基于交叉带式分拣机的上包环节的参数分析

刘继超 赵燕

摘要：自动分拣过程一般需要满足以下三个特性：高效性、流畅性和准确性，但上包环节因其为分拣的起始环节，同时也是最关键环节，如果能够确定方案，合理设计各级尺寸，进而保证准确的上包，能够直接决定分拣的成败，因此本文从上包环节着手，对其效率、流畅性及准确性的指标进行了分析。

关键词：自动分拣；上包；方案；自动化；指标

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：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

随着物流业[1]的发展，现代物流管理方法广泛运用，物流[2]设施逐步完善，交通设施也随之发展，而我国在物流方面的费用却直线上升，因此引入物流技术来实现自动化[3]，可省劳动力，减少错误率。自动分拣机可作为实现自动化[4]的关键组成部分，它可综合的使用机、电、光等技术，在无人的情况下的重要地方能自动进行，例如上包环节，提高效率，从而降低错误率[5]。本文从上包环节着手，对其效率[6]、流畅性[7]及准确性的指标进行了分析。

为了保证包件[8]能送上小车，在上包阶段需有四级电机进行控制[9]，最前面是上包級皮带，之后通过称重机皮带，随后配有两级加速皮带，实现了对上包件纵向位置的测量，最后实现整体控制[10]。

实际上的上包过程算法很多，主控系统进行定位，而固定纵向位置，同时固定距离，而小车的速度是定的，就可计算时间，就根据校车位置等信息考虑皮带的翻转情况，提高效率，最终保证准确上包。

1 效率分析

上包效率是分拣效率和利用率的最直接反应，同一时间内被送上车的件越多，效率就高，说明设备有效的利用，因此效率是尺寸设计的最基本要求。

在效率分析前，首先对上包过程进行分析，找出真正能反应效率的关键参数，这个问题对于大多数人来说存在着误解，因为他们以为环型圈的速度和皮带的速度是决定效率的因素，于是只提高二者的速度，缩短包件的距离就能提高效率，但是实际上效率却因包件等待空闲小车而消耗的时间比较长。在具体的上包过程中，如果车为空就可通过PLC驱动处于等待状态的包件使其启动，同时，随后的一个包件会同时启动并到达等待位置后，继续等待系统识别，就能完成包件上车过程，而空闲的等待时间决定了单位时间内能有多少包件能够送车上，决定上包效率。

在实际过程中，前一个包件编码后将会延时启动，后一包件启动前往等待位置，而运行路线与环型圈有角度，尺寸的计算多数以中心线为标准，就导致在实际中须考虑偏差所带来的变化，以及上包效率的变化，使得包件上包效率始终处于不断变化的阶段，不断受到外来因素的影响，甚至是安装误差更加重要，因此在上包台设置直角上包槽，可以保证上包效率。图1表示上包图。

2 流畅性分析

上包流畅性是检验分拣机的效率的关键的参数之一，流畅上包指在上包过程中包件在编码段、加速段和同步段间应流畅通过，不出现停止或等待，这就在要求包件在编码段启动和同步段刹车的过程中不能够比从同步段到加速段刹车随后再加上等待的时间长。刹车光电位置主要有以下几种情况：一方面向编码段右侧移动，通过刹车位置向右侧移动，可保证包件在运行过程中前后包件间能够实现流畅运行，这种调整刹车距离需要小于包件间距。另一方面向同步段左侧移动，刹车位置向左偏移，前后包件的运行时间有影响。

上包分离性是保证流畅性的另一个指标，分离性是在上包中能适时地通过并停止后一个包件，能够把前后两个包件分离，也就是要求包件间距大于等于刹车距离，此外，分离性区分和识别各个信息，并对包件信息进行测量以及编码，以免混乱。需特别注意的是包件间距小于规定的最小距离，这个距离也是刹车的距离，它的信息能被光电装置测量的同时也能编码。

3 准确性分析

准确性是分拣机上包的另外一个重要指标，上包准确要求重量、前后大小等规格在上包中能与皮带中心一致。

为保证准确性，须对以下几个部分有系统的对策：

（1）尺寸测量

在上包前，包件基本尺寸必须准确设置，这才使控制逻辑匹配实际测量，不然的话，就会造成实际包件尺寸与控制测量系统，但不一定导致的落包偏差。在上包中，因设备、系统的原因而造成首个包件测量的误差，需要适当调整光幕。

（2）模式设置

在上包中，光幕的通讯方式对信息的准确性有直接影响，应该采用RS485的方式，尽量避免通讯紊乱，而出现包件信息偏差。光幕包件信息的准确性依赖包件，通过逻辑条件，设置合理参数从而进行尺寸补偿。

（3）重量影响

实际的上包过程测试表明，包件的重量对上包台各段的位置有影响，通过加速段的包件位置举例来说，0.5kg要比20kg的包件中心可能向前移动200mm左右，而且如果重量越大也会越偏后的趋势，这就要求包件在运行中包件重量的速度满足一定的要求，依据现在的情况，要求上包系统能区分不同的重量，在一定的范围内，一定程度上启动补偿。

（4）刹车过程

上包过程中会存在这种情况，换句话说因为包件运行距离和皮带之间有一定的关系，当速度由高速减速成低速时，会存在偏差，可能导致紧跟其后的一个包件在刹车位置时往前运行一段，也就是说，同样的包件尺寸在重量信息都一样的情况下，即使摩擦条件也一样，但是刹车的距离有可能不确定。

为了克服刹车位置不确定的问题，减小对上包准确性的影响，就须妥善的调整前一个包件加速段的位置的距离，使它在接下来的阶段能够使皮带有足够的时间将其速度降下来，直至调为低速状态，进而解决刹车时位置靠前的情况，此外还可调节刹车的光电位置，也可改變末端的检测位置。

（5）等待时间

基于质点分析的包件在上包的阶段由于忽略了包件尺寸，使带来的上包等待时间存在着一定的差异，而实际得尺寸因包件的不同需要的时间也是不一样的，当然较大包件一般情况下上包时间很长。

4 结论

随着物流业的发展，人们对分拣环节的要求越高，随之带来的是上包环节的准确定要求越来越高，所以自动分拣系统的运行越来越看重准确性、流畅性等，自动分拣设备必朝智能化发展，使自动分拣系统能有效的控制，只需发出指令就可完成操作，同时分拣设备变得人性化，进而改善条件，降低强度。

参考文献：

[1] 李建明，雷斌，温乐. 一种自动分拣系统的混合拣选策略[J]. 物流技术与应用，2017，22（01）：116-118.

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[8] Seokhoon Jeong，Yong-Min Lee，Sang joon Lee. Development of an automatic sorting system for fresh ginsengs by image processing techniques[J]. Human-centric Computing and Information Sciences，2017，7（1）.

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[10] 朱正威，王琼，郭雪松.工程项目社会稳定风险评估探析——基于公众“风险-收益”感知视角的因子分析[J].西安交通大学学报（社会科学版），2016，36（03）：61-68.