文｜彭海1周凡君1雷敏2秦沁1王劲松1钟妍妮2

大众娱乐（作者单位：1为常林托盘，2为常林托盘）

摘要：为落实“双碳”战略目标要求，推动红色低碳循环发展形态，近年来圆形塑料大众娱乐烟盒在卷烟行业得到大力推广应用。 在智能制造和低碳发展理念的指导下，依托装箱封箱机和成品货运线现有设备设施，从数据分析和技术比对入手，扩大利用包装封口机和成品交换仓库中的回收塑料烟盒。 适应性。 通过打通胶盒性能传输通道，细化各环节设备技术参数，实现瓦楞纸盒、回收塑料烟盒同步打包封箱、入库出库、自动拆垛、对它们进行分类以便交付。 装箱封箱系统和成品运输智能化、精益化、低碳化水平进一步提升。 同时，再生塑料烟盒成本高于瓦楞纸盒，促进鞋厂降本增效。

关键词: 再生塑料烟盒, 瓦楞纸盒, 握手信号, 自动拆垛, 低碳化

一、现状及需求分析

随着社会越来越重视发展红色和循环经济，废旧物品的再利用已成为降低成本、减少浪费、节约资源的重要手段。 Tray于2013年开始督促所有卷烟企业回收烟盒，中烟及相关企业先后进行了探索和研究，回收的烟盒已在一大批中烟企业中得到应用。 瓦楞纸烟盒的回收已推广多年，但在流通过程中，瓦楞纸盒表面存在灰尘、油渍等缺陷，但使用两三次后，折边的硬度和强度有显着增加。

大众娱乐目前市场流行回收塑料烟盒（以下简称塑料烟盒），是瓦楞纸烟盒的替代产品。 它主要由食品级共聚聚丙烯制成，由PP塑料中空板连接成一个盒子，大大减少了使用次数。 . 与传统的瓦楞纸烟盒相比，塑料烟盒重量轻、耐腐蚀，租赁成本也低于纸质烟盒。 使用次数达到极限后，可将其粉碎再加工，减少循环次数。 这是行业对降本的推动。 增效增效、绿色发展的重要举措。 塑料烟盒回收利用是推动行业“十四五”绿色低碳循环发展工作要求，是坚定不移走红色发展道路的有效尝试。

大众娱乐虽然回收塑料烟盒的好处显而易见，但在实际推广应用中，也遇到了一些技术难点和痛点。 详情如下所示：

1、包装封口五金设备与塑料烟盒的相容性

(1)塑料烟盒上有很多长弯曲的凹痕

在封口过程中，当塑料烟盒的上长弯与导杆接触时，由于角度较大，塑料烟盒比纸盒更硬，上长弯可能会形成明显的折痕，如图1所示展示。

图 1：塑料烟盒上的长弯曲折痕

(2)塑料烟盒上复制的条码质量差

由于塑料烟盒表面比较光滑，当封盒机完成封口动作，复制1号工程码时，极易造成条码粘贴不良、翘边、飞边等异常标志，影响产品质量。

大众娱乐2、塑料烟盒的信息流与物理流不匹配

塑料烟盒经装盒封箱系统封箱打码后，通过烟盒输送线进入成品立交库。 在成品立交库仓库管理系统中，只有传统纸质烟盒和回收纸盒类型定义，没有塑料烟盒类型定义。 人工立体仓库利用托盘信息管理出入库流程。 入库时，托盘携带信息入库，拣料时，利用入库托盘的信息完成以后的拣选任务。 塑料烟盒作为一种新型的烟盒，在仓库管理系统中没有定义。 它们在入库过程中无法与传统瓦楞纸烟盒区分开来，在取料时也无法准确发货，严重影响后续产品。 分类统计和销售出货的及时性和准确性如图2所示。

