物流设施设备第6章-自动分拣设备

第六单元自动分检设备6.1自动分拣系统的主要组成和分拣原理6.2常用的自动分拣机6.3自动分拣设备的选型原则学习目的与要求了解自动分检发展概况掌握自动分检设备主要组成部分和分检原理熟悉常见的自动分检机了解自动分拣设备的选型原则。6.1自动分拣系统的主要组成和分拣原理一、分拣的概念、分类及发展概况二、自动分检系统主要组成和分检原理一、分拣的概念、分类及发展概况1.分拣概念2.分拣分类3.分拣发展概况1.分拣概念分拣是指为进行输送、配送，把很多货物按不同品种、不同的地点和不同的单位分配到所设置的不同的场地的一种物料搬运活动，也是将物品从集中到分散的处理过程。因此，物品分拣的关键是对物品去向的识别、识别信息的处理和对物品的分流处理。2.分拣分类按分拣的手段的不同，可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣三大类。人工分拣的主要缺点是劳动量大，效率低，差错率高。机械分拣是以机械为主要输送工具，在各分拣位置配备的作业人员看到标签、色标、编号等分拣的标志后，便把货物取出。也有在箱式托盘装入分拣的货物，用叉车等机械移动箱式托盘，用人力把货物放到分拣的位置，或再利用箱式托盘进行分配。3.分拣发展概况近二十年来，随着经济和生产的发展，商品趋于“短小轻薄”，流通趋于小批量、多品种和及时制（JUST-IN-TIME，简称JIT，原用于生产物流，后推及销售物流），各类配送和货运中心货物的分拣任务十分艰巨，分拣系统成为一项重要的物流设施，分拣技术也成为物流技术中的一个重要分支。自动分拣机首先在邮政部门开始应用，大量的信件和邮包要在极短的时间内正确分拣处理，非凭借高度自动化的分拣设施不可。此后，运输企业、配送中心、通讯、出版部门以及各类工业生产企业亦相继应用。美国和欧洲在上世纪六十年代开始使用，而日本则在上世纪七十年代初才引进自动分拣机，但近20多年来由于其本国经济的特殊需要，发展迅速，后来居上，1987年拥有自动分拣机1000台，号称世界第一。国外自动分拣技术发展的特点是：应用部门不断扩大，分拣技术不断改进提高，分拣规模和分拣能力不断发展。例如瑞典某通讯中心的自动分拣机有520个分拣道口；日本佐川宅急便某流通中心分拣机的分拣能力达3万件/h；单机的最大分拣能力也达1.6万件/h。自动分拣系统之所以能在工业发达国家迅速发展，有其特殊的经济背景和外界条件。首先，在国外随着商品经济高度发达、人们消费水平的提高，商品种类繁多、流通数量庞大。企业为应付激烈的竞争，提高服务质量，均积极开展门对门小件运输业务，各类流通中心、配送中心和运输集散中心的货物分拣量急剧增加。要迅速及时地送货上门，在客观上需要高效率的分拣系统。其次，国外劳动力工资相对较高，分拣工作要花费大量的劳务费用，为追求更大的经济效益，有必要寻求节省人力的自动化设施。再次，计算机信息系统在物流企业普遍应用，各类装卸、搬运、储存等配套设施的齐备以及作业环境的完善，使自动分拣系统具备正常运行的条件。我国邮政部门早在上世纪七十年代已在上海等大城市采用较简单的翻盘分拣机来处理邮包的分拣；上个世纪八十年代开始使用条码和邮政编码来分拣邮件；1990年邮政部门已研制生产多席位、自动进包、自动识别的托盘式包裹分拣机，具有一定的技术水平。二、自动分检系统主要组成和分检原理自动分拣系统类型很多，但其主要组成部分基本相仿，大体上由进货输入输送机、喂料输送机、分拣指令设定装置、合流装置、分拣输送机、分拣卸货道口、计算机控制器等七部分组成。自动分检系统主要组成进货输入输送机分拣指令设定装置合流输送机送喂料输送机分拣传送装置及分拣机构分拣卸货道口计算机控制系统进货输入输送机卡车送来的货物放在收货输送机上，经检查验货后，送入分拣系统。为了满足物流中心吞吐量大的要求，提高自动分拣机的分拣量，往往采用多条输送带组成的收货输送机系统，以供几辆、几十辆乃至百余辆卡车同时卸货。