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公司新聞
2022-05-27
專(zhuān)家解讀：交叉帶高速供包方案如何優(yōu)化？
近年來(lái)，隨著(zhù)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的系統性能和供包效率要求也越來(lái)越高。為有效應對不同場(chǎng)景下的精準上包難題，德馬科技的產(chǎn)品技術(shù)團隊通過(guò)分析多段式自動(dòng)供包機的基本流程，持續優(yōu)化提升交叉帶高速供包系統解決方案，以滿(mǎn)足分揀包裹的流量需求，提高物流分撥的準確性和時(shí)效性。
供包機運行邏輯大公開(kāi)
供包機由導向段、收集段、調速段、上載段四大功能區組成。系統啟動(dòng)后，上游輸送系統將待分揀的包裹，按一定的速度成隊列送入供包機的導向段拉距整位，使相鄰包裹間保持一定距離，勻速通過(guò)光幕區域，進(jìn)入收集段。
包裹經(jīng)過(guò)光幕時(shí)，系統自動(dòng)進(jìn)行長(cháng)寬檢測，在供包機坐標下得到測量尺寸，投影到環(huán)線(xiàn)小車(chē)坐標系成為實(shí)際尺寸。通過(guò)確認包裹中心位置，計算出包裹長(cháng)、寬、中心點(diǎn)到供包機短邊的距離及目標上包點(diǎn)，判斷包裹在皮帶機上的相對外形是否超出允許供包的最大尺寸。
供包控制系統與主控制系統對接，進(jìn)行同步信號處理，讀取頭號小車(chē)和比特車(chē)，記錄同步偏差時(shí)間，同時(shí)計算待上包的小車(chē)到供包點(diǎn)的時(shí)間、供包機皮帶的速度、改變速度的時(shí)間、小車(chē)等待時(shí)間，并把數據發(fā)給主控來(lái)計算及控制供包機皮帶的速度和小車(chē)的轉動(dòng)時(shí)間。
調速段分為若干段皮帶，由速度傳感器將輸送機的實(shí)際帶速反饋到控制器，進(jìn)行皮帶調速，提前分配空閑的分揀小車(chē)承載包裹。針對包裹不同的運動(dòng)情況采用不同的控制策略，使其到達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，其輸送速度固定且匹配環(huán)線(xiàn)運行速度，控制包裹精確導入高速移動(dòng)的分揀小車(chē)皮帶中心處，完成供包。包裹中心從上載段到停止在小車(chē)中心的過(guò)程，其時(shí)間和運動(dòng)策略是固定的。
供包系統精準、高效的秘訣
作為交叉帶式分揀機子系統，供包系統通常配備若干半自動(dòng)/自動(dòng)兩種形式的供包機按一定規則進(jìn)行組合運用。因此，供包方案優(yōu)化的核心在于提高自動(dòng)供包機效率和上包準確率。
如何提升供包效率？
皮帶的加速策略、分配小車(chē)號策略對供包效率起到了重要作用。在供包過(guò)程中控制好間距，使包裹互不干擾。
如何提高上包準確率？
首先保證包裹長(cháng)寬、中心偏移量等數據的準確性，因為皮帶的加速策略都與其密切相關(guān)，并確保皮帶速度、加速度等準確達到設定值。其次，變頻器的響應延遲時(shí)間也要考慮在內，盡量選用高精度的定時(shí)器。而小車(chē)電機運行參數的計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(wú)法持續監控，要做到精準控制，包裹不能在運行過(guò)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
為確保包裹中心與小車(chē)中心不發(fā)生偏移、錯位，上載段的供包速度等于環(huán)線(xiàn)運行速度和小車(chē)接貨速度的合速度，因環(huán)線(xiàn)按恒定速度運行，供包機與環(huán)線(xiàn)的夾角不變，可推算出：上載段供包速度與環(huán)線(xiàn)運行速度呈線(xiàn)性關(guān)系，斜率由供包機與環(huán)線(xiàn)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護欄，上載段皮帶寬度與包裹寬長(cháng)度、供包機與環(huán)線(xiàn)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(xiàn)速度和供包機與環(huán)線(xiàn)的夾角，夾角越小越利于上包控制和供包效率提升，但相應的上載段也越長(cháng)，在環(huán)線(xiàn)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，理想運動(dòng)軌跡也不同。其中紅色軌跡線(xiàn)為中心線(xiàn)，此時(shí)，目標點(diǎn)位置（包裹運動(dòng)的直線(xiàn)軌跡與環(huán)線(xiàn)小車(chē)中心線(xiàn)的交點(diǎn)）與小車(chē)中心線(xiàn)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(xiàn)在中心線(xiàn)上方，偏移量為負值，小車(chē)行進(jìn)距離縮短，到達目標點(diǎn)的時(shí)間相應減少；藍色軌跡線(xiàn)在中心線(xiàn)下方，偏移量為正值，小車(chē)行進(jìn)距離延長(cháng)，到達目標點(diǎn)的時(shí)間也相應增加。
因此，包裹在皮帶上的位置對上包過(guò)程影響較大，尤其在夾角較小的情況下，供包機需要測量包裹中心在長(cháng)度和寬度方向的位置偏移量。
3）調速段長(cháng)度計算
最小加速段是指最大包裹從速度為零的時(shí)刻加速，達到最高速時(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(guò)光幕就立刻減速到0的過(guò)程。設定包裹經(jīng)過(guò)光幕的速度為1m/s，可得出調速段的最小長(cháng)度為最小加速段長(cháng)度與最小減速段長(cháng)度之和。
實(shí)際應用中，包裹會(huì )出現停在上載段等待空車(chē)接貨的情況，期間存在加減速過(guò)程，此時(shí)的調速段長(cháng)度的理論值最大。
綜合上述分析，調速段是供包機優(yōu)化的主要區域，是高效供包的關(guān)鍵。德馬優(yōu)質(zhì)的供包系統具備模塊化輸送平臺的靈活性和效率優(yōu)勢，可配合分揀機的運行速度隨時(shí)調速，為交叉帶分揀機系統打好輔助，實(shí)現快速、穩定、精準供包。未來(lái)，德馬將繼續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賦能。
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