CN104635774A - 一种为交叉带分拣机配套用的四段式供件台控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种为交叉带分拣机配套用的四段式供件台控制系统，包括第1段、第2段、第3段和第4段，以及邮件尺寸测量装置，所述的邮件尺寸测量装置位于第1段和第2段之间。第2段的长度＝L_max+T_称重×V_称重+L_保留2。 其中的L_max为邮件沿供件台运行方向的最大长度，T_称重为动态称对邮件进行称重所需时间，V_称重为第2段的皮带运行的线速度，a为邮件在第3段和第4段进行加、减速运动时的加速度，L_保留2为保险起见，第2段的长度增加的余量，L_保留3为保险起见，第3段的长度增加的余量。

Description

一种为交叉带分拣机配套用的四段式供件台控制系统及方法

技术领域

本发明属于物流技术装备技术领域，特别涉及一种为交叉带分拣机配套用的四段式供件台控制系统及方法。

背景技术

在邮政或物流行业，都会涉及到邮件或包裹的分拣技术。四段式供件台用于将一定大小、重量的邮件自动同步导入交叉带分拣机的托盘上，同时完成邮件尺寸和重量的测量。供件台能否将邮件准确导入到相应托盘的中心位置，对于整个分拣系统的运行效果有至关重要的影响。同时，尺寸测量和重量测量是否准确也对邮件的计费有直接影响。

传统的四段式供件台整体构成如图1所示。其控制方法为：邮件被放在1段后，供件台以较低的速度匀速将邮件送入2段。当邮件完全进入2段后开始进行称重。此时邮件仍在匀速向前运动，直到完成称重后开始进入3段。当邮件通过2、3段间的测量光幕或光电排时，进行邮件的尺寸测量。邮件完全进入3段时，尺寸测量完成，邮件停止在3段上，同时进行邮件的上件参数的计算。当邮件在3段的等待时间内计算完成，供件台3段开始加速，直到达到与分拣机主环速度同步后，改为高速匀速运行。最后通过4段以同步速度将邮件导入对应的托盘。

为了获得更高的效率，采用上述这种控制方法时，可以采取缩短2段(称重段)的长度的方法，但是这样会牺牲大尺寸邮件的称重精度。或者采取2段间歇启停的方法，但是这样会对动态秤造成冲击而影响动态秤的实用寿命。另外，邮件在3段停止后再加速，往往容易导致不规则邮件的翻滚，影响邮件的上件精度、降低整机的邮件或包裹的适用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点，实现保证所有规格邮件称重精度和动态称平稳、匀速运行的情况下，达到或超过传统供件台的供件效率。本发明技术方案中的邮件，对于包裹的分拣也适用。

本发明的技术方案是一种为交叉带分拣机配套用的四段式供件台控制系统，包括第1段、第2段、第3段和第4段，以及邮件尺寸测量装置，所述的邮件尺寸测量装置位于第1段和第2段之间。

第2段的长度＝L_max+T_称重×V_称重+L_保留2

其中的L_max为邮件沿供件台运行方向的最大长度，

T_称重为动态称对邮件进行称重所需时间，

V_称重为第2段的皮带运行的线速度，

a为邮件在第3段和第4段进行加、减速运动时的加速度，

L_保留2为第2段的长度增加的余量，

L_保留3为第3段的长度增加的余量。

一种为交叉带分拣机配套用的四段式供件台控制方法，包括以下步骤：

a)开机后，第2段一直以小于等于1m/s的低速匀速运转；

b)邮件被放在供件台第1段皮带上后，在第1段皮带带动下向前匀速运动到位置S1，如果满足供件条件，则开始使用第1段和第2段间的邮件尺寸测量装置进行邮件尺寸的测量，否则，停在位置S1处等待；

c)邮件完全进入第2段后到达位置S2处，完成尺寸测量并启动动态秤开始称重；

d)邮件到达位置S3处时，完成称重，在邮件称重的这段时间里，完成邮件在第3段和第4段运动参数和托盘接包参数的计算，并查询相应的托盘是否允许上包、通知该托盘接包运动参数；

