煙箱條形碼快速打印裝置設(shè)計(jì)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(dòng)打印粘貼的用于產(chǎn)品識(shí)別的條形碼段，各個(gè)卷煙加工企業(yè)煙箱條形碼受到中國(guó)煙草總公司的控制，具有全國(guó)統(tǒng)一和唯一的編碼。為了做到銷售旺季的市場(chǎng)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(guò)技術(shù)合作利用，在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上對(duì)設(shè)備局部進(jìn)行技術(shù)改造，通過(guò)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(jì)劃的順利完成。

關(guān)鍵詞 煙箱;條形碼;快速打印;設(shè)計(jì)

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(dòng)打碼系統(tǒng)是2006年投入使用的設(shè)備，目前有3條自動(dòng)生產(chǎn)線打印煙箱條形碼的設(shè)備，自動(dòng)打印碼段的速度大約是每分鐘4-6個(gè)碼段。

煙箱自動(dòng)打印條形碼設(shè)備由煙箱識(shí)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(dòng)設(shè)備等部分組成。當(dāng)煙箱通過(guò)皮帶輸送到煙箱識(shí)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(dòng)條形碼粘貼驅(qū)動(dòng)設(shè)備，在煙箱上粘貼全國(guó)統(tǒng)一產(chǎn)品識(shí)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(cè)，對(duì)條形碼碼段打印和粘貼情況進(jìn)行掃描識(shí)別，通過(guò)對(duì)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(guò)程

通過(guò)研究分析生產(chǎn)線上打印碼段的過(guò)程，在原來(lái)自動(dòng)打碼的3個(gè)傳感器使用的基礎(chǔ)上，分別對(duì)煙箱識(shí)別傳感器、打印貼碼傳感器、條碼后掃描傳感器信號(hào)進(jìn)行并聯(lián)模擬改進(jìn)。用BCS 20MG10-XPA1Y-8B型號(hào)的傳感器，模擬出生產(chǎn)工序的3個(gè)傳感器的信號(hào)，通過(guò)加裝的可編程序控制器（西門子系列S7-200PLC-CPU222CN），模擬3個(gè)傳感器信號(hào)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(shí)間間隔，傳感器信號(hào)的時(shí)間間隔從3秒到20毫秒之間進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)最終把實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)固化下來(lái)，合理編寫控制程序，并在設(shè)備上投入使用，從而及時(shí)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(gè)傳感器信號(hào)的時(shí)間間隔，通過(guò)實(shí)驗(yàn)最終編寫出4種不同打印速度的程序。通過(guò)增加打印碼段不同速度的選擇開關(guān)、模擬信號(hào)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(jì)出每分鐘3個(gè)、6個(gè)、8個(gè)、12個(gè)共四個(gè)速度的程序控制。

操作工通過(guò)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(guò)使用測(cè)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(dòng)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(dòng)打印碼段。通過(guò)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(dòng)打印碼段。

在日常生產(chǎn)過(guò)程中，公司下達(dá)生產(chǎn)計(jì)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(shí)也是根據(jù)市場(chǎng)計(jì)劃的需要來(lái)下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃。每逢季度末尾幾天或月底最后1天時(shí)間，公司會(huì)臨時(shí)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃，要求企業(yè)在一定時(shí)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(hào)。自動(dòng)打印碼段的功能，節(jié)約了班組的大量時(shí)間，具有碼段后掃描裝置，完全模擬了正常生產(chǎn)的時(shí)序功能。該裝置操作簡(jiǎn)單，程序設(shè)計(jì)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(dòng)打碼帶來(lái)絲毫的影響，已經(jīng)在全部3臺(tái)自動(dòng)打碼系統(tǒng)上進(jìn)行了技術(shù)改造。多個(gè)兄弟廠家曾專門到本企業(yè)參觀學(xué)習(xí)，對(duì)技術(shù)、程序編寫方面進(jìn)行交流。

在2019年、2020年元旦市場(chǎng)保供的零點(diǎn)行動(dòng)中，3臺(tái)設(shè)備自動(dòng)打碼均提高速度進(jìn)行補(bǔ)碼，提前6個(gè)小時(shí)、10個(gè)小時(shí)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(hào)燈、電纜等投入資金約7000元。購(gòu)買一臺(tái)高速補(bǔ)碼機(jī)費(fèi)用多達(dá)26萬(wàn)元，改造后3臺(tái)設(shè)備進(jìn)行推廣應(yīng)用，直接為企業(yè)節(jié)約25萬(wàn)元的專用設(shè)備購(gòu)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(jiǎn)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(cè)、生物納米材料。