CN112547560A - 一种用于长物流输送线的多物料分拣系统及分拣方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于长物流输送线的多物料分拣系统及分拣方法，包括物料，还包括长输送线、排异线、标记装置、分拣装置、若干分拣线、仓储管理系统和PLC，长输送线上沿输送方向分别设置排异节点、若干分拣节点和出口节点，标记装置对每个物料进行标记，分拣装置将长输送线上的物料引导至排异线或分拣线，仓储管理系统分配目标地址至分拣线，仓储管理系统对标记失败的物料分配目标地址至排异线，PLC判断物料是否达到目标地址并控制分拣装置进行分拣；在长输送线的头端设置增加排异线，并在末端增加物料回收线，能够高效准确的将未标记的物料输送至排异线，并将分拣过程中未进入分拣线的物料直接输送至物料回收线，提高各分拣线利用率及物料入库准确率。

Description

一种用于长物流输送线的多物料分拣系统及分拣方法

技术领域

本发明涉及物料分拣技术领域，尤其涉及一种用于长物流输送线的多物料分拣系统及分拣方法。

背景技术

为实现大批量多批次的高速分拣，企业多采用一整段长主输送线配置十多条分拣口，配合输送设备、拣选机器人、视觉识别、分拣机等实现全自动化高速分拣。但会出现如下问题：

(1)高速分拣常采用重量、颜色等分拣规则进行分拣，可实现快速分拣到每个巷道；但对于同类型的不同型号的电子产品，则需要通过视觉识别物料条码或二维码进行更为精准识别，物料输送速度受视觉识读的影响大。

(2)物料在一整段长主输送线输送的过程中，通过读码器对物料条码或二维码进行识别，读码器对所识别的信息传给上位机，由上位机为物料分配目标地址；当读码器未识别出物料信息时，异常物料会同其他物料一同分拣而造成异常，导致分拣错误。若出现数据异常、分拣异常等则需要将物料分拣线停机，通过人工方式将异常物流从物料分拣线上取出，并将异常物料信息从上位机数据库中清除后，再恢复正常运行。此操作势必导致物流分拣的速度和效率；若采用分段物流，则又需要增加物流设备成本。

(3)产品的出库节拍快，达到2S秒/个。物料在一整段长主输送线的运输过程中，容易出现短多物料在短时间内积累于同一位置造成数据异常，而出现物料地址分配错误等情况。

(4)现有的流水线分拣装置多采用电动或气动摆杆分拣装置、摆向滚轮式分拣装置，但电动或气动摆杆分拣装置缺点是摆臂角度偏大将影响后续物料输送及分拣节拍，不利于高速物料传输；另外摆向滚轮式分拣装置，其结构复杂，难更换维修。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种能够进行高效排异，防止物料积压，且无需关停输送线的用于长物流输送线的多物料分拣系统及分拣方法。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种用于长物流输送线的多物料分拣系统，包括物料，还包括长输送线、排异线、标记装置、分拣装置、若干分拣线、仓储管理系统和PLC；长输送线上沿输送方向分别设置排异节点、若干分拣节点和出口节点，出口节点用于回收未分拣的物料，长输送线用于输送物料；排异线和长输送线交汇于排异节点；若干分拣线一一对应的和长输送线交汇于各分拣节点；标记装置固定架设于长输送线上表面，标记装置位于排异节点一端且远离分拣节点，标记装置对每个物料进行标记；分拣装置固定安装于排异节点或者各分拣节点正上方，分拣装置将长输送线上的物料引导至排异线或分拣线；仓储管理系统电性连接PLC和标记装置，仓储管理系统记录标记成功的物料的数据并分配目标地址至分拣线，仓储管理系统对标记失败的物料分配目标地址至排异线；PLC电性控制分拣装置，PLC判断物料是否达到目标地址并控制分拣装置进行分拣。

