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本书将以包装等行业的机械设备为例，说明机械设备及其相关自动化和驱动产品及解决方案的发展情况。在四十多年前的国内市场上，有许多散装的食品和饮料出售。那时要买酱油或醋，需要自带瓶子；要买月饼或蛋糕，售货员称重后会用纸将它们包装起来交给你。上述场景现在几乎见不到了。酱油和醋已改由灌装机进行灌装，灌装过程更加卫生，灌装量更准确；月饼和蛋糕也改由食品包装机进行包装。在产品出售前先进行灌装和（或）包装的优越性在于：更利于保证产品不易变质，更方便经销商运输和存储，更利于消费者购买和携带，还有利于产品生产商进行产品宣传和促销等。
随着市场对包装精度（如包装量误差）和质量（如卫生标准）、包装生产的高效率和低成本等需求的不断提升，包装机械生产商逐步改进其当前所制造机器的性能或开发新机型以满足市场的需求。由于不同的商品具有不同的物理和化学特性（固态、液态、粉末、易变质、易挥发等），为更好地保护商品，应采用不同的包装形式。这就使得包装机械设备的工艺种类繁多，如裹包、灌装、泡罩包装、无菌包装等。即使是完成同一包装工艺的包装机，由于包装机的设计和开发者的设计思路不同，机器的工艺原理和机械型式也会有所不同。例如，为了实现将粉末状产品装入袋子这一功能，有一种包装机利用采购来的预制袋，将粉末状产品灌入袋子后再封口；另一种是垂直设置的机器，可顺序完成制袋、灌装和封口；还有一种机器是水平设置的，也可顺序完成制袋、灌装和封口。由于包装机的工艺原理不同，机器中的机械部件以及它们的运动形式就不同，这就使得这些机械部件间的运动关系也不同，因此这些包装机械所需的自动化和驱动方案也不一样。
不同机器的自动化与驱动解决方案可能是由不同的电气工程师各自分别设计的。所以有时候会有这样的情况，即使是按照同样工艺原理工作的包装机，可能会存在不同形式的自动化与驱动系统解决方案。例如在有些机器中，不同机械部件之间的运动关系依靠齿轮、凸轮等机械部件实现；在另一些机器中，不同机械部件之间的运动关系是靠电子部件（如电子齿轮和电子凸轮等）来实现的。在本书第2章中介绍机电一体化时，已经提到了采用伺服驱动方式的优越性，如灵活性高、无磨损、低噪声等，在此不再赘述。从生产机械发展的总体趋势上看，采用伺服驱动方式的解决方案会越来越普遍。
还需指出的是，机械设备与其对应的自动化和驱动方案是相互促进和发展的。机械设备的工艺对其机械部件运动要求的提高，会促进自动化和驱动产品供应商或系统集成商开发出与之相适应的产品和解决方案；自动化和驱动产品新技术及其解决方案的出现和其价格的降低，又会促使机械设备制造商对其机器的机械部分进行改变，以适应更先进的自动化和驱动技术。上述相互促进的结果将使生产机械的性能更高、更灵活和更可靠，从而进一步增强其市场竞争力。
当前，国内的机械设备制造商已经认识到了提高机器灵活性和联网能力的重要性，开始接受模块化的机器设计理念，在其机器中采用机电一体化技术，不仅使得同一台机器可以生产多种产品或不同形式的产品，还使得机器切换不同产品（或产品形式）生产所需的时间更短且更易操作。许多产品生产线的提供商开始考虑采用标准化的机器状态和控制数据、标准化的生产线网络结构，并以标准化的通用显示画面来显示关键绩效指标和生产线的实时状态（包括故障和报警）等信息。
