基于交叉帶式分揀機(jī)的上包環(huán)節(jié)的參數(shù)分析

劉繼超 趙燕

摘要：自動(dòng)分揀過程一般需要滿足以下三個(gè)特性：高效性、流暢性和準(zhǔn)確性，但上包環(huán)節(jié)因其為分揀的起始環(huán)節(jié)，同時(shí)也是最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果能夠確定方案，合理設(shè)計(jì)各級(jí)尺寸，進(jìn)而保證準(zhǔn)確的上包，能夠直接決定分揀的成敗，因此本文從上包環(huán)節(jié)著手，對(duì)其效率、流暢性及準(zhǔn)確性的指標(biāo)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)分揀；上包；方案；自動(dòng)化；指標(biāo)

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）17-0251-02

Abstract： Automatic sorting process generally needs to meet the following three characteristics： high efficiency， fluency and accuracy， but because it is the initial part of sorting， it is also the most critical link， if you can determine the program， reasonable design All sizes， and thus ensure the accuracy of the package， can directly determine the success or failure of sorting， so this article starts from the upper package， the indicators of its efficiency， fluency and accuracy were analyzed.

Key words： automatic sorting； package； scheme； automation； index

隨著物流業(yè)[1]的發(fā)展，現(xiàn)代物流管理方法廣泛運(yùn)用，物流[2]設(shè)施逐步完善，交通設(shè)施也隨之發(fā)展，而我國在物流方面的費(fèi)用卻直線上升，因此引入物流技術(shù)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化[3]，可省勞動(dòng)力，減少錯(cuò)誤率。自動(dòng)分揀機(jī)可作為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化[4]的關(guān)鍵組成部分，它可綜合的使用機(jī)、電、光等技術(shù)，在無人的情況下的重要地方能自動(dòng)進(jìn)行，例如上包環(huán)節(jié)，提高效率，從而降低錯(cuò)誤率[5]。本文從上包環(huán)節(jié)著手，對(duì)其效率[6]、流暢性[7]及準(zhǔn)確性的指標(biāo)進(jìn)行了分析。

為了保證包件[8]能送上小車，在上包階段需有四級(jí)電機(jī)進(jìn)行控制[9]，最前面是上包級(jí)皮帶，之后通過稱重機(jī)皮帶，隨后配有兩級(jí)加速皮帶，實(shí)現(xiàn)了對(duì)上包件縱向位置的測(cè)量，最后實(shí)現(xiàn)整體控制[10]。

實(shí)際上的上包過程算法很多，主控系統(tǒng)進(jìn)行定位，而固定縱向位置，同時(shí)固定距離，而小車的速度是定的，就可計(jì)算時(shí)間，就根據(jù)校車位置等信息考慮皮帶的翻轉(zhuǎn)情況，提高效率，最終保證準(zhǔn)確上包。

1 效率分析

上包效率是分揀效率和利用率的最直接反應(yīng)，同一時(shí)間內(nèi)被送上車的件越多，效率就高，說明設(shè)備有效的利用，因此效率是尺寸設(shè)計(jì)的最基本要求。

在效率分析前，首先對(duì)上包過程進(jìn)行分析，找出真正能反應(yīng)效率的關(guān)鍵參數(shù)，這個(gè)問題對(duì)于大多數(shù)人來說存在著誤解，因?yàn)樗麄円詾榄h(huán)型圈的速度和皮帶的速度是決定效率的因素，于是只提高二者的速度，縮短包件的距離就能提高效率，但是實(shí)際上效率卻因包件等待空閑小車而消耗的時(shí)間比較長。在具體的上包過程中，如果車為空就可通過PLC驅(qū)動(dòng)處于等待狀態(tài)的包件使其啟動(dòng)，同時(shí)，隨后的一個(gè)包件會(huì)同時(shí)啟動(dòng)并到達(dá)等待位置后，繼續(xù)等待系統(tǒng)識(shí)別，就能完成包件上車過程，而空閑的等待時(shí)間決定了單位時(shí)間內(nèi)能有多少包件能夠送車上，決定上包效率。

在實(shí)際過程中，前一個(gè)包件編碼后將會(huì)延時(shí)啟動(dòng)，后一包件啟動(dòng)前往等待位置，而運(yùn)行路線與環(huán)型圈有角度，尺寸的計(jì)算多數(shù)以中心線為標(biāo)準(zhǔn)，就導(dǎo)致在實(shí)際中須考慮偏差所帶來的變化，以及上包效率的變化，使得包件上包效率始終處于不斷變化的階段，不斷受到外來因素的影響，甚至是安裝誤差更加重要，因此在上包臺(tái)設(shè)置直角上包槽，可以保證上包效率。圖1表示上包圖。