另一方面，还提供了一种用于长物流输送线的多物料分拣方法，包括以下步骤，

S1长输送线上的物料经过位于排异节点前方的标记装置进行标记，仓储管理系统对成功标记的物料的标记数据进行记录并分配目标地址为对应的分拣线，仓储管理系统对未成功标记的物料分配目标地址为排异线，同时仓储管理系统将物料的目标地址传输至PLC储存；

S2未成功标记的物料前进至排异节点时，PLC控制分拣装置引导物料进入排异线；

S3成功标记的物料前进至目标地址对应的分拣线的分拣节点时，PLC控制分拣装置引导物料进入分拣线；

S4所有通过标记装置后，未进入排异线和分拣线的物料，统一通过长输送线输送至出口节点进行回收。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S1中，每个物料一一对应的放置于一个托盘中进行输送，标记装置包括顶部读码器和侧面读码器，顶部读码器对物料进行标记，侧面读码器对托盘进行标记，仓储管理系统对同一物料的两个标记数据进行配对并记录，并向物料分配目标地址。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S2和步骤S3中，排异节点和各分拣节点前端均固定设置有入口传感器，物料通过入口传感器时，入口传感器将检测信号传输至PLC，PLC将物料被分配的目标地址与排异线或分拣线所在的目标地址进行对比匹配，二者匹配成功时PLC控制分拣装置引导物料进入排异线或分拣线；二者匹配失败时物料继续前进至下一分拣节点。

更进一步优选的，排异节点和各分拣节点后端均固定设置有出口传感器，长输送线上沿输送方向设置有若干数据站台A1、A2、A3……An，每个数据站台包括相邻的一个入口传感器和一个出口传感器，PLC将物料的目标地址数据提前赋值于每个数据站台并将数据存储于PLC内，当物料沿长输送线的输送方向每通过一个数据站台时，仓储管理系统为物料分配的目标地址的数据也同步移动并与数据站台的赋值数据进行配对。

更进一步优选的，当物料的目标地址数据随物料的输送从数据站台An移动至数据站台An+1时，PLC清除数据站台An的赋值数据。

更进一步优选的，当同一数据站台An内同时输入前后相邻的两个物料的目标地址数据，PLC同时清除数据站台An至An+1或数据站台An至An+2中的关于两个物料的赋值数据。

更进一步优选的，排异线和分拣线的入口端分别固定设置分流传感器，PLC接收到物料通过分流传感器的信号后，PLC清除各数据站台中关于物料的赋值数据。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S2和步骤S3中，分拣装置包括框架、支架、升降气缸和回转机构，框架固定架设于排异节点或分拣节点正上方，支架固定安装于框架顶部，升降气缸固定安装于支架上且具有一活动端，回转机构固定连接于升降气缸活动端，回转机构以铅垂线为轴线做顺时针或逆时针运动，当回转机构随升降气缸活动端下降并靠近长输送线上表面时，回转机构将物料从长输送线上引导至排异线或分拣线。

更进一步优选的，当PLC将物料被分配的目标地址与排异线或分拣线所在的目标地址进行对比匹配成功后，PLC发送下降指令于升降气缸，升降气缸带动回转机构下降，回转机构靠近长输送线上表面；PLC发送启动指令于回转机构，回转机构旋转并将排异节点或分拣节点的物料引导至排异线或分拣线；当物料进入排异线或分拣线后，PLC依次发送停止指令于回转机构以及上升指令于升降气缸，回转机构停止旋转且随升降气缸上升复位。

本发明的一种用于长物流输送线的多物料分拣系统及分拣方法相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)在长输送线的头端设置增加排异线，并在末端增加物料回收线，能够高效准确的将未标记的物料输送至排异线，并将分拣过程中未进入分拣线的物料直接输送至物料回收线，且排异过程中也无需关停长输送线线，提高各分拣线利用率及物料入库准确率。

