倾翻式自动分拣系统运行时存在的问题及解决方案

2020-03-10

物流技术与应用 2020年10期

近年来，随着国家经济快速发展，我国民航运输能力得到极大的提升。在民航运输体系中，行李托运工作是一个非常重要的环节，行李在托运过程中是否损坏、遗失，取行李时是否方便，将直接影响乘客的出行体验。本文以重庆某机场航站楼为例，分析在自动行李分拣系统应用过程中存在的问题并提出改进方案。

一、自动分拣系统概述

重庆某机场航站楼行李自动分拣系统于2017年建成投入使用。该系统全称为行李自动分拣通道识别系统，采用RFID芯片识别技术，大大提高了行李识别的准确率。传统的机场托运系统大多都依靠条形码技术，来识别行李信息并与乘客身份绑定完成分拣。在实际操作中，综合识别率只能达到90%左右，会产生部分行李无法识别的问题，机场只能借助人工来完成分拣。在这个过程中，容易产生行李提取等待时间过长、行李丢失等问题。重庆某机场航站楼使用的行李自助分拣系统，将很大程度上避免这些问题的发生。该系统投用后，行李识别准确率由之前的90%，提高为目前99%以上。

图1 行李滑槽的痕迹图

二、自动分拣系统存在问题

重庆某机场开航至今已运行近三年时间，行李自动分拣托盘平时每日倾翻次数约为14000次，在特殊节假日倾翻次数会达30000次以上，而在近三年的使用中，自动分拣系统也曾出现相关问题有待改进。

1.行李下滑位置靠前，存在分错或掉出滑槽风险

行李通过传送带传送至倾翻式自动分拣托盘上，托盘运行到相应位置发生倾翻，将行李滑入预定的滑槽内，完成分拣运输行李的过程。从图1使用中出现的行李滑槽的痕迹可知，分拣系统行李滑落痕迹明显提前，行李分错滑槽、掉出滑槽的风险增大，而且由于行李下落位置提前，行李撞击滑槽边缘时动能明显增大，撞击过猛导致滑槽三角板脱落的现象。

2.分拣托盘倾翻后未复位问题

行李分拣托盘小车在使用过程中出现倾翻后未复位现象，主要表现为两种情况：一是系统报小车故障并同时报倾翻未复位；二是只报倾翻未复位，未报小车故障。1-150号小车出现倾翻未复位问题后，对小车进行人工复位处理，处理后小车可以恢复正常使用，不会再报故障。151-200号小车出现故障时，进行人工复位，但使用一段时间后151-200号之间小车仍然存在问题。

3.其他的待解决问题

导入口主动滚筒断裂，从开航到现在已经出现3起，具体原因不明；夏季内圈异形环转弯处异响，调整小车间距后当时可以消除，但使用一天左右异响再次出现，具体原因不明；国际分拣通道托盘存在由于轨道不齐平导致的异响，该故障由于没有相应调整地脚工具，仍未修复。

三、原因分析

1.行李下滑位置靠前的原因分析

托盘的小车倾翻是由一个脉冲信号控制，而确认1号小车位置的检测光电只有一个，每一条环线链条有200台小车，小车在不停的使用中有一定的误差累计。当没有自动调整系统，这种误差就会体现得越来越明显，导致行李倾翻不断靠前，出现部分行李倾翻超出托盘的现象。此外，由于托盘小车与PLC之间是由无线信号通讯，且由于小车高速运动，常发生通讯连接断开的现象，若出现通讯瞬间断开，托盘小车是无法获得信号做出任何动作或通讯控制器故障，使倾翻错误的概率增大。

2.倾翻未复位的原因分析

对大多数倾翻未复位小车进行检查，发现通常在正翻或者反翻时，有一个方向无法正常复位或正常倾翻。在人工手动复位或倾翻时会有明显卡顿感，检测发现齿轮磨损或破损，且检查托板时发现托板侧有较多碰撞的痕迹。

分析导致未复位的原因，主要是小车齿轮强度不够，诱发原因是温差大以及行李频繁碰撞。托盘齿轮为非金属材料，强度有限，行李长期碰撞托盘，导致齿轮频繁受不均匀力冲击，出现细小裂缝，夏季时温度较高，齿轮没有出现脆性破坏或断裂。当冬季时温度降低，齿轮受频繁碰撞出现脆性开裂或断开，齿轮断裂后托盘小车无法锁死，且极易变为倾翻状态，倾翻后不复位。也会出现当该小车到达倾翻光电检测器时，托盘不倾翻，行李自然也不倾翻。

图2 滑槽光电设置位置示意图

托盘小车倾翻未复位的第二个原因为通讯延迟。系统正常运行时，存在设备无法控制的现象，约过1分钟后，整套设备组态才报通讯故障，通讯复位后，设备可以控制。且在进行人工复位时，存在控制器网口闪烁红灯的现象。这是由于为无线通讯导致通讯延迟，且组态再未收到反馈信号，界面停滞，不报故障。

四、解决方案

1.行李下滑位置靠前的解决方案

（1）小车区块化、信号本地化

环线上小车数量众多，为了提高精准度，可以将小车区块化，将一定数量的小车分为一组，在每组的第一个小车上设置光电感应装置，控制该段小车倾翻计时的开始信号和前一段小车倾翻计时的结束信号，配合一个小车上的脉冲，将远程控制信号转化为本地控制信号，能提高小车的倾翻精准度，避免小车提前倾翻，导致行李下滑位置靠前或延后。

（2）滑槽分区域分组分块化

由于土建的设置，可以将滑槽分区域分块，在土建自然分组后的第一个滑槽处设立一个对应的光电装置，见图2。当装有光电感应装置的小车经过时，可以触发信号，从而开始计时，由于车速是一定的，小车长度也是一定的，通过计算可以达到一个自动修正倾翻时间的效果。

小车的准确倾翻主要的决定性因素是行李滑落时间，也可以说是小车倾翻时间。行李位于托盘运行方向的后方、靠倾翻滑槽边，则为倾翻的最短时间；位于托盘运行方向的前方、靠倾翻滑槽对边，则为倾翻的最长时间。依据这两个时间可以设计出滑槽宽度，因此，可以由滑槽宽度来调整小车倾翻的时间快慢。

在小车上设立本地的光电装置和脉冲信号装置，确保在平均倾翻时间内，小车准确通过滑槽中点。小车内部有接近开关，可以通过倾翻触发测量到小车的倾翻时间，加设变频器，可以控制时间的变化量，从而大幅度提高小车倾翻的精准度。

2.倾翻后未复位的解决方案

对小车进行拆解后发现，小车存在齿轮的齿牙磨损严重痕迹，导致齿轮间松动，也有松动导致的较大位移。测试倾翻机，将倾翻机调至未复位状态，测试倾翻，发现倾翻机旋转固定度数，当旋转度数无法满足时，该倾翻机会报故障，接近开关仅有检测作用，无控制作用，当复位旋转至接近开关时，倾翻机不会停止转动，转动到一定度数后才会停止。

此时，建议更换小车原有非金属的齿轮，使用强度较大的金属齿轮，增加小车抗碰撞性能，增加齿轮的稳定性，避免齿轮在高低温环境下工作效率的降低。