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2022-05-27
專家解讀：交叉帶高速供包方案如何優化？
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越高。為有效應對不同場景下的精準上包難題，德馬科技的產品技術團隊通過分析多段式自動供包機的基本流程，持續優化提升交叉帶高速供包系統解決方案，以滿足分揀包裹的流量需求，提高物流分撥的準確性和時效性。
供包機運行邏輯大公開
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，勻速通過光幕區域，進入收集段。
包裹經過光幕時，系統自動進行長寬檢測，在供包機坐標下得到測量尺寸，投影到環線小車坐標系成為實際尺寸。通過確認包裹中心位置，計算出包裹長、寬、中心點到供包機短邊的距離及目標上包點，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，進行同步信號處理，讀取頭號小車和比特車，記錄同步偏差時間，同時計算待上包的小車到供包點的時間、供包機皮帶的速度、改變速度的時間、小車等待時間，并把數據發給主控來計算及控制供包機皮帶的速度和小車的轉動時間。
調速段分為若干段皮帶，由速度傳感器將輸送機的實際帶速反饋到控制器，進行皮帶調速，提前分配空閑的分揀小車承載包裹。針對包裹不同的運動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線運行速度，控制包裹精確導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，其時間和運動策略是固定的。
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/自動兩種形式的供包機按一定規則進行組合運用。因此，供包方案優化的核心在于提高自動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。
如何提高上包準確率？
首先保證包裹長寬、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，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間也要考慮在內，盡量選用高精度的定時器。而小車電機運行參數的計算作為影響因素之一，要同時兼顧皮帶加減速控制。由于包裹位置無法持續監控，要做到精準控制，包裹不能在運行過程中打滑，即包裹加減速所產生的力不能大于摩擦力。
供包解決方案優化分析
1）供包速度適配參數
為確保包裹中心與小車中心不發生偏移、錯位，上載段的供包速度等于環線運行速度和小車接貨速度的合速度，因環線按恒定速度運行，供包機與環線的夾角不變，可推算出：上載段供包速度與環線運行速度呈線性關系，斜率由供包機與環線的夾角決定。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護欄，上載段皮帶寬度與包裹寬長度、供包機與環線的夾角有關，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線速度和供包機與環線的夾角，夾角越小越利于上包控制和供包效率提升，但相應的上載段也越長，在環線速度較低時夾角可適量放大。
2）供包位置偏移分析
圖中有三個不同顏色的包裹，初始位置不同，理想運動軌跡也不同。其中紅色軌跡線為中心線，此時，目標點位置（包裹運動的直線軌跡與環線小車中心線的交點）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，偏移量為負值，小車行進距離縮短，到達目標點的時間相應減少；藍色軌跡線在中心線下方，偏移量為正值，小車行進距離延長，到達目標點的時間也相應增加。
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，供包機需要測量包裹中心在長度和寬度方向的位置偏移量。
3）調速段長度計算
最小加速段是指最大包裹從速度為零的時刻加速，達到最高速時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。設定包裹經過光幕的速度為1m/s，可得出調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。
實際應用中，包裹會出現停在上載段等待空車接貨的情況，期間存在加減速過程，此時的調速段長度的理論值最大。
綜合上述分析，調速段是供包機優化的主要區域，是高效供包的關鍵。德馬優質的供包系統具備模塊化輸送平臺的靈活性和效率優勢，可配合分揀機的運行速度隨時調速，為交叉帶分揀機系統打好輔助，實現快速、穩定、精準供包。未來，德馬將繼續完善交叉帶供包解決方案，以技術創新為更多智能分揀系統賦能。
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