件烟标签纸在线压紧装置的设计研发

王 超，李海涛，林剑沙

（红云红河烟草（集团）有限责任公司红河卷烟厂，云南红河 652399）

0 引言

件烟标签纸是辅助卷烟物流分拣作业的重要工具，相当于每件烟箱上自带的“身份证”，只有扫码成功才能获取相应的件烟信息。红河卷烟厂件烟输送环节存在标签纸易翻折或翘起等问题，影响扫码器的正常读码，严重时甚至会造成件烟输送堵塞，从而影响件烟入库。

针对以上问题，本文提出吹压结合的设计思路，并设计研发了件烟标签纸在线压紧装置。该装置实现了件烟输送过程中在线压紧标签纸的功能，杜绝标签翘边、翻折、脱落的件烟流入成品库，提高件烟入库成功率，有效保证了产品质量。

1 原有工艺流程及问题

1.1 原有工艺流程

件烟标签贴标、输送工艺流程如图1 所示。卷包生产的条烟经输送系统输送至对应的条烟堆垛机，在此堆叠成垛；完成堆垛后，整垛输送进入装封箱机进行装封箱作业；装封箱机包装好的成品件烟在出口处进行贴标，随后经件烟输送线，途径箱缺条检测装置，最后进入成品物流系统进行存储或直接发货。

图1 件烟标签贴标、输送工艺

1.2 原有工艺的弊端

原有的工艺模式存在以下两个弊端：

（1）件烟标签纸翘边、翻折。件烟标签完成贴标后，可能出现粘贴不牢固，在输送环节产生标签纸翘边、翻折等问题。对此采用的解决方法是在件烟输送线软、硬包线称重、缺条检测装置前各安排一名操作工，对输送中的件烟值守排查，当烟箱通过时将件烟上粘贴不牢的标签手动压紧，增加了操作人员的工作量，且由于人员注意力可能不集中，仍会导致标签粘贴不牢的件烟流入下游环节。

（2）影响件烟入库扫码的成功率。件烟输送至成品库的距离较远，输送过程可能导致粘贴不牢固的标签翘边、翻折、掉落，进入成品库就会成为无法识别件烟，影响件烟入库扫描成功率，而且信息缺失也会影响产品质量追踪。

在现有工艺下，粘贴不牢的标签仅靠人工进行手动压紧，影响入库扫码成功率，并存在标签掉落的隐患，无法满足生产管理及产品质量的需求。

2 装置设计思路

2.1 总体思路

综合考虑功能性、便捷性、稳定性、安装空间等因素，采用吹压结合的设计思路。装置主要包含吹气机构、压紧机构、检测机构及控制部分，装置结构如图2 所示。

图2 件烟标签纸在线压紧装置示意

在线压紧装置的工作原理为：件烟在输送过程中首先经过检测机构，检测机构识别出件烟到达时，将信号传递给PLC；PLC 输出控制信号，控制吹气机构工作，吹气机构对前进的件烟标签进行持续吹气，使标签贴紧件烟表面；件烟继续输送，到达压紧机构，在压紧机构的作用下，标签纸被进一步压紧，得以平整、牢固地粘贴到件烟上。

2.2 吹气机构设计

吹气机构设计如图3 所示。吹气机构为L 形，由两个相互垂直的支臂构成，其中一个支臂的端头有连接孔，通过连接孔安装在吹气支架上，由螺钉固定，安装角度可以根据需要调整。进气孔位于该支臂的另一端头，出气孔位于支臂的两个面，由排列呈直线的数个小孔组成，两排出气孔平行排列，件烟经过吹气机构下方时，其中一排出气孔对准标签的前端，另一排出气孔对准标签的后端，同时吹气。

图3 吹气机构及支架

2.3 压紧机构设计

压紧机构设计如图4 所示。实际生产中，件烟输送线同时有硬包件烟和软包件烟输送，硬包、软包件烟的尺寸有所差别（硬包件烟尺寸稍大）。为保证压紧机构对硬包件烟和软包件烟同时有效，设计采用具有柔性的毛刷压紧方式。通过现场实验验证，毛刷结构在满足软包件烟标签纸压紧平整的同时，能够确保对硬包件烟的压力不会过大导致件烟凹陷，对标签均有良好的压紧效果，可同时兼容硬包、软包的件烟尺寸。

图4 压紧机构及支架

2.4 检测机构设计

检测机构的作用在于识别件烟，并将信号传递给控制系统。根据满足控制功能需求、对设备改动尽可能小的原则，装置的控制功能集成到件烟输送系统的主控PLC中。当件烟输送到位时，检测机构将信号传递给件烟输送系统PLC的子站，通过PLC 程序输出控制信号，控制吹气机构动作。检测机构选用漫反射式光电开关，其优点在于发射器与接收器一体、占用空间小、安装方便，并且通过现场实验验证，该类型光电开关对不同牌号的件烟均能准确检测，满足设计要求。

3 实施过程

3.1 现场安装实施

（1）机械结构设计加工，包括：①设计加工吹气机构及其支架；②设计加工压紧机构及其支架；③设计加工检测机构支架；④按设计图纸安装上述零部件（图5）。

图5 机械结构安装

（2）电气设计施工，包括：①查看图纸及程序，确定PLC 空余输入、输出点；②将光电开关信号接至PLC 输入点，电磁阀控制端接至PLC 输出点；③修改件烟输送PLC 的控制程序，增加吹气控制功能（图6、图7）。

图6 电气施工改造

图7 程序设计

3.2 运行调试

现场观察装置工作情况，调整吹气口的位置、角度和毛刷位置等，直至达到最牢固的标签纸粘贴效果。对件烟标签纸压紧效果进行测试，统计测试数据。由表1 可知，件烟标签压紧成功率达到100%，实现了装置的设计功能。

表1 件烟标签纸压紧效果测试统计

4 应用效果

件烟标签纸在线压紧装置正式投入使用后，进行了两个月的跟踪统计（表2）。结果显示，件烟线标签翘边、翻折大于0.5 mm的频次为0，说明件烟标签纸在线压紧装置完全杜绝了标签翘边、翻折的件烟流入后续生产环节，提升了件烟入库成功率，为产品全过程信息追踪提供保障。同时，减少了因标签扫码问题引起的故障，降低了生产操作人员的工作量。

表2 件烟标签翘边、翻折大于0.5 mm 频次统计

件烟标签纸在线压紧装置的结构设计、控制原理打破了常规设计思路，实际应用效果显著，对行业内的烟箱输送环节均适用。同时，也可以应用在其他行业需要粘贴标签的环节，例如食品包装、快递包装等，具有很高的推广应用价值。

5 结束语

件烟标签纸在线压紧装置针对生产实际中存在的件烟标签纸粘贴不牢固问题，通过压缩空气和毛刷的共同作用，采用吹气加固和毛刷加固相结合的方式实现标签纸压紧功能，本装置对软包和硬包的件烟都适用，可以保证件烟标签粘贴牢固、稳定，提高件烟入库成功率，为件烟产品信息追踪提供了保障。