7 自动分拣设备

1、7 自动分拣设备 学习目的与教学要求 （1）理解自动分拣系统的概念和特点； （2）了解自动分拣系统的发展概况； （3）了解自动分拣系统的组成及其工作过程； （4）掌握常见的六种自动分拣机的特点及其适用领域； （5）掌握常见的几种条码识读设备的特点、适用条件及其应用领域。 关 键 词 自动分拣系统（Automated Sorting System） 分拣机（Classifying Machine） 条码自动识别设备（Integration of Barcode Identification Equipment） 7 自动分拣设备 7.1自动分拣技术的发展概述 7.2自动分拣系统的主要组成 部分和

2、分拣原理 7.3常见的自动分拣机 7.4条码自动识别设备 习题与思考题 7.1自动分拣技术的发展概述 7.1.1什么是自动分拣系统 自动分拣系统是第二次世界大战后率先在美国、日本的物流中心中广泛 采用的一种自动化作业系统，该系统目前已经成为发达国家大中型物流中心 不可缺少的一部分。图7-1是揭示自动分拣系统概念的示意图。 图7-1自动分拣系统示意图 7.1.2自动分拣系统的主要特点 (1) 连续、大批量的分解货物 (2) 分拣误差率极低 (3) 分拣作业基本实行无人化 7.1.3自动分拣系统的使用条件 (1) 一次性投资巨大 (2) 对商品外包装要求高 (3) 业务量要大 7.1.4自动分拣技

3、术在我国的发展 我国自20世纪70年代引进自动分拣技术以来，在立足自主开发的基础上 不断吸收国外先进经验，紧跟世界先进技术，根据需求不断开发新产品。如 今我国的自动分拣技术已具有相当的水平，有的已达到世界先进水平。和国 外的自动分拣技术相比，我国的自动分拣技术更符合自身的特点，针对相同 的功能有更低的价格。 7.2自动分拣系统的主要组成部分 和分拣原理 7.2.1自动分拣系统的主要组成部分 自动分拣系统是由一系列各种类型的输送机、各种附加设施和控制系统 等组成，如图7-2所示。 7.2.2自动分拣系统的分拣原理 自动分拣系统按组成的功能模块分大致可分为合流、分拣信号输入、分 拣和分流、分运四个

4、阶段。 (1) 合流 商品进入分拣系统，有用人工搬运方式或机械化、自动化搬运方式，也 可以通过多条输送线进入分拣系统。 (2) 分拣信号输入 在这分段中，商品接受激光扫描器对其条形码标签的扫描，或者通过其 他自动识别方式，如光学文字读取装置、声音识别输入装置等，将商品分拣 信息输入计算机。 图7-2自动分拣系统组成 1输入输送机；2辊道合流输送机；3进货装置；4键盘输入； 5微机信息处理机；6皮带合流输送机；7中继输送机；8定位装置； 9钢带分拣机；10激光扫描器； 11括板推出器；12取出辊道输送机； 13滑道；14起吊装置；15伸缩辊道输送机 (3) 分拣和分流 商品离开分拣信号输入装置后

5、在分拣输送机上移动时，根据不同 商品分拣信号所确定的移动时间，使商品行走到指定的分拣道口，由 该处的分拣机构按照上述的移动时间自行启动，将商品排离主输送机 进入分流滑道排出。 (4) 分运 分拣出的商品离开主输送机，再经过滑道到达分拣系统的终端。 分拣机的控制系统采用程序逻辑控制分拣机的全部功能，包括合 流、分拣信息输入、分拣和分流等。然而目前更普遍的是使用PC机， 或采用以若干个微处理机为基础的控制方式。 7.3常见的自动分拣机 7.3.1带式分拣机 带式分拣机是利用输送带载运完成分拣工作的机械设备。带式分拣机的 设备形式分为平带式和斜带式两种类型；按带的材料又可分为胶带式和钢带 式两种，但

6、结构和工作原理相同。图7-3所示的是平钢带推出式分拣机。 平钢带分拣机分拣过程如下： 分拣人员阅读编码上的货物地址，在编码键盘上按相应的地址键，携带 有地址码信息的货物就被输送至缓冲存储带上等待。 在分拣机每一个小格滑槽前设置一个磁编码信息读出装置，用于读取和 货物同步运动的磁编码信息。当所读信息就是该格口滑槽代码时，计算机就 控制导向挡板快速运动到钢带上方，导向挡板和钢带运动方向呈35左右的 夹角，可以顺利地将货物导入滑槽，完成分拣任务。如图7-4所示。 平钢带分拣机主要优点是强度高，耐用性程度较高，但设置较多的分拣 滑道较困难，系统平面布局比较困难。另外，对货物冲击较大，运行费用较 高，价

