一種成品煙箱撥轉(zhuǎn)掃描裝置的研制

陳炎南 蒙建寶

（廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司南寧卷煙廠，南寧 530001）

為實(shí)現(xiàn)規(guī)范化管理，國(guó)家煙草專賣局通過信息系統(tǒng)對(duì)卷煙工業(yè)企業(yè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行管控。在該系統(tǒng)中，卷煙工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的每件卷煙都被賦予一個(gè)唯一的信息條形碼，通過即時(shí)打印的打碼機(jī)張貼于煙箱右下側(cè)。利用掃描設(shè)備讀取條碼信息，可實(shí)現(xiàn)卷煙產(chǎn)品信息的采集[1]。同時(shí)，該產(chǎn)品信息采集對(duì)卷煙產(chǎn)品的追溯、統(tǒng)計(jì)等起著至關(guān)重要的作用[2-3]。

隨著煙草行業(yè)的發(fā)展，成品高架庫(kù)在卷煙生產(chǎn)企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用[4-5]。作為卷煙生產(chǎn)企業(yè)的成品暫存及流轉(zhuǎn)的樞紐，成品高架庫(kù)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)特別是成品入庫(kù)環(huán)節(jié)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是卷煙高效生產(chǎn)的基礎(chǔ)保障。南寧卷煙廠卷煙成品入庫(kù)示意圖，如圖1 所示。各產(chǎn)品線上的產(chǎn)品經(jīng)產(chǎn)品信息打碼后匯聚到統(tǒng)一通道輸送到成品高架庫(kù)，并在成品入庫(kù)通道上完成對(duì)各成品的入庫(kù)信息掃描，從而識(shí)別和錄入產(chǎn)品信息。隨著卷煙產(chǎn)品規(guī)格的發(fā)展升級(jí)，卷煙包裝呈現(xiàn)多樣化趨勢(shì)，成品煙箱規(guī)格大小不一，對(duì)成品入庫(kù)時(shí)的信息掃描錄入帶來了困難。為此，設(shè)計(jì)研制了一種實(shí)現(xiàn)兩種規(guī)格煙箱信息條碼自動(dòng)掃描的煙箱撥轉(zhuǎn)掃描裝置。

1 問題分析

目前，南寧卷煙廠所使用的成品煙箱規(guī)格主要有兩種，即尺寸分別為456 mm×245 mm×580 mm 的常規(guī)煙箱和456 mm×245 mm×295 mm 的小型煙箱。兩種不同煙箱在入庫(kù)前需進(jìn)入同一成品煙箱輸送通道進(jìn)行信息掃描才能入庫(kù)，如圖2 所示。因兩種煙箱的裝箱方式不同，造成煙箱輸送過程中煙箱信息條碼粘貼面不在一個(gè)方向。常規(guī)煙箱橫臥于輸送帶，條碼面朝上，而小型煙箱豎立于輸送帶，條碼面則是在煙箱輸送的前進(jìn)方向上[6]。常規(guī)煙箱條碼可直接通過輸送通道上方的掃碼器進(jìn)行掃描，而掃碼器無論安裝在上側(cè)還是左右兩側(cè)都無法掃描小型煙箱的條碼。原采用人工輔助調(diào)整煙箱方向或人工掃碼的方式進(jìn)行掃描，不僅人工成本較高，而且容易出現(xiàn)信息掃描錯(cuò)漏或重復(fù)的現(xiàn)象，不能實(shí)現(xiàn)成品煙箱自動(dòng)掃碼入庫(kù)，極大地影響了生產(chǎn)的有序進(jìn)行。

2 裝置研制

2.1 設(shè)計(jì)思路及主體機(jī)構(gòu)

經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有兩種規(guī)格成品煙箱輸送方式的分析發(fā)現(xiàn)，常規(guī)煙箱橫臥于輸送帶進(jìn)行輸送，輸送時(shí)的高度為245 mm，而小型煙箱因豎立于輸送帶進(jìn)行輸送，輸送時(shí)的高度為295 mm，即兩種煙箱存在50 mm 的高度差。根據(jù)這一特性，設(shè)計(jì)研制一種利用煙箱高度差實(shí)現(xiàn)兩種規(guī)格煙箱信息條碼自動(dòng)掃描的成品煙箱撥轉(zhuǎn)掃描裝置，如圖3 所示。該裝置安裝于成品煙箱入庫(kù)輸送通道上，主要由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、掃描機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)組成[7]。

