条盒烟输送及装封箱机系统工艺探讨

陈占民，邹建康

0　引言

目前国内的卷烟厂里包装机组生产的条盒产品所使用的装封箱工艺流程均采用各台包装机组生产的条盒经过条盒提升机＋条盒输送机再通过垂直排包机 （平条方式、立条方式、气垫方式或选道下滑道＋横向收集机方式）实现条盒的下降及纵横向转换，把多台包装机组生产的同一品牌规格的条盒输送到装封箱机前，再送入装封箱机内的堆垛装置，按数量要求进行堆垛（一般为一层5条堆5层共25条，两个25条装入一个纸箱），堆垛完成的条盒烟垛由输入推子推入纸箱进行装封箱。这种采用同一品牌规格的多台包装机对接1台装封箱机的混装工艺模式，当某一台包装机条盒出现质量问题时，必须把该装封箱机对应的多台包装机某一时段的成品箱全部开箱检查，才能查找到出现质量问题的条盒产品，翻箱工作量较大，非常不利于条盒产品质量的追溯和控制管理。为解决这个问题，以陕西中烟澄城卷烟厂易地技改项目装封箱机及条烟输送系统为例，对条烟盒输送及装封箱机系统工艺进行探讨，提出了在条盒生产装封箱过程中出现质量问题可快速准确追溯和控制的新型生产系统工艺模式。

1　目前国内外技术现状分析

1.1　国外现状

国外卷烟厂条烟装封箱一般采用一台包装机组对接一台装封箱机的方式，很少有采用集中装封箱的方式。国外装封箱机生产商德国FOCKE公司、意大利SENZANI公司所生产的装封箱机其装封箱模式均采用条烟进入装封箱机内的堆垛装置，按每层5条，每垛5层25条的方式进行堆垛，堆垛完成的条烟由输入推子推入纸箱进行装封箱的模式，设计生产能力在4～6件/分钟。

1.2　国内现状

90年代以前，我国烟草行业一直采用人工来实现烟条的装封箱。进入90年代，国内一些烟厂先后引进了德国FOCKE公司生产的465/485/486，意大利SENZANI公司生产的S2000等装封箱机型。九五期间，中烟机集团公司以引进、消化吸收的方式对德国FOCKE465装封箱机进行了国产化转型，由青岛颐中生产，型号为YP11（4条/分钟）。

随着中国烟草的大力发展，各卷烟厂均采用了条烟集中输送集中装封箱的工艺模式，装封箱机也由最先的YP11（青岛颐中，4 件/分钟），发展到 YP13（东方机器，6件/分钟）、YP18（许昌烟机，6 件/分钟）、YP19（青岛颐中，6件/分钟）等机型。以上机型均采用条烟进入装封箱机内的堆垛装置，按每层5条，每垛5层25条的方式进行堆垛，堆垛完成的条烟由输入推子推入纸箱进行装封箱的模式，设计生产能力在4～6件/分钟。

1.3　国内外现状的对比分析

我国烟草行业的装封箱机技术开始是走引进消化吸收的路子，但国外卷烟厂一般采用一台包装机组对接一台装封箱机的方式，我国从九十年代末开始采用条烟集中输送集中装封箱的工艺模式，其使用情况与国外不完全一致。

随着近20年的发展，我国烟草行业的装封箱已逐步形成了条烟提升机＋条烟链板输送机把同一规格的多机台条烟输送到装封箱机前，通过垂直排包机（平条方式、立条方式、气垫方式或选道下滑道＋横向收集机方式）实现条烟的下降及纵横向转换，再进入装封箱机内的堆垛装置，按每层5条，每垛5层25条的方式进行堆垛，堆垛完成的条烟由输入推子推入纸箱进行装封箱模式，装封箱机的技术水平与国外同类产品已基本一致，已基本取代了进口产品。

近几年卷烟厂物流自动化、信息化程度越来越高，装封箱完成的成品烟箱经一号工程码打贴标后，自动进入成品立库。在卷烟厂成品烟箱进库、出库以及商业配送环节，都实现了信息化追踪。由于我国现有的装封箱模式造成每件成品烟箱内混装有多台包装机组条烟，信息只能追踪到装封箱机组，而一台装封箱机组对接有4～6台包装机组，如出现质量问题，需把这台装封箱机组对应的4～6台包装机组的烟箱全部开箱检查，才能查找到有质量问题的条烟，质量追溯的工作量大，准确性低，成本高，是急待解决的问题。

