帥小應(yīng)，胡 俊，江保利

(1.池州學(xué)院 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)系，安徽 池州 247000；2.池州市煙草專(zhuān)賣(mài)局，安徽 池州 247000)

異型條煙打碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)

帥小應(yīng)1，胡 俊2，江保利2

(1.池州學(xué)院 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)系，安徽 池州 247000；2.池州市煙草專(zhuān)賣(mài)局，安徽 池州 247000)

針對(duì)異型煙自動(dòng)打碼的問(wèn)題，在深入分析研究目前條煙自動(dòng)打碼的技術(shù)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)計(jì)一種自動(dòng)對(duì)異型條煙的打碼方案。本方案不僅提高了現(xiàn)有裝備的利用率，而且節(jié)約了投資成本，提高了勞動(dòng)效率。

異型煙；打碼；條煙

1 引言

國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局于2010年9月下發(fā)了 《關(guān)于卷煙打碼銷(xiāo)售有關(guān)事項(xiàng)的通知》，《通知》要求從2010年11起銷(xiāo)售卷煙必須打碼到條。卷煙打碼到條，讓條煙都具有唯一的可識(shí)別的身份碼，不僅便于卷煙的庫(kù)存管理，而且還有利于市場(chǎng)檢查和消費(fèi)者確認(rèn)，同時(shí)也煙草物流跟蹤的重要依據(jù)，完善卷煙成品物流信息。

目前池州市煙草公司卷煙自動(dòng)打碼系統(tǒng)采用中鼎數(shù)字科技有限公司生產(chǎn)的ZF-M4802分揀機(jī)以及多米諾公司的A200型噴碼機(jī)，然而自動(dòng)打碼系統(tǒng)不支持異型煙自動(dòng)打碼到條。目前池州市日銷(xiāo)售異型條煙數(shù)量約100-600條，針對(duì)異型煙市煙草公司采用人工手動(dòng)打碼的方式。手動(dòng)打碼存在諸多的不利因素，一方面增加配送人員工作量，工作效率低；另一方面手動(dòng)打碼可能帶來(lái)誤操作，而且打碼的質(zhì)量無(wú)法與自動(dòng)打碼相提并論。異型煙打碼一直是困擾行業(yè)的難題，部分地市則對(duì)異型條煙不進(jìn)行打碼，這樣異型煙便失去了可識(shí)別的身份證，無(wú)法完善卷煙成品物流信息。

同時(shí)隨著卷煙個(gè)性化的設(shè)計(jì)以及國(guó)際流通的增長(zhǎng)，異型煙的種類(lèi)與數(shù)量在不斷的增長(zhǎng)，對(duì)異型煙的自動(dòng)處理是必然要求[2-4]。針對(duì)目前異型煙打碼到條的現(xiàn)狀，深入分析條煙自動(dòng)打碼的技術(shù)，改進(jìn)現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)計(jì)一種對(duì)異型條煙與標(biāo)準(zhǔn)條煙進(jìn)行自動(dòng)打碼的方案。本方案不僅提高了現(xiàn)有裝備的利用率，節(jié)約了投資成本，同時(shí)也提高了勞動(dòng)效率，提高了煙草行業(yè)的物流水平。

2 相關(guān)研究

現(xiàn)有條煙打碼系統(tǒng)包括傳送帶，以及安裝在傳送帶兩側(cè)的護(hù)欄，并在傳送帶的上方安裝一個(gè)固定支架，并在固定支架上安裝噴頭、噴碼傳感器，如下圖1所示。

圖1 條煙打碼系統(tǒng)

當(dāng)條煙隨傳送帶從支架下通過(guò)時(shí)，噴碼傳感器感應(yīng)到條煙經(jīng)過(guò)，噴碼傳感器通過(guò)控制電路驅(qū)動(dòng)噴頭工作，噴頭向條煙噴涂條碼。但是條煙種類(lèi)很多，現(xiàn)有的條煙打碼系統(tǒng)只能對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條煙進(jìn)行打煙，不持支持異型煙打碼到條功能，異型煙打碼到條是行業(yè)內(nèi)急需解決的問(wèn)題。針對(duì)異型煙打碼到條，部分地市采用手工打碼的方式，而有些地區(qū)對(duì)異型煙則沒(méi)有進(jìn)行打碼。為了克服異型煙打碼到條的難題，研究人員進(jìn)行了一些必要的研究與探討。

