為解決當前煙草行業已經建成的濾棒物流自動化系統在濾棒發射中容易產生觸頭、外表皺、爆口等質量缺陷的問題，本文對卷煙廠成型機、發射機、濾棒庫提出了新的工藝布局方式——同側異層，同時應用RFID技術對外觀無法辨識的濾棒自動附著信息，建立起濾棒的防錯牌控制，完善了濾棒物流自動化系統與生產的關聯性。

　　自動化物流系統、同側異層、卷煙生產、RFID

　　引言

　　隨著加工制造業領域的拓寬和生產規模的擴大，原材料和半成品及成品的儲存成為企業必須解決的重要問題。在煙草物流行業，自動化立體庫得到廣泛應用。作為卷煙重要輔料的濾嘴棒，其儲存和輸送在很多煙廠仍采用人工作業模式，即，成型機組裝盤機將嘴棒自動裝盤后，人工將料盤搬運到緩存區暫存，固化一段時間后，再由人工送到發射機組卸盤機上。也有部分煙廠采用輸送設備將成型機與發射機組直接聯接起來，經過短暫緩存和固化，將濾嘴棒輸送給發射機。煙草企業濾棒物流自動化系統，利用自動化立體庫的大容量緩沖和隨機儲存的靈活性，將濾棒成型生產和發射分成兩個互不干擾、獨立工作的工序，將濾棒成型機和發射機按集群式布置，任一臺成型機生產的濾棒可以根據生產安排自動輸送到任一臺發射機，再發送到任一臺卷煙機，可以最大限度地發揮成型機和發射機的生產能力，同時設備配置數量大大減少。

　　煙草工業企業從“十一五”技改開始，建設的濾棒物流自動化系統逐步增多，但全部采用成型機和發射機位于立體庫同層異側的方式，這樣的布局發射機到交換站管道距離長、管道彎路多、需要爬升，發射時需要的發射壓力大，容易產生觸頭、外表皺、爆口等質量缺陷的濾棒，影響濾棒在卷接過程的使用，造成煙支掉頭、爆口等質量問題。

　　濾棒生產后裝入濾棒盤中，每幾盤濾棒為一組，自動存入立體庫。但因濾棒的外觀十分相似，很難用肉眼識別濾棒的規格，故在濾棒生產、使用過程中需要嚴格控制，一旦發生錯牌，就屬于企業A類質量事故，將造成大量的材料、人力的浪費，如果流入市場，產生的負面影響將無法預計。

　　針對以上問題，本文結合企業的“十一五”技改項目，通過研究成型機與發射機布局的合理性、所需設備的設計、物料信息流的分析等，在滿足生產工藝的情況下，重新規劃設備布局，采用成型機和發射機位于立體庫同側異層的方式，建立濾棒物流自動化系統的防錯牌控制系統，形成行業內濾棒物流自動化系統建設新模式。

　　工藝布局研究

　　將成型機、發射機布置于濾棒立體庫的同側，考慮成型機生產時需要輔料（絲束、盤紙），其中絲束一粒有500多千克，且輔料采用AGV小車運送的方式，因此將成型機布置在一層；連接發射機與卷煙機的濾棒交換站正常都是布置在高處，以利于發射的壓力，因此將發射機布置在二層，與交換站同層，以減少這兩種設備之間連接管道的距離及爬升。

　　采用成型機和發射機位于立體庫同側異層方式解決了如下問題：

　　1.發射機與交換站的管道距離縮短

　　濾棒交換站大都設置在卷包車間裝飾吊頂或車間二層上，采用新布局后，可以極大地縮短發射機與交換站的管道距離。

　　2.發射機發送濾棒的壓力減少

　　采用新布局后，發射機到交換站的管道基本上不存在爬升部分。由于發射管道距離的縮短、管道爬升部分的大幅減少，發射機的發射壓力也大大減少，從投入使用來看，企業一區生產線采用發射機與交換站在不同層的，其發射壓力需要4-4.5Bar，二區生產線采用該種新型布局方式，發射機發射壓力只需要2-2.5Bar。

