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1、第六单元 自动分检设备v6.1自动分拣系统的主要组成和分拣原理v6.2常用的自动分拣机v6.3自动分拣设备的选型原则 学习目的与要求v了解自动分检发展概况v掌握自动分检设备主要组成部分和分检原理v熟悉常见的自动分检机v了解自动分拣设备的选型原则。6.1自动分拣系统的主要组成和分拣原理v一、分拣的概念、分类及发展概况一、分拣的概念、分类及发展概况v二、自动分检系统主要组成和分检原理二、自动分检系统主要组成和分检原理一、分拣的概念、分类及发展概况一、分拣的概念、分类及发展概况v1.分拣概念v2.分拣分类v3.分拣发展概况1.分拣概念v分拣是指为进行输送、配送，把很多货物按不同品种、不同的地点和不同
2、的单位分配到所设置的不同的场地的一种物料搬运活动，也是将物品从集中到分散的处理过程。因此，物品分拣的关键是对物品去向的识别、识别信息的处理和对物品的分流处理。2.分拣分类v按分拣的手段的不同，可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣三大类。v人工分拣的主要缺点是劳动量大，效率低，差错率高。机械分拣是以机械为主要输送工具，在各分拣位置配备的作业人员看到标签、色标、编号等分拣的标志后，便把货物取出。也有在箱式托盘装入分拣的货物，用叉车等机械移动箱式托盘，用人力把货物放到分拣的位置，或再利用箱式托盘进行分配。3.分拣发展概况v近二十年来，随着经济和生产的发展，商品趋于“短小轻薄”，流通趋于小批量、多品种和
3、及时制（JUST-IN-TIME，简称JIT，原用于生产物流，后推及销售物流），各类配送和货运中心货物的分拣任务十分艰巨，分拣系统成为一项重要的物流设施，分拣技术也成为物流技术中的一个重要分支。v自动分拣机首先在邮政部门开始应用，大量的信件和邮包要在极短的时间内正确分拣处理，非凭借高度自动化的分拣设施不可。此后，运输企业、配送中心、通讯、出版部门以及各类工业生产企业亦相继应用。美国和欧洲在上世纪六十年代开始使用，而日本则在上世纪七十年代初才引进自动分拣机，但近20多年来由于其本国经济的特殊需要，发展迅速，后来居上，1987年拥有自动分拣机1000台，号称世界第一。v国外自动分拣技术发展的特点是
4、：应用部门不断扩大，分拣技术不断改进提高，分拣规模和分拣能力不断发展。例如瑞典某通讯中心的自动分拣机有520个分拣道口；日本佐川宅急便某流通中心分拣机的分拣能力达3万件/h；单机的最大分拣能力也达1.6万件/h。v自动分拣系统之所以能在工业发达国家迅速发展，有其特殊的经济背景和外界条件。首先，在国外随着商品经济高度发达、人们消费水平的提高，商品种类繁多、流通数量庞大。企业为应付激烈的竞争，提高服务质量，均积极开展门对门小件运输业务，各类流通中心、配送中心和运输集散中心的货物分拣量急剧增加。要迅速及时地送货上门，在客观上需要高效率的分拣系统。其次，国外劳动力工资相对较高，分拣工作要花费大量的劳务
5、费用，为追求更大的经济效益，有必要寻求节省人力的自动化设施。再次，计算机信息系统在物流企业普遍应用，各类装卸、搬运、储存等配套设施的齐备以及作业环境的完善，使自动分拣系统具备正常运行的条件。v我国邮政部门早在上世纪七十年代已在上海等大城市采用较简单的翻盘分拣机来处理邮包的分拣；上个世纪八十年代开始使用条码和邮政编码来分拣邮件；1990年邮政部门已研制生产多席位、自动进包、自动识别的托盘式包裹分拣机，具有一定的技术水平。二、 自动分检系统主要组成和分检原理v自动分拣系统类型很多，但其主要组成部分基本相仿，大体上由进货输入输送机、喂料输送机、分拣指令设定装置、合流装置、分拣输送机、分拣卸货道口、计