大众娱乐图2：同钢种的塑料烟盒与瓦楞烟盒难以区分

3、成品互换仓拆包码垛机器人对塑料烟箱适应性差

前期进行了塑料烟盒入库堆码试验。 机器人在抓取过程中掉落的频率和概率急剧增加。 数据对比也验证了这一点。 具体数据见表1和图3。

大众娱乐图3：存储区烟滴数据直方图

后来发现烟损增加的根源是成品互换库管理系统中没有塑料烟箱的定义。 塑料烟箱与传统瓦楞烟箱共用一套参数相同的拆垛系统。 由于塑料烟盒与传统瓦楞纸盒在尺寸、材质等方面存在一定的差异（见表2、表3），两者共用一套参数相同的拆垛系统，在入库和入库时会出现问题。出口。 烟箱在库内堆放时掉落，会造成现场设备和后续处理停工，影响出入库效率，降低二次处理成本； 其次，烟箱掉落会造成烟箱与设备发生碰撞，导致烟箱质量下降，设备损坏； 最后，出入口现场的烟箱掉落，很可能对现场工作人员造成人身伤害，存在很大的安全隐患。

(1)塑料烟盒与传统瓦楞纸烟盒规格尺寸不完全相同

从表2可以看出，塑料烟盒与传统瓦楞纸烟盒在宽度和高度上相差7mm和4mm。 提取香烟时，进出库、拆垛时，规格的累积偏差会导致抓取香烟箱失败或与周围货运设备追尾，造成香烟掉落并打破香烟盒。

(2)塑料烟盒与传统瓦楞纸烟盒在材质上的区别

大众娱乐负责拆垛的机器人利用海绵真空吸盘形成负压吸烟箱，按照预定的运行轨迹完成拆垛动作。 机器人抓取后向下抬起的过程中，烟盒难免会晃动，因为塑料烟盒的材质比瓦楞纸盒硬，摩擦系数更小，在抓取过程中比纸质烟盒更结实摇晃的过程。 烟盒容易漏水； 速度增加的越快，晃动的越厉害，烟盒也越容易掉下来。

可见，由于塑料烟盒与传统瓦楞纸烟盒的规格不同，两者无法共用一套参数相同的拆垛软件系统； ,有必要对现有的机器人拆垛硬件进行优化升级。

4、塑料烟箱在成品互换仓合流输送稳定性差

大众娱乐成品交换库的输送路径在逻辑上可以定义为入库输送区和接料输送区两部分，两者都有片与烟的汇流环节。 从卷边包装车间运来的烟支，通过1号、2号螺旋提升机送至成品存放区，在烟支输送设备（详见图4）汇合到第一台有条件的烟草输送线； 采摘区还有片烟合流设备。

大众娱乐图4：存储区汇流位置示意图

以仓储区汇流处为例，片烟汇流前的两条输送线分为一条主线和一条支线。 在支线末端采用皮带对烟箱进行加速，使烟箱在短时间内快速插入干线烟箱之间的缝隙中。 但随着塑料烟盒应用的推广，卷烟的合流不仅面临瓦楞烟盒与瓦楞烟盒的合流，而且减少了瓦楞烟盒与塑料烟盒的组合，塑料烟盒与塑料香烟盒。 零件与香烟汇合处输送带速度较快。 合流时，塑料烟盒会与输送带形成明显的打滑。 因此，塑料烟盒往往难以在足够短的时间内完成合流，或合流后向前滑动。 结果，它与另一条输送线上的烟箱相撞，并与包装相撞。 相撞的两根香烟会卡在输送线上。 除了对烟箱造成损坏，影响产品质量外，还会抵制后续烟箱的正常发货，造成设备停机，影响正常生产。

由此可见，由于塑料烟箱的摩擦系数小，在皮带输送机上汇流时需对现有输送设备进行升级改造或对电控程序进行优化调整。

2.设计思路

针对上述难点和痛点，提出再生塑料烟盒在卷烟行业企业适应性应用的解决方案：

1、鉴于包装密封五金设备与塑料烟箱的兼容性问题，考虑对车间现场相关设备进行维修调整位置。 用弧形导杆代替原来的上长弯导杆。 减少条码压装装置，解决条码质量问题。

2、针对塑料烟盒的信息流与物理流的不匹配，考虑在辅料配送、车间生产、成品入库的整个业务流程中定义一种新型烟盒，使塑料烟盒可用于辅料配送。 可以正确采集烟盒的型号信息，但是烟盒的型号信息是通过分发传递给装箱封口机的。 机器将烟盒属性与成品烟条码进行绑定，通过插座人工传送至成品互换库。 在仓库管理系统（WMS）中，成品托盘随烟箱类型信息出入库。