　　3.降低質量缺陷濾棒的產生

　　由于發射壓力的大幅降低，濾棒的前行速度大大降低了，從而較大程度地減少了觸頭、外表皺、爆口等質量缺陷的濾棒產生，提高了在發射過程中濾棒質量的穩定性。

　　4.提高空間利用率

　　國家煙草專賣局批復該項目建筑面積是以所申請的產能為依據的，在產能確定、建筑面積固定的情況下，這樣的布局充分利用有限空間，為項目總體工藝布局騰出更多的面積。

　　系統關鍵設備設計

　　在成型機、發射機與濾棒立體庫布局確定后，系統主要是設計成型機、發射機與濾棒立體庫的對接設備。

　　1.連接設備設計

　　濾棒立體庫通過堆垛機將貨物存放在貨架或從貨架上取下貨物，存取貨物為貨叉伸縮方式，因此該系統的對接實際上就是設計堆垛機與成型機、發射機的連接設備。考慮成型機的裝盤部分、發射機的卸盤部分機構及濾棒盤的輸送方式，該連接設備采用皮帶輸送機的方式，且濾棒盒幾個一組出入庫時，為有足夠的緩存空間、合理輸送負載及控制方式，設計3段皮帶輸送機來連接。輸送機的設計參照德國HAUNI公司生產的KDF4成型機的HCF部分（裝盤機），輸送機皮帶選用福爾波·西格林集團的傳輸龍 Transilon系列產品，考慮與其他系統電機選型的一致性，電機選用SEW產品。

　　2.旋轉機構設計

　　圖5是系統用到的兩種不同規格的空濾棒盤，輸送機到成型機裝盤部分的單個空濾棒盤及從成型機裝盤部分到輸送機的實濾棒盤都是以圖6箭頭①所示方向輸送的，輸送機到發射機卸盤部分的單個實濾棒盤及從發射機卸盤部分到輸送機的空濾棒盤都是以圖6箭頭②方向輸送的。因此，從輸送機上分離出單個空濾棒盤和實濾棒盤時，必須將空濾棒盤和實濾棒盤進行180°調頭，才能供成型機和發射機使用，為此在圖3、4的第③段輸送機上必須帶有旋轉機構。

　　參照德國HAUNI公司生產的KDF4成型機的HCF部分（裝盤機），濾棒盤的旋轉機構選用FESTO的緊湊型氣缸作為驅動部分。

　　3.防錯牌控制設計

　　采用RFID技術，跟蹤濾棒從成型機生產出來、立體庫入庫、立體庫出庫、發射機使用等過程中的信息，建立這一過程中信息的核對機制，防止錯牌事故的發生。

　　輸送機在輸送濾棒盒的過程中，濾棒盒到一定位置觸發光電感應，氣缸將當前濾棒盒夾緊，PLC向WCS（倉庫控制系統）申請RFID的寫入或者核對，若WCS反饋成功的信號，則輸送機氣缸松開，輸送機繼續向前輸送；若不成功，則氣缸繼續夾緊并會有相關報警提示，此時需人工查看、處理。

　　一樓成型機生產濾棒后，RFID寫入濾棒的生產時間、牌號、機臺號等信息，二樓發射機處則與在WMS（倉庫管理系統）中預先設定的濾棒信息和當前濾棒信息進行核對，防止濾棒牌號與要求不一致的現象發生。

　　結語

　　從同側異層的濾棒物流自動化系統投入使用以來卷包車間的質量反饋情況來看，基本杜絕了在發射過程中產生觸頭、外表皺、爆口等質量缺陷的濾棒。同時，系統應用RFID技術，將外觀無法辨識的濾棒自動附著信息，在生產、使用過程中都能實時知道這些濾棒的牌號、生產機臺、生產時間等信息，并建立了濾棒的防錯牌控制機制，完善了濾棒物流自動化系統與生產的密切關聯性。