6、算机控制器等七部分组成。 自动分检系统主要组成v 进货输入输送机v分拣指令设定装置v合流输送机v送喂料输送机v分拣传送装置及分拣机构v分拣卸货道口v计算机控制系统进货输入输送机v卡车送来的货物放在收货输送机上，经检查验货后，送入分拣系统。v为了满足物流中心吞吐量大的要求，提高自动分拣机的分拣量，往往采用多条输送带组成的收货输送机系统，以供几辆、几十辆乃至百余辆卡车同时卸货。这些输送机多是辊柱式和胶带式输送机。例如，连锁零售业的配送中心以分配商品为主，大多由几条辊柱式输送机组成的收货系统。而在货物集散中心，往往沿卸货站台设置胶带输送机，待验货后，放在输送机上进入分拣系统。v值得一提的是，有些配送
7、中心使用了伸缩式输送机，该输送机能伸入卡车车厢内，从而大大减轻了工人搬运作业的劳动强度。 分拣指令设定装置v设定装置通常是在待分拣货物的外包装上贴上或打印上表明货物品种、规格、数量、货位、货主、到达目的地等内容的标签。货物在进入分拣机前，先由信号设定装置把分拣信息（如配送目的地、客户户名等）输入计算机中央控制器，再由控制装置根据标签上的代码，使货物到达分叉处时，正确引导货物流向；堆垛机则按照代码把把货物送到指定位置。在自动分拣系统中，分拣信息转变为分拣指令的方式有以下几种： v（一）人工键盘输入 v（二）声控方式输入 v (三) 利用激光自动阅读物流条码 v（四）计算机程序控制1.人工键盘输入
8、v由操作者一边看着货物包装上粘贴的标签或书写的号码，一边在键盘上输入信息。一般键盘为十码键，键盘上有0到9数字键和重复、修正等键。键盘输入方式操作简便，费用低，限制条件少，但操作员必须注意力集中，劳动强度大，易出差错（看错、键错，据国外研究资料，差错率为1/300），而且键入的速度一般只能达到10001500件/h。 键盘 A A 计算机 A 2.声控方式输入v首先需将操作者的声音预先输入到控制器电脑中去，当货物经过设定装置时，操作员将包装上的标签代码依次读出，计算机将声音接收并转为分拣信息，发出指令，传送到分拣系统的各执行机构。v声音输入法与键盘输入法相比速度要快些，可达30004000件/
9、h,操作人员较省力,双手空出来可手口并用。但声控输入方式事先需要储存操作人员的声音,当操作人员偶尔因咳嗽声哑时,就会发生差错。据国外物流企业实际使用情况来看,声音输入方式并不十分理想。 北京 北京 话筒 计算机 北京 3. 利用激光自动阅读物流条码v被拣商品包装上贴(或印)上代表物流信息的条码,在输送带上通过激光扫描器自动识别条码上的分拣信息,输送给控制器。由于激光扫描器的扫描速度极快，达100120次/s，来回对条形码扫描，故能将输送机上高速移动货物上的条形码正确读出。v激光扫描条形码方式费用较高，商品需要物流条码配合，但输入速度快，可与输送带同步，达5000件/h以上，差错率极小，规模较大
10、的物流中心都采用这种方式。 计算机 条形码 激光扫描阅读器 激光扫描阅读器 4.计算机程序控制v根据客户需要商品的品种和数量，预先编好程序，把全部分拣信息一次性输入计算机。控制器即按程序执行。计算机程序控制方式是最先进的方式，它需要与条形码技术结合使用，而且还须置于整个企业计算机经营管理之中。一些大型的现代化配送中心把各个客户的订货单一次输入计算机，在计算机的集中控制下，商品货箱从货架被拣选取下，在输送带上由条码喷印机喷印条码，然后进入分拣系统，全部过程实现自动化。合流输送机v大规模的分拣系统因分拣数量较大，往往由23条传送带输入被拣商品，它们在分别经过各自的分拣信号设定装置后，必须经过辊柱式