岳陽(yáng)市煙草專(zhuān)賣(mài)局（公司）的研究人員在不對(duì)分揀設(shè)備進(jìn)行改造的情況下，采用制作異型煙模具的方法，調(diào)整與噴碼頭的合適距離，物流配送中心分揀噴碼系統(tǒng)成功為異型煙打碼[5]。此方法通過(guò)制作模具調(diào)整其與噴碼頭的距離，實(shí)現(xiàn)了對(duì)異型煙的打碼，在一定的程度上減小工人的勞動(dòng)量，提高工作效率，為企業(yè)每年節(jié)省開(kāi)支近10萬(wàn)元。但此方法也具有一定的局限性，表現(xiàn)在對(duì)每一種異型煙均要制作模具，每換一種異型煙便要手動(dòng)調(diào)整模具與噴碼頭的距離，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正意義上的自動(dòng)打碼到條。

中國(guó)煙草總公司重慶市公司物流分公司，設(shè)計(jì)了一種異型包裝卷煙打碼系統(tǒng)。此系統(tǒng)將油墨噴頭和噴碼傳感器固定在護(hù)欄的側(cè)壁，將煙放置在傳送帶靠近噴頭的一側(cè)上，當(dāng)條煙從噴頭旁邊經(jīng)過(guò)時(shí)，傳感器感應(yīng)到卷煙的經(jīng)過(guò)，控制電路驅(qū)動(dòng)噴頭工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)異型煙的自動(dòng)打碼[6]。本系統(tǒng)雖然是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的異型煙打碼系統(tǒng)，但要重新增設(shè)打碼線。此系統(tǒng)對(duì)條煙放置的位置有著特殊的要求，傳送過(guò)程中要保證卷煙不會(huì)發(fā)生偏離，否則可能存在條煙距離噴頭太遠(yuǎn)而無(wú)法打碼；另外，對(duì)護(hù)欄及傳送帶的寬度的設(shè)計(jì)必須考慮異型煙可能出現(xiàn)的最大長(zhǎng)度，這樣增加了設(shè)備的制造成本。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的徐智針對(duì)卷煙放置的煙姿不同而分別采用墊高、調(diào)節(jié)支桿高度和側(cè)面打碼的方法，調(diào)節(jié)噴碼頭與傳動(dòng)帶的適當(dāng)間距，實(shí)現(xiàn)在原分揀線上進(jìn)行不同高度的異型卷煙打碼到條[7]。此方法需要煙姿調(diào)整人員調(diào)整煙姿，另外必要時(shí)要求煙姿調(diào)整人員調(diào)整傳動(dòng)帶上煙的間距，因?yàn)闊熥说牟煌?jì)算、調(diào)整傳感器與噴頭間的協(xié)同時(shí)間。周金迎等設(shè)計(jì)了一種特殊包裝卷煙打碼裝置[8]，用于特殊包裝卷煙的打碼，采用由下向上的打碼方式，解決特殊包裝卷煙尺寸多樣性的問(wèn)題，可以對(duì)多種規(guī)格的特殊包裝的條煙進(jìn)行穩(wěn)定打碼。

