中国烟草总公司天津市公司物流中心 天津 300409
摘要：随着自动化物流技术的快速发展，物流分拣设备得到了广泛应用，目前烟草行业的卷烟分拣主要采用全自动化分拣、半自动化拣选及人工拣选三种方式。由于半自动拣选设备具备投资成本低、分拣柔性高、占地面积小等优势在绝大多数烟草物流中心得到了广泛应用。
半自动化拣选设备主要以电子标签为主，现有的电气标签拣选设备作业模式主要为人工通过电子标签指示灯或电脑软件提示，将指定货格内的卷烟放入放置分拣皮带上，拣选完成后人工触发分拣皮带机，完成拣选工作。[1]该作业模式由于需要人工根据电子标签或电脑显示屏数量提示进行拣选，故拣选的准确性受拣选人员影响较大，同时每次拣选完成后需要人工触发拣选皮带机，存在拣选流程复杂、误操作等弊端。
1 新型卷烟电子标签拣方式
1.1 新型卷烟电子标签拣方式的结构
为了克服现有传统操作技术方式中存在的缺点，笔者所在单位成立专题小组，开展卷烟电子标签拣选方式的技改。
卷烟电子标签拣选方式改造，包括主线皮带机和控制系统、多个LED显示屏（LED显示屏通过支架上置于主线皮带机后侧上方）、主线皮带机的皮带上设置均布多个定位孔和多个挡块、相邻的两个挡块之间的皮带表面形成一个实物托盘，LED显示屏与实物托盘一一对应设置等。
其中，控制系统包括PLC模块、工控机、启动按钮、急停按钮和多对光栅传感器，启动按钮和急停按钮设置于主线皮带机的机架靠近使用者的一端，光栅传感器设置于机架顶面，且与实物托盘一一对应设置；工控机分别连接LED显示屏和PLC模块，启动按钮和多对光栅传感器分别连接PLC模块输入端，急停按钮连接PLC模块输出端；控制系统还包括为LED显示屏和光栅传感器供电的直流电源，交流接触器线圈、以及与急停按钮连接的单点继电器线圈；单点继电器线圈的吸合触发交流接触器线圈接通；主线皮带机包括机架、传动电机、皮带和多个传动轴，传动轴固定于机架上，皮带呈回形环绕于多个传动轴外部，任意一个传动轴与传动电机驱动轴连接，传动轴和皮带之间摩擦传动；多个定位孔和多个挡块沿皮带运动方向均布。定位孔和挡块一一对应设置，且定位孔设置于靠近皮带边缘处，挡块设置与皮带中间。PLC模块、交流接触器线圈、和单点继电器线圈设置于独立的控制柜内。
1.2 新型卷烟电子标签拣方式的原理
此次新型卷烟电子标签拣方式，采用LED显示屏结合实物货格进行拣选，较传统的电子标签货格配合显示屏的拣选方式更为灵活、便捷，同时有效确保了分拣过程的准确性；可根据拣选情况自动启停皮带进行拣选，无需人工触发启动，全过程只需人工根据LED屏提示信息进行拣选，无多余操作，减少了工作流程，提高了拣选效率；选择光栅进行实物托盘货物的检测，检测准确性更高，避免由于检测可能导致的拣选误差[2]。
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图1 主视图
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图2 俯视图
在具体操作过程中，设置十组光栅传感器9，对应十个实物托盘，其电气控制原理图如图4所示，图中GS1~GS10表示十组光栅传感器；AN表示启动按钮；JT表示急停按钮；D表示主线皮带机的传动电机2；GKJ表示工控机13；LED 表示LED显示屏10；CPU表示PLC模块12；DY为直流电源，用于为光栅传感器以及LED显示屏供电；XQ1为单点继电器线圈；XQ为交流接触器线圈（详见附图）。
图4 控制电气的结构示意图
1 机架 2 传动电机 3 皮带 4 传动轴
5 启动按钮 6 急停按钮 7 定位孔 8 挡块
9 光栅传感器 10 LED显示屏 11 支架 12 PLC模块
13 工控机
工控机13的PN/DP端与PLC模块12的PN/DP端连接，其COM端连接LED显示屏10的COM端；十组光栅传感器GS1~GS10分别连接PLC模块12输入端的I0.0~I0.7、I1.0、I1.1端口连接；启动按钮5与PLC模块12输入端的I1.2端口连接；急停按钮6一端连接PLC模块12输出端的Q0.0端口，另一端连接单点继电器线圈XQ1，单点继电器线圈XQ1另一端连接LED显示屏10的0V端；单点继电器线圈XQ1与交流接触器XQ线圈配合控制传动电机2运行；交流接触器XQ一端接地，另一端连接开关K11后接入三项交流电C项；PLC模块12、单点继电器XQ1和交流接触器XQ安装于单独的控制柜内部，PLC模块12控制单点继电器线圈XQ1（24V直流）吸合，单点继电器XQ1触电吸合后，触发交流接触器线圈XQ（220V交流）接通，从而控制传动电机2运行。
1.3 新型卷烟电子标签拣方式的操作技巧
拣选人员每天作业前按下启动按钮5点亮LED显示屏10，工控机13将分拣数据传输至LED显示屏10和PLC模块12，PLC模块12将分拣数据传输至对应光栅传感器9；每个LED显示屏10显示对应实物托盘的分拣数据；人工根据LED显示屏10分拣数据信息将布置于托盘上、货格内或者作业平台上的卷烟拣选入相应的实物托盘；当PLC模块12确定实物托盘待拣选卷烟数量，与光栅传感器9检测到的已经拣选完成的卷烟数量相等时，则PLC模块12控制主线皮带机启动，将需要分拣的卷烟输送至下一工位。
每次运行的实物托盘数量由工控机13传输给给PLC模块12，PLC模块12运行完成后将完成信息反馈至工控机13，工控机13根据反馈信息，结合即将分拣的订单，更新LED显示屏10屏信息，人工根据LED显示屏10提示将空实物托盘拣选入卷烟，如此往复进行工作。当发现卷烟分拣异常或皮带机运行异常时，可以通过急停按钮6停止皮带机，当恢复正常后拔开急停开关即可，确保分拣异型卷烟的自动装箱。
2结束语
电子标签拣选方式由于其投资少、周期短、产品成熟等优点，虽然自动化程度较低，在各行业仍占有一定的市场份额，但是它存在的人工操作易差、劳动强度大等问题仍然是软肋，本次课题研究通过专题小组的技改工作，改善形成新型卷烟电子标签拣方式，在操作便捷性和准确性上有很大程度的提升，同时也一定程度上降低了劳动强度，可以供其他行业参考。
参考文献：
[1]卷烟机械设备的管理与维护探析[J].孙德才.科技经济导刊.2020（04）
[2]基于异形卷烟分拣的全业务分拣模式的选择与应用[J].王旗.物流技术与应用.2020（02）