钢板自动分拣（共7篇）
钢板自动分拣 篇1
0 引言
随着国内制造企业用人成本的不断增加,企业转型升级的期望也越来越迫切。工业机器人的应用使工人在规模化生产过程中摆脱了单调重复的体力劳动,改善了工作环境,同时提高了产品质量,因此成为了企业自动化改造的必然选择[1,2,3]。桁架式工业机器人以其高可靠性、高速度、大负载、大行程、低成本等特点,在物料搬运传输领域有着独特的优势,应用前景十分广阔[4]。
传统钢结构车间采用等离子切割机切割钢板,钢板以人工分拣为主,工人劳动强度大,生产效率低,工作环境恶劣。因此设计了一款大型桁架式钢板自动分拣机器人,用于代替人工实现钢板的自动分拣。
1 结构方案
为满足自动化生产需求,机器人需实现单块重量500kg以内不同规格、任意排布角度的钢板自动分拣、码放,且综合定位精度不大于±2mm。
1.1 总体设计方案
钢板分拣过程中机器人移动的行程大,生产节拍快,因此采用适用于大行程、高速度、高精度、控制简单的桁架式结构分拣机器人主体结构。整体初步设计如图1所示。
1.2 传动系统设计
机器人的Y轴、Z轴均采用齿轮齿条驱动、直线导轨导向的传动方式,齿轮由伺服电机驱动,形成了精度较高的闭环控制[5,6]。
由于机器人Y轴方向跨距达10米,受加工装配精度及热胀冷缩的影响,架体上的X轴轨道难以保证很高的平行度,无法采用与Y轴、Z轴相同的传动方式,因而此处采用滚轮与轻轨组合的传动方式。伺服电机驱动滚轮在轨道上运动,电机的转动参数反馈给自身编码器,形成了半闭环控制。由于机器人运行过程中滚轮与轨道不可避免的发生相对滑动,且长时间运行会造成滚轮磨损,进而在X轴方向形成累计误差,而半闭环控制方式无法对以上误差进行补偿。因此需在X轴方向增加外部反馈,从而使X轴传动系统形成全闭环控制,对误差进行修正[7],其机械方案如图2所示。
1.伺服电机;2.传动齿轮;3.滚轮;4.编码器;5.压紧弹簧;6.检测齿轮;7.检测齿条;8.轨道
在X轴轨道两侧装有齿轮齿条检测机构,弹簧压紧齿轮使之与齿条保持啮合,机器人在X轴方向运动的同时带动检测齿轮在齿条上运动,齿轮末端连接编码器,代替伺服电机自身的编码器检测机器人X轴方向的速度、位置信息,并与给定值相比较,形成全闭环控制,消除了因滚轮与轨道间相对滑动、滚轮磨损造成的误差,大大提高了X轴的运动精度,齿轮齿条闭环控制原理如图3所示。
采用此种方式进行机械传动,在保证机器人运行精度的同时,降低了两侧轨道的平行度要求,便于加工制造及安装,有效节约了机器人的成本。
1.3 执行机构设计
采用电永磁吸盘作为机器人的末端执行机构,避免使用过程中因突然断电导致钢板掉落[8]。由于钢板为任意角度排布,为满足钢板自动分拣、码放,末端执行机构需实现0~360°整周连续回转。此外,钢板重量、几何尺寸、排布密度差距大,单一电磁吸盘无法适用于全部规格的钢板,因此设计了主、副两个电磁吸盘,气缸通过收回、顶出副吸头完成主、副吸盘之间的切换,且两个吸盘的吸引力大小可分别分级调节,以适应不同规格钢板自动化分拣的生产需求。执行机构设计方案如图4所示。
机器人Z轴分为上下两段,中间由回转支撑连接,伺服电机驱动回转支撑即可带动Z轴底部的执行机构完成高精度的整周回转。
2 机械结构静力学分析
机器人Y轴、Z轴均采用齿轮齿条驱动、直线导轨导向的方式,由于Z轴在Y轴上移动,故Y轴横梁的变形和振动直接影响末端执行机构的定位精度[9]。本文对机器人整机进行有限元分析[10,11],由于机器人整机结构较复杂,有限元建模过程中需按以下原则进行适当的简化:
1.Z轴上段;2.回转支撑;3.Z轴下段;4.主吸盘缓冲;5.主吸盘;6.伺服电机;7.顶出气缸;8.副吸盘缓冲;9.副吸盘
1)去除结构中的圆角、倒角以及不影响强度的小孔;