2　条盒烟输送及装封箱机系统新工艺流程方案分析

在卷烟包装生产过程中，包装机生产的卷烟小包、条盒上均有条形码，成品烟装箱后纸箱上也有一号工程码，在卷烟生产和物流环节中，均可通过一号工程码、条形码对卷烟产品进行信息追踪。

现有的装封箱模式由于采用的是多台包装机组生产的同一品牌的条烟混装模式，当某一台包装机组卷烟出现质量问题时，通过一号工程码只能追踪到装封箱机机台，必须把该装封箱机对应的多台包装机某一时段的成品烟箱全部开箱检查，才能查找到出现质量问题的卷烟。由于一台装封箱机正常对接4～6台包装机组，造成开箱查找的工作量增加了4～6倍，不利于卷烟质量的追溯和控制。

要实现卷烟质量通过一号工程码直接追溯到单一包装机组，必须实现单一纸箱装单一包装机组卷烟的要求，同时相关包装机组信息实现和一号工程码一对一捆绑或在成品烟箱上打质量追踪码，才能实现通过一号工程码或质量追踪码追踪到该件卷烟包装机组的相关信息，实现卷烟质量的快速准确追踪和控制。

方案采用单一包装机组条烟单独堆垛，烟垛周转箱输送至装封箱机进行装封箱的工艺模式。每一台包装机组通过条烟链板输送机对接一台条烟堆垛机，实现单一包装机组条烟50条（25条）的堆垛并装入周转箱，每个周转箱底部均设置有RFID码，烟垛装入周转箱时，读写头把相关信息（包装机组、生产时间、品牌等）写入周转箱上的RFID码，实现周转箱（实箱）带信息输送。周转箱输送到装封箱机组前端时，RFID读写头读取周转箱上的品牌信息，并根据每台装封箱机实际生产品牌情况，选择进入不同的装封箱机组。

方案采用单一包装机组条烟单独堆垛后，新的装封箱机组取消了堆垛装置，每一台装封箱机组可同时实现两个品牌条烟的装封箱，生产能力可达8件/分钟，可减少装封箱机组数量，降低投资成本。两个品牌的条烟周转箱在进入装封箱机推条装置前，RFID读写头读取周转箱上的品牌信息，装封箱机组控制系统根据RFID码品牌信息选择不同的纸箱并提供到装封箱的装箱位置进行装箱，成品烟箱在装封箱机组出口扫描烟箱条码并和RIFD码比对无误后，提供信息给一号工程码打贴标系统用于触发不同品牌的一号工程码打贴标机进行打贴标。紧接着进行扫码，读取成品烟箱上的一号工程码，由装封箱机组控制系统把该件烟箱的相关信息（包装机组、生产时间、品牌等）和一号工程码进行捆绑，并提供给成品库信息系统。当某包装机组出现质量问题时，可通过成品库信息系统查询到对应的成品烟箱信息。其工艺流程如图1所示。

图1　工艺流程图

3　系统工艺主要技术创新

采用单一包装机台条盒烟单独堆垛装入烟垛周转箱，烟垛周转箱携带信息输送分配至每一台装封箱机的进烟方式，实现单件烟箱包装单一包装机台条盒烟的装封箱模式。

条盒烟纸箱（件烟）一号工程码信息和条盒烟包装机组相关信息捆绑存储，当某个包装机台某个时段出现质量问题时，可通过条盒烟纸箱一号工程码追踪查询出该机台某时段生产的件烟的位置，实现条盒烟纸箱（件烟）质量追溯到包装机台的目的。

采用双纸箱库，实现每一台装封箱机组可同时进行两个品牌条烟的装封箱，生产能力可达8件/分钟，可减少装封箱机组数量，降低投资成本。

4　系统工艺设备组成

系统工艺设备由条烟输送系统、烟垛周转箱输送系统、双品牌装封箱机、电控系统、烟箱输送系统组成。

5　条烟输送及装封箱机系统工艺流程方案设计

5.1　概述

根据陕西中烟澄城卷烟厂易地技改项目条烟输送及装封箱机系统需求，北京达特集成技术有限责任公司与东方机器制造（昆明）有限公司针对澄城卷烟厂易地技改项目的实际情况，对条盒烟输送及装封箱机系统工艺流程初步设计方案进行了充分的技术研讨。