(2)沿长输送线设置连续的数据站点，当物料经过前一数据站点后即删除前一数据站点的物料数据，能够提高PLC读取数据的效率，同时当单个数据站点内发生物料积料时，PLC将该数据站点起连续的而至三个数据站点的数据进行清除，从而使积压物料直接输送至主输送线末端物料回收线，以保证后续来料正确分拣作业，也无需关停长输送线。

(3)在各节点采用能够升降的回转机构作为分拣装置，将分拣装置的运作方向由横向运动改变为垂直方向运动，减少因机械原因造成的异常卡料现象，同时更便于设备维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的分拣系统的立体图；

图2为本发明的分拣装置的立体图。

图中：1、长输送线；11、排异节点；12、分拣节点；13、出口节点；2、排异线；3、标记装置；31、顶部读码器；32、侧面读码器；4、入口传感器；5、出口传感器；6、分流传感器；7、分拣装置；71、框架；72、支架；73、升降机构；74、回转机构；8、分拣线；9、物料；10、托盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的一种用于长物流输送线的多物料分拣系统，包括物料9，还包括长输送线1、排异线2、标记装置3、入口传感器4、出口传感器5、分流传感器6、分拣装置7、分拣线8、托盘10、仓储管理系统和PLC。

其中，长输送线1上沿输送方向分别设置排异节点11、若干分拣节点12和出口节点13，出口节点13用于回收未分拣的物料9，长输送线1用于输送物料9。在实际应用中，通常在出口节点13处增设输送线和分拣装置7作为物料回收线；其中，物料回收线一般采用流利式输送线或皮带动力输送线。

排异线2和长输送线1交汇于排异节点11。

需要说明的是，在长输送线1的头端设置排异线2，从而直接在长输送线1的入口即排出了异常的物料9，提高了分拣准确性，且无需对长输送线1进行关停。在实际应用中，排异线2通常采用流体条式输送线。

若干分拣线8一一对应的和长输送线1交汇于各分拣节点12。

标记装置3固定架设于长输送线1上表面，标记装置3位于排异节点11一端且远离分拣节点12，标记装置3对每个物料9进行标记。

分拣装置7固定安装于排异节点11或者各分拣节点12正上方，分拣装置7将长输送线1上的物料9引导至排异线2或分拣线8。

仓储管理系统电性连接PLC和标记装置3，仓储管理系统记录标记成功的物料9的数据并分配目标地址至分拣线8，仓储管理系统对标记失败的物料9分配目标地址至排异线2。

PLC电性控制分拣装置7，PLC判断物料9是否达到目标地址并控制分拣装置7进行分拣。

入口传感器4固定设置排异节点11和各分拣节点12前端，物料9通过入口传感器4时，入口传感器4将检测信号传输至PLC，PLC将物料9被分配的目标地址与排异线2或分拣线8所在的目标地址进行对比匹配，二者匹配成功时PLC控制分拣装置7引导物料9进入排异线2或分拣线8；二者匹配失败时物料9继续前进至下一分拣节点12。

出口传感器5固定设置于排异节点11和各分拣节点12后端，用于和入口传感器4配合形成数据站点。

分流传感器6固定设置于排异线2和分拣线8的入口端，由于检测物料9是否进入排异线2和分拣线8。

其中，入口传感器4、出口传感器5和分流传感器6一般采用光电式传感器。

另一方面，本发明应用上述分拣系统实现了一种用于长物流输送线的多物料分拣方法，包括以下步骤，

S1将每个物料9一一对应的放置于一个托盘10中进行输送，长输送线1上的物料9经过位于排异节点11前方的标记装置3进行标记，仓储管理系统对成功标记的物料9的标记数据进行记录并分配目标地址为对应的分拣线8，仓储管理系统对未成功标记的物料9分配目标地址为排异线2，同时仓储管理系统将物料9的目标地址传输至PLC储存。将物料9放置于托盘10内进行输送，能够实现了仓储管理系统对物料9进行双重标记，提高了分拣系统的准确性。