11、输送机组成的合流装置，它能让到达汇合处的货物依次通过。通常A、B、C三条输送机上的商品，经过合流交汇处由计算机“合流程序控制器”按照谁先到达谁先走的原则控制，若同时到达，按ABC的程序原则控制。 送喂料输送机v货物在进入分拣机之前，先经过送喂料机构。它的作用有两个方面：一是依靠光电管的作用，使前后两货物之间保持一定的间距（最小为250mm），均衡地进入分拣传送带；二是使货物逐渐加速到分拣机主输送机的速度。v第一阶段输送机是间歇运转的，它的作用是保证货物上分拣机时，保持货物间的最小间距。由于该段输送机的传送速度一般为35m/min左右，而分拣机传送速度的驱动均采用直流电动机无级调速。为保证货物在
12、第三阶段输送机上的速度与分拣机上输送输送机完全一致，由速度传感器将输送机的实际带速反馈到控制器，进行随机调整，这是自动分拣机成败的关键。分拣传送装置及分拣机构v它是自动分拣机的主体，包括两个部分：货物传送装置和分拣机构。前者的作用是把被分拣的货物送到设定的分拣道口位置；后者的作用是把被分拣的货物推入分拣道口。各种类型的分拣机，其主要区别就在于采用不同的传送工具（例如钢带输送机、胶带输送机、托盘输送机、辊柱输送机等）和不同的分拣机构（例如推出器、浮出式导轮转向器、倾盘机构等）。 分拣卸货道口v它是用来接纳由分拣机构送来的被分拣货物的装置，它的形式有各种各样，主要取决于分拣方式和场地空间。一般采用
13、斜滑道，其上部接口设置动力辊道，把分拣商品“拉”入斜滑道。v斜滑道可看作是暂存未被取走货物的场所。当滑道满载时，由光电管控制，阻止分拣物再进入分拣道口。此时，该分拣道口上的“满载指示灯”会闪烁发光，通知操作人员赶快取走滑道上的货物，消除积压现象。一般分拣系统还设有专用道口，以汇集“无法分拣”和因“满载”无法进入设定分拣道口的货物，以作另行处理。有些自动分拣系统使用的分拣斜滑道在不使用时可以向上吊起，以便充分利用分拣场地。计算机控制系统v它是向分拣机的各个执行机构传递分拣信息，并控制整个分拣系统的指挥中心。自动分拣的实施主要靠它把相应的分拣信号传送到相应的分拣道口，并指示启动分拣装置，把被分拣商
14、品推入道口。v分拣机控制方式通常采用脉冲信号跟踪法。送入分拣机的货物，经过跟踪定时检测器，并根据控制箱存储器的记忆，计算出到达分拣道口的距离及相应的脉冲数。当被分拣物在输送带上移动时，安装在该输送机轴上的脉冲信号发生器产生脉冲信号并计数，当数到与控制箱算出的脉冲数相同时，立即输出启动信号。使分拣机动作，货物被迫改变移动方向，滑入相应的分拣道口。v利用自动分拣机使分拣处理能力大大提高，分类数量大，准确率高。6.2 常见的自动分拣机v一、钢带推出式分拣机v二、胶带浮出式分检机v三、翻盘式和翻板式分检机v四、滑块式分拣机v五、托盘式分拣机v六、悬挂式分拣机v七、滚柱式分拣机一、钢带推出式分拣机v主体
15、是整条的钢带输送机。按钢带的设置形式，可分为平钢带式和斜钢带式两种。我们以平钢带式为例说明钢带推出式分拣机的工作过程。v分拣人员阅读编码带上的货物地址，在编码键盘上按相应的地址键，携带有地址代码信息的货物即被输送至缓冲储存带上排队等待。v当控制柜中的计算机发出上货信号时，货物即进入平钢带分拣机。其前沿挡住货物探测器时，探测器发出货到信号。计算机控制紧靠探测器的消磁、充磁装置，首先对钢带上的遗留信息进行消磁，再将该货物的地址代码信息以磁编码的形式记录在紧挨货物前沿的钢带上，成为自携带地址信息，从而保持和货物同步运动的关系。v在分拣机每一小格滑槽的前面都设置了一个磁编码信息读出装置，用来阅读和货物
