德马科技丨智能摆轮分拣机如何高效柔性分拣？技术专家有话说

德马科技 2022-02-21

德马科技研发了全新的摆轮分拣产品，分别为电辊筒式、大转盘式、皮带式三种机型，并已成功应用于快递、电商、新零售等行业。

近年来，随着电商、快递行业的迅猛发展，各大电商、快递企业的物流仓配中心对智能输送分拣装备的性能要求也越来越高。为解决小件软包分拣，大件重载分拣等不同场景的应用难题，摆轮分拣机作为物流仓储配送中心常用的分拣设备，其技术不断迭代发展，相继出现了不同结构的摆轮分拣机，其性能不断提升，以满足快速变化的市场需求，提高物流配送的时效性。

根据分拣效率的不同，可将摆轮分拣机的发展分成低速、中速和高速三个阶段。低速阶段的顶升式和气动式摆轮分拣机，分拣效率≤2000pcs/h；中速阶段的电动式和动力球式摆轮分拣机，分拣效率≤4000pcs/h。随着市场需求的不断提升，对物流装备的性能也日益提高，加速推进摆轮分拣机进入高速阶段。

新型摆轮分拣机结构主要由三大部分组成：输送单元、传动单元和转向单元，其采用标准模块化设计，可自上而下轻松快捷地完成拆装，便于现场维护；独立模组化单元，结构简单，易于根据应用场景进行拓展布局，给系统部署带来更多可能。该产品由伺服电机驱动其柔和转向，快速响应，可重载稳定运行；通过伺服转向过程控制和转向角度控制，有效减少分拣转向冲击的同时，实现多角度、双向分拣，使物品分拣轨迹更顺畅，确保其分拣的平稳性；同时，采用双速度模式控制与小间距精准控制，确保高速分拣时物品间距不会发生变化，提升分拣效率。

高效的背后：分拣控制技术

提高摆轮分拣机的分拣效率，可通过提高运行速度、缩小物品间隙、提高转向动作响应速度来实现。在高速高效的前提下，如何保证伺服驱动对设备转向结构冲击小，运行平稳？如何保证物品柔性分拣，减少冲击？分拣控制技术显得尤为重要。

电气控制过程概述

摆轮分拣机的电气控制可作为独立的控制单元，单独控制其输送分拣。经过前端的合流、拉距，物品按照一定间距排列进入分拣机前端输送线。读码器读取物品条码信息，与WCS/WMS系统进行信息交互，获取物品分拣目的地。输送物品触发光电，主控PLC给出分拣动作信号和目的地方向信号，第一模组摆轮转到指定角度，伺服电机停止转向动作，摆轮会保持在此位置。间隔一定时间，其他模组摆轮也先后转向到位，实现物品分拣。

众所周知，摆轮分拣机的分拣效率与其运行速度成正比，与物品节距（物品长度与物品间隙之和）成反比。显而易见，物品长度确定，欲提高分拣效率，可提高设备运行速度和减小物品间隙。

速度控制

物品直行输送时，摆轮运行速度与前后端输送机运行速度相同，但物品分拣时，摆轮的直行分速度会小于直行输送速度，分拣物品与后面的直行物品的间隙会逐渐变小，会影响后续物品的输送分拣。因此，需要提高摆轮分拣时的运行速度，保证物品分拣时的直行分速度与输送机速度相同。这就要求摆轮分拣机拥有双速度——常规状态下的直行速度和分拣速度，且两种速度模式可快速切换，保证物品间隙不会发生变化。

物品间距控制

提高分拣效率的另一个办法就是减少物品间隙，摆轮采用模组化设计，多组转向驱动模组，为了保证高速高效分拣，摆轮模组的长度一般＜250mm。每个摆轮模组的长度应小于物品间隙，保证摆轮模组的转向不会影响相邻物品的输送分拣。这就要求在相邻物品间隙空间内，摆轮能够完成左右45°极限位置的快速转向，极限位置的转向空间250-300mm。考虑物品经过不同输送分拣设备，其位置会发生偏移，造成相邻物品的间隙变小，常规设定相邻物品最小间隙为350mm，可保证正常的分拣效率，减少因物品间隙过小而造成的分拣回流。

伺服转向动作控制

当前摆轮分拣机多采用400W的伺服电机，配有一定速比的减速机，作为转向单元的驱动。在150ms内完成极限位置的切换，对伺服转向的要求非常高。要先加速至伺服电机的额定转速3000rpm，均匀转向后减速，加速和减速的时间相同，并通过减少伺服电机的刚性，确保转向动作平稳。此外，伺服电机的转向加速度很大，其冲击力也很大，需要在伺服电机启动/停止阶段，逐渐增大/减小伺服电机的转向加速度值，使电机的转速曲线变得更顺畅，可以通过调整伺服驱动器的增益参数，减少伺服电机刚性，减少分拣转向冲击，保证转向动作平稳。

多角度转向控制

为保证物品完全分拣，可设置大角度转向分拣，但可能会造成物品分拣时突然变向和翻滚损坏，可通过转向角度控制，每个摆轮模组设置不同的分拣角度，且角度逐渐递增，如30°、35°、45°、50°、60，使物品平稳转向，实现物品的柔性分拣。

先进技术赋能智能产品

德马科技总结了各种摆轮分拣机不同的结构特点和应用场景，对其分拣动作过程和分拣控制技术进行了较充分的分析、研究和实践，以此为基础，从结构简化、单元模组、易拆装维护、易拓展等方面考虑，德马研发了全新的摆轮分拣产品，分别为电辊筒式、大转盘式、皮带式三种机型，并已成功应用于快递、电商、新零售等行业。