件烟方向自动识别与校正装置设计

件烟方向自动识别与校正装置设计

林煜

（龙岩烟草工业有限责任公司物流部，福建 龙岩 364000）

【摘要】  在整个烟草工业中，件烟自动分拣系统有着举足轻重的作用，它承担着卷包车间封箱机件烟到码垛区域的重要过渡作用，是实现卷烟工业企业自动化的重要组成部分，件烟自动分拣系统的顺畅程度，将直接影响到卷包车间的件烟生产的多项重要指标。在件烟自动分拣系统中，由于人，机，料等因素可能会导致件烟在输送过程中的定位偏移，从而影响到整个件烟分拣系统的作业效率以及设备利用率和损耗程度。件烟自动识别系统作为一个重要的分选设备，增设一个件烟分拣系统方向自动识别与校正装置提升设备作业效率、降低损耗程度的作用，具有广泛的应用前景。

【关键词】件烟；方向；自动识别与校正；装置设计

引言

我司成品库区是件烟自动分拣系统，成品烟箱在分拣线上通过链板输送机进行输送、牌号分拣和码垛入库。在不同牌号的成品烟箱在主输送道上由链板输送机竖向输送，烟箱经过检测光电管时触发扫码器进行扫码，通过扫码器进行烟箱牌号识别并确认分拣道口，当烟箱输送至相应分拣道口并触发定位光电管时,对应的道口分拣机动作将烟箱横向分拣推入码垛烟箱输送道,烟箱触发检测光电管后控制对应的电动滚筒输送机运行，烟箱触发检测光电管后，下一段电动滚筒输送机运行，以此类推，最后烟箱输送至机器人抓取位置等等码垛入库。该系统由件烟输送线和3台码垛机械手组成，一共有9个分拣口一次最多可以同时开设9个不同牌号信息。

1、目前存在问题

在生产过程中，有时会因为烟箱大小、角度、分拣定位光电管的位置歪斜或者分拣机气缸的气压不稳定等问题，导致分拣机提前或者延迟动作，造成烟箱在推入电动滚筒输送机时发生了方向旋转没有发生换向横向进入分拣道。目前系统没有烟箱方向错误的检测和报警装置。如果操作人员没有马上发现方向错误的烟箱方向错误进入码垛烟箱输送道的电动滚筒输送机，会导致两个问题的发生： 一、方向错误的烟箱可能会卡在滚筒输送机上，将引起滚筒输送机卡滞堵塞甚至卡在通道造成设备的损坏或者故障，也会造成烟箱的破损，长时间堵塞容易引起成品分拣线的停机，影响卷包生产。二、如果方向错误的烟箱进入到机器人的抓取位置，机器人在码垛过程中会出现撞烟、压烟、掉烟等问题，易造成设备器件损坏和大量的成品烟损耗。

2、要解决的技术问题

目前大部分烟草物流行业件烟自动分拣系统运行方向，大都没有设置烟箱运行方向的识别和校正装置，一旦出现烟箱方向错误导致故障，则很容易造成工件或设备的损坏和成品的浪费。即使是有设置检测堵烟和掉烟装置，也都是在烟箱方向错误以后产生故障报警而已。这种方式虽然具有一定的预警功能，但不能起到解决烟箱运行中以错误的方向进入输送设备的作用，还是会对设备造成一定的损害。

在件烟自动分拣系统运行过程中，通过设计件烟分拣方向识别和方向修正装置，解决当出现方向错误的烟箱时，可以在很短的时间内检测到发生方向错误的烟箱故障，从而可以实现件烟的方向重新修正回位，避免了后续因方向错误的烟箱进入输送设备导致的一系列的故障，提高整个件烟分拣系统的作业率，提高成品烟箱分拣线输送的流畅性，减少设备器件损坏和大量的成品烟损耗。

