论文部分内容阅读
[摘 要]我厂烟箱自动分拣系统改造项目的主要目的是将包装好的、不同品牌的卷烟箱从一条主传送带上分发到不同的分拣道口。从现场需求知道，卷包车间有可能同时生产6种香烟，也就是说有5种不同品牌规格的香烟箱体需要进行分拣。考虑到以后会有更多的不同品牌规格的香烟同时生产，系统要求目前能同时分拣6种烟箱。并为以后系统扩充保留接口。
[关键词]自动分拣系统 卷烟成品仓库 设计应用
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0207-01
改造后的分拣系统在运行中，不能对烟箱造成损坏，或造成变形，影响烟箱质量。因此，在系统输送部分，应采用磨擦较小的传送辊结构或横截面中空的链板式结构。这样，在长达18米的传送带上，对烟箱的磨损较小。在分拣道口，需分拣的烟箱可利用机构顶起，使烟箱与传送辊脱离接触。再用传输机械将已脱离主传送带的烟箱送入分拣通道。
一、分拣系统的识别功能设计
对各烟箱的识别，比较常用的方法是条形码扫描，但从现场情况看来，不同品牌规格的烟箱条形码在不同的位置，有可能在烟箱的二个侧高面和正面共三个面上，甚至有部分烟箱无条形码。从正常使用的角度上来说，每次更换香烟品种都需要对条形码读码器的安装位置进行调整，使用不方便。对于无条形码的烟箱，因无法识别，只能从主传送带的末端由人工分拣。而烟箱从外形来说，只分为软包：445*240*545 硬包：450（底面长）*250（底面宽）*567（高）或450（底面长）*250（底面宽）*570（高）等有限的几种，不能从外形尺寸大小上分辨。目前不同的烟箱从正上面（底面长*高的面）观察，有不同文字和图案，可通过颜色传感器对正上面的图案的颜色进行识别，但同样存在对安装位置的调整。通过视觉系统可以进行完美识别。经论证，在识别方式上采用视觉系统对不同烟箱的正上面进行特征识别（文字的内容、位置不同，图案的不同），将烟箱区分开来。
从控制装置来说，将烟箱的位置、烟箱的识别信息输入PLC中进行处理，在特定规格的烟箱到达相应的分拣道口时，启动分类装置，先将烟箱顶起，使其脱离主传送装置，在分类装置的平台上静止，再送入分拣道口，之后分类装置平台落下，以便后续烟箱通过或再次分拣。这样，系统需要分拣6种烟箱就需要至少5个分类装置（第6种或不能正确识别的烟箱直接从主传送带末端送出，由人工分拣），才能满足系统要求。而读码器的参数编辑可采用一台工控计算机加相应的编辑软件来完成，而读码器的运行条码基准设置则通过设备现场的人机交互界面来进行设置。在分拣系统工作时，可通过这些人机交互设备对分拣系统的运行状况进行监控。
二、分拣系统的硬件装置
分拣系统主输送带采用多楔带滚筒式输送机，所使用的直线滚筒输送机是标准的输送模块，用于连接不同的输送区间，此输送机上预留任意位置给如移载机，分流器等机能装置。此模块为预装模块，可直接安装使用，无需额外调节。从而使安装调试快捷方便。分拣系统主输送带可承受负载为每米25KG。主输送机内部净宽为800mm。滚筒材质为镀锌管，滚筒外径50毫米，壁厚1.5毫米。滚筒间通过多楔带传动，滚筒间距125mm。驱动装配为微型电机，每3米布置一台驱动装置，采用直流驱动技术。输送速度为0.5米每秒，即30米每分钟。
分拣系统分拣道口外设置有五条分拣输送机。分拣输送带采用无动力滑道。输送机内部净宽为800mm。滑道材质为不锈钢板材，。入口处高度750mm，出口处高度650mm。从而使进入分拣道口的烟箱以自身重力为动力滑动到输送机末端。
顶升移载装置固定放置在主输送机下部的规定位置。在不动作时，不影响主输送机的运转。系统有五台顶升移载装置。每套顶升移载装置采用了二个动力源。一个是将顶升移载工作平台顶起的气动系统。可将移载面上提25mm（10mm位于主输送线滚筒表面以下，15mm位于主输送线滚筒表面以上）。另一动力源为一行程等于主输送机宽度的气缸装置。将顶升离开主输送机并停留在顶升工作面上的烟箱推入分拣道口。在系统内集成气动控制和压力调节装置。用于满足系统所需要的气源。
