机械行业的可持续发展。

参考文献

[1]陈建民.我国包装机械行业发展现状[J].机械工业标准化与质量，2012（4）.

[2]赵淮，林泽梅.我国包装机械行业现状和提高技术水平思路[J].中国机械工程，2003（5）.