分揀是將需要運送到特定的目的地的產(chǎn)品進行匯集、識別、導入和分離的動作。以下討論集中在對于容器
包裝產(chǎn)品的分揀上,如紙箱、盒子和塑料袋,而忽略了對散裝料分揀的討論,因為通常少量的運動控制就
可完成散裝料的分揀。
分揀系統(tǒng)通常由四個系統(tǒng)組成。每個系統(tǒng)執(zhí)行一個特定的操作:匯集、導入、分揀和分揀后運走。在匯集
過程中,已包裝產(chǎn)品從集放式輸送線上的挑選區(qū)開始移動,在導入?yún)^(qū)經(jīng)過整理,以進行展示。
導入過程包括:確定每個產(chǎn)品的目的地(通過檢查),然后,當將產(chǎn)品放到分揀裝置上時,在產(chǎn)品間留出
適當?shù)拈g隙。常見的檢查方法包括:外觀檢查、自動識別、條形碼、重量和機器視覺。
在分揀過程中,產(chǎn)品轉移到分揀后發(fā)送或運走系統(tǒng)(分揀線)上。很容易將全部分揀作業(yè)與分揀過程的這
一步驟等同起來,但是沒有前面和后來的步驟,分揀步驟只能簡單的視為分離或轉移。
分揀系統(tǒng)的最后操作(分揀后或運走)將產(chǎn)品移動,以進行裝運、用貨盤裝運、分段運輸,或繼續(xù)移動產(chǎn)
品,以進行額外的分揀。
分揀出產(chǎn)品
匯集和分揀作業(yè)中通常有轉向器,轉向器需要合理的運動控制。轉向器將產(chǎn)品從一個路徑(或者輸送機)
移到另一個路徑上。轉向器必須非???,以便在不擾亂其他產(chǎn)品的情況下改變所選產(chǎn)品的路徑。
可以把這一要求比作將火車從一個軌道轉換到另一個軌道上。當允許其它火車通過主軌道時,一些火車轉
移到側軌上。但是,在高速分揀機械中,“火車”(產(chǎn)品)彼此的距離相對比較近,而且運動速度非???/p>
。因此轉向器必須同樣快、同樣動作,然后返回到起始位置,這樣只有所選產(chǎn)品的路徑發(fā)生了改變。
在大多數(shù)高速系統(tǒng)中,轉向器的通道由伺服執(zhí)行機構驅動,伺服執(zhí)行機構由三角形運動曲線命令控制。三
角形運動曲線沒有保持時間。這樣使得轉向器在下述過程中的間隔減到最小:轉向器轉向,然后返回到起
始位置,起始位置是轉向器等待進行下一個操作的位置。
導入操作也包括運動控制。高速導入系統(tǒng)通常使用伺服執(zhí)行機構調整產(chǎn)品間的間隙。這里使用火車作類比
,假設有一系列火車(包裝箱)在主軌道上。目標是將領頭的火車轉移到側軌上,同時考慮到這樣的可能
性:那里已經(jīng)有其它火車了(可能是積累的產(chǎn)品,等待從分揀線上運走)。如果我們在主軌道的火車間保
持恒定的距離,則也許不能將領頭火車轉移走了。所以,我們降低領頭火車和它后面火車的速度,以增加
后面火車的間隙,直到側軌空出為止。
在這樣的定時操作中所使用的運動曲線通常是梯形的,因為調整產(chǎn)品的間隙就是調整產(chǎn)品以特定速度運動
過程中的保持時間。在許多情況下,加入一定程度的S型曲線,以使產(chǎn)品對加速和減速的反應平穩(wěn)。降低
或消除梯形運動曲線的急動度對保持產(chǎn)品的正確方向會是非常重要的,對機器/系統(tǒng)的機構還具有額外的
好處:更容易。
面對挑戰(zhàn)
設計一個分揀系統(tǒng)時所面臨的一個挑戰(zhàn)是:知道如何為每個子系統(tǒng)選擇適當?shù)募夹g。根據(jù)所需的速度,技
術可能涉及下面的全部范圍:從交流感應電機到步進和伺服裝置,到機械裝置(例如,離合器/制動器)
,到氣壓缸。分揀作業(yè)越來越多的使用伺服機構反映了下述內(nèi)容的上升趨勢:系統(tǒng)速度和需要建立“全電
氣”系統(tǒng)的要求,消除車間氣源和其他輔助設備的需要。
另一個挑戰(zhàn)是必須管理分揀線上的好幾個產(chǎn)品,這些產(chǎn)品需要不同的速度和運動曲線。在許多情況下,要
求分揀機械管理這些運送中且變化的產(chǎn)品。這使得基于電氣的伺服和步進系統(tǒng)更可取,因為可以對這些系
統(tǒng)進行配置,以產(chǎn)生快速和自動的變化。從分揀線上傳感器所發(fā)出的信息可以識別產(chǎn)品,告訴運動控制器
如何操作伺服放大器和電機。
分揀系統(tǒng)的設計者還有使性能最優(yōu)的任務,使給定產(chǎn)品的速度達到最大,同時對產(chǎn)品進行正確的處理。這
要求為每個子系統(tǒng)和待處理產(chǎn)品選擇并使用合適的運動曲線。
產(chǎn)生差別
用伺服控制的轉向器替代機械的或氣動的轉向器,這是提高速度和產(chǎn)量的一種方法。使用伺服控制的轉向
器還消除了對車間氣源(氣動)的需要,同時在操作中具有更高的靈活性,包括對變化產(chǎn)品補充的運送響
應。
通過使用復雜的運動曲線(例如S型曲線),導入系統(tǒng)受益于更平穩(wěn)的運行,同時使系統(tǒng)速度達到最大,
還保持了產(chǎn)品的準確排列。不僅產(chǎn)品的運動狀況更好了,而且機器的機構所受應力更小了,這樣提高了整
個系統(tǒng)的可靠性。