异型条烟打码系统设计

帅小应，胡 俊，江保利

(1.池州学院 数学与计算机科学系，安徽 池州 247000；2.池州市烟草专卖局，安徽 池州 247000)

异型条烟打码系统设计

帅小应1，胡 俊2，江保利2

(1.池州学院 数学与计算机科学系，安徽 池州 247000；2.池州市烟草专卖局，安徽 池州 247000)

针对异型烟自动打码的问题，在深入分析研究目前条烟自动打码的技术的基础上，改进现有的生产设备，设计一种自动对异型条烟的打码方案。本方案不仅提高了现有装备的利用率，而且节约了投资成本，提高了劳动效率。

异型烟；打码；条烟

1 引言

国家烟草专卖局于2010年9月下发了 《关于卷烟打码销售有关事项的通知》，《通知》要求从2010年11起销售卷烟必须打码到条。卷烟打码到条，让条烟都具有唯一的可识别的身份码，不仅便于卷烟的库存管理，而且还有利于市场检查和消费者确认，同时也烟草物流跟踪的重要依据，完善卷烟成品物流信息。

目前池州市烟草公司卷烟自动打码系统采用中鼎数字科技有限公司生产的ZF-M4802分拣机以及多米诺公司的A200型喷码机，然而自动打码系统不支持异型烟自动打码到条。目前池州市日销售异型条烟数量约100-600条，针对异型烟市烟草公司采用人工手动打码的方式。手动打码存在诸多的不利因素，一方面增加配送人员工作量，工作效率低；另一方面手动打码可能带来误操作，而且打码的质量无法与自动打码相提并论。异型烟打码一直是困扰行业的难题，部分地市则对异型条烟不进行打码，这样异型烟便失去了可识别的身份证，无法完善卷烟成品物流信息。

同时随着卷烟个性化的设计以及国际流通的增长，异型烟的种类与数量在不断的增长，对异型烟的自动处理是必然要求[2-4]。针对目前异型烟打码到条的现状，深入分析条烟自动打码的技术，改进现有的生产设备，设计一种对异型条烟与标准条烟进行自动打码的方案。本方案不仅提高了现有装备的利用率，节约了投资成本，同时也提高了劳动效率，提高了烟草行业的物流水平。

2 相关研究

现有条烟打码系统包括传送带，以及安装在传送带两侧的护栏，并在传送带的上方安装一个固定支架，并在固定支架上安装喷头、喷码传感器，如下图1所示。

图1 条烟打码系统

当条烟随传送带从支架下通过时，喷码传感器感应到条烟经过，喷码传感器通过控制电路驱动喷头工作，喷头向条烟喷涂条码。但是条烟种类很多，现有的条烟打码系统只能对标准条烟进行打烟，不持支持异型烟打码到条功能，异型烟打码到条是行业内急需解决的问题。针对异型烟打码到条，部分地市采用手工打码的方式，而有些地区对异型烟则没有进行打码。为了克服异型烟打码到条的难题，研究人员进行了一些必要的研究与探讨。

岳阳市烟草专卖局（公司）的研究人员在不对分拣设备进行改造的情况下，采用制作异型烟模具的方法，调整与喷码头的合适距离，物流配送中心分拣喷码系统成功为异型烟打码[5]。此方法通过制作模具调整其与喷码头的距离，实现了对异型烟的打码，在一定的程度上减小工人的劳动量，提高工作效率，为企业每年节省开支近10万元。但此方法也具有一定的局限性，表现在对每一种异型烟均要制作模具，每换一种异型烟便要手动调整模具与喷码头的距离，没有实现真正意义上的自动打码到条。

中国烟草总公司重庆市公司物流分公司，设计了一种异型包装卷烟打码系统。此系统将油墨喷头和喷码传感器固定在护栏的侧壁，将烟放置在传送带靠近喷头的一侧上，当条烟从喷头旁边经过时，传感器感应到卷烟的经过，控制电路驱动喷头工作，实现对异型烟的自动打码[6]。本系统虽然是一种结构简单的异型烟打码系统，但要重新增设打码线。此系统对条烟放置的位置有着特殊的要求，传送过程中要保证卷烟不会发生偏离，否则可能存在条烟距离喷头太远而无法打码；另外，对护栏及传送带的宽度的设计必须考虑异型烟可能出现的最大长度，这样增加了设备的制造成本。

中国科学技术大学的徐智针对卷烟放置的烟姿不同而分别采用垫高、调节支杆高度和侧面打码的方法，调节喷码头与传动带的适当间距，实现在原分拣线上进行不同高度的异型卷烟打码到条[7]。此方法需要烟姿调整人员调整烟姿，另外必要时要求烟姿调整人员调整传动带上烟的间距，因为烟姿的不同要计算、调整传感器与喷头间的协同时间。周金迎等设计了一种特殊包装卷烟打码装置[8]，用于特殊包装卷烟的打码，采用由下向上的打码方式，解决特殊包装卷烟尺寸多样性的问题，可以对多种规格的特殊包装的条烟进行稳定打码。

上述各种研究工作，对异型条烟的打码进行了有益的尝试，为解决异型条烟打码难做出了贡献。上述方法通过增设新的分拣线，采取一些特定的措施实现对异型条烟的自动打码。这些措施主要包括采用垫高的方法手工调整喷码机到条烟的距离、侧面打码、从下往上倒立打码等，这些方法存在自动化程度不高，人工干预过多。另外，侧面打码与倒立打码容易导致灰尘等落在激光喷头上，长时间打码，这对喷码机的使用寿命影响较大。

