超高速卷煙分揀設備及技術

冉文學　宋志蘭　劉　森　譚　濤　陳　海　孫志剛

摘要：應用“N+1配送分揀組單”技術開發的超高速條煙分揀設備，成功地將條煙分揀線的生產能力提高了數千條／小時，為我國煙草商業配送半自動化、自動化條煙分揀線的應用掃清了障礙。關鍵詞：N+1專利技術、超高速、條煙分揀設備曾經沒有人相信，半自動、自動條煙分揀線能力能夠超過10000條／小時，也曾有人斷言，條煙自動分揀線超過10000條／小時是禁區。實際上，分揀技術的發展也是與時俱進的。2009年7月1日，在湖南白沙物流有限公司分揀車間，一個應該令卷煙分揀行業振奮的分揀效率實測結果產生了：城網車組，分揀速度為17880條／小時；農網車組，分揀速度為13970條／小時。2008年1月，經過長時間的潛心研究，一個基于嶄新理念的國家發明專利誕生——配送訂單自動化分揀組單配貨工藝(專利號：200810058042.5，專利權人：冉文學)。這項專利技術不再尋求多種設備組合來解決高速分揀問題，轉為堅持一個理念：物流工程系統設備越精簡越好，系統越精煉，造價越低，運行更可靠，維護更容易，后續運行成本則更低。其實，配送訂單自動化分揀組單配貨工藝中內含著一個重要的“N+1配送分揀組單”工藝方法。N+1配送組單技術的特點“N+1配送分揀組單”工藝的技術思想如下：1、為了組配商品ni的數量，將設置×。量的每次分揀單位，用ni逐級除以Xj，得整數倍數，余數用1的整數倍去分揀。例如，某訂單需要某種條煙18條，設置10條、5條、2條、1條的Xj每次分揀單位，則18=1×10+1×5+1×2+1×1，即在分揀過程中，10條撥一次，5條一次，2條撥一次，1條撥一次，共撥4次，訂單完成；再簡化設備，設置5條、2條、1條的×；每次分揀單位，只需要5條作業3次，2條作業1次，1條作業1次，共作業5次，與18條按1條xj每次分揀單位需作業18次相比，效率提高了許多。2、設計xj每次分揀量的分揀裝置單元化。在上例中，將每次分揀量5條、2條、1條設計成單元分揀設備。如針對更大量的商品(例如醫藥配送)，小單元的分揀組配按小單元，大單元的分揀組配換大包裝；數量大時則可以增大每次的分揀單位量。3、進行細致的商品EIQ分析，確定分揀品種的A(量大品牌)、B(量中品牌)、C(量小品牌)分類。A類品牌用大的N+1分揀單元處理，如5+1；B類品牌用2+1分揀單元處理；C類品牌用單條分揀處理。對于一些極小的稀有品牌，設置混合道集中處理。4、根據所有訂單的品種數及分揀量。將Xj每次分揀量的分揀單元設施布置在合單輸送設備的側邊，組合成一臺設備集中分揀，使用一臺合單輸送設備，最終組成自動快速分揀線。這種分揀理念具有如下優點：1、系統分揀肘，不存在不必要的拆分訂單，同樣也不需要合單，工藝達到高度集中、簡化。2、分揀品牌集中，同一品牌在一個地點處理，不存在補貨物料擺放不集中、亂堆亂放的現象，便于管理。3、由此帶來另一優勢，即只有一種分揀設備，可以是單一的臥式分揀設備，或單一的立式分揀設備，從而使整個分揀設備規范化。分揀量大時，簡單地增加生產線即可，分揀車間規范簡潔，需要的維護備品備件單一，維護方便。4、系統極為簡捷，設備數量少，有效達到節能降耗、降低物流成本的目的。超高速分揀系統圖1、圖2分別是超高速分揀系統的工藝流程圖、仿真圖。系統組成中包含5+1分揀單元、2+1分揀單元、單通道分揀單元和混合道分揀單元。能夠根據每個煙草公司的具體需要，靈活組成分揀線，集中處理若干品牌的條煙分揀。經過數十次對于分揀單元分揀速度的試驗，最終確定了如下技術指標：5條撥速度為0.46秒／撥；兩條撥速度為0.28秒／撥；單條撥為0.24秒／撥。按照專利的N+1分揀工藝，進行仿真計算，系統的瞬間最大分揀速度可達23000條／小時，該速度未考慮系統的任何停機時間。圖3是各種分揀單元的產品圖。圖4是超高速分揀系統的三種煙倉，針對卷煙分揀的特點，煙倉進行了專門的處理。如在分揀過程中，需要在煙條儲存倉里擺放30條煙，如果將其直立起來，則8～10kg重力會全壓在底部的煙條上，會造成撥煙機構電機功率增大，而且，隨著貨艙擺放的煙條多少的變化，其撥出煙條的姿態會產生較大變化。將煙倉傾斜，則底部的煙條受到的壓力只是重力在垂直方向的一個分力，可以有效減輕貨艙擺放的煙條多少的變化對撥出煙條姿態變化的影響，同時，又防止分揀時煙倉中的煙垛傾翻。為了減少卷煙撥塊在高速運行時對條煙的損傷，撥塊的面積設計足夠大，從而有效降低了撥塊與煙條接觸面的壓強，再加上煙倉底部的流利條的作用，有效地降低運行慣性對條煙的傷害。條煙的表面有PV膜，在氣溫較高的地區，容易產生靜電吸附現象，在煙條分揀過程中會影響分揀質量。嚴重時甚至會造成煙條損壞。為了克服這一缺陷，與煙條接觸的煙倉立面結構設計成瓦輪結構。以減少條煙與金屬面的接觸面積。技術應用價值經過近5年的發展，我國煙草產品商業配送已經走過了粗放型的發展模式，集約型的時代已經來臨，因此，半自動化、自動化條煙分揀線的分揀能力超過10000條／小時意義非常重大。本文所述的分揀理念和技術，成功地將條煙分揀線的生產能力提高了數千條／小時，進一步為我國煙草商業配送半自動化、自動化條煙分揀線的應用掃清了障礙，并且創造了新的世界紀錄，標志著我國單元分揀技術跨上一個新的臺階。同時，本文倡導如下技術思想：現代物流系統設備不是越復雜越好，用簡練的系統設備解決大問題才是最佳的選擇。