黃磊

（廈門兆翔智能科技有限公司）

自動(dòng)分揀系統(tǒng)在物流行業(yè)中應(yīng)用

黃磊

（廈門兆翔智能科技有限公司）

目前，自動(dòng)分揀設(shè)備的技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，主要應(yīng)用在倉(cāng)儲(chǔ)、物流快速配送等方面，可根據(jù)客戶的需求自動(dòng)分揀產(chǎn)品。自動(dòng)分揀設(shè)備有多種類型可以被選擇，再配套其他自動(dòng)化輔助設(shè)備，可集成符合各行業(yè)要求的管理系統(tǒng)和方案，且設(shè)備的穩(wěn)定性和使用性較強(qiáng)。

分揀機(jī)；物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)；集成倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（WMS）；自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用；分揀效率

1 引言

21世紀(jì)初期，我國(guó)物流設(shè)備產(chǎn)業(yè)有了較快地發(fā)展，各種物流運(yùn)輸設(shè)備數(shù)量迅速增長(zhǎng)，技術(shù)性能日趨現(xiàn)代化，集裝箱運(yùn)輸?shù)玫娇焖侔l(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在物流活動(dòng)中的應(yīng)用，先進(jìn)的物流設(shè)備系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，自動(dòng)分揀設(shè)備也廣泛應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)中，基本形成了物流設(shè)備生產(chǎn)、銷售和消費(fèi)系統(tǒng)。目前，國(guó)內(nèi)已擁有一批物流設(shè)備的專業(yè)生產(chǎn)廠家、物流設(shè)備銷售的專業(yè)公司和一批物流設(shè)備的消費(fèi)群體，使得物流設(shè)備能夠在生產(chǎn)、銷售、消費(fèi)的系統(tǒng)中逐步得到改進(jìn)和發(fā)展。

近幾年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)的發(fā)展，商品趨于短小和輕薄，流通更加準(zhǔn)時(shí)，因此快速分揀作業(yè)已成為物流配送中的重要工作環(huán)節(jié)。顯然，隨著分揀量的增加、分送點(diǎn)的增多、配送相應(yīng)時(shí)間縮短和服務(wù)質(zhì)量的提高，采用自動(dòng)分揀系統(tǒng)已成必然，因?yàn)樗哂袑?shí)現(xiàn)效率高和無(wú)人化操作的優(yōu)勢(shì)。自動(dòng)化分揀系統(tǒng)已和自動(dòng)化高層貨架倉(cāng)庫(kù)、自動(dòng)穿梭車成為當(dāng)代物流科技發(fā)展的三大標(biāo)志。

自動(dòng)分揀技術(shù)可廣泛應(yīng)用于快遞、倉(cāng)儲(chǔ)、制藥、圖書等行業(yè)。

2 自動(dòng)分揀系統(tǒng)的主要組成

自動(dòng)分揀系統(tǒng)種類繁多，因各行業(yè)應(yīng)用范圍不同而異。但系統(tǒng)基本上由收/出貨輸送機(jī)、投放輸送機(jī)、分揀掃描設(shè)備、合流設(shè)備、分揀輸送機(jī)、分揀卸貨滑槽、上位機(jī)和PLC等設(shè)備組成。

2.1 收/出貨輸送機(jī)

集裝箱車收/出貨時(shí)，由于貨物量多，為滿足分揀中心吞吐量大的要求，宜采用收/出貨輸送機(jī)系統(tǒng)和車輛銜接。這些輸送機(jī)多為滾筒式輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)、升降式拖板和伸縮式輸送機(jī)。根據(jù)貨物的類別和大小，可選擇不同的類型的輸送機(jī)，以提高卸貨效率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.2 合流/回流輸送機(jī)

分揀數(shù)量眾多的物品需要大型分揀系統(tǒng)。大型分揀系統(tǒng)通常有3條以上的輸送機(jī)用來(lái)輸入被揀的物品。它們各自掃描后，還須經(jīng)過(guò)合流裝置。合流裝置通常由滾筒式輸送機(jī)和皮帶式輸送機(jī)組成，它能讓匯合處的物品依次通過(guò)。通常，由多條輸送機(jī)送來(lái)匯合處的物品，經(jīng)過(guò)合流匯交出，再交由計(jì)算機(jī)程序控制。按照“誰(shuí)先到達(dá)誰(shuí)先走”的原則，如果同時(shí)到達(dá)，按照“排隊(duì)控制先后走”的原則進(jìn)行控制。

2.3 送投放輸送機(jī)

物品在經(jīng)過(guò)自動(dòng)分揀機(jī)前，需要經(jīng)過(guò)送投放輸送機(jī)，其作用包括：一是使物品前后的間距保持一定的距離，最小距離為250mm，讓物品均衡的進(jìn)入分揀轉(zhuǎn)盤；二是使物品加速到分揀轉(zhuǎn)盤的主速度，該段的輸送機(jī)速度的設(shè)計(jì)通常是6m/s。要保證最后投放到分揀轉(zhuǎn)盤的輸送機(jī)的速度和分揀轉(zhuǎn)盤的速度完全一致。分揀轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動(dòng)采用直流電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速，由速度傳感器將輸送機(jī)的實(shí)際速度反饋到控制器上，進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。這是自動(dòng)分揀機(jī)成敗的關(guān)鍵之一。

