对于多位置条烟条形码统一检测的应用研究

李艳斌，李光，周耀东

（1.张家口卷烟厂有限责任公司设备管理处，河北张家口，075000；2.河北白沙烟草有限责任公司卷包车间，河北石家庄，050000；3.沈阳航空六二六科技有限责任公司，辽宁沈阳，110034）

0 引言

通常条烟在生产完成后，要通过高架输送带送入下烟通道，然后送入封箱机[5]封成整箱包装，一台封箱机一般连接4-6台包装机，会包装不同品牌的条烟，因此就需要对不同品牌的条烟进行有效识别与检测。本文主要研究如何采用条形码读取技术，对比不同读码器的检测特性，研究多位置条码统一检测的问题，采用一个读码器一次性检测单面条烟不同位置的条形码，减少检测点，节省成本投入并且更换品牌免调整，提高检测效率。

1 条烟条形码的特征

目前，我国卷烟商品条码普遍采用CODE39码。CODE39码有标准版和缩短版，分别由13位和8位阿拉伯数字及相应的条码符号组成。我国卷烟商品一般采用13位数字的条码符号，分为前缀码、生产厂商代码、产品特征代码（品牌）、效验码[2-3]。

（1）前缀码：前3 位为前缀码，即标识国家或地区的代码，由国际物品编码协会赋予。我国为 " 690 ”、“691 ”、“692”。其中，我国卷烟产品以“690 ”为前缀码。

（2）生产厂商代码：前缀码后面4位为生产厂商代码，标识商品制造厂商，由我国物品编码中心分配给申请的企业。我国烟草制品的制造厂商代码均为“1028 " ，是中国烟草总公司的代码。

图1 条烟条形码的定义图

（3）商品特性代码：厂商识别代码后5 位为商品特性代码，标识商品属性、规格、价格等，由制造厂商或物品编码机构分配，具有惟一性。商标特性代码是了商赋予自己产品的代码，也就品牌，前缀码是“690 ”，其商品特性代码为5 位。我国烟草制品特性代码由国家烟草专卖局科教司统一分配,一个品牌一个代码。

（4）校验码：商品条码13 位阿拉伯数字的最后一位为校验码，用以校验上述代码是否准确。

2 条烟长度与条形码特征

一条标准条烟的尺寸为长280mm、高40mm、宽90mm，条码类别wei CODE39码，最小条形码0.2mm。条烟条形码通常印刷在外包装盒长边侧面上，不同品牌位置并不相同，条烟条形码位置基本分为左、中、右三大类（如图2所示），而且还存在手工加烟时条烟放反，就会造成条烟条形码出现在另一面的情况，因此条烟的条形码位置按大类分基本有6种，前面三种，后面三种。

图2 条烟条形码的位置图

3 不同检测方法对比研究

条烟条形码检测就是应用读码器检测5位商品特性代码，进而读出条烟品牌。目前条形码读取技术比较成熟，有多种读码器都可以将条烟品牌读出，在工业上用的有激光读码器、视野视觉读码器，本文主要针对不同品牌的条烟位置变化，分析不同读码器的技术特征，采用最少、最经济的检测手段，研究出多位置条烟条形码统一检测的方法，减少检测点，节省成本投入。

（1）激光读码器特征：激光读码器主要应用光波反射原理，检测条形码的条和空后，形成了波长不一的反射光用以识别条形码，此类的激光读码器品牌有康耐视、SICK、基恩士等。激光读码器第一个技术特点是，读取距离近、视野范围窄，针对条烟条码的0.2mm检测精度，激光读码器的有效视野一般＜70mm，而一条条烟的长度是280mm，无法实现整条条盒全覆盖。如果将左、中、右不同位置的双面条形码全部覆盖，需要一面至少安装3台读码器，双面就得安装6台，不仅器件多而且很难将6台读码器调整到检测位置一致、检测精度一致、读取速度一致，不仅增加误检与漏检风险，而且检测点多、成本高；激光读码器第二个特征是受环境光影响比较大，白天与夜晚光线不一致，条码的读取准确率不一样；激光读码器第三个特征是在0.2mm检测精度下，扫描速度降低，无法保证每次都准确识别0.2mm的条码[1]。

（2）视觉读码器特征：近年来智能制造的工业进程逐步加快，读码技术也迎来了工业4.0的时代，视觉读码技术正逐渐取代激光读码技术。视觉读码器主要应用CCD成像原理，采用成像译码技术检测条形码，主要品牌有康耐视、邦纳、宝盟、基恩士等。视觉读码器第一个技术特点是，读取距离远、视野范围宽，读取距离在50-2000mm之间，视野范围50-1000mm。第二个技术特点是像素高，最高可达到1200万像素，分辨率高可达到0.1mm；第三个技术特点是自带LED光源，不受外界光干扰，白天晚上读取效果一致；第四视觉读码器采用成像拍照技术，事宜帧速取样计算的，检测速度快；第五视觉读码器具有自动对焦技术，可适应工作距离的变化[1]。

4 视觉读码器应用研究

本文对比分析了激光读码器与视觉读码器的技术特点，决定采用视觉读码器完成多位置条烟条形码统一检测的应用，但并不是每一个品牌的视觉读码器都能适应条烟条形码的6个不同位置的检测，本文针对条烟长度280mm，最小条码0.2mm的检测精度，研究了康耐视、邦纳、宝盟、基恩士等多个品牌的视觉读码器，最终采用了基恩士的SR-2000W型超大视野型读码器，SR-2000W型视野型读码器在距离350mm时，读取条码分辨率0.17mm，视野可达到317mm，在满足条烟最小条码0.2mm的检测精度的同时，能适应条烟条形码单面的3个不同位置的检测。这样前后安装两个SR-2000W型视野型读码器就可以实现6个不同位置的检测[4]。

图3 SR-2000W读码器参数图

本文的视觉读码器采用航架结构安装，读码器安装在航架正中间位置，一个读码器实现左、中、右三个位置条码读取的全覆盖。读码器相机的拍照角度为25-30度。航架配备卡具固定件，定位销定位，维修调整后，初始位置不变，更换条烟品牌时，无需调整读码器，软件中选择相应品牌即可。

5 结论

本文应用超大视野型读码器检测条烟条形码，只用了两个读码器，可检测不同品牌、不同位置的条烟条码，达到多位置条烟条形码统一检测效果，不仅减少检测点，节省成本投入，而且应用视觉技术，检测效果明显好于激光读码器，受到普遍好评，该技术已经成功安装到设备上。