2)结构中的传动机构不影响整机的强度,建模时可适当省略或简化为质量单元;
3)滑块与导轨、车轮与轻轨间的接触难以进行建模,在静力分析时,可采用刚性单元连接周围节点的方式简化以上模型。
按照以上原则进行模型简化,并划分有限元网格。在末端执行机构上施加500kg的载荷,对整体模型施加重力载荷,约束架体底面所有自由度,进行有限元求解,得出机器人的应力及位移云图。
由有限元云图可知,机器人最大受力为25.7MPa,远远小于材料的许用应力,因而机械结构强度满足使用要求。机器人最大变形量为3.37mm,方向沿Z轴方向,其中由Y梁、Z梁自重引起的变形为2.73mm,由载荷引起的变形为0.64mm。
机器人变形主要由Y梁的变形引起,而Y梁的变形直接影响了机器人末端执行机构的定位精度。由于Y梁变形较大,无法满足机器人的精度要求,因此在加工过程中施加适当的预变性,对Y梁的变形进行修正。
3 基于静力学分析的改进措施
机器人Y梁的变形主要由Y轴、Z轴的重力引起,为克服自重引起的变形影响,需对Y梁进行适当的反向预变性处理,本文采用Y轴横梁负重加工的方式实现。横梁加工过程中,在中间位置施加一定的载荷,加工完成后卸去载荷,Y梁回弹产生一定的反向变形,其效果等效于在未变形的Y梁中间位置施加一个假象的集中力。
机器人在运行过程中,Z梁自重及载重作用于Y梁,其作用位置随Z梁移动而变化。此外,Y梁还受自身重力及假象集中力作用,受力简图如图7所示。
其中,Y轴自重产生的均布力q=GY/L,Z轴及载重产生的集中力F=GZ+G载重,N为假象集中力,L为Y梁长度,截面的弯曲刚度系数为EI。由于加工、运行过程中Y梁均受自重影响,因此负重加工时不考虑图中均布力的影响。Z轴位置距Y轴端部距离为x,梁该处的变形大小为:
而当Z梁运行至Y梁中心位置,即x=L/2时,集中力F在Y梁中间位置处的变形最大。施加适当的假象集中力N,使得该处的变形为零,即:
求解得N=F,而F=GZ+G载重,GZ=1 0 k N,此处G载重取钢板最大重量的一半,即G载重=2.5 k N,故N=12.5k N。
Y梁的变形随着载重大小及Z梁的移动而变化,由式(1)得,在运行过程中Y梁的变形为:
式中,0≤x≤10m,10KN≤F≤15k N。
利用MATLAB求解式(3)的最大值,得出x=2.12m,F=10k N时,w(x)取最大值0.4mm,即Y梁的最大变形的理论值为0.4mm。
4 安装调试
在以上计算分析的基础上对机器人进行加工制造,并开发了基于欧姆龙NJ控制器的机器人控制系统,完成了现场的安装调试。
通过现场调试,测得门架机器人综合定位精度达±2mm,满足了钢板自动分拣的精度要求。
5 结论
本文设计了一款大型桁架式四坐标机器人,代替人工完成钢板自动化分拣。文章详细阐述了机器人传动系统、执行机构的机械设计方案,并对机器人整机进行有限元分析。由有限元分析结果可知,机器人Y梁变形过大,无法满足精度要求,因此Y梁采用负重加工的方式对变形进行补偿,补偿后Y梁的最大变形量理论值减小为0.4mm。通过现场安装调试,测得机器人综合定位精度达±2mm,满足了钢板自动分拣的精度要求。
摘要：针对钢板不同规格、任意排布角度的自动分拣、码放的需求,阐述了一款大型桁架式钢板自动分拣机器人的机械设计方案,并对机器人整机进行了有限元分析。分析结果表明,机器人Y梁变形过大,需进行修正。采用负重加工的方式对变形进行预补偿,使Y梁的最大变形理论值减小为0.4mm。通过现场调试,测得机器人综合定位精度达±2mm,满足了钢板自动分拣的精度要求。
关键词：桁架机器人,钢板自动分拣,有限元分析,负重加工
参考文献
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物流迈入自动分拣和输送系统时代 篇2