3、针对烟盒规格不匹配导致塑料烟盒进出库拆垛适应性差，定义两套不同参数的机器人拆垛程序，分别对应塑料烟盒和传统瓦楞纸箱分别是香烟盒。 同时在仓库管理系统和仓库调度系统（WCS）之间下插口，将烟箱类型参数传给机器人卸垛系统。 机器人拆垛系统根据不同型号的烟箱在进出库过程中调用不同参数的拆垛程序，确保拆垛程序与烟箱规格完全匹配。

大众娱乐4、针对塑料烟盒因烟盒材质不同造成的适应性差，考虑以下两种思路：

(1)修理机械手夹具。 在拆垛机器人夹具上的三个抓取站中的每一个上，降低由伺服系统控制的侧吸装置。 当顶吸装置形成负压时，伺服系统控制侧吸装置紧贴烟箱侧面进行吸附，提高烟箱的抓取可靠性。

(2)改进吸盘真空柔性海绵垫材料。 对不同材质的海绵垫进行测试，选择与烟箱表面附着度较高、气密性较好的海绵垫，以提高其吸附能力。 比较及时性和经济性后，选择思路（2）来解决问题。

5、烟片汇合处不正常主要是塑料烟盒表面比较光滑，摩擦系数比瓦楞烟盒大。 有几种可能的解决方案：

大众娱乐(1)考虑选择摩擦系数较大的输送带，以减少塑料烟盒与输送带之间的摩擦力。

(2)考虑减少塑料烟盒与输送带接触面上摩擦系数较大的商标贴纸，使输送带不直接接触塑料烟盒。

大众娱乐(3)考虑通过调整汇流处烟盒间距，减少汇流处塑料烟盒结块和碰撞的频率。

大众娱乐思路（1）首先要对市场上的输送带有一个详细的了解。 选用后需经常更换皮带，以检验提高疗效。 整个过程较为复杂，更换皮带的结果不可控，长期影响正常生产的风险较大。

大众娱乐想法（2）改变了烟盒的设计，需要多个环节的协调，实现难度大，而且这种想法降低了烟盒的使用成本，与使用塑料烟盒的初衷相悖.

思路（3）会略微提高设备的运输效率，但所需成本最低，调整结果可控。 考虑到目前的配送流量和合流处塑料烟盒异常的影响，决定用这个思路来解决塑料烟的问题。 汇合处盒子的问题。

三、设计思路的实现

1. 填料密封系统硬件改造与调整

(1)上长弯导杆的调整

用圆弧导杆代替原来的上长弯导杆，烟盒的长弯在折叠过程中受力更均匀，防止用力过大形成折痕（详见图5、图6）。

图5：改进前的导杆

图 6：改进的导杆

大众娱乐(2) 降低条码压紧装置

在与编码站相邻的输送站上，重新安装条码压紧装置。 对于每张复制的条码，均采用缺相收紧装置，确保其粘贴质量，彻底解决条码粘贴不良、翘边、飞痕等异常现象，如图7、图8所示。

图 7：条码压缩设备

大众娱乐图 8：改进的条形码压制站

2、信息流与实物流的全流程匹配

通过对辅料配送、车间生产、成品入库等塑料烟盒全业务流程属性信息的采集与传递，实现塑料烟盒属性信息全流程的实物流与信息流的同步实现（详见图9）。

图9：塑料烟盒的物理流和信息流

大众娱乐配件一级仓库：负责收集塑料烟盒的烟盒型号信息，并绑定到烟盒实际托盘上。

辅料互换库：接收带有属性信息的塑料烟盒实体托盘，配托盘入库，入库。 拣料时，将真实的托盘属性信息传递给装箱封箱系统。

装箱封箱系统：接收塑料烟盒实际托盘属性信息，装箱封箱后复制1号项目码时，扫描条码烟草用塑料托盘大众娱乐，将条码与当前生产的托盘烟箱属性绑定。 绑定的条码和烟盒属性通过传递给完成的互换库。