16、同步运行的磁编码信息。当所读信息就是该格口代码时，计算机就控制推出机构，快速地将货物推出钢带，进入分拣道口，完成分拣任务。 v推出机构最常用的是括板式推出机构，如图所示，括板在推出货物时作曲线运动，推出货物时括板边平行于货箱，平稳地将货箱推出，避免损伤。并快速退回，让后继货物通过。括板设在钢带一侧，分拣道口设在另一侧。括板的间距即分拣道口的间距，通常根据被分拣货物的长度而定，一般为34m。v钢带行走速度为60120m/min,分拣能力视带速及被拣货物的长度，一般为20004000件/h,最大可达6000件/h。实际分拣能力还取决于分拣信号设定的速度。平钢带分拣机的优点是：适用范围广，除了易碎、
17、超薄及易磨损钢带的包装（如带钉和打包铁皮木箱）外，其余货物都能分拣，最大分拣重量可达70kg，最小分拣重量为1kg，分拣能力强，故在运输业的货物集散中心大多都采用这种类型的分拣机；这种类型的分拣机强度高、耐用性好，可靠性程度高，维修费用低。缺点是：设置较多的分拣滑道较困难，系统平面布局比较困难；对货物冲击大；在同一位置只能在一侧设置分拣道口；价格较高，运营费用较高。v斜带分拣机最大的优点是利用重力卸载，因而卸载机构比较简单，同时可设置较多的分拣滑道。二 、胶带浮出式分检机v这种分拣机的主体是分段的胶带输送机。在传送胶带的下面，设置有两排旋转的滚轮，每排由810个滚轮组成，滚轮的排数也可设计为单
18、排，主要是根据被分拣货物的重量来决定单排还是双排。滚轮接收到分拣信号后立即跳起，使两排滚轮的表面高出主传送带10mm，并根据信号要求向某侧倾斜，使原来保持直线运动的货物在一瞬间转向，实现分拣。v胶带宽度为600 750mm，每一分拣道口都有滚轮，间距为3m左右；两侧各设分拣道口（通常与主传送带成60或90角）。这种类型的分拣机由于分拣滑道多，输送带长，一般有五条上料输送带同时上料。主传送带的速度为100 120m/min,比输送带的速度快的多。该类型分拣机对货物的冲击小，适合分拣底部平坦的指箱、用托盘装的货物，不能分拣很长的货物或底部不平的货物。v该类型的分拣机适用于包装质量较高的纸制货箱，一
19、般不允许在纸箱上使用包装带，分拣能力达7500箱/h。该类分拣机的优点是：可以在两侧分拣；冲击小，噪声低；运行费用低，耗电少；可设置较多的分拣道口。缺点是：对被分拣货物的包装质量和包装形状要求较高，对重物或轻薄货物不能分拣，同时也不适宜木箱、软性包装货物的分拣。三、 翻盘式和翻板式分检机（一） 翻盘式分检机v翻盘式分拣机的传送装置是一排由链条拖行的翻盘，翻盘到设定的分拣道口时，向左侧倾斜，被分拣货物依靠重力滑入分拣道口。翻盘式分拣机具有以下两大特点：v1.传送翻盘的链条能在水平和垂直两平面内转向，因此翻盘传送带可在空间内任意布置。v2.被分拣货物是通过喂料输送机进入翻盘的，喂料输送机是一段分级
20、加速的高速输送机，最后以180 m/min的高速度在及短的时间内，把被分拣的货物送入空翻盘。喂料输送机可设在翻盘输送带的任何一点或几点。送入角度可以是直角也可以是斜角。v由于以上两个特点，翻盘式分拣机的输送线路的布置十分灵活，既能水平，也能倾斜；平面上可呈直线形，环行或不规则形；还可以架空链挂翻盘。用翻盘式分拣机能组成一个变化多样的空间分拣系统，这是其他几类分拣机难以办到的。 三 、 翻盘式和翻板式分检机（二）翻板式分检机v翻板式分拣机与翻盘式分拣机类似，均属“倾翻型”。它的传送部分是由并列的窄状翻板所组成，翻板宽200mm，长度600900 mm，由36块翻板组成一组“承载单元”，翻板的块数
21、取决于被分拣货物的长度，自6002000mm，翻板可向两侧倾翻30，如图7-11所示。v在分拣货物时，每一承载单元前后的翻板陆续倾翻，使长件货物能平稳地转向翻入分拣道口。这类分拣机的特点是能分拣长件货物，分拣传送线也能转弯和倾斜允许。传送线速度最大达150m/min，最大分拣能力达12000件/h，分拣货物重量最大75kg，最小0.2kg；包装尺寸最大750mm650mm500mm，最小100mm50mm10mm。v翻盘式和翻板式分拣机的优点是：布置灵活；能从多处送入货物；分拣道口可两侧布置；道口间距极小，故可布置较多的道口，位置灵活，经济性好；能分拣极小的货物。缺点是：对货物有撞击、噪声大；