项目根据澄城卷烟厂卷接包及装封箱设备平面布局图及设备分组情况，将条烟输送系统分为两条线进行布置，每条线布置5台卷包机组，共10台卷包机组。其中近期布置6台中速机组的条烟输送系统，远期预留4台包装机组位置，本厂一般生产3～4个品牌的条烟。

如果按目前国内的卷烟厂包装机组生产的条盒产品所使用的装封箱工艺流程布置，如图1所示，各台包装机组生产的条盒经过条盒提升机＋条烟输送机再通过垂直排包机实现条盒的下降及纵横向转换，把多台包装机组生产的同一品牌规格的条盒烟输送到装封箱机内的堆垛装置，按一层5条堆5层共25条，两个25条由输入推子推入纸箱进行装封箱，需要4台装封箱机才能满足生产要求，不能实现条盒烟纸箱（件烟）质量追溯到包装机台的信息管理。

按条盒烟输送及装封箱机系统新工艺流程布置，如图3所示，项目系统由条烟输送线、条盒烟堆垛装置、烟垛周转箱、RFID码系统、周转箱输送线、双品牌高速装封箱机、电控系统等组成。

图2　传统工艺的条烟输送系统及装封箱机系统Fig.2 The traditional process of the smoke transport system and sealing machine system

图3　新工艺的条烟输送系统及装封箱机系统局部图Fig.3 New process of cigarette conveying system and local sealing machine system diagram

6台包装机组对应的条烟堆垛机堆好的烟垛汇流在1台烟垛汇总输送机，条烟周转箱汇总输送机经过对应的2台装封箱机组，每个烟垛均可任选进入1台装封箱机。条烟周转箱汇总输送机末端设置有人工装箱装置，当前端设备出现故障时，可以在此进行人工装箱。

每台包装机组包装好的条烟经S型条烟提升机提升至高架条烟输送机，由高架条烟输送机输送至对应的1台条烟C型下滑装置，经推烟装置把条烟推入条烟C型下滑装置下降、转向后由条烟皮带机送入条烟堆垛机。条烟堆垛前应由设置在输送线上的条烟外观检测装置对条烟外观进行检测，剔除不合格条烟。合格的条烟由设置在对应单一包装机组的条烟堆垛机把条烟按5条×5层方式进行堆垛，堆好的2个25条烟垛推入条烟周转箱，该工位设置有RFID码读写头，当把烟垛推入条烟周转箱时，RFID码读写头把该烟垛的品牌、机台信息写入该工位的条烟周转箱底部的RFID码上，条烟周转箱通过移载装置送上汇总环形输送线，如此循环，完成烟垛的汇总输送。

条烟周转箱汇总输送机对应2台装封箱机，当条烟周转箱输送到对应工位时，烟垛汇总输送机停顿，设置在该工位的RFID码读写头扫描该条烟周转箱底部的RFID码信息，进行判断分选进入规定的装封箱机，移载装置把条烟周转箱移入装封箱机前的条烟周转箱输送机，条烟周转箱输送机把烟垛输送至装封箱机推垛工位，每一台装封箱机组可实现同时两个品牌条盒的装封箱生产。两个品牌的烟垛周转箱在装封箱机组推条装置前，推垛工位的RFID码读写头扫描该工位的条烟周转箱底部RFID条码的品牌信息，装封箱机组控制系统根据RFID码品牌信息选择不同的纸箱进行装封箱生产。成品烟箱在装封箱机组出口进行打贴标一号工程码，设置于后端的条码阅读器把该件烟的一号工程码提供给条烟输送控制系统，系统自动把该件烟的一号工程码和包装机组、生产时间、品牌等信息捆绑存储，提供给工程控制中心信息系统。当某包装机组出现质量问题时，可通过成品库信息系统查询到对应的成品烟箱信息。

新方案采用条烟单机台提升输送，单机台下滑排包、堆垛，单机台烟垛输送，使用双品牌高速装封箱机可节省2台装封箱机，使每件烟箱内的条烟均为同一台包装机组生产的，实现了条烟质量可追溯至包装机台。