这些输送机多是辊柱式和胶带式输送机。例如，连锁零售业的配送中心以分配商品为主，大多由几条辊柱式输送机组成的收货系统。而在货物集散中心，往往沿卸货站台设置胶带输送机，待验货后，放在输送机上进入分拣系统。值得一提的是，有些配送中心使用了伸缩式输送机，该输送机能伸入卡车车厢内，从而大大减轻了工人搬运作业的劳动强度。分拣指令设定装置设定装置通常是在待分拣货物的外包装上贴上或打印上表明货物品种、规格、数量、货位、货主、到达目的地等内容的标签。货物在进入分拣机前，先由信号设定装置把分拣信息（如配送目的地、客户户名等）输入计算机中央控制器，再由控制装置根据标签上的代码，使货物到达分叉处时，正确引导货物流向；堆垛机则按照代码把把货物送到指定位置。在自动分拣系统中，分拣信息转变为分拣指令的方式有以下几种：（一）人工键盘输入（二）声控方式输入(三)利用激光自动阅读物流条码（四）计算机程序控制1.人工键盘输入由操作者一边看着货物包装上粘贴的标签或书写的号码，一边在键盘上输入信息。一般键盘为十码键，键盘上有0到9数字键和重复、修正等键。键盘输入方式操作简便，费用低，限制条件少，但操作员必须注意力集中，劳动强度大，易出差错（看错、键错，据国外研究资料，差错率为1/300），而且键入的速度一般只能达到1000～1500件/h。键盘AA计算机A2.声控方式输入首先需将操作者的声音预先输入到控制器电脑中去，当货物经过设定装置时，操作员将包装上的标签代码依次读出，计算机将声音接收并转为分拣信息，发出指令，传送到分拣系统的各执行机构。声音输入法与键盘输入法相比速度要快些，可达3000～4000件/h,操作人员较省力,双手空出来可手口并用。但声控输入方式事先需要储存操作人员的声音,当操作人员偶尔因咳嗽声哑时,就会发生差错。据国外物流企业实际使用情况来看,声音输入方式并不十分理想。北京北京话筒计算机北京3.利用激光自动阅读物流条码被拣商品包装上贴(或印)上代表物流信息的条码,在输送带上通过激光扫描器自动识别条码上的分拣信息,输送给控制器。由于激光扫描器的扫描速度极快，达100～120次/s，来回对条形码扫描，故能将输送机上高速移动货物上的条形码正确读出。激光扫描条形码方式费用较高，商品需要物流条码配合，但输入速度快，可与输送带同步，达5000件/h以上，差错率极小，规模较大的物流中心都采用这种方式。计算机条形码激光扫描阅读器激光扫描阅读器4.计算机程序控制根据客户需要商品的品种和数量，预先编好程序，把全部分拣信息一次性输入计算机。控制器即按程序执行。计算机程序控制方式是最先进的方式，它需要与条形码技术结合使用，而且还须置于整个企业计算机经营管理之中。一些大型的现代化配送中心把各个客户的订货单一次输入计算机，在计算机的集中控制下，商品货箱从货架被拣选取下，在输送带上由条码喷印机喷印条码，然后进入分拣系统，全部过程实现自动化。合流输送机大规模的分拣系统因分拣数量较大，往往由2～3条传送带输入被拣商品，它们在分别经过各自的分拣信号设定装置后，必须经过辊柱式输送机组成的合流装置，它能让到达汇合处的货物依次通过。通常A、B、C三条输送机上的商品，经过合流交汇处由计算机“合流程序控制器”按照谁先到达谁先走的原则控制，若同时到达，按A→B→C的程序原则控制。送喂料输送机货物在进入分拣机之前，先经过送喂料机构。它的作用有两个方面：一是依靠光电管的作用，使前后两货物之间保持一定的间距（最小为250mm），均衡地进入分拣传送带；二是使货物逐渐加速到分拣机主输送机的速度。第一阶段输送机是间歇运转的，它的作用是保证货物上分拣机时，保持货物间的最小间距。由于该段输送机的传送速度一般为35m/min左右，而分拣机传送速度的驱动均采用直流电动机无级调速。为保证货物在第三阶段输送机上的速度与分拣机上输送输送机完全一致，由速度传感器将输送机的实际带速反馈到控制器，进行随机调整，这是自动分拣机成败的关键。