三、分检系统的控制系统
烟箱识别装置采用在进入分拣房前的输送带末端，原有烟箱移载装置前安装一套读码装置。用以将不同的烟箱识别出来，并将识别信号送到PLC进行处理。
当使用这种识别系统时，传统的处理方式是每次只有一件物品进行分拣系统，只有这一物品分拣到位，才允许下一物品进入分拣系统。从现场可知，在高速生产过程中，每个烟箱的距离大约是1.5米左右，识别系统是有足够的识别能力，但是主输送机的输送速度就要求很高。而滚筒式输送机的最大工作速度是每秒3米。现输送速度是每秒0.5米。不能满足系统需求。
在我们的方案中，在新加入的滚筒式输送带上有多个烟箱同时存在。因PLC要处理判别经过识别装置后的烟箱在新加入的滚筒式输送带上的具体位置，并在规定的分拣道口驱动分类装置进行分类，要在系统中增加同步装置，整个分拣系统依据同步信号工作，在PLC内部要对每个进入的烟箱进入数据库运算，从而实时判别每个烟箱目前在烟箱的位置。这就要求有一套完善的算法。使得PLC的数据运算量极大。
系统在工作中对某一烟箱的分拣工作流程基本如下：主输送机每转动一特定长度产生一个同步信号，对进入系统的每一烟箱进行编号，对应于此编号的是每只烟箱到特定分拣道口的设定同步脉冲数、实际同步脉冲数、分拣道口定位信息以及是否已分拣信息。以系统正常输送速度（0.5m/s）来说，大约在主输送机上最多会同时有16只烟箱，这就需要在一个同步脉冲信号周期内对16个烟箱的特定编号、设定同步脉冲数、实际同步脉冲数、分拣道口定位信息以及是否已分拣信息进行运算。其计算速度和数据处理量都有很高的要求。
同时，系统可以完成同一烟箱品种在不同分拣道口进行分拣的功能。这部分分拣功能由PLC进行处理，当设定有大于一个分拣道口对同一种品种烟箱进行分拣时，系统会分配同一种品种烟箱循环在多个分拣道口进行分拣。这样，当生产香烟品种较少时，可在多个分拣道口将烟箱分拣。
作者简介
张洪涛（1967—— ），男（汉族），河南郑州市人，本科生，主要研究方向：设备及零备件管理。
[关键词]自动分拣系统 卷烟成品仓库 设计应用
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0207-01
改造后的分拣系统在运行中，不能对烟箱造成损坏，或造成变形，影响烟箱质量。因此，在系统输送部分，应采用磨擦较小的传送辊结构或横截面中空的链板式结构。这样，在长达18米的传送带上，对烟箱的磨损较小。在分拣道口，需分拣的烟箱可利用机构顶起，使烟箱与传送辊脱离接触。再用传输机械将已脱离主传送带的烟箱送入分拣通道。
一、分拣系统的识别功能设计
对各烟箱的识别，比较常用的方法是条形码扫描，但从现场情况看来，不同品牌规格的烟箱条形码在不同的位置，有可能在烟箱的二个侧高面和正面共三个面上，甚至有部分烟箱无条形码。从正常使用的角度上来说，每次更换香烟品种都需要对条形码读码器的安装位置进行调整，使用不方便。对于无条形码的烟箱，因无法识别，只能从主传送带的末端由人工分拣。而烟箱从外形来说，只分为软包：445*240*545 硬包：450（底面长）*250（底面宽）*567（高）或450（底面长）*250（底面宽）*570（高）等有限的几种，不能从外形尺寸大小上分辨。目前不同的烟箱从正上面（底面长*高的面）观察，有不同文字和图案，可通过颜色传感器对正上面的图案的颜色进行识别，但同样存在对安装位置的调整。通过视觉系统可以进行完美识别。经论证，在识别方式上采用视觉系统对不同烟箱的正上面进行特征识别（文字的内容、位置不同，图案的不同），将烟箱区分开来。
