件煙標(biāo)簽紙在線壓緊裝置的設(shè)計研發(fā)

王 超，李海濤，林劍沙

（紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司紅河卷煙廠，云南紅河 652399）

0 引言

件煙標(biāo)簽紙是輔助卷煙物流分揀作業(yè)的重要工具，相當(dāng)于每件煙箱上自帶的“身份證”，只有掃碼成功才能獲取相應(yīng)的件煙信息。紅河卷煙廠件煙輸送環(huán)節(jié)存在標(biāo)簽紙易翻折或翹起等問題，影響掃碼器的正常讀碼，嚴(yán)重時甚至?xí)斐杉熭斔投氯?，從而影響件煙入庫?/p>

針對以上問題，本文提出吹壓結(jié)合的設(shè)計思路，并設(shè)計研發(fā)了件煙標(biāo)簽紙在線壓緊裝置。該裝置實現(xiàn)了件煙輸送過程中在線壓緊標(biāo)簽紙的功能，杜絕標(biāo)簽翹邊、翻折、脫落的件煙流入成品庫，提高件煙入庫成功率，有效保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

1 原有工藝流程及問題

1.1 原有工藝流程

件煙標(biāo)簽貼標(biāo)、輸送工藝流程如圖1 所示。卷包生產(chǎn)的條煙經(jīng)輸送系統(tǒng)輸送至對應(yīng)的條煙堆垛機(jī)，在此堆疊成垛；完成堆垛后，整垛輸送進(jìn)入裝封箱機(jī)進(jìn)行裝封箱作業(yè)；裝封箱機(jī)包裝好的成品件煙在出口處進(jìn)行貼標(biāo)，隨后經(jīng)件煙輸送線，途徑箱缺條檢測裝置，最后進(jìn)入成品物流系統(tǒng)進(jìn)行存儲或直接發(fā)貨。

圖1 件煙標(biāo)簽貼標(biāo)、輸送工藝

1.2 原有工藝的弊端

原有的工藝模式存在以下兩個弊端：

（1）件煙標(biāo)簽紙翹邊、翻折。件煙標(biāo)簽完成貼標(biāo)后，可能出現(xiàn)粘貼不牢固，在輸送環(huán)節(jié)產(chǎn)生標(biāo)簽紙翹邊、翻折等問題。對此采用的解決方法是在件煙輸送線軟、硬包線稱重、缺條檢測裝置前各安排一名操作工，對輸送中的件煙值守排查，當(dāng)煙箱通過時將件煙上粘貼不牢的標(biāo)簽手動壓緊，增加了操作人員的工作量，且由于人員注意力可能不集中，仍會導(dǎo)致標(biāo)簽粘貼不牢的件煙流入下游環(huán)節(jié)。

（2）影響件煙入庫掃碼的成功率。件煙輸送至成品庫的距離較遠(yuǎn)，輸送過程可能導(dǎo)致粘貼不牢固的標(biāo)簽翹邊、翻折、掉落，進(jìn)入成品庫就會成為無法識別件煙，影響件煙入庫掃描成功率，而且信息缺失也會影響產(chǎn)品質(zhì)量追蹤。

在現(xiàn)有工藝下，粘貼不牢的標(biāo)簽僅靠人工進(jìn)行手動壓緊，影響入庫掃碼成功率，并存在標(biāo)簽掉落的隱患，無法滿足生產(chǎn)管理及產(chǎn)品質(zhì)量的需求。

2 裝置設(shè)計思路

2.1 總體思路

綜合考慮功能性、便捷性、穩(wěn)定性、安裝空間等因素，采用吹壓結(jié)合的設(shè)計思路。裝置主要包含吹氣機(jī)構(gòu)、壓緊機(jī)構(gòu)、檢測機(jī)構(gòu)及控制部分，裝置結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 件煙標(biāo)簽紙在線壓緊裝置示意

在線壓緊裝置的工作原理為：件煙在輸送過程中首先經(jīng)過檢測機(jī)構(gòu)，檢測機(jī)構(gòu)識別出件煙到達(dá)時，將信號傳遞給PLC；PLC 輸出控制信號，控制吹氣機(jī)構(gòu)工作，吹氣機(jī)構(gòu)對前進(jìn)的件煙標(biāo)簽進(jìn)行持續(xù)吹氣，使標(biāo)簽貼緊件煙表面；件煙繼續(xù)輸送，到達(dá)壓緊機(jī)構(gòu)，在壓緊機(jī)構(gòu)的作用下，標(biāo)簽紙被進(jìn)一步壓緊，得以平整、牢固地粘貼到件煙上。

2.2 吹氣機(jī)構(gòu)設(shè)計

吹氣機(jī)構(gòu)設(shè)計如圖3 所示。吹氣機(jī)構(gòu)為L 形，由兩個相互垂直的支臂構(gòu)成，其中一個支臂的端頭有連接孔，通過連接孔安裝在吹氣支架上，由螺釘固定，安裝角度可以根據(jù)需要調(diào)整。進(jìn)氣孔位于該支臂的另一端頭，出氣孔位于支臂的兩個面，由排列呈直線的數(shù)個小孔組成，兩排出氣孔平行排列，件煙經(jīng)過吹氣機(jī)構(gòu)下方時，其中一排出氣孔對準(zhǔn)標(biāo)簽的前端，另一排出氣孔對準(zhǔn)標(biāo)簽的后端，同時吹氣。

