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公司新聞
2022-05-27
專家解讀：交叉帶高速供包方案如何優(yōu)化？
近年來，隨著大型物流配送中心包裹日處理量的不斷攀升，各大電商、快遞企業(yè)對智能交叉帶式分揀機(jī)的系統(tǒng)性能和供包效率要求也越來越高。為有效應(yīng)對不同場景下的精準(zhǔn)上包難題，德馬科技的產(chǎn)品技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過分析多段式自動供包機(jī)的基本流程，持續(xù)優(yōu)化提升交叉帶高速供包系統(tǒng)解決方案，以滿足分揀包裹的流量需求，提高物流分撥的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。
供包機(jī)運(yùn)行邏輯大公開
供包機(jī)由導(dǎo)向段、收集段、調(diào)速段、上載段四大功能區(qū)組成。系統(tǒng)啟動后，上游輸送系統(tǒng)將待分揀的包裹，按一定的速度成隊(duì)列送入供包機(jī)的導(dǎo)向段拉距整位，使相鄰包裹間保持一定距離，勻速通過光幕區(qū)域，進(jìn)入收集段。
包裹經(jīng)過光幕時(shí)，系統(tǒng)自動進(jìn)行長寬檢測，在供包機(jī)坐標(biāo)下得到測量尺寸，投影到環(huán)線小車坐標(biāo)系成為實(shí)際尺寸。通過確認(rèn)包裹中心位置，計(jì)算出包裹長、寬、中心點(diǎn)到供包機(jī)短邊的距離及目標(biāo)上包點(diǎn)，判斷包裹在皮帶機(jī)上的相對外形是否超出允許供包的最大尺寸。
供包控制系統(tǒng)與主控制系統(tǒng)對接，進(jìn)行同步信號處理，讀取頭號小車和比特車，記錄同步偏差時(shí)間，同時(shí)計(jì)算待上包的小車到供包點(diǎn)的時(shí)間、供包機(jī)皮帶的速度、改變速度的時(shí)間、小車等待時(shí)間，并把數(shù)據(jù)發(fā)給主控來計(jì)算及控制供包機(jī)皮帶的速度和小車的轉(zhuǎn)動時(shí)間。
調(diào)速段分為若干段皮帶，由速度傳感器將輸送機(jī)的實(shí)際帶速反饋到控制器，進(jìn)行皮帶調(diào)速，提前分配空閑的分揀小車承載包裹。針對包裹不同的運(yùn)動情況采用不同的控制策略，使其到達(dá)上載段的速度和上載段的皮帶速度一致，保證貨物流的最小間距。
上載段使用窄帶皮帶機(jī)，其輸送速度固定且匹配環(huán)線運(yùn)行速度，控制包裹精確導(dǎo)入高速移動的分揀小車皮帶中心處，完成供包。包裹中心從上載段到停止在小車中心的過程，其時(shí)間和運(yùn)動策略是固定的。
供包系統(tǒng)精準(zhǔn)、高效的秘訣
作為交叉帶式分揀機(jī)子系統(tǒng)，供包系統(tǒng)通常配備若干半自動/自動兩種形式的供包機(jī)按一定規(guī)則進(jìn)行組合運(yùn)用。因此，供包方案優(yōu)化的核心在于提高自動供包機(jī)效率和上包準(zhǔn)確率。
如何提升供包效率？
皮帶的加速策略、分配小車號策略對供包效率起到了重要作用。在供包過程中控制好間距，使包裹互不干擾。
如何提高上包準(zhǔn)確率？
首先保證包裹長寬、中心偏移量等數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因?yàn)槠У募铀俨呗远寂c其密切相關(guān)，并確保皮帶速度、加速度等準(zhǔn)確達(dá)到設(shè)定值。其次，變頻器的響應(yīng)延遲時(shí)間也要考慮在內(nèi)，盡量選用高精度的定時(shí)器。而小車電機(jī)運(yùn)行參數(shù)的計(jì)算作為影響因素之一，要同時(shí)兼顧皮帶加減速控制。由于包裹位置無法持續(xù)監(jiān)控，要做到精準(zhǔn)控制，包裹不能在運(yùn)行過程中打滑，即包裹加減速所產(chǎn)生的力不能大于摩擦力。
供包解決方案優(yōu)化分析
1）供包速度適配參數(shù)
為確保包裹中心與小車中心不發(fā)生偏移、錯(cuò)位，上載段的供包速度等于環(huán)線運(yùn)行速度和小車接貨速度的合速度，因環(huán)線按恒定速度運(yùn)行，供包機(jī)與環(huán)線的夾角不變，可推算出：上載段供包速度與環(huán)線運(yùn)行速度呈線性關(guān)系，斜率由供包機(jī)與環(huán)線的夾角決定。夾角越小，供包速度越小，速度變化幅度也越小。為保證包裹不碰到供包機(jī)護(hù)欄，上載段皮帶寬度與包裹寬長度、供包機(jī)與環(huán)線的夾角有關(guān)，夾角越小，上載段皮帶越寬。
綜上可知，上載段的供包速度取決于環(huán)線速度和供包機(jī)與環(huán)線的夾角，夾角越小越利于上包控制和供包效率提升，但相應(yīng)的上載段也越長，在環(huán)線速度較低時(shí)夾角可適量放大。
2）供包位置偏移分析
圖中有三個(gè)不同顏色的包裹，初始位置不同，理想運(yùn)動軌跡也不同。其中紅色軌跡線為中心線，此時(shí)，目標(biāo)點(diǎn)位置（包裹運(yùn)動的直線軌跡與環(huán)線小車中心線的交點(diǎn)）與小車中心線重合，包裹中心在寬度方向的偏移量為零，是理想的上包位置。而綠色軌跡線在中心線上方，偏移量為負(fù)值，小車行進(jìn)距離縮短，到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的時(shí)間相應(yīng)減少；藍(lán)色軌跡線在中心線下方，偏移量為正值，小車行進(jìn)距離延長，到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的時(shí)間也相應(yīng)增加。
因此，包裹在皮帶上的位置對上包過程影響較大，尤其在夾角較小的情況下，供包機(jī)需要測量包裹中心在長度和寬度方向的位置偏移量。
3）調(diào)速段長度計(jì)算
最小加速段是指最大包裹從速度為零的時(shí)刻加速，達(dá)到最高速時(shí)包裹的邊緣正好碰到上載段邊緣。最小減速段是指包裹的邊緣一過光幕就立刻減速到0的過程。設(shè)定包裹經(jīng)過光幕的速度為1m/s，可得出調(diào)速段的最小長度為最小加速段長度與最小減速段長度之和。
實(shí)際應(yīng)用中，包裹會出現(xiàn)停在上載段等待空車接貨的情況，期間存在加減速過程，此時(shí)的調(diào)速段長度的理論值最大。
綜合上述分析，調(diào)速段是供包機(jī)優(yōu)化的主要區(qū)域，是高效供包的關(guān)鍵。德馬優(yōu)質(zhì)的供包系統(tǒng)具備模塊化輸送平臺的靈活性和效率優(yōu)勢，可配合分揀機(jī)的運(yùn)行速度隨時(shí)調(diào)速，為交叉帶分揀機(jī)系統(tǒng)打好輔助，實(shí)現(xiàn)快速、穩(wěn)定、精準(zhǔn)供包。未來，德馬將繼續(xù)完善交叉帶供包解決方案，以技術(shù)創(chuàng)新為更多智能分揀系統(tǒng)賦能。
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