e)邮件离开第2段进入第3段后，根据所述的第3段和第4段的运动参数，如果需要停止等待托盘，则停在位置S4处，如果不需要停止则或者匀速后直接加速到与第4段的同步速度，或者减速到第一预设速度值后再直接加速到与第4段同步速度，直至由第4段将邮件导入到对应的托盘上；

f)邮件离开第3段，到达位置S4时，第3段马上将速度降至第2段皮带速度，以接收来自第2段的下一个邮件；

g)第1段就绪邮件何时进入第2段，由上一邮件在第2段上的运行时间和其经过第3段所需时间中的较大值决定，即如果上一邮件经过第3段所需时间小于其在第2段上的运行时间，则该邮件头部到达第2段末端时，第1段就绪邮件就可以开始进入第2段；否则，需要再等待上一邮件经过第3段所需时间与其在第2段上运行时间的差值后才能允许第1段就绪邮件进入第2段。

所述邮件在第3段和第4段运动参数的计算方法是：

根据邮件具体情况确定出一个适合的最大加速度a，以保证邮件在加、减速时不发生翻滚的同时使得邮件的整体运动时间最短；

通过所述四段式控制供件台第3段和第4段驱动装置的转速变化，实现其传输皮带的加速度为a的匀加速或匀减速运动，以及等于第2段皮带线速度的低速匀速、与交叉带托盘同步的高速匀速和停止；

如果邮件超前托盘距离较短，则邮件在第3段、第4段先低速运行第一预设时长后再直接加速到同步速度，并最终由第4段将邮件导入对应托盘；

如果邮件超前托盘距离较长，则邮件在第3段、第4段先匀减速至第二预设速度值，然后再直接加速到同步速度，并最终由第4段将邮件导入对应托盘；

如果邮件超前托盘距离很长，则邮件在第3段匀减速直至停止，等待第二预设时长后再直接加速到同步速度，并最终由第4段将邮件导入对应托盘。

本发明明显提高了传统供件台的供件效率。

附图说明

图1是现有技术中四段式供件台的示意图。

图2是本发明实施例中的四段式供件台的示意图。

图3是本发明实施例中邮件在四段式供件台运行过程示意图。

其中，1——四段式供件台的第1段，简称1段；

2——四段式供件台的第2段，简称2段；

3——四段式供件台的第3段，简称3段；

4——四段式供件台的第4段，简称4段；

5——邮件尺寸测量装置；

6——交叉带托盘；

7——邮件。

具体实施方式

本发明中的一种为交叉带分拣机配套用的四段式供件台控制系统，包括第1段、第2段、第3段和第4段，根据行业习惯，也可分别称为1段、2段、3段和4段。根据图2所示，本发明为解决现有技术中的问题而采用的方案是改变整个控制流程，在1段和2段(称重段)间安装邮件尺寸测量装置(可以采用光幕或光电排进行邮件尺寸的测量)。加大2段长度使其能满足规范要求的最大尺寸邮件的称重精度要求。减少3段长度。

四段式供件台运行后，其2段一直处于匀速运转状态。邮件在从1段进入2段的过程中，完成邮件的尺寸测量。完成尺寸测量时，邮件也已完全进入2段，此时可以开始称重。一般而言，动态称的称重时间为0.5秒左右。在邮件进行称重的这段时间内，供件台控制器可以计算出邮件在3、4两段的运动参数和交叉带托盘的接包参数，然后与托盘通讯，查询托盘是否能接包并通知托盘相应的接包参数。完成称重后邮件正好到达供件台2段末尾，如果托盘可以接包且通过上述计算邮件在3段的停留时间小于邮件在2段的运行时间，则1段的后继邮件可以进入2段。由于称重与计算、通讯同步进行，因而在保证称重精度的前提下可以大幅提高供件台的供件效率。同时，通过提前计算3、4两段的运动参数，当邮件滞后托盘较小时，可以通过在3、4段以2段的低速匀速运行一段时间，然后再加速上包，来实现邮件在3、4两段的连续、平稳运行，避免出现停止、加速而导致的邮件翻滚现象。