上述各種研究工作，對(duì)異型條煙的打碼進(jìn)行了有益的嘗試，為解決異型條煙打碼難做出了貢獻(xiàn)。上述方法通過(guò)增設(shè)新的分揀線，采取一些特定的措施實(shí)現(xiàn)對(duì)異型條煙的自動(dòng)打碼。這些措施主要包括采用墊高的方法手工調(diào)整噴碼機(jī)到條煙的距離、側(cè)面打碼、從下往上倒立打碼等，這些方法存在自動(dòng)化程度不高，人工干預(yù)過(guò)多。另外，側(cè)面打碼與倒立打碼容易導(dǎo)致灰塵等落在激光噴頭上，長(zhǎng)時(shí)間打碼，這對(duì)噴碼機(jī)的使用壽命影響較大。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)現(xiàn)有自動(dòng)分揀線不能自動(dòng)處理異型條煙的難題，進(jìn)行研究，以實(shí)現(xiàn)在同一條分揀線上自動(dòng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條煙與異型條煙的打碼。卷煙分揀系統(tǒng)是根據(jù)煙草行業(yè)訪銷(xiāo)、配送的特點(diǎn)，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、微機(jī)電技術(shù)、信息編碼理論和現(xiàn)代密碼學(xué)原理開(kāi)發(fā)的分揀與噴碼為一體的集成系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用半自動(dòng)化流水線作業(yè)方式，按訪銷(xiāo)線路“逐戶(hù)分揀、逐條噴碼、一戶(hù)一碼”，從而實(shí)現(xiàn)“定戶(hù)配送、定點(diǎn)銷(xiāo)售”的專(zhuān)賣(mài)戶(hù)籍化管理目標(biāo)。

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、微機(jī)電技術(shù)等的發(fā)展，全自動(dòng)的異型煙打碼系統(tǒng)成為了可能。通過(guò)改進(jìn)系統(tǒng)的分揀輸送線、打碼方式、煙姿控制等實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條煙與異型條煙的全自動(dòng)打碼。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖2所示：

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.2 系統(tǒng)流程

首先煙姿控制系統(tǒng)對(duì)分揀線上的條煙的傳送姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整，使其適合于傳送帶的傳送；運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)依據(jù)打碼工控機(jī)的指令適時(shí)調(diào)整分揀線的運(yùn)動(dòng)速度以適應(yīng)不同包裝規(guī)格的條煙的傳送；當(dāng)條煙隨傳送帶打碼機(jī)處通過(guò)時(shí)，打碼傳感器感應(yīng)到條煙經(jīng)過(guò)，打碼系統(tǒng)向打碼工控機(jī)申請(qǐng)件煙條碼，并依據(jù)打碼工控機(jī)傳送的件煙條碼自動(dòng)對(duì)條煙進(jìn)行激光打碼；檢測(cè)系統(tǒng)打件煙條碼進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將結(jié)果送打碼工控機(jī)，以檢測(cè)漏碼與錯(cuò)碼。系統(tǒng)流程圖如下圖3所示：

圖3 系統(tǒng)流程序圖

1.3 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

分揀線工藝改造。異型煙外形尺寸不一，在現(xiàn)有分揀線的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，解決異型煙傳輸問(wèn)題。改造分揀線，并采用摟空傳送帶傳輸條煙，實(shí)現(xiàn)倒立打碼。增加煙姿控制機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)條煙在傳送帶上的姿態(tài)控制，使條煙寬面向上，同時(shí)調(diào)整條煙與條煙之間的距離。

檢測(cè)控制系統(tǒng)。當(dāng)條煙隨傳送帶激光打碼機(jī)處通過(guò)時(shí)，打碼傳感器感應(yīng)到條煙經(jīng)過(guò)，打碼系統(tǒng)向打碼工控機(jī)申請(qǐng)件煙條碼，打碼系統(tǒng)將收到的碼段噴(刻)在條煙上。由于各種因素，在實(shí)際操作過(guò)程中會(huì)發(fā)生漏碼情況，出現(xiàn)少打一條或幾條煙的漏碼現(xiàn)象。設(shè)計(jì)基于實(shí)時(shí)Linux的32位ARM的條碼掃描檢測(cè)控制單元，實(shí)時(shí)檢測(cè)。檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)掃描得到的條碼與工控機(jī)的派生碼進(jìn)行比對(duì)，如果一致則表示打碼成功，將條煙送到包裝系統(tǒng)包裝；否則表示打碼錯(cuò)誤，向打碼工控機(jī)發(fā)送錯(cuò)誤信息，并將條煙從分揀線上分離出來(lái)。檢測(cè)過(guò)程如下：

