文/柳智磊

原烟即为原烟烟叶的简称，是烟叶复烤企业一种重要的加工原料，将一定数量的原烟烟叶采用麻片包装起来即为原烟烟包（见图1）。目前大多数烟叶复烤企业的原烟烟包收储模式较为传统，多采用人工将原烟烟包从货车上卸下，通过人工抽样的方式实现烟包的水分检测、化学指标检测和重量检测，检测完成后再由人工堆码到烟筐入库或直接将烟包堆码到仓库备用。

从传统的烟包收储模式不难看出以下几个缺点：1.由于搬运一包约40kg的烟包较为费力，长时间人工搬运会导致搬运人员疲劳，降低搬运效率，复烤企业为保证工作效率，只有增加劳动力，从而提升劳动力成本，现在每卸1车原烟烟包最少需要6～10人；2.为节省体力，卸车工人多采取将烟包直接从高4～5米的卡车上抛到地面，再由车下的工人抬走，此种方式直接导致原烟烟包造碎十分严重。3.抽样检测代表性差，不能反映整车烟叶的真实情况。

因此，为了降低复烤企业的人力成本，提升烟包收储效率，减少烟叶造碎，保证收储烟叶的质量，对原烟烟包自动收储系统的研究势在必行。原烟烟包自动收储系统大致可分为卸车系统、自动化输送系统、在线检测系统、堆码系统、智能搬运系统等，接下来让我们一起详细分析各个系统。

1.卸车系统需要将原烟烟包从卡车车厢内转移进入自动化输送系统，那么应该如何实现呢？

最容易让人想到的一种卸车系统是由直角坐标机器人将原烟烟包直接从货车车厢内抓取后放置到后续的自动化输送系统中。另一种卸车系统是由一台一端安装有水平皮带输送机，另一端安装有倾斜角度可调的斜坡皮带输送机的穿梭车、电控系统和2名操作工人组成。安装有水平皮带输送机的一端与后续的自动化输送系统对接，安装有倾斜角度可调的斜坡皮带输送机一端与2名操作工人对接，具体实现步骤是：首先2名操作工人根据当前的卸货位置通过手持式操作终端调整斜坡皮带输送机到合适位置（即：便于人工放置烟包的位置），然后人工将车厢内的烟包逐个放置在操作工人周围的斜坡皮带输送机上，按一定规则放置好4个烟包（即：1层烟包）后皮带输送机运行，将此4个烟包输送进入后续的自动化输送系统，从而完成原烟烟包的卸车工序。

第一种方式如果能实现，那么它的优点是显而易见的，烟包卸车工序可完全实现自动化，解放了劳动力，提升了作业效率，另外机器人抓取可实现轻拿轻放，有效地避免了烟叶的造碎。但实现起来有两大难题：1.由于原烟烟包在货车中的堆码并非整齐有序，这就给机器人抓取机构的自动定位带来了很大的难度，如采用视频识别等方式定位或能实现，但会造成抓取机构在每个烟包的定位上都要做定位位置的微调整，从而造成效率下降且易产生运行不可靠的情况；2.由于经过货车长途运输，烟包之间相互挤压，原烟烟包的形状、尺寸和软硬程度均不一致且差别较大，机器人抓取机构较难实现抓取。我们再来分析第二种卸车系统，此系统的优点是系统构成简单，运行稳定可靠，利用现有技术易于实现，尽量缩短了人工作业位置与自动化对接设备之间的距离，有效地减少了烟叶造碎和缩减了人力成本。但其缺点还是不可避免地需要人工搬抬烟包，工人劳动强度还是较大。

基于上述分析，第二种卸车方式需要降低工人劳动强度，相对来说还是易于实现的，如可在人工搬抬烟包过程中增加机械助力系统辅助人工完成烟包搬抬动作，此方式可大大降低工人劳动强度，提升工作效率。而第一种卸车方式是我们今后继续努力的目标，随着技术水平的发展，希望今后能完全实现卸车系统的自动化。

2.自动化输送系统和在线检测系统主要由水平输送皮带机、在线皮带秤、微波水分仪和不合格品剔出滑道等组成，烟包从卸车系统进入自动化输送系统后，通过在线皮带秤、微波水分仪等实现烟包的在线检测，检测完成后工作人员将不合格品推入滑道，从而实现不合格烟包的剔除。合格烟包通过水平皮带输送机进入后续的堆码系统。自动化输送系统和在线检测系统的实现相对于传统的入库方式而言，提升了入库烟包的质量，提升了烟包检测的工作效率，降低了人力成本。

