李學(xué)勇彭 毅 鐘湘瓊

（1.衡陽(yáng)市煙草公司物流中心 湖南衡陽(yáng) 2.衡陽(yáng)市煙草公司信息中心 湖南衡陽(yáng)）

一、概述

目前煙草商業(yè)企業(yè)尚有部分人工及半自動(dòng)化分揀系統(tǒng)，其中的輸送裝置仍然采用舊式皮帶機(jī)方式。當(dāng)噴碼機(jī)對(duì)條煙進(jìn)行噴碼時(shí)，條煙通過(guò)差速皮帶傳送，通過(guò)噴碼機(jī)噴頭完成噴碼。由于條煙位置檢測(cè)方向與噴碼裝置方向角度為90°，且輸送帶兩側(cè)的控制柜寬度大于條煙長(zhǎng)度，間隙較大，部分煙在傳送中由于摩擦作用出現(xiàn)不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而發(fā)生錯(cuò)位，偏離噴碼位置，條煙通過(guò)噴碼機(jī)時(shí)會(huì)出現(xiàn)噴碼不全現(xiàn)象，為保證噴碼到條，必須重新篩選，人工重復(fù)噴碼成本，增加工時(shí)和勞動(dòng)強(qiáng)度。為此，公司依托中國(guó)煙草總公司湖南省公司重點(diǎn)科技項(xiàng)目“卷煙物流倉(cāng)儲(chǔ)、分揀設(shè)備管理體系研究及應(yīng)用”，為提高噴碼正確率進(jìn)行設(shè)備改進(jìn)。

二、煙草噴碼存在的問(wèn)題

如圖1所示，噴碼裝置垂直紙面方向?qū)l形碼噴打在條煙表面，位置檢測(cè)信號(hào)則垂直噴碼方向，當(dāng)輸送軌道邊界較大時(shí)，條煙容易在皮帶機(jī)輸送過(guò)程容易產(chǎn)生傾斜。由于噴碼裝置及位置檢測(cè)型號(hào)位置固定，因此，條形碼將隨著條煙的不斷傾斜而逐漸偏離條煙噴碼表面。

為了準(zhǔn)確掌握激光噴碼機(jī)目前的噴碼運(yùn)行狀況，2013年7月連續(xù)1周分別對(duì)分揀線上的噴碼機(jī)噴碼錯(cuò)位和噴碼不全（表1）及分揀效率（表2）進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)。

圖1 噴碼偏離模擬圖

表1 2013年7月3日—7日噴碼統(tǒng)計(jì)

表2 2013年7月3日—7日分揀效率統(tǒng)計(jì)

由表中數(shù)據(jù)可知，激光噴碼機(jī)每天的噴碼出錯(cuò)條數(shù)在 300條到 350條之間，出錯(cuò)條數(shù)較高。分揀過(guò)程中重復(fù)噴碼現(xiàn)象較多，增加了分揀時(shí)間，分揀效率維持在7000條/h左右，與分揀線的設(shè)計(jì)能力10000條/h相差較遠(yuǎn)。

三、改進(jìn)設(shè)計(jì)

根據(jù)以上分析，以圖1偏離模擬為基礎(chǔ)，可在不改動(dòng)已有的輸送裝置基礎(chǔ)上，重新設(shè)計(jì)一附加裝置，改變輸送帶寬度，達(dá)到輸送帶寬度即為設(shè)計(jì)目標(biāo)。

如圖2所示，測(cè)量已知改進(jìn)前控制柜寬度H=320 mm，噴碼機(jī)位置距離下端D=162 mm。圖中：H——改造后控制柜寬度（此次改進(jìn)的目標(biāo)），L——條煙長(zhǎng)度（280 mm），l——條煙噴碼面寬度（厚度47 mm），D——條碼與條煙底邊長(zhǎng)度（靠近下端時(shí)為162 mm，超過(guò)控制柜一半長(zhǎng)度，也是條件最苛刻情況），d——條碼與檢測(cè)邊緣間隙（10 mm），d′——條煙傾斜時(shí)正常噴碼臨界寬度，應(yīng)有d=d′，ΔD——條煙與控制柜之間間隙（與H聯(lián)動(dòng)），D′、D″——限制條件時(shí)條煙與控制柜之間間隙（極限情況時(shí)應(yīng)為0），α——第一限制條件時(shí)條煙與法線夾角（傾斜極限夾角），β——第二限制條件時(shí)條煙與法線夾角（傾斜極限夾角）。

圖2 控制柜間隙設(shè)計(jì)原理

綜合上述②、③兩種情況，選取最嚴(yán)格的條件即傾斜角為3.5°，此時(shí)，當(dāng)條煙傾斜時(shí)，傾斜角遠(yuǎn)未達(dá)到條煙對(duì)角線與控制柜垂直，條煙已經(jīng)“卡”在控制柜之間，由于傳送皮帶不間斷運(yùn)動(dòng)，控制柜壁摩擦力較小，以此依靠后續(xù)條煙的“擠壓”調(diào)整煙的位置，繼續(xù)前進(jìn)，保證順利分揀噴碼。

當(dāng)選取傾斜角α≈3.5°時(shí)，考慮實(shí)際條煙變形及制作精度，此時(shí)選擇公差往上，為4°，以此計(jì)算出H=284 mm，即ΔD=3 mm，控制柜的設(shè)計(jì)寬度為283 mm。

四、改進(jìn)效果

根據(jù)上述計(jì)算設(shè)計(jì)控制柜并安裝，改進(jìn)前后條煙輸送狀態(tài)對(duì)比見(jiàn)圖3，2013年9月18日—22日分揀線平均錯(cuò)碼率統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3，改進(jìn)前后分揀線平均分揀效率對(duì)比見(jiàn)表4。改進(jìn)后的分揀效率從7173條/h提高到了8619條/h，噴碼出錯(cuò)條數(shù)低于10條。

圖3 改進(jìn)前后條煙輸送狀態(tài)對(duì)比

統(tǒng)計(jì)表明，改進(jìn)后年可節(jié)省電費(fèi)及設(shè)備保養(yǎng)費(fèi)合計(jì)24216元，改進(jìn)實(shí)施當(dāng)月即可收回投入成本。

表3 2013年9月18日—22日噴碼統(tǒng)計(jì)

表4 改進(jìn)前后分揀效率對(duì)比

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