异形卷烟混合分拣包装设备

为了解决人工投资大、错误率高、包装效率低的问题，广西壮族自治区柳州烟草垄断局（公司）基于现有设备进行技术创新，开发了异形卷烟混合分拣包装设备，实现了异形卷烟分拣的适度自动化和膜包装操作。

异型卷烟混合分拣设备总装示意图

设备的主要功能和结构

该分拣设备可满足年销售量不足2万箱的异形卷烟分拣需求。其主要15种香烟的功能是：发挥垂直机的自动分拣功能，分拣高频、低频卷烟；发挥电子标签仓位设置灵活、备货量大的优点，分拣高频、大类卷烟；开发烟草预分拣装置，分拣形状和尺寸差异较大的卷烟；开发堆叠包装装置，实现异形卷烟的快速堆叠包装。通过上述分拣设备的混合应用，大大降低了劳动强度和劳动就业。

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。

立式分拣机是由分拣烟仓、拨烟机构和控制电路组成的半自动条烟分拣设备。每组分拣机由11个可调隔板组成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由分拣位置和数字显示装置组成的人工根据电子系统显示指令进行分拣的条烟分拣设备。条烟预分拣装置是一种由分拣显示屏、格式皮带机和控制电路组成的设备，根据电子系统显示指令手动进行条烟预分拣。根据显示屏上显示的订单顺序和数量，分拣人员提前将香烟选择在格式皮带上，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。堆叠包装装置是由堆叠工作台、输送链板系统和包膜系统组成的方便堆叠包装装置。卷烟包装作业通过人工推送堆叠、承载传输、自动包装等方式完成。烤箱是一种加热装置，用薄膜包装的烟包在烤箱中加热。出口冷却后，PE膜收缩形成物流包装。

由设备系统组成

由电气控制系统和执行机构组成的硬件系统、由触摸屏、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。PLC设备、以工控机和触摸屏为核心设计分拣系统，控制设备电路。以触摸屏为输入、输出和显示设备，操作更加简单方便。Windows7/8/10用于软件系统应用程序和数据库开发平台。PLC根据系统控制要求编程，实现各传动机构动作连接流畅，系统保护措施到位，故障检测灵敏有效，故障处理快捷方便。

混合分拣系统的主界面可以显示设备的整个操作屏幕。操作人员可以进行销售订单导入、数据分析、自动分拣、分拣查询、故障记录、代码维护等操作。

故障判断程序和故障诊断推理程序完成了分拣设备的故障诊断。诊断过程如下：上位机程序判断PLC输入输出信号，确认是否有故障。如果出现故障，首先进行数据逻辑操作，将错误输入和输出逻辑数据的每个组合与上位机程序的实际参数相匹配。满足故障条件的组合是故障原因，然后根据正确的逻辑参数排除故障点，达到准确诊断和快速处理的目的。

研究和解决关键技术

混合分拣设备的系统连接。该设备是各种分拣设备的集合。设备运行包括垂直机器分拣、电子标签手动分拣、香烟预分拣装置预分拣和运行等。编写程序时，垂直机器通过计算位置和运行时间来控制执行系统，电子标签通过手动复位来控制执行系统，香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编码切户。目前，人工分拣的电子标签分拣线通过放置铁壳将两个订单分开。铁壳的前一个订单通过激光打码器触发切户光电开关实现了编码分户。缺点是物体介质需要人工放置和处理，劳动强度高，分拣效率低。本分拣系统通过编写PLC控制程序，将编码切户信号输出到编码设备，实现自动编码切户。

异型卷烟快速堆叠包装。设备堆放包装装置采用下推堆放和循环承载传输方式，将香烟手动推入堆放仓库，快速堆放成包装单元；然后通过输送链板输送到缓存仓库，等待包装膜；最后输送到包装仓库，推送包装膜，实现自动包装膜包装。五种形状和尺寸相似的异形香烟可以连续推动和堆叠。依靠香烟在烟草仓库中自重滑动，形成包装单元的下堆叠模式，比传统的向上堆放更省力，烟囱更稳定。

设备运行结果表明，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/小时，峰值可达5000/小时。据统计，设备投入使用后的分拣效率是之前的3.5倍。与传统的卷烟分拣设备相比，该设备分拣灵活，分拣效率高，劳动力更经济，结构紧凑，占地面积小，维护简单。