2.4 分揀掃描設(shè)備

自動(dòng)分揀機(jī)上的物品向哪個(gè)道口自動(dòng)分揀，通常貼有規(guī)律的條形碼標(biāo)簽，標(biāo)簽上的信息由計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理，我們稱其為倉(cāng)儲(chǔ)信息管理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱WMS），它可利用激光掃描儀自動(dòng)閱讀物品的條碼。掃描器的速度極快，通常為100～120次/秒，可以與分揀機(jī)的速度同步，分揀效率是5000件以上，差錯(cuò)率底。但條形碼掃描還有不足的地方，被掃描標(biāo)簽要求正確粘貼在指定的位置，如果粘貼不規(guī)范或標(biāo)簽丟失，物品就不能被正確的分揀出來(lái)。因此，無(wú)線射頻標(biāo)簽識(shí)別（簡(jiǎn)稱RFID）應(yīng)用而生。RFID標(biāo)簽可以在物品的任何位置粘貼，識(shí)別器能夠快速識(shí)別和掃描出來(lái)，且可以重復(fù)使用，各項(xiàng)技術(shù)功能遠(yuǎn)優(yōu)于條形碼標(biāo)簽。在不久的將來(lái)，RFID技術(shù)將會(huì)被廣泛應(yīng)用。

2.5 分揀傳送裝置及分揀機(jī)構(gòu)

分揀傳送裝置和分揀機(jī)構(gòu)是分揀機(jī)的主體，前者的作用是將被分揀的物品傳送到分揀道口位置，后者的作用是把被分揀的物品推入分揀道口。兩者的主要區(qū)別在于不同的分揀機(jī)，采用不同的傳送工具（例如鋼帶式輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)、托盤式輸送機(jī)、滾筒式輸送機(jī)等）和不同的分揀機(jī)構(gòu)（例如推出器、翻盤式、皮帶式、滑鞋式等）。

2.6 分揀卸貨道口

分揀卸貨道口是用來(lái)接納分揀機(jī)構(gòu)送來(lái)的被分揀貨物的裝置。形式有很多種，主要取決于分揀方式和場(chǎng)地空間的不同。一般是采用斜滑道，它被看作物品匯集的地方。當(dāng)斜滑道物品滿載時(shí)，光電傳感器會(huì)通知控制器，暫時(shí)停止物品進(jìn)入滿載的滑道，直到滑道上的滿載指示燈被解除才會(huì)再次開始工作。其間，如果滿載滑道上的物品不能被暫時(shí)移出則開啟備用滑道，將堆積的物品從分揀轉(zhuǎn)盤上移出。

2.7 上位機(jī)和PLC控制器

控制整個(gè)分揀系統(tǒng)的指揮中心。自動(dòng)分揀的操作過(guò)程是把分揀信號(hào)傳送到指定道口，并指示啟動(dòng)分揀裝置，將被揀的物品投放到指定的滑道里。分揀機(jī)控制方式通常采用脈沖信號(hào)跟蹤法。送入分揀轉(zhuǎn)盤的物品，經(jīng)過(guò)跟蹤定時(shí)檢測(cè)器，再根據(jù)控制箱的存儲(chǔ)信息，計(jì)算出到達(dá)分揀滑道的距離和脈沖數(shù)。安裝的分揀轉(zhuǎn)盤上的脈沖信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生脈沖信號(hào)并開始計(jì)數(shù)，當(dāng)與控制箱的脈沖信號(hào)數(shù)一致時(shí)，馬上輸出啟動(dòng)信號(hào)，使分揀機(jī)構(gòu)開始動(dòng)作，物品被迫進(jìn)入相應(yīng)的分揀滑道口。

隨著現(xiàn)代物流的發(fā)展，將自動(dòng)分揀組成物流系統(tǒng)的成套設(shè)備才是最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法。在自動(dòng)分揀設(shè)備單機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)把自動(dòng)分揀設(shè)備組成一個(gè)集成系統(tǒng)，再通過(guò)中央控制室的控制，與物流系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，形成不同機(jī)種的最佳匹配和組合。因此，成套化和系統(tǒng)化物流設(shè)備具有廣闊發(fā)展前景，以后將重點(diǎn)發(fā)展工廠生產(chǎn)搬運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)、貨物配送集散系統(tǒng)、集裝箱裝卸搬運(yùn)系統(tǒng)、貨物自動(dòng)分揀與搬運(yùn)系統(tǒng)等。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著人工成本的提高，工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展也受到影響。為了提高企業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，提高工作效率和服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)減輕勞動(dòng)者的工作強(qiáng)度，自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)開始被廣泛重視和應(yīng)用，進(jìn)入機(jī)器替代人的時(shí)代。部分城市和地區(qū)、國(guó)家也參與支持該設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用。在不久的將來(lái)，工業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)會(huì)完全由機(jī)器人來(lái)替代人類工作，開啟第四次工業(yè)革命。

10.13655/j.cnki.ibci.2014.06.022