从控制装置来说，将烟箱的位置、烟箱的识别信息输入PLC中进行处理，在特定规格的烟箱到达相应的分拣道口时，启动分类装置，先将烟箱顶起，使其脱离主传送装置，在分类装置的平台上静止，再送入分拣道口，之后分类装置平台落下，以便后续烟箱通过或再次分拣。这样，系统需要分拣6种烟箱就需要至少5个分类装置（第6种或不能正确识别的烟箱直接从主传送带末端送出，由人工分拣），才能满足系统要求。而读码器的参数编辑可采用一台工控计算机加相应的编辑软件来完成，而读码器的运行条码基准设置则通过设备现场的人机交互界面来进行设置。在分拣系统工作时，可通过这些人机交互设备对分拣系统的运行状况进行监控。
二、分拣系统的硬件装置
分拣系统主输送带采用多楔带滚筒式输送机，所使用的直线滚筒输送机是标准的输送模块，用于连接不同的输送区间，此输送机上预留任意位置给如移载机，分流器等机能装置。此模块为预装模块，可直接安装使用，无需额外调节。从而使安装调试快捷方便。分拣系统主输送带可承受负载为每米25KG。主输送机内部净宽为800mm。滚筒材质为镀锌管，滚筒外径50毫米，壁厚1.5毫米。滚筒间通过多楔带传动，滚筒间距125mm。驱动装配为微型电机，每3米布置一台驱动装置，采用直流驱动技术。输送速度为0.5米每秒，即30米每分钟。
分拣系统分拣道口外设置有五条分拣输送机。分拣输送带采用无动力滑道。输送机内部净宽为800mm。滑道材质为不锈钢板材，。入口处高度750mm，出口处高度650mm。从而使进入分拣道口的烟箱以自身重力为动力滑动到输送机末端。
顶升移载装置固定放置在主输送机下部的规定位置。在不动作时，不影响主输送机的运转。系统有五台顶升移载装置。每套顶升移载装置采用了二个动力源。一个是将顶升移载工作平台顶起的气动系统。可将移载面上提25mm（10mm位于主输送线滚筒表面以下，15mm位于主输送线滚筒表面以上）。另一动力源为一行程等于主输送机宽度的气缸装置。将顶升离开主输送机并停留在顶升工作面上的烟箱推入分拣道口。在系统内集成气动控制和压力调节装置。用于满足系统所需要的气源。
三、分检系统的控制系统
烟箱识别装置采用在进入分拣房前的输送带末端，原有烟箱移载装置前安装一套读码装置。用以将不同的烟箱识别出来，并将识别信号送到PLC进行处理。
当使用这种识别系统时，传统的处理方式是每次只有一件物品进行分拣系统，只有这一物品分拣到位，才允许下一物品进入分拣系统。从现场可知，在高速生产过程中，每个烟箱的距离大约是1.5米左右，识别系统是有足够的识别能力，但是主输送机的输送速度就要求很高。而滚筒式输送机的最大工作速度是每秒3米。现输送速度是每秒0.5米。不能满足系统需求。
在我们的方案中，在新加入的滚筒式输送带上有多个烟箱同时存在。因PLC要处理判别经过识别装置后的烟箱在新加入的滚筒式输送带上的具体位置，并在规定的分拣道口驱动分类装置进行分类，要在系统中增加同步装置，整个分拣系统依据同步信号工作，在PLC内部要对每个进入的烟箱进入数据库运算，从而实时判别每个烟箱目前在烟箱的位置。这就要求有一套完善的算法。使得PLC的数据运算量极大。
系统在工作中对某一烟箱的分拣工作流程基本如下：主输送机每转动一特定长度产生一个同步信号，对进入系统的每一烟箱进行编号，对应于此编号的是每只烟箱到特定分拣道口的设定同步脉冲数、实际同步脉冲数、分拣道口定位信息以及是否已分拣信息。以系统正常输送速度（0.5m/s）来说，大约在主输送机上最多会同时有16只烟箱，这就需要在一个同步脉冲信号周期内对16个烟箱的特定编号、设定同步脉冲数、实际同步脉冲数、分拣道口定位信息以及是否已分拣信息进行运算。其计算速度和数据处理量都有很高的要求。
同时，系统可以完成同一烟箱品种在不同分拣道口进行分拣的功能。这部分分拣功能由PLC进行处理，当设定有大于一个分拣道口对同一种品种烟箱进行分拣时，系统会分配同一种品种烟箱循环在多个分拣道口进行分拣。这样，当生产香烟品种较少时，可在多个分拣道口将烟箱分拣。
作者简介
张洪涛（1967—— ），男（汉族），河南郑州市人，本科生，主要研究方向：设备及零备件管理。