2.1 机械设备的模块化

任何机械设备的产品生产过程都可分解成一系列简单工艺的组合。以包装机械中的酸奶塑杯成型、填充、封口和裁切机为例，可将该机器完整的生产工艺过程分解为塑杯成型、酸奶填充、塑杯封口、裁切这几个简单工艺的组合。在进行机器设计时，可以根据这些工艺动作将机器分解成多个功能模块，每个功能模块负责完成一个相对独立的简单工艺。根据机器所需的完整工艺过程，再将不同的功能模块进行组合。需要注意的是，许多常用的简单工艺功能模块（如放卷、成型、收卷、填充、封口等）可用于不同种类的机械设备（不限于包装机械）。某个工艺功能模块开发、制造、使用并完善后，就可直接（或稍加修改后）用于众多不同的机器。这个过程与儿童搭积木类似，先做好一些常用的玩具模块，利用这些模块可快速地组合出各种各样、功能各异的玩具物件。将同样的原理用于机械设计和制造，就可大大降低新机型开发的复杂度，减少机器的开发时间。

图2-1所示为传统机械式酸奶塑杯包装机结构示意图。一个主电动机通过一根机械长轴驱动塑杯成型、灌装封口和冲裁三个工艺段。根据前面提到的模块化思路，可将该包装机按照工艺过程分解为塑杯成型、灌装封口、冲裁三个工艺模块。每个模块的功能相对简单、独立，可由各模块自有的电动机驱动实现其工艺功能。整个机器的完整工艺功能则由各模块的功能组合实现，如图2-2所示。