异型卷烟混合分拣设备的改进与应用

为破解异型卷烟分拣人工投入大、差错率高、包装效率低等难题，广西壮族自治区柳州市烟草专卖局（公司）立足现有设备进行技术革新，研制了异型卷烟混合分拣包装设备，实现了异型卷烟分拣适度自动化和裹膜包装作业。

异型卷烟混合分拣设备总装示意图

设备主要功能和构架

该分拣设备可满足年销售量2万箱以下异型卷烟分拣需求，其主要功能为：发挥立式机自动化分拣功能，用于分拣高频次量少类别卷烟；发挥电子标签仓位设置灵活、备货量大的优势，用于分拣高频次量大类别卷烟；研制条烟预分拣装置，分拣形状尺寸差异较大的卷烟；研制堆叠包装装置，实现异型卷烟快速堆叠裹膜包装。通过上述分拣设备混合应用，达到大幅降低劳动强度、减少劳动用工的目的。

设备硬件由立式分拣机、电子标签分拣单元、条烟预分拣装置、堆叠包装装置和烤箱组成。

立式分拣机是烟仓直立设置、从侧面补烟填仓的半自动条烟分拣设备，由分拣烟仓、拨烟机构和控制电路组成。每组分拣机由11块可调节隔板组成10个烟仓，实现不同尺寸异型卷烟的灵活分拣。电子标签分拣单元是人工按电子系统显示指令进行分拣的条烟分拣设备，由分拣货位、数显装置组成。条烟预分拣装置是人工按电子系统显示指令进行条烟预分拣的设备，由分拣显示屏、格式皮带机和控制电路组成。分拣人员按照显示屏显示的订单顺序、数量，预先将卷烟拣选到格式皮带上，分拣线控制系统根据分拣指令驱动格式皮带，完成分拣任务。堆叠包装装置是便捷堆叠、裹膜包装的装置，由堆叠工作台、输送链板系统和裹膜系统组成。通过人工推送堆叠、承载传输、自动裹膜，完成卷烟包装作业。烤箱是加热装置，裹膜包装的烟包在烤箱内加热，经出口降温后，PE膜收缩形成物流包裹。

设备系统组成

硬件系统由电气控制系统和执行机构组成，控制系统由PLC、触摸屏幕、开关电源、固态继电器、温控器、接触器、断路器、光电开关、变频器等组成。设备以PLC、工控机和触摸屏为核心设计分拣系统，对设备电路进行控制。采用触摸屏作为输入、输出和显示设备，操作更简单方便。软件系统应用程序和数据库开发平台均采用Windows7/8/10。PLC根据系统控制要求进行编程，实现各传动机构动作衔接流畅、系统保护措施到位、故障检测灵敏有效、故障处理快捷方便。

混合分拣系统主界面可显示设备的整个操作画面。操作人员可以通过主画面上的相应模块和系统设置，进行销售单导入、数据分析、自动分拣、分拣查询、故障情况记录、代码维护等操作。

分拣设备故障诊断由故障判断程序和故障诊断推理程序完成。诊断过程如下：上位机程序对PLC输入、输出信号进行判断，确认是否存在故障。如有故障，则先进行数据逻辑运算，将错误输入、输出逻辑数据的每一组合与上位机程序实际参数进行匹配，满足故障条件的那一组合就是故障原因，然后根据正确的逻辑参数排除故障点，达到准确诊断、快速处理的目的。

关键技术研究与解决

混合分拣设备的系统对接。本设备是多种分拣设备的集合，设备运行操作包括立式机分拣、电子标签人工分拣、条烟预分拣装置预分拣和运行等。编写程序时，立式机通过计算仓位位置和运行时间来控制执行系统，电子标签通过人工复位来控制执行系统，条烟预分拣装置通过下烟口位置和运行时间来控制执行系统。

人工分拣操作实现自动打码切户。目前，采用人工分拣的电子标签分拣线都是通过投放铁壳将两个订单分开，铁壳随前一个订单通过激光打码器并触发切户光电开关实现打码分户，缺点是物体介质需要人工投放和搬运，劳动强度大，分拣效率低。本分拣系统通过编写PLC控制程序，将打码切户信号输出到打码设备，实现自动打码切户。

异型卷烟快速堆叠包装。设备堆叠包装装置采用下推式堆叠及循环承载传输方式，由人工将卷烟推送进堆叠仓，快速堆叠整理成包裹单元；再由输送链板输送到缓存仓，等待裹膜；最后输送到裹膜仓，推送裹膜，实现自动裹膜包装。外形尺寸相近的整5条异型卷烟可以连续推送堆叠，依靠卷烟自重滑落在烟仓中组成包裹单元的下堆叠方式，比传统向上码放堆叠更省力，烟垛更稳定。

设备运行结果表明，该设备功能界面齐全、操作简单；硬件设备运行正常，整线分拣效率为2500条/小时，峰值可达到5000条/小时。据统计，设备投入使用后的分拣效率是之前的3.5倍。相比传统的卷烟分拣设备，该设备分拣灵活、分拣效率高、用工更省、结构紧凑、占地较少、维护简单。