為解決當前煙草行業(yè)已經(jīng)建成的濾棒物流自動化系統(tǒng)在濾棒發(fā)射中容易產(chǎn)生觸頭、外表皺、爆口等質(zhì)量缺陷的問題，本文對卷煙廠成型機、發(fā)射機、濾棒庫提出了新的工藝布局方式——同側(cè)異層，同時應(yīng)用RFID技術(shù)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(tǒng)與生產(chǎn)的關(guān)聯(lián)性。

　　自動化物流系統(tǒng)、同側(cè)異層、卷煙生產(chǎn)、RFID

　　引言

　　隨著加工制造業(yè)領(lǐng)域的拓寬和生產(chǎn)規(guī)模的擴大，原材料和半成品及成品的儲存成為企業(yè)必須解決的重要問題。在煙草物流行業(yè)，自動化立體庫得到廣泛應(yīng)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(yè)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(qū)暫存，固化一段時間后，再由人工送到發(fā)射機組卸盤機上。也有部分煙廠采用輸送設(shè)備將成型機與發(fā)射機組直接聯(lián)接起來，經(jīng)過短暫緩存和固化，將濾嘴棒輸送給發(fā)射機。煙草企業(yè)濾棒物流自動化系統(tǒng)，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(chǎn)和發(fā)射分成兩個互不干擾、獨立工作的工序，將濾棒成型機和發(fā)射機按集群式布置，任一臺成型機生產(chǎn)的濾棒可以根據(jù)生產(chǎn)安排自動輸送到任一臺發(fā)射機，再發(fā)送到任一臺卷煙機，可以最大限度地發(fā)揮成型機和發(fā)射機的生產(chǎn)能力，同時設(shè)備配置數(shù)量大大減少。

　　煙草工業(yè)企業(yè)從“十一五”技改開始，建設(shè)的濾棒物流自動化系統(tǒng)逐步增多，但全部采用成型機和發(fā)射機位于立體庫同層異側(cè)的方式，這樣的布局發(fā)射機到交換站管道距離長、管道彎路多、需要爬升，發(fā)射時需要的發(fā)射壓力大，容易產(chǎn)生觸頭、外表皺、爆口等質(zhì)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(zhì)量問題。

　　濾棒生產(chǎn)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(guī)格，故在濾棒生產(chǎn)、使用過程中需要嚴格控制，一旦發(fā)生錯牌，就屬于企業(yè)A類質(zhì)量事故，將造成大量的材料、人力的浪費，如果流入市場，產(chǎn)生的負面影響將無法預(yù)計。

　　針對以上問題，本文結(jié)合企業(yè)的“十一五”技改項目，通過研究成型機與發(fā)射機布局的合理性、所需設(shè)備的設(shè)計、物料信息流的分析等，在滿足生產(chǎn)工藝的情況下，重新規(guī)劃設(shè)備布局，采用成型機和發(fā)射機位于立體庫同側(cè)異層的方式，建立濾棒物流自動化系統(tǒng)的防錯牌控制系統(tǒng)，形成行業(yè)內(nèi)濾棒物流自動化系統(tǒng)建設(shè)新模式。

　　工藝布局研究

　　將成型機、發(fā)射機布置于濾棒立體庫的同側(cè)，考慮成型機生產(chǎn)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(fā)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(fā)射的壓力，因此將發(fā)射機布置在二層，與交換站同層，以減少這兩種設(shè)備之間連接管道的距離及爬升。

　　采用成型機和發(fā)射機位于立體庫同側(cè)異層方式解決了如下問題：

　　1.發(fā)射機與交換站的管道距離縮短

　　濾棒交換站大都設(shè)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(fā)射機與交換站的管道距離。

　　2.發(fā)射機發(fā)送濾棒的壓力減少

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

　　3.降低質(zhì)量缺陷濾棒的產(chǎn)生

　　由于發(fā)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(zhì)量缺陷的濾棒產(chǎn)生，提高了在發(fā)射過程中濾棒質(zhì)量的穩(wěn)定性。

　　4.提高空間利用率

　　國家煙草專賣局批復(fù)該項目建筑面積是以所申請的產(chǎn)能為依據(jù)的，在產(chǎn)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(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計

　　在成型機、發(fā)射機與濾棒立體庫布局確定后，系統(tǒng)主要是設(shè)計成型機、發(fā)射機與濾棒立體庫的對接設(shè)備。

　　1.連接設(shè)備設(shè)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(tǒng)的對接實際上就是設(shè)計堆垛機與成型機、發(fā)射機的連接設(shè)備?？紤]成型機的裝盤部分、發(fā)射機的卸盤部分機構(gòu)及濾棒盤的輸送方式，該連接設(shè)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(shè)計3段皮帶輸送機來連接。輸送機的設(shè)計參照德國HAUNI公司生產(chǎn)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(chǎn)品，考慮與其他系統(tǒng)電機選型的一致性，電機選用SEW產(chǎn)品。

　　2.旋轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計

　　圖5是系統(tǒng)用到的兩種不同規(guī)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(fā)射機卸盤部分的單個實濾棒盤及從發(fā)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(diào)頭，才能供成型機和發(fā)射機使用，為此在圖3、4的第③段輸送機上必須帶有旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。

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

　　3.防錯牌控制設(shè)計

　　采用RFID技術(shù)，跟蹤濾棒從成型機生產(chǎn)出來、立體庫入庫、立體庫出庫、發(fā)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(fā)生。

　　輸送機在輸送濾棒盒的過程中，濾棒盒到一定位置觸發(fā)光電感應(yīng)，氣缸將當前濾棒盒夾緊，PLC向WCS（倉庫控制系統(tǒng)）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(xù)向前輸送；若不成功，則氣缸繼續(xù)夾緊并會有相關(guān)報警提示，此時需人工查看、處理。

　　一樓成型機生產(chǎn)濾棒后，RFID寫入濾棒的生產(chǎn)時間、牌號、機臺號等信息，二樓發(fā)射機處則與在WMS（倉庫管理系統(tǒng)）中預(yù)先設(shè)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(xiàn)象發(fā)生。

　　結(jié)語

　　從同側(cè)異層的濾棒物流自動化系統(tǒng)投入使用以來卷包車間的質(zhì)量反饋情況來看，基本杜絕了在發(fā)射過程中產(chǎn)生觸頭、外表皺、爆口等質(zhì)量缺陷的濾棒。同時，系統(tǒng)應(yīng)用RFID技術(shù)，將外觀無法辨識的濾棒自動附著信息，在生產(chǎn)、使用過程中都能實時知道這些濾棒的牌號、生產(chǎn)機臺、生產(chǎn)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(tǒng)與生產(chǎn)的密切關(guān)聯(lián)性。