其中，标记装置3包括顶部读码器31和侧面读码器32，顶部读码器31对物料9进行标记，侧面读码器32对托盘10进行标记，仓储管理系统对同一物料9的两个标记数据进行配对并记录，并向物料9分配目标地址。其中，顶部读码器31和侧面读码器32采用识别条码或二维码进行标记。

S2未成功标记的物料9前进至排异节点11时，PLC控制分拣装置7引导物料9进入排异线2，从而直接在长输送线1的入口即排出了异常的物料9，提高了分拣准确性，且无需对长输送线1进行关停。

S3成功标记的物料9前进至目标地址对应的分拣线8的分拣节点12时，PLC控制分拣装置7引导物料9进入分拣线8。

S4所有通过标记装置3后，未进入排异线2和分拣线8的物料9，统一通过长输送线1输送至出口节点13进行回收。由于物料9在经过各数据站点的过程中，可能会发生物料9积压或是PLC未能准确识别物料9的目标地址的问题，由于这些因异常情况未能实现分拣的物料9，能够统一通过长输送线1输送至出口节点13进行回收，不仅提高了效率，同时保证后续来料正确分拣作业，也无需关停长输送线1。

上述分拣方法的各步骤是完成整个分拣作业的基本流程，然而在实际使用时，有时会发生物料9积压的情况。

因此，为了解决物料9积压可能导致长输送线1需要关停的问题，本发明在长输送线1上沿输送方向设置有若干数据站台A1、A2、A3……An，每个数据站台包括相邻的一个入口传感器4和一个出口传感器5，PLC将物料9的目标地址数据提前赋值于每个数据站台并将数据存储于PLC内，当物料9沿长输送线1的输送方向每通过一个数据站台时，仓储管理系统为物料9分配的目标地址的数据也同步移动并与数据站台的赋值数据进行配对。

正常输送情况下，每个物料9在长输送线1上持续前进并依次通过各数据站点时，当物料9的目标地址数据随物料9的输送从数据站台An移动至数据站台An+1时，PLC清除数据站台An的赋值数据，以提高PLC读取速度。

正常分拣情况下，每个物料9进入对应的分拣节点12时，PLC接收到物料9通过分流传感器6的信号后，PLC清除各数据站台中关于物料9的赋值数据，以降低PLC的存储量，提高PLC读取速度。

而当物料9发生积压，且必然是前后相邻的两个物料9同时进入同一排异节点11或分拣节点12时，即当同一数据站台An内同时输入前后相邻的两个物料9的目标地址数据，此时PLC会同时清除数据站台An至An+1或数据站台An至An+2中的关于两个物料9的赋值数据，即PLC清除这两个物料9的自此时所在的数据站点An开始连续的两个或三个数据站点，为了保险起见一般会清除三个，从而使这两个物料9无法完成分拣，而直接随长输送线1通过出口节点13进行回收。通过上述处理方法，不仅不会影响后续的物料9的分拣和输送，也无需关停长输送线1以对积压物料9进行处理。

需要说明的是，实际应用中，由于同一排异节点11或分拣节点12两端的入口传感器4和出口传感器5之间的长度填充设置为两个托盘10的长度，因此在物料9积压的情况下，设置PLC清除的数据站点的数据的数量也至少为两个；为了保险期间，则设置为三个。因此可见，将物料9放置于托盘10内进行输送，也便于分拣系统进行物料9数据的精确记录和判断。

具体的，本发明还通过如下技术方案进行实现。

如图1所示，结合图2，分拣装置7包括框架71、支架72、升降机构73和回转机构74。

其中，框架71固定架设于排异节点11或分拣节点12正上方。

支架72固定安装于框架71顶部，用于安装升降机构73。

升降机构73具有一固定端且固定端固定安装于支架72上，升降机构73具有一活动端且活动端沿铅垂线上下移动。其中，升降机构73为双杆升降气缸。

回转机构74固定连接于升降机构73活动端，回转机构74以铅垂线为轴线做顺时针或逆时针运动，回转机构74随升降机构73活动端下降并靠近长输送线1上表面时。其中，回转机构74为同步带输送装置。