22、营运费用高。不适宜较大、较重、较高的货物。 四、 滑块式分拣机v滑块式分拣机的传动装置是一条板式输送机，其板面由金属板条或管子组成，每块板条或管子上各有一枚导向块，能作横向滑动。导向块靠在输送机的一侧边上，当被分拣的货物到达指定道口时，控制器使导向块顺序地向道口方向移动，把货物推入分拣道口。由于导向块可向两侧滑动，故可在分拣机两侧设置分拣道口，以节约场地空间，这类分拣机系统在计算机控制下，自动识别、自动采集数据、操纵导向滑块，故被称为“智能型输送机”。这类分拣机振动小，不损货物，适宜于各种形状、体积和重量在190kg的货物。分拣能力最高达12000件/h，准确率99.9%，是当代最新型的高速分
23、拣机。 五、 托盘式分拣机v托盘式分拣机是一种应用十分广泛的机型，它主要由托盘小车、驱动装置、牵引装置等组成。其中托盘小车型式多种多样，有平托盘小车、U型托盘小车、交叉带式托盘小车等。v传统的平托盘小车利用盘面倾翻、重力卸载货物，结构简单，但存在着上货位置不稳、卸货时间过长的缺点，结果造成高速分拣时不稳定以及格口宽度尺寸过大。v交叉带式托盘小车的特点是取消了传统的盘面倾翻、利用重力卸落货物的结构，而在车体上设置了一条可以双向运转的短传送带（又称交叉带），用它来承接上货机来的货物，由牵引链牵引运行到格口，再由交叉带运转，将货物强制卸落到左侧或右侧的格口中。交叉带式托盘分拣机如图所示。 交叉带式托
24、盘小车有两个显著的优点：v1.能够按照货物的质量、尺寸、位置等参数来确定托盘承接货物的起动时间、运转速度的大小和变化规律，从而摆脱了货物质量、尺寸、摩擦系数的影响，能准确地将各种规格的货物承接到托盘的中部位置。于是，就扩大了上机货物的规格范围，在业务量不大的中小型配送中心，可按不同的时间段落，处理多种货物，从而节省了设备的数量和场地。v2.货物卸落时，同样可以根据货物质量、尺寸及在托盘带上的位置来确定托盘的起动时间、运转速度，可以快速、准确、可靠地卸落货物，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。 托盘分拣机的适用范围比较广泛，它对货物形状没有严格限制，箱类
25、、袋类、甚至超薄形的货物都能分拣，分拣能力达10000件/h。 六、 悬挂式分拣机v悬挂式分拣机是用牵引链（或钢丝绳）作牵引件的分拣设备。按照有无支线，它可分为固定悬挂和推式悬挂两种机型。前者用于分拣、输送货物，它只有主输送路线，吊具和牵引链是连接在一起的，后者除主输送线路外还具备储存支线，并有分拣、储存、输送货物等多种功能，如图所示。v滚柱式分拣机是用于对货物输送、存储与分路的分拣设备，按处理货物流程需要，可以布置成水平形式，也可以和提升机联合使用构成立体仓库，如图7-15所示。v滚柱式分拣机的滚柱机的每组滚柱（一般由34个滚柱组成，与货物宽度或长度相当）均各自具有独立的动力，可以根据货物的
26、存放和分路要求，由计算机控制各组滚柱的转动或停止。货物输送过程中在需要积放、分路的位置均设置可光电传感器进行检测。如图7-14所示，当货物输送到需分路的位置时，光电传感器给出检测信号，由计算机控制货物下面的那组滚柱停止转动，并控制推进器动作，将货物推入相应支路，实现货的分拣工作。v滚柱式分拣机一般适用于包装良好、底面平整的箱装货物，其分拣能力高但结构较复杂，价格较高。七、 滚柱式分拣机6.3 自动分拣设备的选型原则v现代化分拣设备是配送中心的重要生产工具，它的正确选用和合理使用，不仅能提高货物分拣和整个配送系统自动化程度，而且也是实现物流现代化和社会化的重要标志之一。因此，要根据配送中心的分拣