如图3所示，为本发明四段式供件台与交叉带分拣机构成的系统实施例。图中邮件内所标字母+数字，S1，S2，S3，S4，S5按照邮件运动的方向依次代表邮件所处位置。为实现本发明控制方法，需要对供件台关键段长度进行限制：

2段长度＝L_max+T_称重×V_称重+L_保留2

式中L_max为最大邮件沿供件台运行方向的长度，T_称重为动态称对邮件进行称重所需时间，V_称重为2段皮带运行的线速度，a为邮件在3、4段进行加、减速运动时的加速度，L_保留2为保险起见2段长度增加的余量，L_保留3为保险起见3段长度增加的余量。

四段式供件台控制流程如下：

(1)开机后，2段一直低速(≤1m/s)匀速运转；

(2)邮件被放在供件台1段皮带上后，在1段皮带带动下向前匀速运动到位置1，如果满足供件条件，则开始使用1、2段间的测量光幕或光电排进行邮件尺寸的测量，否则，停在位置1处等待；

(3)邮件完全进入2段后到达位置2处，完成尺寸测量并启动动态称开始称重；

(4)邮件到达位置3处时，完成称重。在邮件称重的这段时间里，完成邮件在3、4两段运动参数和托盘接包参数的计算，并查询相应的托盘是否允许上包、通知该托盘接包运动参数；

(5)邮件离开2段进入3段后，根据之前计算好的运动参数，如果需要停止等待托盘，则停在位置4处，否则有可能匀速后直接加速到同步速度，也可能减速到一定速度后再直接加速到同步速度，直至由4段将邮件导入到对应的托盘上；

(6)邮件离开3段，到达位置4时，3段马上将速度降至2段皮带速度，以接收来自2段的下一个邮件；

(7)1段就绪邮件何时进入2段，由上一邮件在2段上的运行时间和其经过3段所需时间中的大值决定。即如果上一邮件经过3段所需时间小于其在2段上的运行时间，则该邮件头部到达2段末端时，1段就绪邮件就可以开始进入2段。否则，需要再等待上一邮件经过3段所需时间与其在2段上运行时间的差值后才能允许1段就绪邮件进入2段。

邮件在3、4段运动参数的计算方法是：

根据邮件具体情况可以确定出一个适合的最大加速度a，以保证邮件在加、减速时不发生翻滚的同时使得邮件的整体运动时间最短。通过控制供件台3、4段驱动装置的转速变化，实现其传输皮带的加速度为a的匀加速或匀减速运动，以及低速匀速(等于2段皮带线速度)、高速匀速(与交叉带托盘同步的速度)和停止等运动形式。

如果邮件超前托盘距离较短，则邮件在3、4段先低速运行一段时间后再直接加速到同步速度，并最终由4段将邮件导入对应托盘；

如果邮件超前托盘距离较长，则邮件在3、4段先匀减速至一定值，然后再直接加速到同步速度，并最终由4段将邮件导入对应托盘；

如果邮件超前托盘距离很长，则邮件在3段匀减速直至停止，等待一段时间后再直接加速到同步速度，并最终由4段将邮件导入对应托盘。

上述相关参数可以根据常用的牛顿运动定律和相关公式进行推导和运算。

本发明的控制系统中，供件台整体布局有如下特点：

邮件尺寸测量光幕或光电排在1、2段间；

2段长度不低于邮件沿供件台方向最大长度与2段皮带线速度和称重时间乘积之和；

3段长度在满足不小于邮件沿供件台方向最大长度与减速运行距离之和的条件尽量短。

供件台控制方法具有如下特点：

就绪邮件停在1段末端；

邮件在2段完成尺寸测量后进行称重的过程中，进行邮件与托盘同步参数的计算，并完成于托盘的通讯；

如果没有合适的可用托盘，则邮件会在3段中部停止，直到通讯到可用托盘；

在称重到通讯到可用托盘之前，每有一个托盘到达都会重新计算相关的同步参数，其中包括邮件在3、4段的运动参数以及托盘的接包参数；

当邮件超前托盘距离较少时，邮件在3、4段运动过程每有停顿，而是先维持之前的低速匀速运动一段时间后直接加速到高速的同步速度，直至邮件被导入到托盘上。

Claims (4)