3 系统设计

针对现有自动分拣线不能自动处理异型条烟的难题，进行研究，以实现在同一条分拣线上自动对标准条烟与异型条烟的打码。卷烟分拣系统是根据烟草行业访销、配送的特点，采用计算机技术、自动控制技术、微机电技术、信息编码理论和现代密码学原理开发的分拣与喷码为一体的集成系统。该系统采用半自动化流水线作业方式，按访销线路“逐户分拣、逐条喷码、一户一码”，从而实现“定户配送、定点销售”的专卖户籍化管理目标。

3.1 系统结构

随着计算机技术、自动控制技术、微机电技术等的发展，全自动的异型烟打码系统成为了可能。通过改进系统的分拣输送线、打码方式、烟姿控制等实现对标准条烟与异型条烟的全自动打码。系统结构图如下图2所示：

图2 系统结构图

3.2 系统流程

首先烟姿控制系统对分拣线上的条烟的传送姿态进行调整，使其适合于传送带的传送；运动控制系统依据打码工控机的指令适时调整分拣线的运动速度以适应不同包装规格的条烟的传送；当条烟随传送带打码机处通过时，打码传感器感应到条烟经过，打码系统向打码工控机申请件烟条码，并依据打码工控机传送的件烟条码自动对条烟进行激光打码；检测系统打件烟条码进行实时检测，并将结果送打码工控机，以检测漏码与错码。系统流程图如下图3所示：

图3 系统流程序图

1.3 关键部件设计

分拣线工艺改造。异型烟外形尺寸不一，在现有分拣线的基础上进行改造，解决异型烟传输问题。改造分拣线，并采用搂空传送带传输条烟，实现倒立打码。增加烟姿控制机构，实现对条烟在传送带上的姿态控制，使条烟宽面向上，同时调整条烟与条烟之间的距离。

检测控制系统。当条烟随传送带激光打码机处通过时，打码传感器感应到条烟经过，打码系统向打码工控机申请件烟条码，打码系统将收到的码段喷(刻)在条烟上。由于各种因素，在实际操作过程中会发生漏码情况，出现少打一条或几条烟的漏码现象。设计基于实时Linux的32位ARM的条码扫描检测控制单元，实时检测。检测系统对扫描得到的条码与工控机的派生码进行比对，如果一致则表示打码成功，将条烟送到包装系统包装；否则表示打码错误，向打码工控机发送错误信息，并将条烟从分拣线上分离出来。检测过程如下：

1)传感器检测到条烟进行扫描区域；

2)嵌入式控制单元控制扫描器对条码进行扫描；

3)图像处理算法对扫描的图像进行处理，得到条烟的条码；

4)将条码与派生的条码进行比对，如果一致则放行，否则将条烟从分拣线上分离出来。

运动控制。标准条烟与异型条烟在同一条分拣线上传送，但由于包装系统的限制，标准条烟与异型条烟进行分离分拣。运动控制系统控制传送带的运行速度与条烟的分离。分离后，标准条烟进入包装机进行包装，异型烟进行缓冲区等待人工收捡与包装。

4 小结

随着国内卷烟品牌的区域集中和改革，同时满足消费群体日益增长的个性化需求，新颖独特的异型烟包装造型渐渐成为了一种趋势。针对目前卷烟打码到条流水线不支持异型烟自动打码的问题进行研究，设计改进现有的设备，实现异型烟的自动打码。改进打码线工艺，自动分拣异型条烟，通过改进打码方式与打码检测自动进行异型烟打码。在充分利用现有设备的基础上实现异型烟的自动打码，克服异型条烟分拣难、打码难与系统对接难等问题，不仅提高工作效率，又节约了投资成本。

[1]国家烟草专卖局.关于卷烟打码销售有关事项的通知 (国烟专 〔2010〕324 号)[EB/OL].(2010-09-16).http://www.lawxp.com/statute/s493803.html.

[2]江平.黄鹤楼品牌异型烟包装创新设计研究[D].武汉：湖北工业大学，2010.

[3]北京中智林信息技术有限公司.2011-2015年中国烟草包装市场评估与投资趋势观察报告[EB/OL].(2011-06-12).http://www.bosidata.com/yanjiu1102/C347750NLV.html.

[4]王潇.卷烟生产应更加注重个性化需求[N].东方烟草报，2010-11-29(3).

[5]张冉东.湖南岳阳烟草自主创新攻克异型烟打码难题[EB/OL].(2010-11-13).http://www.tobaccochina.com/news/China/business/201011/2010111111407_436420.shtml.

[6]陈伟华，何亚欧，等.异型包装卷烟打码系统:中国，ZL20092012666 2.8[P].2010-02-03.

[7]徐智.异型烟如何实现打码到条[N].计算机世界，2011-02-21(32).

[8]周金迎，李彦勇，袁万臣.特殊包装卷烟打码装置：中国，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

安徽省教育厅自然科学研究项目（KJ2012A211）。

帅小应(1973-)，男，安徽安庆人，池州学院数学与计算机科学系副教授，博士，主要研究方向为网络技术与无线网络控制技术。

[责任编辑：曹怀火]