叶彩新
（河源理工学校，广东 河源 517000）
近几年，随着消费不断升级和电商行业的飞速发展，对产品数量和多样化的需求不断提升，物流配送也逐渐的从大批量向着小批、多单的模式发展，因此对物品的分拣效率和精确性提出了更高的要求。受限于传统分拣技术智能化识别能力落后，因此多采用人工进行分拣的模式，不仅劳动强度大、易疲劳，而且效率极低、分拣精确性极差，无法满足现代化物流发展的实际需求[1]。
结合智能化监测和分析技术的发展以及对精确分拣的需求，本文提出了一种新的自动化分拣机，以被分拣物品上的信息条码为分拣依据，通过队列方式和红外监测分选方式，对被分拣物品进行双重信息识别，提高分拣的准确性，同时通过高速数据分析系统，实现了对分拣信息的快速处理，有效提升了对分拣线上物料的分拣效率，实现了物料分拣的自动化和智能化，极大地推动了物料分拣技术的发展。
为了满足自动分拣精确性的需求，本文设计了一种新的分拣机智能分拣系统，该分拣系统由线体端部的扫描系统和后侧的多组分拣机构成，每个分拣机上分布着两个分拣口，最后一个分拣机作为未识别物品的存储区，满足分拣系统的智能化和精确化分拣需求。该系统采用了模块化的设计思路，能够根据物料的分选需求灵活的增加分拣机的数量和布置结构，其系统整体结构如图1 所示[2]。
由图1 可知，该系统在运行过程中，物料沿着传送带首先到达扫码设备的下侧，由扫码设备对物品上的条码进行扫描获取物品信息，然后根据系统自动将物料信息传递给对应的分拣机。分拣机在工作时接收分拣系统信息，对路过该区域的物品进行判断，若属于该分拣机物料，则将其检入，若不属于该分拣机物料，则分拣机执行非动作任务，保证物品的无障碍通过。
图1 自动分选系统结构示意图
为了满足快速分拣的需求，智能分拣机采用了摆轮分拣结构，具有物料位置检测、分拣动作执行等，能够和线体上的扫描设备相互配合，实现对分拣线上物品的二次信息确认，提高物品识别的准确性，提高分拣效率，该智能分拣机结构如图2 所示[3]。
图2 智能分拣机系统结构示意图
由图2 可知，该分拣机主要由控制柜、出入口物料检测装置、传送机构、转向机构等构成。转向机构下侧设置了两组伺服转向电机，能够控制转向机构向不同的方向进行转动，传送机构设置在摆轮上，利用直流电机驱动，能够根据分拣的需求灵活地调整分拣速度，满足不同情况下的分拣效率需求。为了避免出现错误分拣的情况，在物料入口位置还设置有双重红外传感器，用于对物料的条码信息进行进一步判断和信息录入。
当系统运行时，分拣机的摆轮首先转正，然后系统接收到线体扫码设备上传输的物料检测信息，然后处于待机状态，当红外检测装置检测到入口处的货物时，开始进行物料信息的二次确认[4]，确定是否执行分拣动作，若物料的行进轨迹出现异常，则系统发出错误报警，避免出现错误分拣的情况。
物料在分拣机构上运行时，其运动方向主要通过14 个无刷直流电机进行协调，系统为双级转向结构，伺服1 用于对系统的前级转向进行控制，伺服2 用于对系统的前级转向进行控制，解决了传统分拣机构无法灵活适应物料大小而导致的分拣失效的问题。用双级转向分拣结构后，能够根据分拣物料的不同灵活地调整两级转向机构的摆动角度，进而使物料能精确进入到指定的分拣机构中，该双级分拣机构结构如图3所示。
图3 双级分拣机构示意图
物料检测模块是该自动化分拣机的核心，直接关系到物料分拣的精确性。该物料监测模块采用了NPN 型红外对管传感器设备[5]，其具有点对点的光束检测模式，当有物体遮挡时会触发电平信号，具有检测精度高、灵敏度好的优点。系统采用了24 V 稳压电源供电，在电路中加入了光耦芯片，实现了对信号的隔离和对电平的快速、精确转换。系统根据电平信号的变化来确定是否有货物经过，若电平增加，则表明物料已经通过，若电平降低，则说明物料已经在该分拣机处分拣成功。物料检测模块电路结构如图4 所示[6]。
图4 物料检测模块电路结构示意图
由于物料的体积和质量存在着较大的差异性，若小型物料出现弹跳，极易导致越过检测光束，导致漏检的情况，因此在分选系统的出口和入口处均设置了相互垂直的两组结构[7]，第一组贴近轨道平面，第二组则比第一组提高50 mm，物料在运行时不管空间状态如何变化，均能保证触发至少一组传感器，从而消除物料在转运过程中的漏检情况。
在分拣过程中，物料首先在线体端部进行扫码，然后系统会根据物料信息确定分拣口，然后系统主机将物料信息写入到系统任务寄存器中，所有的分拣机，根据寄存器信息进行数据变化，每个分拣机轮流获取自己的分拣任务寄存器，当含有该分拣机分拣物料的寄存器出现时[8]，系统会自动提取分拣信息，判断该分拣机是否进行分拣。若无需在本机进行分拣则其分拣机构不动作，保证物料的直行通过，若需要在本机分拣，则控制分拣机构动作，将物料分拣到该分拣机内。
当物料不在本机分拣时，其数据信息直接进入到下一个分拣机内，由下一个分拣机按相同的判断流程来进行物料分拣判断，物料分拣队列管理流程如图5所示[9]。
图5 物料分拣流程示意图
目前，该自动分拣机已经在多个工厂投入了应用，该新的分拣控制系统能够将物料的分拣效率提升3.1 倍，将分拣准确性提升到99.6%，对提升物料分拣的精度和可靠性具有十分重要的作用。
为了解决传统物料分拣系统自动化程度低下、分拣效率低、精确性差的不足，提出了一种新的基于智能控制的自动分拣机。以被分拣物品上的信息条码为分拣依据，通过队列方式和红外监测分选方式，对被分拣物品进行双重信息识别，提高分拣的准确性，根据实际应用表明：
1）智能分拣系统采用了模块化的设计思路，能够根据物料的分选需求灵活的增加分拣机的数量和布置结构；
2）物料监测模块采用了NPN 型红外对管传感器设备，具有点对点的光束检测模式，能够实现对物料分拣状态的快速判断，提高分拣精度；
3）物料分拣队列管理系统，能够优化分拣流程，提高物料分拣的精确性；
4）新的分拣控制系统能够将物料的分拣效率提升3.1 倍，将分拣准确性提升到99.6%。
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