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RFID信息技术在柔性装封箱系统中的应用

该技术在装封箱生产工艺中的应用,改变了传统的装封箱工艺模式,由单一机组转变为系统性操作模式,不仅减少装封箱设备数量,更有效解决了原有的成品烟箱内条烟混装的产品信息追溯问题,便于成品卷烟的质量追踪和控制,有力保障卷烟的产品质量。


引言


当前烟草行业的装封箱工艺多采用传统的条烟集中装箱的工艺模式,该模式下一台装封箱机组对接多台包装机组,造成每件成品烟箱混装有多台包装机组的条烟。当对某台包装机组进行质量追溯时,需检查装封箱机组对应的所有包装机组的件烟,造成工作量大、准确性低、人工成本高等问题。


为了解决以上问题,红河卷烟厂异地技改项目装封箱系统采用了RFID技术。RFID技术作为一种通过无线电波传输,不接触快速信息交换和存储的自动识别技术,在物流过程中的货物追踪、信息自动采集、仓储管理应用、港口应用、邮政包裹、快递等领域有着广泛的应用。


本文介绍的装封箱工艺环节中,通过RFID技术对物料信息进行校验,保障了卷烟生产信息传递的准确性以及产品质量信息的快速追溯,实现了可靠、稳定、柔性的新型装封箱生产。



RFID通信及标签信息


1. RFID系统的组成


RFID射频识别系统由读写器、总线模块和载码体组成,读写器选用带PROFINET总线接口的型号,连接到PROFINET总线上与主控制器进行通信。 


如图1、图2所示,读写器设置在条烟堆垛机的堆垛工位,烟垛输送主通道前一工位,装封箱机入口的第一、三工位,以及人工装箱工位。


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图1 RFID读写器

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图2 封箱机入口工位布局


如图3所示,RFID总线模块设置在每个烟垛输送子站,每组条烟堆垛机出口线盒,以及装封箱机控制柜内。


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图3 RFID总线模块


如图4所示,RFID载码体设置在每个烟垛模盒的底部,每个载码体与烟垛模盒为一对一绑定的关系。


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图4 烟垛模盒及RFID载码体


2. RFID电子标签信息


装封箱系统中RFID电子标签信息共26字节,其中第1字节为班次;第2字节为包装机号;第3字节为堆垛机号;第4-9字节为生产时间;第10-22字节为品牌代码;第23字节为包装机区域号;第24-26字节为模盒编号。电子标签信息配置情况如表1所示:


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表1 RFID电子标签信息配置



RFID信息在装封箱系统中的传递


1. 装封箱工艺的RFID信息流转过程


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图5 RFID信息在装封箱系统中的流转

装封箱工艺的RFID信息流转过程如图5所示,在每台条烟堆垛机工位均设置有RFID读写器,空模盒到位后读写器把该烟垛相关信息(班次、包装机号、生产时间、品牌信息、模盒编号等)写入模盒底部的载码体,并复核正确后,烟垛才能装入模盒。如3次读写均有误时,系统判断该模盒载码体损坏,系统报警并将该模盒通过实模盒通道由人工处理站点排出。


装入烟垛的模盒进入实模盒通道,在实模盒主通道前装有读写器,读写器读取该烟垛模盒的信息,主控制器根据设置好的装封箱机组生产品牌情况,控制烟垛模盒选择进入不同的装封箱机组。


烟垛模盒输送到封箱机推垛前时,第三工位的RFID读写器读取该烟垛模盒的品牌信息,自动上纸箱装置根据烟垛的信息内容,到相应的纸箱库抓取烟箱。纸箱装置在抓取纸箱时自动进行品牌检测,并和烟垛RFID码进行比对,如果抓取的纸箱不是对应烟垛品牌的纸箱,则自动剔除。


烟垛模盒输送到封箱机推垛工位(即第一工位)时,RFID读写器再读取该烟垛模盒的相关信息,并与装封箱机控制系统生产信息核对无误后进行装封箱。


装封箱机出口设置有扫码装置,扫描已贴好的一号工程码或内部码,并与该件烟的RFID码信息进行绑定。


2. 人工装箱环节的RFID信息处理


在每组烟垛存储装置一侧均设置有人工装箱装置,装箱工位设置有RFID码读写头,用于读取RFID信息。需人工装封箱处理的烟箱,应预先人工贴好一号工程码或内部码。人工装箱时,该件烟RFID信息可显示于设置在该工位的操作屏,并配置有手持式扫码器,用于扫描纸箱上预先贴好的一号工程码或内部码,与件烟RFID码信息进行绑定。



RFID信息在质量追溯中的作用


柔性装封箱系统采用单一机组的条烟单独堆垛装入烟垛模盒,烟垛模盒输送分配至每一台装封箱机的进烟方式,单件烟箱包装单一包装机组条烟的新型装封箱模式。


该模式下,RFID读写器在条烟堆垛机处将RFID信息写入载码体,由模盒携带电子标签信息经过后续输送、封箱环节,并在装封箱机出口或人工装箱工位将RFID信息与件烟一号工程码信息绑定。装封箱系统建立了单独的数据库表单,将复核工位读取的一号工程码和RFID码信息进行绑定,并存储到数据库中,从而实现件烟信息追溯到包装机组,有利于件烟质量追溯和批次管理。



结束语


柔性装封箱系统立足于生产实际需求,将RFID技术融入装封箱工艺的各环节,不仅保证了装封箱过程中产品信息的准确性,更实现了卷烟生产信息的快速、准确追踪,有效增强了系统的灵活性,更好地适应当前小规格、定单化的生产模式。


本论文课题由红云红河烟草(集团)有限责任公司新型柔性装封箱系统的集成与研发科技项目(HYHH2018XX06)资助。


参考文献:

[1]红云红河烟草(集团)有限责任公司.一种柔性装封箱系统及工 艺:CN201910574958.4[P].2019-09-27.

[2] 东方机器制造(昆明)有限公司.一种包装多品牌条盒垛的装 封箱工艺及装置:CN201410780881.3[P].2015-04-08.

[3] 张红.RFID在烟草物流系统中的应用[J].物流技术与应用, 2016,3:121-124.

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