在对爱鸥自动化 (上海) 有限公司董事长多田洁先生的采访中, 我们了解到爱鸥自动化 (上海) 有限公司是电子标签拣货系统的专业制造商。母公司爱鸥系统株式会社始创于1984年, 至今已有近22年的电子标签开发、设计、生产、安装、维护经验, 并且在电子标签硬件设备上拥有独自开发的控制软件系统、D PS电子标签拣货系统、D A S电子标签分拣系统。爱鸥公司的电子标签硬件设备和电子标签应用软件系统在欧洲地区、北美地区、日本、韩国、中国台湾地区得到了广泛应用, 经过约20多年的不懈努力, 在世界上获得了70%的市场份额, 在该领域取的得了领先地位。
爱鸥把信息条码引进到中国, 推动了中国商品条码的应用进程。爱鸥以其高效率、低差错率、无纸化、低成本的电子标签拣货系统在中国物流行业和相关的商贸企业中普遍运用。
济南兰剑物流科技有限公司是一家由山东大学为发展背景的高科技企业。企业带头人吴耀华先生是山大控制科学与工程学院博导, 山大现代物流研究中心主任, 国家科技部十五公关项目电子商务与现代物流领域专家, 中国物流协会副会长。兰剑公司的集成化物流系统规划、设计、调度、仿真软件一直处于国内物流界的领先地位, 目前拥有自己的物流软件产品:集成化企业生产物流管理软件和一体化供应链物流配送软件。并已经完成软件产品的开发、销售和系统集成, 可以承接特大型物流系统的设计、规划、仿真、软/硬件采购 (包括进口设备) 及其安装、调试的交钥匙工程。他们的客户已经遍布全国各地, 并拥有如:中国玉溪红塔集团、广东大长江集团、广东华宝空调器厂、青岛澳柯玛股份有限公司、中国轻骑集团、青岛海信集团等知名企业。
湖州德马物流工程有限公司是国内较早涉及物流领域的集咨询、规划设计、系统集成、设备研发制造、工程安装调试、培训服务为一体的专业化公司之一。曾完成烟厂成品物流输送分拣系统、百货物流输送分拣系统、机场航空邮件处理中心、快件分拣系统、新华书店物流配送中心等大型物流工程项目, 部分产品销往日本、欧洲、美国等国家和地区。
物流行业可以说是铁打的营盘, 流水的兵。仓库不变, 而其仓储和进出的商品却随时在流动和更换之中, 所以说, 物流的信息化和自动化包含着方方面面的内容。
在物流配送中心, 每天要接收成百上千家供应商或货主通过各种运输工具送来的成千上万种商品, 因而分拣是配送中心作业中最繁琐、工作量最大的环节, 也是配送中心作业系统的核心。过去的工作方式是手拿单据, 一一核对, 人工分类、人工运送和人工搬运到位, 不仅劳动强度极大, 而且差错率高, 还存在着不少的安全隐患。
随着市场经济发展, 社会需求向小批量、多品种方向发展, 配送商品的种类和数量激增, 使得分拣工作在配送中心整体工作中所占的比重也越来越大, 客户对配送服务和质量的要求也越来越高。以至于分拣作业的速度和质量, 已经提高到能够体现一个配送中心的效率、信誉和服务水平上, 分拣系统的自动化是物流行业和配送中心发展的必然趋势。
自动条码扫描分拣系统和输送设备的普及和应用, 加快了配送中心货物流动速度, 提高了仓库效率, 节省了人工成本。爱鸥董事长多田先生介绍说, 爱鸥的产品遍布于全世界几十个国家的便利店, 为商家解决的就是品种多、转运快的配送问题。
多田先生还介绍说, 爱鸥的自动分拣选系统还被广泛应用在医药行业、化妆品制造等行业, 如日本资生堂、花王、大木等株式会社。自动分拣机作为自动分拣系统中的关键设备, 因其每小时可达6000~12000箱的高分拣效率, 在日本和欧洲都得到广泛应用。日本的连锁商业 (如西友、日生协、高岛屋等) 和宅急便 (大和、西浓、佐川等) 均普遍使用自动分拣机。