1.一种为交叉带分拣机配套用的四段式供件台控制系统，包括第1段、第2段、第3段和第4段，以及邮件尺寸测量装置，其特征在于，所述的邮件尺寸测量装置位于第1段和第2段之间。

2.如权利要求1所述的为交叉带分拣机配套用的四段式供件台控制系统，其特征在于，

第2段的长度＝L_max+T_称重×V_称重+L_保留2

其中的L_max为邮件沿供件台运行方向的最大长度，

T_称重为动态称对邮件进行称重所需时间，

V_称重为第2段的皮带运行的线速度，

a为邮件在第3段和第4段进行加、减速运动时的加速度，

L_保留2为第2段的长度增加的余量，

L_保留3为第3段的长度增加的余量。

3.一种为交叉带分拣机配套用的四段式供件台控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)开机后，第2段一直以小于等于1m/s的低速匀速运转；

2)邮件被放在供件台第1段皮带上后，在第1段皮带带动下向前匀速运动到位置S1，如果满足供件条件，则开始使用第1段和第2段间的邮件尺寸测量装置进行邮件尺寸的测量，否则，停在位置S1处等待；

3)邮件完全进入第2段后到达位置S2处，完成尺寸测量并启动动态秤开始称重；

4)邮件到达位置S3处时，完成称重，在邮件称重的这段时间里，完成邮件在第3段和第4段运动参数和托盘接包参数的计算，并查询相应的托盘是否允许上包、通知该托盘接包运动参数；

5)邮件离开第2段进入第3段后，根据所述的第3段和第4段的运动参数，如果需要停止等待托盘，则停在位置S4处，如果不需要停止则或者匀速后直接加速到与第4段的同步速度，或者减速到第一预设速度值后再直接加速到与第4段同步速度，直至由第4段将邮件导入到对应的托盘上；

6)邮件离开第3段，到达位置S4时，第3段马上将速度降至第2段皮带速度，以接收来自第2段的下一个邮件；

7)第1段就绪邮件何时进入第2段，由上一邮件在第2段上的运行时间和其经过第3段所需时间中的较大值决定，即如果上一邮件经过第3段所需时间小于其在第2段上的运行时间，则该邮件头部到达第2段末端时，第1段就绪邮件就可以开始进入第2段；否则，需要再等待上一邮件经过第3段所需时间与其在第2段上运行时间的差值后才能允许第1段就绪邮件进入第2段。

4.如权利要求3所述的为交叉带分拣机配套用的四段式供件台控制方法，其特征在于，所述邮件在第3段和第4段运动参数的计算方法是：

根据邮件具体情况确定出一个适合的最大加速度a，以保证邮件在加、减速时不发生翻滚的同时使得邮件的整体运动时间最短；

通过所述四段式控制供件台第3段和第4段驱动装置的转速变化，实现其传输皮带的加速度为a的匀加速或匀减速运动，以及等于第2段皮带线速度的低速匀速、与交叉带托盘同步的高速匀速和停止；

如果邮件超前托盘距离较短，则邮件在第3段、第4段先低速运行第一预设时长后再直接加速到同步速度，并最终由第4段将邮件导入对应托盘；

如果邮件超前托盘距离较长，则邮件在第3段、第4段先匀减速至第二预设速度值，然后再直接加速到同步速度，并最终由第4段将邮件导入对应托盘；

如果邮件超前托盘距离很长，则邮件在第3段匀减速直至停止，等待第二预设时长后再直接加速到同步速度，并最终由第4段将邮件导入对应托盘。