采用回转机构74代替常见的摆臂挡板方式对物料9进行引导，有效避免了卡料的问题，提高了输送分拣的效率。

当PLC将物料9被分配的目标地址与排异线2或分拣线8所在的目标地址进行对比匹配成功后，PLC发送下降指令于升降机构73，升降机构73带动回转机构74下降，回转机构74靠近长输送线1上表面；PLC发送启动指令于回转机构74，回转机构74旋转并将排异节点11或分拣节点12的物料9引导至排异线2或分拣线8；当物料9进入排异线2或分拣线8后，PLC依次发送停止指令于回转机构74以及上升指令于升降机构73，回转机构74停止旋转且随升降机构73上升复位。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于长物流输送线的多物料分拣系统，包括物料(9)，其特征在于：还包括长输送线(1)、排异线(2)、标记装置(3)、分拣装置(7)、若干分拣线(8)、仓储管理系统和PLC；

所述长输送线(1)上沿输送方向分别设置排异节点(11)、若干分拣节点(12)和出口节点(13)，所述出口节点(13)用于回收未分拣的物料(9)，所述长输送线(1)用于输送物料(9)；

所述排异线(2)和长输送线(1)交汇于排异节点(11)；

若干所述分拣线(8)一一对应的和长输送线(1)交汇于各分拣节点(12)；

所述标记装置(3)固定架设于长输送线(1)上表面，所述标记装置(3)位于排异节点(11)一端且远离分拣节点(12)，所述标记装置(3)对每个物料(9)进行标记；

所述分拣装置(7)固定安装于排异节点(11)或者各分拣节点(12)正上方，所述分拣装置(7)将长输送线(1)上的物料(9)引导至排异线(2)或分拣线(8)；

所述仓储管理系统电性连接PLC和标记装置(3)，所述仓储管理系统记录标记成功的物料(9)的数据并分配目标地址至分拣线(8)，所述仓储管理系统对标记失败的物料(9)分配目标地址至排异线(2)；

所述PLC电性控制分拣装置(7)，所述PLC判断物料(9)是否达到目标地址并控制分拣装置(7)进行分拣。

2.根据权利要求1所述的一种用于长物流输送线的多物料分拣方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1长输送线(1)上的物料(9)经过位于排异节点(11)前方的标记装置(3)进行标记，所述仓储管理系统对成功标记的物料(9)的标记数据进行记录并分配目标地址为对应的分拣线(8)，所述仓储管理系统对未成功标记的物料(9)分配目标地址为排异线(2)，同时所述仓储管理系统将物料(9)的目标地址传输至PLC储存；

S2未成功标记的所述物料(9)前进至排异节点(11)时，所述PLC控制分拣装置(7)引导物料(9)进入排异线(2)；

S3成功标记的所述物料(9)前进至目标地址对应的分拣线(8)的分拣节点(12)时，所述PLC控制分拣装置(7)引导物料(9)进入分拣线(8)；

S4所有通过标记装置(3)后，未进入排异线(2)和分拣线(8)的物料(9)，统一通过长输送线(1)输送至出口节点(13)进行回收。

3.根据权利要求2所述的一种用于长物流输送线的多物料分拣方法，其特征在于：所述步骤S1中，每个所述物料(9)一一对应的放置于一个托盘(10)中进行输送，所述标记装置(3)包括顶部读码器(31)和侧面读码器(32)，所述顶部读码器(31)对物料(9)进行标记，所述侧面读码器(32)对托盘(10)进行标记，所述仓储管理系统对同一物料(9)的两个标记数据进行配对并记录，并向所述物料(9)分配目标地址。