27、方式、使用目的、作业条件、货物类别、周围环境等条件慎重认真地选用，一般来讲，应考虑以下几个原则： v一设备的先进性v二经济适用性v三兼顾上机率和设备技术经济性v四相容性和匹配性v五符合所分拣货物的基本特性v六适应分拣方式和分拣量的需求一、 设备的先进性v在当前高新技术不断发展的条件下，设备先进性是选用时必须考虑的因素之一，只有先进的分拣设备，才能很好地完成现代配送任务。否则，使用不久就要更新换代，就很难建立起行之有效的配送作业体系。例如，英国于上世纪60年代末期确定以斜带式分拣机作为全国标准设备，到了80年代，由于分拣货物重量、数量增加，这类设备的处理能力低而被迫改为翻板式和翻盘式分拣机，造成
28、了很大的损失。因此，在选用分拣设备时，要尽尽量选用能代表该类设备发展方向的机型。同时，设备的先进性是相对的，选用先进设备不能脱离国内外实际水平和自身的现实条件，应根据实际条件，具体问题具体分析，选用有效、能满足用户要求的设备。实际上，选用分拣设备就是选用那些已被实践证明技术成熟、技术规格和指标明确，并能在性能上满足要求的分拣设备。二、 经济实用性v选用的分拣设备应具有操作和维修方便、安全可靠、能耗小、噪音低、成本低、能保证人身健康及货物安全，并具有投资少、运转费用低等优点。只有这样，才能节省各种费用，做到少花钱、多办事，提高经济效益。三、 兼顾上机率和设备技术经济性v上机率是上机分拣的货物数量
29、与该种货物总量之比。追求高的上机率，必将要求上机分拣的货物的尺寸、质量、形体等参数尽量放宽，这将导致设备的复杂化、技术难度及制造成本增加、可靠性降低。反之，上机率过低，必将影响设备的使用效果，增加手工操作的工作量，既降低了设备的性能价格比，也使分拣作业的效益降低。因此，必须根据实际情况，兼顾上机率和设备技术经济性两方面因素，确定较为合理的上机率和允许上机货物参数。四、 相容性和匹配性v选用的分拣设备应与系统其他设备相匹配，并构成一个合理的物流程序，使系统获得最佳经济效果。我国有个别配送中心购置了非常先进的自动分拣设备，但自动分拣货物与大量的人工装卸搬运货物极不相称，因而，不可能提高分拣设备利用
30、率，整体综合效益也不高。因此，在选用时，必须考虑相容性和协调性，使分拣和其他物流环节作到均衡作业，这是提高整个系统和保持货物配送作业畅通的重要条件。五、 符合所分拣货物的基本特性v分拣货物的物理、化学性质及其外部形状、质量、包装等特性千差万别，必须根据这些基本特性来选用分拣设备，如浮出式分拣机只能分拣包装质量较高的纸箱等。这样，才能保证货物在分拣过程中不受损失，保证配送作业的安全。六、 适应分拣方式和分拣量的需要v分拣作业的生产效率取决于分拣量大小及设备自身的分拣能力，也与分拣方式密切相关。因此，在选择分拣设备时，首先要根据分拣方式选用不同类型的分拣设备。其次，要考虑分拣货物批量大小，若批量较大，应配备分拣能力高的大型分拣设备，并可选用多台设备；而对于批量较小，宜采用分拣能力较低的中小型分拣设备。另外，还应考虑对自动化程度的要求，可选用机械化、半自动化、自动化分拣设备，这样，既能满足要求，又能发挥设备的效率。在此值得注意的是不可一味地强调高技术和自动化，不结合当地的实际条件，不从实际出发，不仅不能提高效益，还可能导致重大的损失和惊人的浪费，这种事例在我国也曾出现过。在选用中应尽量避免此类现象的发生。 总之，选用分拣设备时，要做好技术经济分析，尽量达到经济合理的要求，同时，还要考虑分拣作业方式、作业场地以及与系统匹配等综合因素，以保证分拣工作正常、安全运行、提高经济效益。