现以饮料行业常用的吹瓶、灌装、旋盖机为例来阐明上述观点。过去，吹瓶、灌装和旋盖三个工艺分别由三台机器实现。彼时，制瓶厂生产出PET瓶后要经过运输（或需经过仓储）送到灌装厂，且瓶子在仓储和运输环节容易被污染。瓶子经灌装机灌入饮料后，还要经过一段传输带被送入旋盖机为瓶子加盖，这样的工艺过程又可能造成对产品和容器的污染，而且容易使饮料氧化，影响产品质量。
为了克服上述缺点，人们想到了将吹瓶、灌装和旋盖三个工艺功能集成在一台机器中。我们知道，吹制一个瓶子所需的时间与灌装完一个瓶子所需的时间不一定相同；灌装完一个瓶子所需的时间与旋紧一个瓶盖所需的时间也不一定相同。要使机器的吹瓶、灌装、旋盖三个工艺环节能够连续地工作而不必相互等待，吹瓶、灌装和旋盖三个工艺段在单位时间内必须加工出同样数量的产品（即单位时间内吹制出的瓶子数量=完成灌装的瓶子数量=完成旋盖的瓶子数量）。要做到这一点，就要使机器拥有的吹瓶头数量、灌装头数量和旋盖头数量保持一个特定的比例关系，这是因为吹制一个瓶子（灌装一个瓶子或为一个瓶子旋盖）的时间是一定的，吹制瓶子用的吹瓶头（灌装用的灌装头或旋盖用的旋盖头）越多，单位时间内就能吹制出更多的瓶子（灌装更多的瓶子或完成更多瓶子的旋盖）。
高速吹瓶、灌装、旋盖机一般都采用转盘式结构，在转盘旋转360°所需的时间内，完成转盘上全部瓶子的吹制（或灌装或旋盖）工作。转盘的直径越大，就能够在转盘的圆周上安置更多的加工头，从而在转盘旋转360°的时间内，完成更多产品的加工。为使机器的三个工艺环节（吹瓶、灌装、旋盖）能够连续地工作（即单位时间内吹制出的瓶子数=完成灌装的瓶子数=完成旋盖的瓶子数），吹瓶、灌装和旋盖三个转盘旋转的角速度要保持特定的比例关系。例如，灌装转盘上安置120个灌装头，旋盖转盘上安置20个旋盖头，灌装转盘每转一圈，旋盖转盘需要转6圈，即灌装转盘和旋盖转盘的转速比为1∶6，这样才能使机器连续地正常工作。
因为完成一个瓶子的吹瓶、灌装和旋盖工艺所需的时间会随着瓶型、瓶盖型的不同而变化。例如灌装完一个瓶子所需的时间会随着饮料或瓶子的大小而变化，所以如果瓶型（或灌装的饮料，或使用的瓶盖）发生变化，上述三个转盘旋转的角速度比也要随之变化。如果将机器三部分间的转速比例关系通过机械部件（如机械长轴和机械齿轮）来实现，机器的灵活性会很差，而且它们之间的协调配合及同步精度会随着机械磨损而逐渐变差。随着运动控制器和伺服驱动技术的发展，越来越多的吹瓶、灌装、旋盖一体机将电子齿轮、电子凸轮等技术应用在其自动化和驱动解决方案中，克服了机械方案的上述缺点，使机器更加灵活，更好地满足了小批量、多品种的产品市场需求，从而进一步促进了吹瓶、灌装、旋盖一体机的发展。
下面将介绍一些市场上常用的机械设备，包括机器的工艺、自动化和驱动系统解决方案。当我们较深入地考察机械设备的自动化与驱动系统解决方案时会发现，对于同一种类的机器，现有大多数机器的工艺原理和自动化与驱动系统解决方案都是类似或相同的。这是由于前人设计、实施并逐步改进成熟后的机械设计、自动化与驱动系统解决方案，会被后人学习和模仿。所以当我们理解并熟悉了一种机型，就有利于我们理解同类机型并为其做出相应的自动化与驱动系统解决方案。另一方面，市场上现存的许多同类机器的工艺原理及其自动化与驱动系统解决方案也不一定是完全相同的，而且它们会随着时间的推移和技术的进步不断更新，因此会不断地涌现出更新、更好的工艺和自动化与驱动系统解决方案。因此，本书中介绍的各种机器的工艺原理及其自动化与驱动系统解决方案不一定与市场上的所有同类机型完全一致。重要的是，读者应理解本书所介绍机型的工艺和自动化与驱动系统解决方案的原理，只有这样才能在实践中灵活运用，并做到举一反三。