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2022-05-27
专家解读：交叉带高速供包方案如何优化？
近年来，随着大型物流配送中心包裹日处理量的不断攀升，各大电商、快递企业对智能交叉带式分拣机的系统性能和供包效率要求也越来越高。为有效应对不同场景下的精准上包难题，德马科技的产品技术团队通过分析多段式自动供包机的基本流程，持续优化提升交叉带高速供包系统解决方案，以满足分拣包裹的流量需求，提高物流分拨的准确性和时效性。
供包机运行逻辑大公开
供包机由导向段、收集段、调速段、上载段四大功能区组成。系统启动后，上游输送系统将待分拣的包裹，按一定的速度成队列送入供包机的导向段拉距整位，使相邻包裹间保持一定距离，匀速通过光幕区域，进入收集段。
包裹经过光幕时，系统自动进行长宽检测，在供包机坐标下得到测量尺寸，投影到环线小车坐标系成为实际尺寸。通过确认包裹中心位置，计算出包裹长、宽、中心点到供包机短边的距离及目标上包点，判断包裹在皮带机上的相对外形是否超出允许供包的最大尺寸。
供包控制系统与主控制系统对接，进行同步信号处理，读取头号小车和比特车，记录同步偏差时间，同时计算待上包的小车到供包点的时间、供包机皮带的速度、改变速度的时间、小车等待时间，并把数据发给主控来计算及控制供包机皮带的速度和小车的转动时间。
调速段分为若干段皮带，由速度传感器将输送机的实际带速反馈到控制器，进行皮带调速，提前分配空闲的分拣小车承载包裹。针对包裹不同的运动情况采用不同的控制策略，使其到达上载段的速度和上载段的皮带速度一致，保证货物流的最小间距。
上载段使用窄带皮带机，其输送速度固定且匹配环线运行速度，控制包裹精确导入高速移动的分拣小车皮带中心处，完成供包。包裹中心从上载段到停止在小车中心的过程，其时间和运动策略是固定的。
供包系统精准、高效的秘诀
作为交叉带式分拣机子系统，供包系统通常配备若干半自动/自动两种形式的供包机按一定规则进行组合运用。因此，供包方案优化的核心在于提高自动供包机效率和上包准确率。
如何提升供包效率？
皮带的加速策略、分配小车号策略对供包效率起到了重要作用。在供包过程中控制好间距，使包裹互不干扰。
如何提高上包准确率？
首先保证包裹长宽、中心偏移量等数据的准确性，因为皮带的加速策略都与其密切相关，并确保皮带速度、加速度等准确达到设定值。其次，变频器的响应延迟时间也要考虑在内，尽量选用高精度的定时器。而小车电机运行参数的计算作为影响因素之一，要同时兼顾皮带加减速控制。由于包裹位置无法持续监控，要做到精准控制，包裹不能在运行过程中打滑，即包裹加减速所产生的力不能大于摩擦力。
供包解决方案优化分析
1）供包速度适配参数
为确保包裹中心与小车中心不发生偏移、错位，上载段的供包速度等于环线运行速度和小车接货速度的合速度，因环线按恒定速度运行，供包机与环线的夹角不变，可推算出：上载段供包速度与环线运行速度呈线性关系，斜率由供包机与环线的夹角决定。夹角越小，供包速度越小，速度变化幅度也越小。为保证包裹不碰到供包机护栏，上载段皮带宽度与包裹宽长度、供包机与环线的夹角有关，夹角越小，上载段皮带越宽。
综上可知，上载段的供包速度取决于环线速度和供包机与环线的夹角，夹角越小越利于上包控制和供包效率提升，但相应的上载段也越长，在环线速度较低时夹角可适量放大。
2）供包位置偏移分析
图中有三个不同颜色的包裹，初始位置不同，理想运动轨迹也不同。其中红色轨迹线为中心线，此时，目标点位置（包裹运动的直线轨迹与环线小车中心线的交点）与小车中心线重合，包裹中心在宽度方向的偏移量为零，是理想的上包位置。而绿色轨迹线在中心线上方，偏移量为负值，小车行进距离缩短，到达目标点的时间相应减少；蓝色轨迹线在中心线下方，偏移量为正值，小车行进距离延长，到达目标点的时间也相应增加。
因此，包裹在皮带上的位置对上包过程影响较大，尤其在夹角较小的情况下，供包机需要测量包裹中心在长度和宽度方向的位置偏移量。
3）调速段长度计算
最小加速段是指最大包裹从速度为零的时刻加速，达到最高速时包裹的边缘正好碰到上载段边缘。最小减速段是指包裹的边缘一过光幕就立刻减速到0的过程。设定包裹经过光幕的速度为1m/s，可得出调速段的最小长度为最小加速段长度与最小减速段长度之和。
实际应用中，包裹会出现停在上载段等待空车接货的情况，期间存在加减速过程，此时的调速段长度的理论值最大。
综合上述分析，调速段是供包机优化的主要区域，是高效供包的关键。德马优质的供包系统具备模块化输送平台的灵活性和效率优势，可配合分拣机的运行速度随时调速，为交叉带分拣机系统打好辅助，实现快速、稳定、精准供包。未来，德马将继续完善交叉带供包解决方案，以技术创新为更多智能分拣系统赋能。
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