7、格较高。 斜带分拣机最大优点是利用重力斜卸载，因而卸载机构比较简单，同时 可设置较多的分拣滑道。 图7-3平钢带推出式分拣机 1编码带；2缓冲存储器；3平钢带；4导向接板；5过渡板； 6滑槽；7编码键盘；8监视器；9货物检测器；10消磁、充磁装置； 11控制柜；12信息读出装置；13满量检出器 图7-4导向挡板出料机构 7.3.2托盘式分拣机 托盘式分拣机是一种使用十分广泛的机型，它主要由托盘小车、驱动装置、 牵引装置等构成。图7-5所示的是托盘式分拣机的基本形式。 （1）轨道台车式分拣机（如图7-6所示） 当转动着的斜导轮在平行排列的主窄幅皮带间隙中浮上、下降时，达到商 品的分拣目的。 主要

8、优点和性能参数： 对商品冲击力小，分拣轻柔；分拣快速准确；适合硬纸箱、塑料箱 等平底面的各类商品；分拣出口数量多。 图7-5托盘式分拣机图7-6轨道台车式分拣机 （2）交叉带式托盘分拣机 它是在一条沿分拣机全长的封闭环行导轨中设置一条驱动链条，并在驱 动链条上安装一系列载货托盘，将分拣物放在载货托盘上输送，当输送到预 定分拣出口时，倾翻机构使托盘向左或向右倾斜，使分拣物滑落到侧面的溜 槽中，以达到分拣的目的。根据作业现场的具体情况可分水平循环式或直行 循环式，其中，大型交叉带式分拣系统一般应用于机场行李分拣和安检系统。 由主驱动带式输送机和载有小型带式输送机的台车(简称“小车”)连接 在一起，

9、当“小车”移动到所规定的分拣位置时，转动皮带，完成把商品分 拣送出的任务。因为主驱动带式输送机与“小车”上的带式输送机呈交叉状， 故称交叉带式托盘分拣机，如图7-7所示。 图7-7交叉带式托盘分拣机 叉带式托盘小车有下列两个显著优点。 一是能按照货物的质量、尺寸、位置等参数来确定托盘带承接货物 的启动时间、运转速度的大小和变化规律，从而摆脱了货物质量。 二是在卸落货物时，同样可以根据货物质量、尺寸及在托盘带上的 位置确定托盘的启动时间、运转速度，可以快速、准确、可靠的卸落货 物，能够有效地提高分拣速度，缩小格口宽度，从而缩小机器尺寸，有 明显的经济效益。 主要优点和性能参数： 适宜于分拣各类小

10、件商品，如食品、化妆品、衣物等； 分拣出口多，可左右两侧分拣； 分拣能力一般达60007700 件/h。 （3）翻盘式分拣机 (4)翻板分拣机 (5)翼盘式分拣机 (6)三维翻转盘分拣机 7.3.3浮出式分拣机 浮出式分拣机是把货物从主输送机上托起，再将货物引导出输送机。 根据结构，它可以分为滚轮浮出式分拣机和皮带浮出式分拣机两种。 滚轮浮出式分拣机主要由两排旋转的滚轮组成，滚轮设置在传动带下 面，每排由810个滚轮组成。 浮出式分拣机由于分拣滑道多、输送带长，不可能只有一条上料输送 带，一般有5条左右。 7.3.4横向移出式辊道分拣机 横向移出式辊道分拣机以辊道输送机为主，在分拣口处的辊子间

11、隙之 间，安装一系列的由链条拖动的导向块。平时导向块位于辊道侧面排成直 线，不影响分拣物的运行；在分拣时，导向块沿辊道间隙移动，逐步将分 拣物推向侧面，进入分拣岔道，如图7-8所示。横向移出式辊道分拣机呈 直线布置，结构紧凑，可靠、耐用，使用成本低，操作安全，可以单双侧 布置。这种分拣机动作比较柔和，适用于分拣易翻倒或易碎的物品。 图7-8横向移出式辊道分拣机分拣示意图 （a)分拣示意图；(b)分拣机工作情景 7.3.5推块式分拣机 推块式分拣机由滚筒式输送机和具有独立动力滑块推出机构等组成。滑 块推出机构装在输送机一侧，根据货物携带的分拣信息将其推入相应的分拣 岔道而完成分拣工作，如图79所

12、示。推块式分拣系统是由推块式分拣机、供 件机、分流机、信息采集系统、控制系统、网络系统等组成。 可适应不同大小、质量、形状的各种不同商品； 分拣时轻柔、准确； 可向左、右两侧分拣，占地空间小； 分拣时所需商品间隙小，分拣能力高达18000 件/h； 机身长，最长达110m，出口多。 图7-9推块式分拣机 1滚筒输送机 ；2货物 ；3分拣岔道 ；4推出装置 7.3.6摇臂式分拣机 被分拣的物品放置在钢带式或链板式输送机上，当到达分拣口时，摇臂 转动，物品沿摇臂杆斜面滑到指定的目的地，如图7-10所示。 摇臂式分拣机主要有以下特点: （1）能连续、大批量地分拣货物 （2）分拣误差率极低 （3）分拣

