多品规箱烟自动化分拣系统的应用.pdf

1292023/物流技术与应用多品规箱烟自动化分拣系统的应用摘要：近几年增长迅猛的细支烟等异型烟大部分采用人工作业模式，导致在各物流环节中存在人工劳动强度大，作业效率低等问题，造成箱烟在企业内部流通效率低下的现状，引起了行业内多家企业的重视。多品规箱烟自动化分拣系统可以为企业解决实际问题，对烟草行业物流自动化发展具有重要意义，同时可以为相关行业提供物流自动化解决方案，对行业物流自动化发展具有较大的意义。关键词：共线输送、卷烟多元化、多品规、自动化分拣文/文银地 孙志卓 于德福目前，国内卷烟生产行业由传统的硬包、软包卷烟发展到现在又增加了细支烟、中支烟、短支烟等各种规格尺寸的烟支，我们统称为异型烟。近几年随着卷烟多元化的发展，增长迅猛的细支烟等异型烟大部分采用人工输送、码垛和出库等作业模式，导致在各物流环节中人工作业占比大、人工劳动强度高、作业效率低等问题，造成箱烟在企业内部的流通效率低下、自动化程度低等各种现状。上述现状已经引起了行业内多家企业的重视，常规类的标准箱烟与细支、中支、短支等异型箱烟等多品规箱烟共线输送、多品规箱烟自动化分拣，可以为企业解决实际问题，对烟草行业物流自动化的发展具有重要意义，同时可以为社会上相关行业物流自动化提供各种解决方案，对整个社会物流自动化发展具有较大的意义。一、常规烟、异型烟分拣仓储现状烟草行业对常规箱烟码垛已经积累了丰富的经验，烟草卷烟生产中的硬包和软包箱烟输送、扫描分拣、自动码垛、自动入库仓储等有一套完整的生产输送线。箱烟自动码垛形式多为30件/托盘、28件/托盘、24件/托盘等，可满足各种仓储形式的需求。但是随着卷烟定制化、形式多样化的需要，出现了各种形式、各种尺寸的异型卷烟，异型箱烟规格多种多样，大小形状不一。在异型烟盛行的初期，因为体量小、需求少，很多卷烟企业通过人工输送、人工分拣、人工码垛入库或者不入库等方式处理。人工操作容易造成人力资源浪费、效率低、码垛不整齐、混牌等问题。二、多品规箱烟输送分拣技术的优化针对目前烟草行业大部分异型箱烟分拣、码垛等流程多采用传统的人工运输、分拣、码垛、仓储等情况，图1 人工码垛130AUTHORITATIVE FORM权威研究一种多品规箱烟自动化输送、分拣、仓储等一体化系统，达到多品规箱烟自动分拣、高密度存储，同时大大降低工人劳动强度、降低分拣误差率的目的，使烟草物流作业过程基本实现无人化。通过对输送、分拣设备的研究，实现常规类型的标准箱烟与细支、中支、短支类型的异型箱烟共线输送、自动分拣等，同步完成常规类型的标准箱烟与异型箱烟共线自动输送分拣作业时的信息采集等工作，有效提升烟草行业多品规卷烟箱烟的分拣和仓储物流信息化管理水平。由于异型箱烟尺寸与样式较多，在输送过程中姿态不规则，输送形式多样，多品规箱烟自动分拣难度较大，但是随着多品规箱烟共线输送自动分拣需求的增多，只能通过多品规箱烟输送分拣技术的优化，实现多品规箱烟共线输送、自动分拣。具体优化方案是通过装箱后的输送分道加装烟箱旋转机构，通过绝对值旋转编码器及PLC控制系统实现异型箱烟90或者180的多角度旋转（见图2），分拣扫描前的箱烟靠边装置是通过斜向安装的片基带摩擦斜向安装的辊筒，斜向辊筒实现箱烟靠边整形（见图3），最后实现多品规箱烟共线输送、自动分拣的功能。三、关键技术1.异型烟的垛型设计及应用异型烟的码垛垛型具备烟箱码垛整齐、结构紧凑、码放数量最大化、垛型牢固等特点，根据收集异型烟箱尺寸及项目经验设计了以下几种垛型，如图4所示，异型烟具体码放高度根据烟箱尺寸规格，一般码放35层不等。2.多品规箱烟共线输送的机械设计及应用多品规箱烟共线输送、分拣技术图2 烟箱旋转机构图图3 箱靠边装置示意图烟箱旋转机构 烟箱靠边装置 斜向片基带 斜向辊筒 烟箱靠边装置斜向片基带斜向辊筒图4 异型烟垛型图 1312023/物流技术与应用对设备的要求较高，比如辊筒间距、皮带输送机设备间对接过度、烟箱的合流和分流等，可充分考虑不同烟箱汇流前的烟箱姿态调整，通过顶升旋转装置把烟箱顶升并旋转到合适角度，使烟箱方向适应现有输送设备的宽度，实现多品规箱烟共线输送。