圖3 吹氣機(jī)構(gòu)及支架

2.3 壓緊機(jī)構(gòu)設(shè)計

壓緊機(jī)構(gòu)設(shè)計如圖4 所示。實際生產(chǎn)中，件煙輸送線同時有硬包件煙和軟包件煙輸送，硬包、軟包件煙的尺寸有所差別（硬包件煙尺寸稍大）。為保證壓緊機(jī)構(gòu)對硬包件煙和軟包件煙同時有效，設(shè)計采用具有柔性的毛刷壓緊方式。通過現(xiàn)場實驗驗證，毛刷結(jié)構(gòu)在滿足軟包件煙標(biāo)簽紙壓緊平整的同時，能夠確保對硬包件煙的壓力不會過大導(dǎo)致件煙凹陷，對標(biāo)簽均有良好的壓緊效果，可同時兼容硬包、軟包的件煙尺寸。

圖4 壓緊機(jī)構(gòu)及支架

2.4 檢測機(jī)構(gòu)設(shè)計

檢測機(jī)構(gòu)的作用在于識別件煙，并將信號傳遞給控制系統(tǒng)。根據(jù)滿足控制功能需求、對設(shè)備改動盡可能小的原則，裝置的控制功能集成到件煙輸送系統(tǒng)的主控PLC中。當(dāng)件煙輸送到位時，檢測機(jī)構(gòu)將信號傳遞給件煙輸送系統(tǒng)PLC的子站，通過PLC 程序輸出控制信號，控制吹氣機(jī)構(gòu)動作。檢測機(jī)構(gòu)選用漫反射式光電開關(guān)，其優(yōu)點在于發(fā)射器與接收器一體、占用空間小、安裝方便，并且通過現(xiàn)場實驗驗證，該類型光電開關(guān)對不同牌號的件煙均能準(zhǔn)確檢測，滿足設(shè)計要求。

3 實施過程

3.1 現(xiàn)場安裝實施

（1）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計加工，包括：①設(shè)計加工吹氣機(jī)構(gòu)及其支架；②設(shè)計加工壓緊機(jī)構(gòu)及其支架；③設(shè)計加工檢測機(jī)構(gòu)支架；④按設(shè)計圖紙安裝上述零部件（圖5）。

圖5 機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝

（2）電氣設(shè)計施工，包括：①查看圖紙及程序，確定PLC 空余輸入、輸出點；②將光電開關(guān)信號接至PLC 輸入點，電磁閥控制端接至PLC 輸出點；③修改件煙輸送PLC 的控制程序，增加吹氣控制功能（圖6、圖7）。

圖6 電氣施工改造

圖7 程序設(shè)計

3.2 運行調(diào)試

現(xiàn)場觀察裝置工作情況，調(diào)整吹氣口的位置、角度和毛刷位置等，直至達(dá)到最牢固的標(biāo)簽紙粘貼效果。對件煙標(biāo)簽紙壓緊效果進(jìn)行測試，統(tǒng)計測試數(shù)據(jù)。由表1 可知，件煙標(biāo)簽壓緊成功率達(dá)到100%，實現(xiàn)了裝置的設(shè)計功能。

表1 件煙標(biāo)簽紙壓緊效果測試統(tǒng)計

4 應(yīng)用效果

件煙標(biāo)簽紙在線壓緊裝置正式投入使用后，進(jìn)行了兩個月的跟蹤統(tǒng)計（表2）。結(jié)果顯示，件煙線標(biāo)簽翹邊、翻折大于0.5 mm的頻次為0，說明件煙標(biāo)簽紙在線壓緊裝置完全杜絕了標(biāo)簽翹邊、翻折的件煙流入后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提升了件煙入庫成功率，為產(chǎn)品全過程信息追蹤提供保障。同時，減少了因標(biāo)簽掃碼問題引起的故障，降低了生產(chǎn)操作人員的工作量。

表2 件煙標(biāo)簽翹邊、翻折大于0.5 mm 頻次統(tǒng)計

件煙標(biāo)簽紙在線壓緊裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計、控制原理打破了常規(guī)設(shè)計思路，實際應(yīng)用效果顯著，對行業(yè)內(nèi)的煙箱輸送環(huán)節(jié)均適用。同時，也可以應(yīng)用在其他行業(yè)需要粘貼標(biāo)簽的環(huán)節(jié)，例如食品包裝、快遞包裝等，具有很高的推廣應(yīng)用價值。

5 結(jié)束語

件煙標(biāo)簽紙在線壓緊裝置針對生產(chǎn)實際中存在的件煙標(biāo)簽紙粘貼不牢固問題，通過壓縮空氣和毛刷的共同作用，采用吹氣加固和毛刷加固相結(jié)合的方式實現(xiàn)標(biāo)簽紙壓緊功能，本裝置對軟包和硬包的件煙都適用，可以保證件煙標(biāo)簽粘貼牢固、穩(wěn)定，提高件煙入庫成功率，為件煙產(chǎn)品信息追蹤提供了保障。