在国内, 自动分拣和输送设备还多用于烟草行业。许多高科技物流设计公司专门为烟草企业设计分拣和输送方案。昆船为云南烟草服务, 济南烟草专卖局则是兰剑的重要客户。
烟草是品种多, 批量不等的较为典型的分拣系统需求商。当供应商或货主通知物流中心按配送指示发货时, 即能在最短的时间内从庞大的高层货架存储系统中准确地找到要出库的商品所在位置, 并按所需数量出库, 从不同储位上取出不同数量的商品按配送地点的不同运送到不同的理货区域或配送站台集中, 以便装车配送。除烟草外, 邮政也是自动分拣系统的使用大户, 这些部门的工作特点能够充分体现自动分拣系统快速、高效、准确的优点。
自动分拣和自动输送是密不可分的双生子。仓储的自动化是由这个双子共存, 才能够完成小批量, 多品种的物流和配送。济南兰剑物流科技有限责任公司和湖州德马物流工程有限公司就是从事开发集成化生产物流系统和供应链管理系统的现代物流系统软件开发集成商。这样的走科技研发道路的公司, 不论是自主研发的网络化仓储、快速货运信息系统、配送协同信息平台、线路优化, 还是规划设计、系统集成、设备研发制造、工程安装调试、物流仿真等管理软件技术都有很大的市场发展空间。
随着人民生活水平的提高和物流行业的发展, 仓储、物流、配送最终将融进去更多的自动化内容, 于是像兰剑、湖州德马这样的提供仓储自动化解决方案的科技公司应运而生。物流, 已经不是我们以前想象的“扛大个, 卖苦力”的面貌了, 它将以高科技、电子化的新形象展现在世人面前。但在新形象完全树立起来之前, 对于物流和配送的自动化分拣和输送, 还有很多问题需要我们去解决。一是自动化系统对商品外包装要求高, 为使大部分商品都能用机械进行自动分拣, 需要采取诸如推行标准化包装、根据分拣商品统一的包装特性定制分拣机等二次措施。这要求所有商品的供应商都执行国家的包装标准。二是除仓储实现自动分拣和输送系统外, 配送中心对于计算机辅助拣选系统的利用也是相当重要的。应该在流通领域, 特别是连锁超市、便利店都能广泛使用电子标签、R F等计算机辅助拣选系统。
自动化的分拣和输送系统可以大大提升物流行业作业层次, 提高效率、降低成本, 并能够提升整体人员素质。就目前我国物流大环境而言, 在分拣系统和使用方面与发达国家相比还比较落后, 人工作业的情况仍比较普遍, 电子标签、R F技术等辅助拣选系统的生产和使用还不多, 自动拣选系统应用呈现出集约化程度低的状况。走自动化这条路, 企业虽然要有一定资金投入的, 但得到的回报将会是十分可观。物流企业和配送中心的发展速度只有与上游供应商协调, 与下游采购商同步, 才不会被这个经济飞速发展的时代所淘汰。
钢板自动分拣 篇3
然而,大多数快递企业在终端建设过程中,由于对自动化技术和管理理念的认识不够全面,仅仅局限于增加人力和有限的技术手段等,致使当前快递服务同质化、低门槛化。本文分析了如何借助高校自动化分拣中心和学生资源,构建快递企业高校服务终端的发展模式。
一快递终端现状分析
(一)终端市场需求分析
1.网购市场分析
近几年,我国网络购物呈现井喷式发展,网购交易规模将持续、高速、稳定增长,市场逐渐步入稳定期,如图1。
网购的高速发展推动了我国快递行业的快速发展,众多中小型快递企业依托巨大的市场需求迅速成长。如图2所示,网购订单收入在快递行业的收入中占有很大比例并逐年增长。
2.高校市场对总体快递市场的影响分析
2011年,国内网购用户规模为1.87亿人,网购交易规模7666亿元。而同期高校在校生共2473.1万人,这些人中绝大部分是网民及网购消费者,约占网购用户规模的13.2%。高校网购消费群体已成为任何电子商务企业及快递企业至关重要的市场。