顶升旋转装置通过电动或气动完成烟箱的顶升和旋转功能，如图5所示。3.多品规箱烟在分拣前烟箱姿态调整的设计及应用多品规箱烟在分拣前烟箱姿态调整的设计可通过常规机械设备来实现，比如通过靠边整形输送机实现多品规箱烟在分拣前的姿态调整；或者通过高处设置导向栏将较高箱烟进行导向栏整形，实现多品规箱烟在分拣前的烟箱姿态调整；也可以通过带动力的导向板将烟箱推向一侧，实现多品规箱烟在分拣前的烟箱姿态调整，满足分拣设备对烟箱姿态的要求。在进入分拣扫描前通过靠边整形装置把烟箱移到输送机一侧排列整齐，满足自动分拣的要求，提高分拣效率。此处靠边整形装置分为无动力被动靠边整形和有动力主动靠边整形。无动力被动靠边要利用常规类标准烟箱和异型烟箱的高度差将尺寸较高的异型箱烟进行摩擦导向从而实现较高异型箱烟的靠边整形（如图6所示）；当多种烟箱高度差别较小时，通过读码主动识别烟箱品规，利用动力推板装置分别将不同宽度的烟箱进行推动摩擦整形，从而实现多品规箱烟的姿态调整（如图7所示）。4.多品规箱烟自动化分拣仓储信息系统设计及应用为实现多品规箱烟自动化分拣及仓储要求，应在数据库设计阶段对品规实体增加成品箱烟垛型属性及多品规箱烟的长、宽、高等属性。多品规箱烟的品规属性信息由主数据接口推送，或由使用人员通过管理系统中品规管理功能模块进行维护。在分拣业务中，信息系统将待作业品规信息下发至电气控制系统，由电气控图5 顶升旋转装置图图6 无动力被动靠边整形装置图标准箱烟靠边输送机异型箱烟靠边用滚珠导向栏顶升部分旋转部分132AUTHORITATIVE FORM权威图7 有动力主动靠边整形装置图制系统按既定设置分品规控制。除此之外，多品规箱烟自动化分拣仓储系统中，库存及托盘管理模块还应具备按多品规垛型属性分类查询等功能。四、多品规箱烟自动化输送分拣系统的应用某卷烟厂原有产品全部为常规类标准箱烟，包括5个硬包品规和3个软包品规，经生产计划调整又增加了2个细支品规和1个短支品规的异型品规，此时异型品规占比达到了27%。原输送方式为常规类标准箱烟自动输送分拣，异型箱烟为人工码垛、平库存放和手工记账。经过一系列调研、分析、方案规划、方案细化、单机设计，确定了多品规箱烟自动化输送分拣系统的输送方式、分拣方式、码垛方式和自动入库方式，最终确定了实施方案，并得到实施应用。经检测，原系统的常规标准箱烟自动输送分拣和异型箱烟人工搬运码垛的平均效率约为800件/小时，多品规箱烟自动输送分拣系统应用后平均效率约为1180件/小时，多品规箱烟自动化输送分拣系统的可用性达到99.3%。五、结论结合规划设计及实际应用，整个多品规箱烟自动化分拣系统的分拣效率及工作稳定性达到了使用方的工艺要求，解决了多品规箱烟共线输送和自动分拣的难点，为后期烟草卷烟多元化的自动分拣做好了准备。异型箱烟自动靠边推板每月10日出版，全年14期，每期定价30元，全年订阅价420元（免费快递）。订阅电话：[phone]电子邮件：欢迎加入QQ读者群：119619523微信号：LMH _56地址：北京市海淀区学院路30号方兴大厦513室（100083）1996年创刊，北京科技大学主办，中国著名物流专家吴清一教授创办，资深物流媒体人精心采访编辑。20多年来，杂志深入报道物流领域热点话题、企业供应链与物流管理运作成功案例、各行业物流系统建设情况、物流技术应用发展专题等内容。凭借独特准确的定位、深刻超前的认识、严谨求实的作风，物流技术与应用赢得了广大读者的好评，成为中国物流行业公认的精品名刊。主要栏目：焦点、案例、专题、权威、对话、产学研、观察、连载、公司、资讯等。邮发代号2-479（作者单位为颐中（青岛）烟草机械有限公司）