2 流暢性分析

上包流暢性是檢驗(yàn)分揀機(jī)的效率的關(guān)鍵的參數(shù)之一，流暢上包指在上包過程中包件在編碼段、加速段和同步段間應(yīng)流暢通過，不出現(xiàn)停止或等待，這就在要求包件在編碼段啟動(dòng)和同步段剎車的過程中不能夠比從同步段到加速段剎車隨后再加上等待的時(shí)間長。剎車光電位置主要有以下幾種情況：一方面向編碼段右側(cè)移動(dòng)，通過剎車位置向右側(cè)移動(dòng)，可保證包件在運(yùn)行過程中前后包件間能夠?qū)崿F(xiàn)流暢運(yùn)行，這種調(diào)整剎車距離需要小于包件間距。另一方面向同步段左側(cè)移動(dòng)，剎車位置向左偏移，前后包件的運(yùn)行時(shí)間有影響。

上包分離性是保證流暢性的另一個(gè)指標(biāo)，分離性是在上包中能適時(shí)地通過并停止后一個(gè)包件，能夠把前后兩個(gè)包件分離，也就是要求包件間距大于等于剎車距離，此外，分離性區(qū)分和識(shí)別各個(gè)信息，并對(duì)包件信息進(jìn)行測(cè)量以及編碼，以免混亂。需特別注意的是包件間距小于規(guī)定的最小距離，這個(gè)距離也是剎車的距離，它的信息能被光電裝置測(cè)量的同時(shí)也能編碼。

3 準(zhǔn)確性分析

準(zhǔn)確性是分揀機(jī)上包的另外一個(gè)重要指標(biāo)，上包準(zhǔn)確要求重量、前后大小等規(guī)格在上包中能與皮帶中心一致。

為保證準(zhǔn)確性，須對(duì)以下幾個(gè)部分有系統(tǒng)的對(duì)策：

（1）尺寸測(cè)量

在上包前，包件基本尺寸必須準(zhǔn)確設(shè)置，這才使控制邏輯匹配實(shí)際測(cè)量，不然的話，就會(huì)造成實(shí)際包件尺寸與控制測(cè)量系統(tǒng)，但不一定導(dǎo)致的落包偏差。在上包中，因設(shè)備、系統(tǒng)的原因而造成首個(gè)包件測(cè)量的誤差，需要適當(dāng)調(diào)整光幕。

（2）模式設(shè)置

在上包中，光幕的通訊方式對(duì)信息的準(zhǔn)確性有直接影響，應(yīng)該采用RS485的方式，盡量避免通訊紊亂，而出現(xiàn)包件信息偏差。光幕包件信息的準(zhǔn)確性依賴包件，通過邏輯條件，設(shè)置合理參數(shù)從而進(jìn)行尺寸補(bǔ)償。

（3）重量影響

實(shí)際的上包過程測(cè)試表明，包件的重量對(duì)上包臺(tái)各段的位置有影響，通過加速段的包件位置舉例來說，0.5kg要比20kg的包件中心可能向前移動(dòng)200mm左右，而且如果重量越大也會(huì)越偏后的趨勢(shì)，這就要求包件在運(yùn)行中包件重量的速度滿足一定的要求，依據(jù)現(xiàn)在的情況，要求上包系統(tǒng)能區(qū)分不同的重量，在一定的范圍內(nèi)，一定程度上啟動(dòng)補(bǔ)償。

（4）剎車過程

上包過程中會(huì)存在這種情況，換句話說因?yàn)榘\(yùn)行距離和皮帶之間有一定的關(guān)系，當(dāng)速度由高速減速成低速時(shí)，會(huì)存在偏差，可能導(dǎo)致緊跟其后的一個(gè)包件在剎車位置時(shí)往前運(yùn)行一段，也就是說，同樣的包件尺寸在重量信息都一樣的情況下，即使摩擦條件也一樣，但是剎車的距離有可能不確定。

為了克服剎車位置不確定的問題，減小對(duì)上包準(zhǔn)確性的影響，就須妥善的調(diào)整前一個(gè)包件加速段的位置的距離，使它在接下來的階段能夠使皮帶有足夠的時(shí)間將其速度降下來，直至調(diào)為低速狀態(tài)，進(jìn)而解決剎車時(shí)位置靠前的情況，此外還可調(diào)節(jié)剎車的光電位置，也可改變末端的檢測(cè)位置。

（5）等待時(shí)間

基于質(zhì)點(diǎn)分析的包件在上包的階段由于忽略了包件尺寸，使帶來的上包等待時(shí)間存在著一定的差異，而實(shí)際得尺寸因包件的不同需要的時(shí)間也是不一樣的，當(dāng)然較大包件一般情況下上包時(shí)間很長。

4 結(jié)論

隨著物流業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)分揀環(huán)節(jié)的要求越高，隨之帶來的是上包環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確定要求越來越高，所以自動(dòng)分揀系統(tǒng)的運(yùn)行越來越看重準(zhǔn)確性、流暢性等，自動(dòng)分揀設(shè)備必朝智能化發(fā)展，使自動(dòng)分揀系統(tǒng)能有效的控制，只需發(fā)出指令就可完成操作，同時(shí)分揀設(shè)備變得人性化，進(jìn)而改善條件，降低強(qiáng)度。

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