13、作业基本实现无人化 拣作业本身并不需要使用人员，人员的使用仅局限于以下工作： 送货车辆抵达摇臂式分拣机的进货端时，由人工接货。 由人工控制摇臂式分拣机的运行。 分拣线末端由人工将分拣出来的货物进行集载、装车。 摇臂式分拣机的经营、管理与维护。 图7-10摇臂式分拣 7.4条码自动识别设备 7.4.1条码识读的基本原理 条码符号是图形化的编码符号，识读必须借助一定的专用设备，从而将 条码符号中所表示的编码信息转换成计算机可识别的数字信息。因而条码识 读系统应该由扫描系统、信号整形、译码三个功能部分组成，如图7-11所示。 图7-11条码识读系统功能组成 扫描系统由光学系统和光电转换器组成，其功能

14、是完成对条码符号的光学扫 描，通过光电转换器，将获得的条码符号的光信号转换成模拟电信号。 信号整形部分由信号放大、滤波和整形三个部分组成，其功能是将扫描系统 获得的模拟电信号处理成为标准电位的矩形波信号，即标准的数字脉冲信号，其 高低电平的宽度与条码符号的条空尺寸相对应。 译码部分一般由嵌入式微处理器组成，它的功能是对获得的条码脉冲数字信 号进行译码，译码的结果通过接口电路输出到条码应用系统中的数据终端。 7.4.2条码识读设备简介 7.4.2.1条码识读设备的分类 按照条码识别设备识别码制的能力和识读原理，可将其分为光笔与卡槽 式、激光式、CCD图像式三类条码扫描器。 7.4.2.2常用识读

15、设备简介 （1）手持激光扫描器 手持激光扫描器又称激光枪，是一种被广泛应用的远距离条码阅读设备。 图7-12所示是一种全向激光扫描器。 （2）CCD扫描器 CCD扫描器是一种图像式扫描器，它采用CCD元件作为光电转换装置，在 扫描条码符号时，其内部结构不需要任何驱动机构，便可实现对条码符号的 自动扫描。如图7-13所示是手持式CCD扫描器，还有固定式CCD扫描器。这是 两种基本结构形式。 图7-12全向激光扫描器图7-13手持式CCD扫描器 （3）光笔和卡槽式扫描器 光笔和大多数卡槽式条码扫描器都采用手动扫描的方式。光笔内部都没有 扫描光束驱动装置，发射的照明光束的位置相对于扫描器是固定的，完

16、成扫描 的过程需要人工手持扫描器扫过条码符号，属于固定光束式扫描器。 7.4.2.3条码扫描设备的主要技术指标 （1）首读率 首读率是指首次读出条码符号的数量与识读条码符号总数量的比值。 （2）误码率 误码率是指不能识别的条码总数量与条码符号总数量的比值。 （3）拒识率 拒识率不能识别的条码符号数量识读条码符号的总数量100% （4）分辨率 扫描器的分辨率是指扫描器在识读条码符号时，能够分辨出的条（或空） 宽度的最小值。 （5）扫描景深 根据扫描器与被扫描的条码符号的相对位置，扫描器可分阶段接触式和非 接触式两种。 （6）扫描频率 扫描频率是指条码扫描器进行多重扫描时每秒的扫描次数。 （7）抗

17、污染和抗皱折能力 7.4.3数据采集器 7.4.3.1数据采集器的概念 数据采集器也称为数据终端，它是手持式扫描器与掌上电脑（手持式终 端）的功能组合为一体的设备单元。数据采集器与扫描器相比多了自动处理、 自动传输功能。 7.4.3.2数据采集器的种类 根据数据传输的方式，数据采集器可分为便携式数据采集器（批处理方 式）和无线数据采集器（实时处理方式）两大类。 （1）便携式数据采集器 （2）无线数据采集器 7.4.3.3数据采集器主要性能指标 在进行数据采集器的选择时，用户要考虑以下基本原则： （1）适用范围 （2）译码范围 （3）接口要求 （4）对首读率的要求 7.4.4条码打印设备 条码的

18、打印设备大致分为两类，即通用打印机和专用条码打印机。通 用打印机有点阵式打印机、喷墨式打印机、激光打印机等。使用通用打印 机打印条码标签一般需专用软件，生成条码的图形再进行打印，其优点是 设备成本低，打印的幅度较大，用户可以利用现有设备。专用条码打印机 是专为打印条码标签而设计的，它具有打印质量好、打印速度快、打印方 式灵活、使用方便、实时性强等特点，是印制条码的重要设备。 用条码打印机主要有热敏式条码打印机和热转印式条码打印机两种类 型。 7.4.5条码检测设备 条码符号本身必须符合质量要求，这就需要条码检测设备对条码质量 进行检测。专用条码检测设备一般分为两类，即便携式条码检测仪和固定 式条码检测仪。 图7-14所示为便携式条码检测仪。图7-15所示为固定式条码检测仪。 图7-14便携式条码检测仪图7-15固定式条码检测仪 7.4.6条码信息采集设备在超市管理中的应用 在超市管理中，应用的条码设备主要有条码印制设备和条码识读设备 两类。 在超市管理中，条码的使用方式主要体现在以下几个方面： 商品流通的管理。 客户的管理