4.根据权利要求2所述的一种用于长物流输送线的多物料分拣方法，其特征在于：所述步骤S2和步骤S3中，所述排异节点(11)和各分拣节点(12)前端均固定设置有入口传感器(4)，所述物料(9)通过入口传感器(4)时，所述入口传感器(4)将检测信号传输至PLC，所述PLC将物料(9)被分配的目标地址与排异线(2)或分拣线(8)所在的目标地址进行对比匹配，二者匹配成功时所述PLC控制分拣装置(7)引导物料(9)进入排异线(2)或分拣线(8)；二者匹配失败时所述物料(9)继续前进至下一分拣节点(12)。

5.根据权利要求4所述的一种用于长物流输送线的多物料分拣方法，其特征在于：所述排异节点(11)和各分拣节点(12)后端均固定设置有出口传感器(5)，所述长输送线(1)上沿输送方向设置有若干数据站台A1、A2、A3……An，每个所述数据站台包括相邻的一个入口传感器(4)和一个出口传感器(5)，所述PLC将物料(9)的目标地址数据提前赋值于每个数据站台并将数据存储于PLC内，当所述物料(9)沿长输送线(1)的输送方向每通过一个数据站台时，所述仓储管理系统为物料(9)分配的目标地址的数据也同步移动并与数据站台的赋值数据进行配对。

6.根据权利要求5所述的一种用于长物流输送线的多物料分拣方法，其特征在于：当所述物料(9)的目标地址数据随物料(9)的输送从数据站台An移动至数据站台An+1时，所述PLC清除数据站台An的赋值数据。

7.根据权利要求5所述的一种用于长物流输送线的多物料分拣方法，其特征在于：当同一所述数据站台An内同时输入前后相邻的两个物料(9)的目标地址数据，所述PLC同时清除数据站台An至An+1或数据站台An至An+2中的关于两个物料(9)的赋值数据。

8.根据权利要求5所述的一种用于长物流输送线的多物料分拣方法，其特征在于：所述排异线(2)和分拣线(8)的入口端分别固定设置分流传感器(6)，所述PLC接收到物料(9)通过分流传感器(6)的信号后，所述PLC清除各数据站台中关于物料(9)的赋值数据。

9.根据权利要求2所述的一种用于长物流输送线的多物料分拣方法，其特征在于：所述步骤S2和步骤S3中，所述分拣装置(7)包括框架(71)、支架(72)、升降机构(73)和回转机构(74)，所述框架(71)固定架设于排异节点(11)或分拣节点(12)正上方，所述支架(72)固定安装于框架(71)顶部，所述升降机构(73)固定安装于支架(72)上且具有一活动端，所述回转机构(74)固定连接于升降机构(73)活动端，所述回转机构(74)以铅垂线为轴线做顺时针或逆时针运动，当所述回转机构(74)随升降机构(73)活动端下降并靠近长输送线(1)上表面时，所述回转机构(74)将物料(9)从长输送线(1)上引导至排异线(2)或分拣线(8)。

10.根据权利要求9所述的一种用于长物流输送线的多物料分拣方法，其特征在于：当所述PLC将物料(9)被分配的目标地址与排异线(2)或分拣线(8)所在的目标地址进行对比匹配成功后，所述PLC发送下降指令于升降机构(73)，所述升降机构(73)带动回转机构(74)下降，所述回转机构(74)靠近长输送线(1)上表面；

所述PLC发送启动指令于回转机构(74)，所述回转机构(74)旋转并将排异节点(11)或分拣节点(12)的物料(9)引导至排异线(2)或分拣线(8)；

当所述物料(9)进入排异线(2)或分拣线(8)后，所述PLC依次发送停止指令于回转机构(74)以及上升指令于升降机构(73)，所述回转机构(74)停止旋转且随升降机构(73)上升复位。

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