煙箱條形碼快速打印裝置設(shè)計綜述

劉俊強(qiáng) 宋詞 朱紀(jì)春

摘 要 香煙箱裝條形碼是煙箱外面自動打印粘貼的用于產(chǎn)品識別的條形碼段，各個卷煙加工企業(yè)煙箱條形碼受到中國煙草總公司的控制，具有全國統(tǒng)一和唯一的編碼。為了做到銷售旺季的市場保供，完成超額生產(chǎn)和碼段打印任務(wù)。河南大學(xué)邁阿密學(xué)院與駐馬店卷煙廠通過技術(shù)合作利用，在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上對設(shè)備局部進(jìn)行技術(shù)改造，通過加裝控制開關(guān)、傳感器、可編程序控制器等器件，實(shí)現(xiàn)快速打印功能，從而確保公司下達(dá)生產(chǎn)計劃的順利完成。

關(guān)鍵詞 煙箱;條形碼;快速打印;設(shè)計

1原煙箱條形碼打印系統(tǒng)的原理分析

企業(yè)的煙箱箱裝自動打碼系統(tǒng)是2006年投入使用的設(shè)備，目前有3條自動生產(chǎn)線打印煙箱條形碼的設(shè)備，自動打印碼段的速度大約是每分鐘4-6個碼段。

煙箱自動打印條形碼設(shè)備由煙箱識別傳感器、打印貼碼傳感器、條碼后掃描傳感器、網(wǎng)絡(luò)控制終端操作屏、條形碼打印驅(qū)動設(shè)備等部分組成。當(dāng)煙箱通過皮帶輸送到煙箱識別傳感器后，觸發(fā)打印條形碼程序，煙箱繼續(xù)前行到打印貼碼傳感器上，立即啟動條形碼粘貼驅(qū)動設(shè)備，在煙箱上粘貼全國統(tǒng)一產(chǎn)品識別條形碼。煙箱繼續(xù)向前輸送到條碼后掃描傳感器進(jìn)行檢測，對條形碼碼段打印和粘貼情況進(jìn)行掃描識別，通過對比分析出碼段打印質(zhì)量和粘貼位置是否符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求[1]。煙箱條形碼打印系統(tǒng)原理方框圖如下：

2電路改造實(shí)施過程

通過研究分析生產(chǎn)線上打印碼段的過程，在原來自動打碼的3個傳感器使用的基礎(chǔ)上，分別對煙箱識別傳感器、打印貼碼傳感器、條碼后掃描傳感器信號進(jìn)行并聯(lián)模擬改進(jìn)。用BCS 20MG10-XPA1Y-8B型號的傳感器，模擬出生產(chǎn)工序的3個傳感器的信號，通過加裝的可編程序控制器（西門子系列S7-200PLC-CPU222CN），模擬3個傳感器信號輸入和輸出的功能。采用結(jié)構(gòu)化編程控制方式，調(diào)整好時間間隔，傳感器信號的時間間隔從3秒到20毫秒之間進(jìn)行設(shè)置，通過反復(fù)試驗(yàn)最終把實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)固化下來，合理編寫控制程序，并在設(shè)備上投入使用，從而及時完成了煙箱條形碼的打印任務(wù)。

為了使用不同的速度更好地模擬打印碼段，合理編寫控制程序，反復(fù)調(diào)整3個傳感器信號的時間間隔，通過實(shí)驗(yàn)最終編寫出4種不同打印速度的程序。通過增加打印碼段不同速度的選擇開關(guān)、模擬信號轉(zhuǎn)換傳感器、在原打碼系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改進(jìn)程序，設(shè)計出每分鐘3個、6個、8個、12個共四個速度的程序控制。

操作工通過選擇不同的開關(guān)位置，即可改變不同速度的碼段打印速度。通過使用測試證明，在正常生產(chǎn)沒有產(chǎn)生任何干擾的情況下，能夠獨(dú)立運(yùn)行自動打碼系統(tǒng)，并且有效模擬生產(chǎn)的實(shí)際效果進(jìn)行全自動打印碼段。通過編寫合理的工作程序，在正常生產(chǎn)和非正常生產(chǎn)的情況下，都能夠完全模擬正常生產(chǎn)狀態(tài)自動打印碼段。

在日常生產(chǎn)過程中，公司下達(dá)生產(chǎn)計劃不僅根據(jù)企業(yè)設(shè)備制造能力均衡編排的產(chǎn)量，同時也是根據(jù)市場計劃的需要來下達(dá)生產(chǎn)計劃。每逢季度末尾幾天或月底最后1天時間，公司會臨時調(diào)整生產(chǎn)計劃，要求企業(yè)在一定時間內(nèi)，完成超額數(shù)量的碼段打印任務(wù)，由于企業(yè)沒有高速自動打碼設(shè)備，在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，從而保障了碼段打印任務(wù)的順利完成。解決了日常生產(chǎn)工作中存在的快速打碼的實(shí)際問題[2]。改進(jìn)后的條形碼打碼設(shè)備控制系統(tǒng)與原系統(tǒng)對接框圖如下：

3實(shí)施后的效果

在原打碼系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和研制一套獨(dú)立控制的全自動打碼系統(tǒng)，加裝可編程序控制器、控制按鈕、改進(jìn)原機(jī)關(guān)聯(lián)信號。自動打印碼段的功能，節(jié)約了班組的大量時間，具有碼段后掃描裝置，完全模擬了正常生產(chǎn)的時序功能。該裝置操作簡單，程序設(shè)計合理，受到操作工、相關(guān)管理人員的一致稱贊，沒有給正常生產(chǎn)自動打碼帶來絲毫的影響，已經(jīng)在全部3臺自動打碼系統(tǒng)上進(jìn)行了技術(shù)改造。多個兄弟廠家曾專門到本企業(yè)參觀學(xué)習(xí)，對技術(shù)、程序編寫方面進(jìn)行交流。

在2019年、2020年元旦市場保供的零點(diǎn)行動中，3臺設(shè)備自動打碼均提高速度進(jìn)行補(bǔ)碼，提前6個小時、10個小時完成了省公司下達(dá)的生產(chǎn)任務(wù)。

加裝的西門子可編程控制器、轉(zhuǎn)換開關(guān)、傳感器、按鈕、信號燈、電纜等投入資金約7000元。購買一臺高速補(bǔ)碼機(jī)費(fèi)用多達(dá)26萬元，改造后3臺設(shè)備進(jìn)行推廣應(yīng)用，直接為企業(yè)節(jié)約25萬元的專用設(shè)備購置費(fèi)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 韓戰(zhàn)濤.西門子S7-200PLC功能指令應(yīng)用詳解[M].北京：電子工業(yè)出版社，2014：201.

[2] 胡敏.深入淺出西門子S-200PLC[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003：12.

作者簡介

宋詞（1999-），女，四川成都人;現(xiàn)就職單位：河南大學(xué)邁阿密學(xué)院，研究方向：電子信息科學(xué)與技術(shù)。

朱紀(jì)春（1974-），男，河南省開封市;現(xiàn)就職單位：河南大學(xué)邁阿密學(xué)院，研究方向：光電檢測、生物納米材料。