中国日用玻璃协会/中国包装联合会专家 翁建忠
三、成型设备智能化现状及未来发展方向
制瓶机是玻璃瓶罐成型设备中的核心装备，除此之外，还包括供料道、供料机、机前输瓶机、热端喷涂机、转弯机、推瓶机、横向输瓶机、退火炉、冷端喷涂机、检验机及智能检测等配套成型设备。在全球制造业加速向数字化、智能化转型的大背景下，玻璃成型设备市场也正经历着深刻变革。数智化升级已成为玻璃成型设备行业提升生产效率、降低成本、提高产品质量和增强市场竞争力的关键路径，玻璃瓶罐成型设备将围绕智能化、绿色化两核心方向发展。
1、行业数智化现状
我国日用玻璃行业制造企业数量众多，但市场分散，我国智能装备渗透率不足 10%，相较全球市场 20% 的渗透率，整体智能化程度与国际水平尚有较大差距，目前正处于快速发展初期。国外企业对产线智能化水平重视程度较高，如 EMHART、HEYE、BOTTERO、BDF、山东三金等企业在以下数智化方面已进行了多年的布局。
- 全伺服供料机：采用高性能运动控制器，对各伺服机构进行控制，利用可变电子凸轮曲线，实现异料重柔性生产。与制瓶机、视觉料重系统、冲头过程控制系统等搭配，实现玻璃瓶料重闭环控制生产模式。
- 视觉料重系统：通过高清视觉相机，完成料滴实时连续拍摄，自动测量料滴的长度、直径、摆动角度、温度等数据，通过 3D 数字建模精准计算当前料滴重量，通过伺服系统，实时调整匀料筒及冲头参数，实现料重及料形的闭环控制。
- 智能涂油机器人：机器人与制瓶机协同动作，实现初 / 成模、口模（机组不停机 / 停机）自动涂油，提高模具相关内腔面碳膜层的质量。机器人替代人工，消除劳损、降低模具油用量及更换频次，延长模具寿命。
- 压力比例控制：采用比例阀，将倒吹气、正吹气、初 / 成模开关过程分为多个阶段，根据成型工艺需求，各阶段采用不同的动作时间及压力值，可减少玻璃瓶缺陷，提升合格率。
- 冲头过程控制：如艾姆哈特 PPC - Plunger Process Control 冲头过程控制、BDF 的自动料滴重量控制系统（IWS - Integrated Weighing System）、海叶 HPC - Heye Process Control 冲头过程控制，针对冲压成型工艺，冲头与料滴接触，通过冲头位置传感器、控制系统、全伺服供料机交互通讯，调整供料机上相应的冲头或匀料筒高度，实现料重精确稳定的闭环控制，减少瓶口等缺陷，提高机速和质量。
- 模具温控系统：初模和成模侧利用传感器检测模具温度，通过 PID 算法控制冷却风量，实现模具温度的精准闭环控制，解决模具冷热不均产生的玻璃分布不均、玻璃瓶椭圆度和垂直度等缺陷。
2、数智化未来发展方向
- 智能柔性化产线：利用高动态响应伺服、视觉检测、机器人分拣等技术，实现核心设备制瓶机与上游供料机、下游检测设备等无缝对接，构建自适应生产链，单线支持多品种、小批量的订单生产，满足日益增多的定制化需求。
- 智能产线检测：在玻璃瓶未进退火炉前，运用视觉检测玻璃瓶的几何瓶口尺寸、气泡、裂纹等技术参数，提前发现玻璃瓶罐质量缺陷，并将缺陷参数汇总分析后反馈给制瓶机和供料系统及时纠正，提升产品合格率，降低单位成本。
- 数字化工厂：采集制瓶生产线压力、温度、流量、位置、缺陷等各类参数，通过网络将数据实时上传至客户数据中心或云端，根据生产线数据优化工艺参数，闭环实时调整产线成型设备运行状态，实现最优化生产。同时用户可根据产线数据进行生产效率分析、设备管理、缺陷诊断及业务协同，实现数字化管理，向智能制造转型。
3、绿色化未来发展方向
- 轻量化生产：小口压吹工艺（NNPB）是目前国内外常用的轻量化生产技术，通过 “精密压制 + 比例吹制” 的工艺革新，解决了小口径玻璃瓶的轻量化与高精度制造难题，成为轻量化玻璃瓶生产的核心成型工艺。中高端玻璃瓶轻量化生产在行业内基本上属空白市场，近年来，国内外回转式制瓶机在小口压吹成型（NNPB）及减重瓶轻量化生产上也有成功案例，但在轻量化度上还需持续摸索创新。
- 节能降耗及环保升级：利用伺服驱动机构替代传统气动机构，实现成型设备全伺服控制，有效降低能耗及现场噪音。利用智能模温控制技术，合理控制冷却风时间及风量，实现绿色节能。
四、总结
当前行业领军企业已集成全伺服供料机、视觉料重系统、智能涂油机器人、压力比例控制、冲头过程控制、模具温控系统等先进技术，实现了完整的生产数据闭环控制，显著提升单位时间产能与良品达标率。未来将聚焦柔性化产线、智能产线检测及云端协同的智能生产线，通过多伺服协同、5G+AI 实时数据分析等技术，实现转产周期短、单位能耗低、动态柔性强，最终达成全产业链数字化管控目标。
回转式制瓶机产线通过集成全异重伺服供料机、多轴伺服联动控制系统、视觉系统及工业机器人等，已具备一定柔性化生产与智能化控制的特征，但需进一步深化先进技术融合，持续创新，探索出适应回转式制瓶机的独特发展路线，为行业发展贡献一份力量。
总体而言，行业正通过数智化升级与低碳绿色化创新，通过节能减排增效、实现质量跃升，加速向智能制造与可持续绿色发展目标迈进。
参考文献:
【1】 中国第一台制瓶机器(林取机)的历史-赵民生(玻璃塘瓷与眼镜2020年3期)
【2】 玻璃包装容器机械化制造简史-杨文丰
【3】 湖北楚大智能装备股份有限公司官网 www.chuda.cn
（来源：日玻协会）