1)傳感器檢測(cè)到條煙進(jìn)行掃描區(qū)域；

2)嵌入式控制單元控制掃描器對(duì)條碼進(jìn)行掃描；

3)圖像處理算法對(duì)掃描的圖像進(jìn)行處理，得到條煙的條碼；

4)將條碼與派生的條碼進(jìn)行比對(duì)，如果一致則放行，否則將條煙從分揀線上分離出來(lái)。

運(yùn)動(dòng)控制。標(biāo)準(zhǔn)條煙與異型條煙在同一條分揀線上傳送，但由于包裝系統(tǒng)的限制，標(biāo)準(zhǔn)條煙與異型條煙進(jìn)行分離分揀。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)控制傳送帶的運(yùn)行速度與條煙的分離。分離后，標(biāo)準(zhǔn)條煙進(jìn)入包裝機(jī)進(jìn)行包裝，異型煙進(jìn)行緩沖區(qū)等待人工收撿與包裝。

4 小結(jié)

隨著國(guó)內(nèi)卷煙品牌的區(qū)域集中和改革，同時(shí)滿(mǎn)足消費(fèi)群體日益增長(zhǎng)的個(gè)性化需求，新穎獨(dú)特的異型煙包裝造型漸漸成為了一種趨勢(shì)。針對(duì)目前卷煙打碼到條流水線不支持異型煙自動(dòng)打碼的問(wèn)題進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)改進(jìn)現(xiàn)有的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)異型煙的自動(dòng)打碼。改進(jìn)打碼線工藝，自動(dòng)分揀異型條煙，通過(guò)改進(jìn)打碼方式與打碼檢測(cè)自動(dòng)進(jìn)行異型煙打碼。在充分利用現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)異型煙的自動(dòng)打碼，克服異型條煙分揀難、打碼難與系統(tǒng)對(duì)接難等問(wèn)題，不僅提高工作效率，又節(jié)約了投資成本。

[1]國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局.關(guān)于卷煙打碼銷(xiāo)售有關(guān)事項(xiàng)的通知 (國(guó)煙專(zhuān) 〔2010〕324 號(hào))[EB/OL].(2010-09-16).http://www.lawxp.com/statute/s493803.html.

[2]江平.黃鶴樓品牌異型煙包裝創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究[D].武漢：湖北工業(yè)大學(xué)，2010.

[3]北京中智林信息技術(shù)有限公司.2011-2015年中國(guó)煙草包裝市場(chǎng)評(píng)估與投資趨勢(shì)觀察報(bào)告[EB/OL].(2011-06-12).http://www.bosidata.com/yanjiu1102/C347750NLV.html.

[4]王瀟.卷煙生產(chǎn)應(yīng)更加注重個(gè)性化需求[N].東方煙草報(bào)，2010-11-29(3).

[5]張冉東.湖南岳陽(yáng)煙草自主創(chuàng)新攻克異型煙打碼難題[EB/OL].(2010-11-13).http://www.tobaccochina.com/news/China/business/201011/2010111111407_436420.shtml.

[6]陳偉華，何亞歐，等.異型包裝卷煙打碼系統(tǒng):中國(guó)，ZL20092012666 2.8[P].2010-02-03.

[7]徐智.異型煙如何實(shí)現(xiàn)打碼到條[N].計(jì)算機(jī)世界，2011-02-21(32).

[8]周金迎，李彥勇，袁萬(wàn)臣.特殊包裝卷煙打碼裝置：中國(guó)，CN 201914510[P].2011-08-03.

Design of Profiled Cigarette Code Printing System

Shuai Xiaoying1,Hu Jun2,Jiang Baoli2
(1.Department of Math and Computer Science,Chizhou University,Chizhou Anhui 247000;2.Chizhou Tobacco Monopoly Bureau,Chizhou Anhui 247000)

Aimed at the problems of profiled cigarette code printing system,and based on researches and analysis the technologies of code printing system of cigarette,the paper improves the current production facilities,and designs a code printing scheme for profiled cigarette,which improves the current system capability,saves cost and improve the efficiency.

Profiled Cigarette；Code Printing；Bar Cigarette

TP 2

A

1674-1103(2012)03-0006-03

2011-12-15

安徽省教育廳自然科學(xué)研究項(xiàng)目（KJ2012A211）。

帥小應(yīng)(1973-)，男，安徽安慶人，池州學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)系副教授，博士，主要研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)技術(shù)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。

[責(zé)任編輯：曹懷火]