3.堆码系统主要实现将自动输送系统输送过来的原烟烟包堆码到烟筐中，堆码系统主要由烟包码包前预处理部分，垂直升降部分、自动码包部分，空烟筐补给站台，实烟筐输出站台以及相应的电、气控制系统等组成。最初的堆码方式为：首先空烟筐通过空框栏补给站台进入垂直升降部分并到达带码垛工位，同时由自动输送系统输送过来的4个烟包（即：1层烟包）进入烟包码包前预处理部分且自动码包部分水平伸入垂直升降部分并与烟包码包前预处理部分对接，然后1层烟包输送进入自动码包部分， 输送到位后自动码包部分回缩将1层烟包转移进入空烟筐，此时烟筐下降一层烟包的高度，至此完成第一层烟包的堆码，同理可实现第二、第三、第四层烟包的堆码，堆码完成后实烟筐从实烟筐输出站台输出。按以上方式经实验验证，烟包堆码时存在严重的掉包现象，整筐烟包堆码完后也易出现散垛现象。下面让我们一起来分析为什么会出现掉包现象和散垛现象，首先观察烟包(见图1)和烟筐（见图2），堆码的各层烟包形状、尺寸、软硬程度差异较大。烟筐是两面敞口，底平面承载的半框结构且外形尺寸是统一的，那么首先第一层烟包如果变形较大就不能很好地适应烟筐的承载空间，易出现掉包现象。另外烟筐底部承载面是平面，如果第一层烟包中有个别烟包底部形状凸凹不平，也易出现掉包现象。接着由于第二层烟包堆码后再放置在第一层烟包的上表面，因此如果第一层烟包上表面和第二层烟包下表面都是凸凹不平或尺寸差异较大，那么在第二层烟包堆码过程中也易出现掉包现象，且堆积层数越多，累积的误差越大，从而出现散垛现象。经以上分析为了避免掉包现场和散垛现象，需规范烟包规格和形状，但烟包规格即使统一了，烟包形状也很难做到差异很小的长方体形，原因是原烟烟叶经过初烤后由于分级、扎把时回潮不匀，加之各地气候和存放条件不同，含水量很不一致，这就导致了打包后的原烟烟包的膨松度不一致。再经过一定时间的堆码和运往各复烤企业的堆积式货运过程，许多烟包外形和尺寸不可避免地要发生很大变化，凸凹不平。因此在现有的烟包储运模式下只能尽量减少烟包堆码过程中的掉包率和散垛率，并不能完全避免，那又应该如何实现呢？首先为了解决第一层烟包掉包的问题，在现有烟筐底承载面敞口的两端分别增加倾斜支撑，这样第一层烟包在一定范围内的尺寸变化和底面凸凹不平也会因为重心落在了斜坡支撑面以内而不会发生掉包现象，经实验验证，可有效地减少掉包现象。其次为了减少第二、第三、第四层烟包堆码过程中的掉包现象和散垛现象，在码包部分增加整形机构，对烟筐两个敞口面方向的烟包进行整形，尽量保证第二、第三、第四层烟包重心在经过整形后都落在烟筐承载范围内，减少误差累积，最大程度地减少了掉包现象和散垛现象。

图1 原烟烟包

图2 烟筐

4.智能搬运系统主要由：RGV或AGV智能搬运小车、自动寻址系统、小型拖挂车系统等组成。堆码完成后的实烟筐进入RGV或AGV智能搬运小车,同时小型拖挂车进入指定位置，自动寻址系统将帮助RGV或AGV智能搬运小车自动寻找到拖挂车的位置并将实烟筐放置到小型拖挂车上，然后小型拖挂车将实烟筐运送到入库区，从而实现原烟烟包的自动收储。

综上所述，原烟烟包自动收储系统有效地改变了原烟烟包初放型的入库方式，降低了劳动强度，提升了工作效率，降低了烟叶在收储过程中的造碎率，保证了收储烟叶的质量，解放了劳动力，促进了生产力的发展。同时带动了烟叶复烤行业的自动化发展，具有广泛的推广使用价值，获得了很好的经济效益和社会效益。随着今后技术水平的不断发展，应大力推广和持续改进。

参考文献：

名称：《一种麻包自动卸货车》 专利号：ZL201420784662．8

名称：《一种原烟麻包自动码包机》 专利号：ZL201420784815．9

名称：《一种原烟麻包自动卸车系统》 专利号：ZL201520303027．8