5.2　系统关键设备

（1）条烟输送线。条盒烟输送线采用S型条烟提升机＋高架链板输送机方式，模块化设计，结构简单，布置方便，包装机组更换或位置变化时方便改造。链板输送机动力头采用单道单电机模式（配变频器），单道堵烟、故障或某台包装机组停产时能任意单独启停，避免了条烟堵塞造成的条烟质量问题和单道停机造成的能源浪费。

（2）条烟堆垛机。用途：条烟堆垛机主要用于单道条烟的自动收集并按装箱要求堆成5×5（25条，标准烟/中支烟）或5×10（50条，细支烟）的烟垛，并把烟垛推入周转箱，实现后续装封箱机单一纸箱装单一包装机组条烟的需求。

（3）烟垛周转箱。烟垛周转箱用于将条状盒装成品从堆垛设备出来装入周转箱经输送到装封箱机后进行装箱。在垫板底部有一种可用于信息存储、读取的存储器（RFID码），满足企业的信息管理要求。

（4）烟垛周转箱输送线。烟垛周转箱输送线用于条烟堆垛机和装封箱机之间的输送。单机台堆好的烟垛装入周转箱，并把对应的包装机组信息写入周转箱底部的RFID码上，当输送至装封箱机组前，读写头读取RFID码上的信息，并根据每台装封箱机组生产品牌信息，选择进入不同的装封箱机组。烟垛周转箱输送线可根据用户场地情况进行不同的布置，可布置在架空的平台上充分利用装封箱间的空间，也可以布置在地面方便操作维护。主要由集放式电动滚筒输送机、周转箱汇流装置、往复式升降机、周转箱旋转装置、周转箱存储装置等设备组成。

（5）双品牌高速装封箱机。目前使用的装封箱机均采用多机台混装的装封箱模式，其工作原理为：条盒烟经过小皮带输送进入装封箱机内的堆垛装置后每5条为一层向上堆垛一次，每垛5层共25条，25条堆垛完成后由输入推子推入纸箱，再次堆垛好25条时输入推子再进行第二次推垛，完成1件烟（50条）的装箱过程，在进行第3次堆垛的同时，第1件装完的烟箱被推出，在推出过程中完成折箱盖、封胶带，同时进行第2个纸箱从纸箱库吸下并成型，进行第2个装封箱流程。装封箱机设计能力只能达到 4～6 件/分钟。

新装封箱机系统采用单一纸箱装单一包装机组的装封箱模式，取消了装封箱机内的堆垛机构，条烟在输送环节进行单机台堆垛，烟垛由周转箱带信息输送到装封箱机入口，送来的烟垛是单一品牌烟垛，装封箱机采用同时多品牌装封箱，即设置2个或多个纸箱库，装封箱机控制系统根据烟垛品牌抓取对应品牌的纸箱库的纸箱来进行装封箱，能力达8件/分钟。

6　结论

随着卷烟行业工业自动化生产对产品质量要求的不断提高，信息化管理必须高效准确，创新设计一种单件烟箱包装单一包装机组生产的条盒烟的装封箱系统方式，当产品质量出现问题时，通过信息管理系统，输入包装机组的相关信息查找到对应的一号工程码，就可以在成品库里及时准确地查找到所要找的产品，对实现卷烟质量的准确追踪和控制具有十分重要的意义。使用1台双品牌高速装封箱机可代替2台传统装封箱机，降低了投资成本。这种系统通过模块化和柔性化设计，是未来条盒烟输送及装封箱机系统工艺流程的发展方向。

参考文献：

[1]陕西中烟工业有限责任公司澄城卷烟厂易地技改项目装封箱机及条烟输送系统设备平立面布置图，序号：CCFJ22L-20150225.

[2]国家烟草专卖局.YC/T384-2011烟草企业安全生产技术标准[S].2011.04.

[3]国家烟草专卖局.YC/Z260-2008烟草行业物流标准体系[S].中国标准出版社，第1版，2008.

[4]国家烟草专卖局,YCT 9-2006卷烟厂设计规范[M].中国标准出版社，2006.

[5]国家烟草专卖局.卷烟工艺规范[M].中国轻工业出版社，2016.