3、技术方案

   如图1所示，在码垛烟箱输送道的电动滚筒输送机71上面增加了视觉检测器和吸盘校正机构，用于检测成品烟箱11在经过分拣机81的分拣之后是否会成为方向错误的烟箱12。

图1 烟箱分拣输送示意图（加了校正装置）

   装置的主要检测和校正流程如下所示，成品烟箱11在分拣进入码垛烟箱输送道的电动滚筒输送机71后通过遮挡光电管34触发视觉检测器41检测烟箱方向，判断烟箱方向是否正常：如果烟箱方向正常运行时视觉检测器41比对标准方向条码位置处于相同区域，那么视觉检测器41不输出电平脉冲信号给电控PLC，当成品烟箱11经过光电管35时，吸盘机构未收到电控PLC下达的执行信号，不动作；电动滚筒未收到电控PLC下达的停止信号，输送电机继续运行输送烟箱。如果烟箱方向不正常运行时视觉检测器41比对标准方向条码位置处于不同区域时，视觉检测器将比对实际条码的位置与标准烟箱方向位置的差距，如下所示两种情况：

一、若检测到实际条码位置在标准方向条码位置左边时，视觉检测器41将输出高电平脉冲信号给电控PLC，当方向错误的烟箱12经过光电管35时，电动滚筒收到电控PLC下达的延迟输送信号，输送电机延迟固定时间后再运行输送烟箱。吸盘机构收到电控PLC下达的执行信号，伸缩支架51下降，吸盘机构53通气压对烟箱进行吸取，然后伸缩支架51上升，转盘机构52执行逆时针旋转90度的动作,伸缩支架51再下降，吸盘机构53气压气路关闭放下烟箱, 最后伸缩支架51上升完成校正。

二、若检测到实际条码位置在标准方向条码位置右边时，视觉检测器41将输出低电平脉冲信号给电控PLC，当方向错误的烟箱12经过光电管35时，电动滚筒收到电控PLC下达的延迟输送信号，输送电机延迟固定时间后再运行输送烟箱。吸盘机构收到电控PLC下达的执行信号，伸缩支架51下降，吸盘机构53通气压对烟箱进行吸取，然后伸缩支架51上升，转盘机构52执行顺时针旋转90度的动作,伸缩支架51再下降，吸盘机构53气压气路关闭放下烟箱, 最后伸缩支架51上升完成校正。

方向正确的成品烟箱11通过电动滚筒输送机71继续输送到机器人码垛区域。视觉检测器41的信号和光电管34、35的信号接输入点到控制器中，控制器的输出信号电动滚筒输送机71的运转和停止和吸盘校正机构中伸缩支架51下降上升、转盘机构52旋转方向、吸盘机构53的气路通闭。

控制器可为可编程控制器PLC或由单片机组成的控制系统等。控制简易流程如下所示：控制系统分别控制：烟箱方向检测、烟箱旋转装置、件烟输送机。当烟箱方向检测器发出烟箱错误信号时，信号传递给烟箱旋转装置控制旋转的方向和执行动作，并且控制件烟输送机的运行等待。烟箱旋转装置执行结束后，烟箱方向检测器重新检测通过后发生可通行信号给烟箱旋转装置让其不动作，并且控制件烟输送机的运行继续。

4、效果

通过重新设计件烟自动分拣系统的自动识别与校正装置方案，改进设备后，成品烟箱发生运行方向错误后会被及时检测到并且校正错误的方向，预计会减少了成品烟箱在输送中出现因烟箱方向错误导致的输送通道阻塞卡滞问题和的机器人在码垛过程中会出现撞烟、压烟、掉烟等问题，也不影响成品烟箱对下一步输送流程进行输送，从而达到减少方向错误的烟箱进入分拣线后造成的易造成设备器件损坏和大量的成品烟损耗。

参考文献

[1] 陈军 洪晓华.物流自动化技术[M].中国矿业大学出版社.2005

[2] 韩新宅，顾长青，赵铁成.邮政自动化分拣技术[M].北京邮电学院出版社.1997

[3]黄启明.自动分拣系统及其应用前景分析[J].物流技术,2002(05):7-15.