2.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成及作用

導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向支架和導(dǎo)向桿[8]。導(dǎo)向支架固定安裝于煙箱輸送通道一側(cè)，導(dǎo)向桿的一端固定安裝于導(dǎo)向支架頂部，導(dǎo)向桿的另一端靠近進(jìn)料端方向呈弧形，并在平行于煙箱輸送通道的輸送面的方向上延伸，長(zhǎng)度小于煙箱輸送皮帶寬度的一半。導(dǎo)向桿到輸送面的距離小于小型煙箱的上表面到輸送面的距離，使得導(dǎo)向桿的弧形端能夠?yàn)橄蚯拜斔偷男⌒蜔熛涮峁┡c輸送方向相反的作用力，從而引導(dǎo)煙箱信息條碼所在面向掃碼器一側(cè)旋轉(zhuǎn)。

2.3 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成及作用

調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)氣缸和推動(dòng)構(gòu)件，安裝于輸送通道另一側(cè)（導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的對(duì)側(cè)）。推動(dòng)構(gòu)件安裝于調(diào)節(jié)氣缸的伸縮端，且能夠與調(diào)節(jié)氣缸伸縮部件一起在垂直于煙箱的輸送方向上進(jìn)行伸縮。推動(dòng)機(jī)構(gòu)由厚3 mm、長(zhǎng)400 mm 的不銹鋼板制成，靠近進(jìn)料端的一側(cè)呈弧形，可起到調(diào)節(jié)小型煙箱位置的作用，同時(shí)保證不對(duì)煙箱造成損傷。調(diào)節(jié)氣缸伸出對(duì)煙箱每進(jìn)行一次調(diào)節(jié)后會(huì)自動(dòng)收縮恢復(fù)原位，避免影響常規(guī)煙箱的正常輸送，并等待下一次調(diào)節(jié)。

2.4 掃描機(jī)構(gòu)組成及作用

掃描機(jī)構(gòu)由常規(guī)煙箱掃碼器、小型煙箱掃碼器和掃碼器固定支架組成。常規(guī)煙箱掃碼器安裝于支架上方，掃描方向垂直于輸送機(jī)構(gòu)的輸送面。小型煙箱掃碼器安裝于支架側(cè)面，掃描方向平行于輸送面且垂直于煙箱的輸送方向[9]。

2.5 控制機(jī)構(gòu)組成及作用

控制機(jī)構(gòu)由控制模塊和檢測(cè)器組成。檢測(cè)器安裝于導(dǎo)向支架，距輸送皮帶上表面的高度為245 ～295 mm。當(dāng)小型煙箱經(jīng)過檢測(cè)位置時(shí)，檢測(cè)器向控制模塊發(fā)出信號(hào)。控制模塊在接收到檢測(cè)信號(hào)預(yù)定時(shí)間后，向調(diào)節(jié)氣缸發(fā)出動(dòng)作指令?？刂普{(diào)節(jié)氣缸對(duì)煙箱進(jìn)行推動(dòng)調(diào)節(jié)，以使得小型煙箱的條形碼面對(duì)小型煙箱掃碼器。預(yù)定時(shí)間為小型煙箱從檢測(cè)位置被輸送到調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的時(shí)間。該實(shí)例中，預(yù)定時(shí)間計(jì)算結(jié)果為2 s。

2.6 裝置運(yùn)行方法

當(dāng)小型煙箱輸送到導(dǎo)向機(jī)構(gòu)位置后，先由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)引導(dǎo)待掃描小型煙箱信息條碼所在的面朝小型煙箱掃碼器所在側(cè)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)檢測(cè)器檢測(cè)到小型煙箱到達(dá)該位置的信號(hào)，并將檢測(cè)信號(hào)發(fā)送至控制模塊?？刂颇K在接收到檢測(cè)信號(hào)預(yù)定時(shí)間后，控制調(diào)節(jié)氣缸帶動(dòng)推動(dòng)構(gòu)件推動(dòng)小型煙箱，以使該煙箱的信息條碼所在的面正對(duì)小型煙箱掃碼器所在側(cè)并完成掃描。當(dāng)推動(dòng)結(jié)束后，推動(dòng)構(gòu)件自動(dòng)收回。常規(guī)煙箱則可按原方向正常輸送，并由常規(guī)煙箱掃碼器完成掃描[10]。

3 結(jié)語

所研制的煙箱撥轉(zhuǎn)掃描裝置已應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。通過生產(chǎn)驗(yàn)證，該裝置能實(shí)現(xiàn)兩種規(guī)格成品煙箱條形碼的自動(dòng)掃描入庫(kù)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。該裝置的研發(fā)使用有效解決了兩種規(guī)格成品煙箱入庫(kù)前的自動(dòng)信息掃描問題，在節(jié)省勞動(dòng)力支出的同時(shí)，提升了卷煙工業(yè)企業(yè)成品高架庫(kù)的整體運(yùn)行效率，可為卷煙工業(yè)企業(yè)推進(jìn)智能制造提供有力支撐。