分拣传送装置及分拣机构它是自动分拣机的主体，包括两个部分：货物传送装置和分拣机构。前者的作用是把被分拣的货物送到设定的分拣道口位置；后者的作用是把被分拣的货物推入分拣道口。各种类型的分拣机，其主要区别就在于采用不同的传送工具（例如钢带输送机、胶带输送机、托盘输送机、辊柱输送机等）和不同的分拣机构（例如推出器、浮出式导轮转向器、倾盘机构等）。分拣卸货道口它是用来接纳由分拣机构送来的被分拣货物的装置，它的形式有各种各样，主要取决于分拣方式和场地空间。一般采用斜滑道，其上部接口设置动力辊道，把分拣商品“拉”入斜滑道。斜滑道可看作是暂存未被取走货物的场所。当滑道满载时，由光电管控制，阻止分拣物再进入分拣道口。此时，该分拣道口上的“满载指示灯”会闪烁发光，通知操作人员赶快取走滑道上的货物，消除积压现象。一般分拣系统还设有专用道口，以汇集“无法分拣”和因“满载”无法进入设定分拣道口的货物，以作另行处理。有些自动分拣系统使用的分拣斜滑道在不使用时可以向上吊起，以便充分利用分拣场地。计算机控制系统它是向分拣机的各个执行机构传递分拣信息，并控制整个分拣系统的指挥中心。自动分拣的实施主要靠它把相应的分拣信号传送到相应的分拣道口，并指示启动分拣装置，把被分拣商品推入道口。分拣机控制方式通常采用脉冲信号跟踪法。送入分拣机的货物，经过跟踪定时检测器，并根据控制箱存储器的记忆，计算出到达分拣道口的距离及相应的脉冲数。当被分拣物在输送带上移动时，安装在该输送机轴上的脉冲信号发生器产生脉冲信号并计数，当数到与控制箱算出的脉冲数相同时，立即输出启动信号。使分拣机动作，货物被迫改变移动方向，滑入相应的分拣道口。利用自动分拣机使分拣处理能力大大提高，分类数量大，准确率高。6.2常见的自动分拣机一、钢带推出式分拣机二、胶带浮出式分检机三、翻盘式和翻板式分检机四、滑块式分拣机五、托盘式分拣机六、悬挂式分拣机七、滚柱式分拣机一、钢带推出式分拣机主体是整条的钢带输送机。按钢带的设置形式，可分为平钢带式和斜钢带式两种。我们以平钢带式为例说明钢带推出式分拣机的工作过程。分拣人员阅读编码带上的货物地址，在编码键盘上按相应的地址键，携带有地址代码信息的货物即被输送至缓冲储存带上排队等待。当控制柜中的计算机发出上货信号时，货物即进入平钢带分拣机。其前沿挡住货物探测器时，探测器发出货到信号。计算机控制紧靠探测器的消磁、充磁装置，首先对钢带上的遗留信息进行消磁，再将该货物的地址代码信息以磁编码的形式记录在紧挨货物前沿的钢带上，成为自携带地址信息，从而保持和货物同步运动的关系。在分拣机每一小格滑槽的前面都设置了一个磁编码信息读出装置，用来阅读和货物同步运行的磁编码信息。当所读信息就是该格口代码时，计算机就控制推出机构，快速地将货物推出钢带，进入分拣道口，完成分拣任务。推出机构最常用的是括板式推出机构，如图所示，括板在推出货物时作曲线运动，推出货物时括板边平行于货箱，平稳地将货箱推出，避免损伤。并快速退回，让后继货物通过。括板设在钢带一侧，分拣道口设在另一侧。括板的间距即分拣道口的间距，通常根据被分拣货物的长度而定，一般为3～4m。钢带行走速度为60～120m/min,分拣能力视带速及被拣货物的长度，一般为2000～4000件/h,最大可达6000件/h。实际分拣能力还取决于分拣信号设定的速度。平钢带分拣机的优点是：适用范围广，除了易碎、超薄及易磨损钢带的包装（如带钉和打包铁皮木箱）外，其余货物都能分拣，最大分拣重量可达70kg，最小分拣重量为1kg，分拣能力强，故在运输业的货物集散中心大多都采用这种类型的分拣机；这种类型的分拣机强度高、耐用性好，可靠性程度高，维修费用低。缺点是：设置较多的分拣滑道较困难，系统平面布局比较困难；对货物冲击大；在同一位置只能在一侧设置分拣道口；价格较高，运营费用较高。斜带分拣机最大的优点是利用重力卸载，因而卸载机构比较简单，同时可设置较多的分拣滑道。二、胶带浮出式分检机这种分拣机的主体是分段的胶带输送机。在传送胶带的下面，设置有两排旋转