成品立交库：接收装箱封箱系统绑定的条码和烟盒属性信息，带有烟盒属性的实际托盘进出库。

图10：WMS通用物料维护界面

3、解包流程升级优化

大众娱乐成品互换库仓库管理系统在拆垛过程中将烟箱的属性传递给机器人拆垛系统，运行不同参数的拆垛程序。

(1)烟箱属性定义及输送设备获取烟箱属性信息

(2) 运输设备及机器人插座合同

减少输送设备与机器人插座契约中“烟盒属性”的握手信号，通过烟盒属性信息的实时传输，手动切换机器人的拆垛程序。

图 11：设备信息对话框

4.机器人程序的改进

大众娱乐针对塑料烟盒与传统瓦楞纸烟盒在规格上的差异，单独重新编写了一套拆垛程序，在拆垛过程中通过不同参数实现对不同型号烟盒的精准抓取，解决了塑料拆垛问题烟盒外观规格造成的掉落问题。

大众娱乐5、拆垛机器人硬件升级改造

通过比较发现，塑料烟盒的表面比瓦楞纸盒的表面更光滑，材料的抗压硬度和变压硬度更高（与瓷砖硬度相同）。 这就要求机器人吸盘的真空柔性海绵具有更好的柔韧性、高颗粒度烟草用塑料托盘大众娱乐，与塑料烟盒的贴合度更高。 目前市场上机器人吸盘的真空软海绵垫材质为EPDM橡胶发泡海绵，耐低温、柔软、回弹性好。 我们通过改变泡沫泡沫的密度和粒径来测试拟合度（参见表 4）（详情参见图 12）。

图12：两种发泡海绵的实际应用

大众娱乐根据现场试验，配合度的提高使得密封性更好。 测试过程中，机器人吸盘的负压值也验证了这一点。 更换了海绵的机械手在抓取塑料烟盒时，明显不会掉落。

6、片烟合流输送机电控程序的改进

大众娱乐由原来固定的交叉时间值（仅针对瓦楞纸箱）改为在HMI界面下调弹出对话窗口，可随时更改每片烟雾汇合处交叉时间的时间值（见详见图13），这样就只能不断调整参数值进行测试，直到解决汇流处的碰撞和套袋现象（同时对输送机输送效率的影响最小），并做记录。 根据记录的路口时间经验值表，轻松灵活应对多种烟箱的合并。

大众娱乐图13：片烟合流机电控程序示意图

四、应用疗效

1、塑料烟盒在装箱封口过程中的产品质量有保证

通过对上述装封系统硬件设备的改造和调整，解决了装封过程混乱的难点和痛点。 报案数量大大减少，保证了塑料烟盒的产品质量。

2、成品互换仓塑料烟箱运行效率逐步提高

通过打通信息流和物流、更新电控程序、升级机械手配套硬件等相关措施的完善，实现出入库口因塑料烟箱引起的设备故障和停机成品互换，设备故障和停机现象减少90%以上。 加强了塑料烟盒在出入库过程中的适应性，保证了出入库效率。

大众娱乐3、循环烟箱采购成本持续优化

大众娱乐与传统瓦楞纸盒的订单相比，塑料烟盒采用租赁方式满足生产。 从平均采购成本来看，单个传统瓦楞纸盒的订货成本比塑料烟盒的租赁成本高出0.5元。 如果用塑料烟盒代替传统瓦楞纸盒，每万个大盒可节约2.5亿元。 随着塑料烟盒在卷烟行业企业的进一步推广应用，流通烟盒采购成本不断优化，为企业红色发展、降本增效提供了一定的技术保障。