通过对网络购物交易规模和快递企业收入比例的分析可以看出,网购对快递企业的发展至关重要,而集中且庞大的高校市场则是快递企业必争之地;然而,目前快递企业存在的短板,导致网购群体的消费需求与物流服务的对接存在较多问题。因此,有必要针对巨大的校园市场开展具有针对性的流程再造,增强快递企业的核心竞争力。
(二)实现终端业务流程的分析
实现终端业务流程,有两个方面组成:一是快递企业通过快递基础设施构建的快递供给网络,通常以地域范围划分快递网点;二是快递企业的内部运作流程,通常以手工分拣和扫描仪信息录入为主。
1.快递终端网络分析
如图3示,采用地域范围划分的网点通常是快递企业基础设施的根基,优点在于:一是能无缝隙的覆盖业务范围,最大限度满足不同地域的消费者;二是各营业网点能自主根据市场需求控制员工规模;三是有利于企业经营范围快速覆盖新的市场。发往校园的包裹运作流程如图3。目前快递终端网络的弊端如图4;快递终端网络业务流程存在的主要问题如图5;快递公司接件的局限性如图6。
2.存在的共性的问题
中小快递企业受资金的限制,规模一般比较小,企业管理的重点是客户和市场,内部管理水平不高,存在的主要问题如图7。
一高校快递终端网络构建
高校快递终端网络构建及流程再造包括两部分:一是基于自动分拣技术应用所构筑的快递终端网络;二是快递网络的流程再造。其中,终端是快递终端网络的支点、载体;自动分拣技术的应用是快递终端网络的核心。
(一)基于自动分拣技术应用构筑的快递终端网络
1. 快递终端网络的原理
(1)快递网络中的网络效应及表现,如表2。
(2)快递网络中的网络效应的演化
如图8所示,快递网络扩张由快递需求效应和快递供应效应决定。需求效应的主要影响因素是消费效用的提升。通过上文对高校网购市场分析,得出结论:高校网购市场的消费效用高,达到快递规模经济的条件,符合快递需求网络扩张的要求;而快递供应网络的主要影响因素是设备成本。本文结合云南财经大学物流实验室为设备平台,通过租赁式的高效自动分拣平台、校园终端站点等设施,为快递公司提供全新的4PL服务。
分析图8,可以得出以下路径:消费效用的提升→影响快递需求网络扩张→实现需求网络直接网络效应→驱动快递供应网络扩引→实现供给网络直接网络效应→形成供给网络间接网络效应。
通过对高校市场的类比,得出如下分析:高校消费效用的提升→高校市场需求扩张→实现高校消费者价值提升→驱动供应网络向高校扩张→通过高校分拣中心实现同更多节点建立转运关系的机会→在校园设立终端服务点使供应网络价值升值。
2. 基于自动分拣技术的快递终端网络构建
基于自动分拣技术的快递终端网络由云南财经大学自动化分拣中心、各高校校园终端服务点两部分组成,均为独立于快递公司的共享式的校企合作平台,为快递企业提供校园终端服务,不仅解决了快递企业人员成本过高的难题,还分流了包裹收发量井喷时仅靠增加人力的低效难题。同时该平台的构建实现了对第三方快递公司的有效对接,既增强了快递企业在快递规模经济区的核心竞争力,又提高了其他第三方快递企业在校园包裹业务中的进入门槛,通过快递规模经济效应的优势,淘汰落后的快递企业,从而有力于快递行业的健康发展。
(1)主要硬件设备:自动分拣设备、终端站点设备
云南财经大学自动化分拣中心(如图9)所在的物流实验室是开放性的创新实验平台,是建设西部地区地方政府和企业的特色经济现代物流创新科研基地,拥有国内外领先的专利技术,包括:新型自动仓储技术、AGV技术、机器人技术、FJ15000自动分拣线技术、总线技术、条码自动识别技术、RFID等物联网综合技术,可以开展供应链一体化作业。
(2)校园终端服务点建设
通过校企合作,校园终端服务点有校方提供相关专业勤工俭学同学若干人,加以培训后上岗,不仅为贫困同学提供了经济来源,也培养了同学的专业实践能力,还为相关快递企业培养了专业人才,将是校企合作的新模式。
(3)网络效应的快递终端网络运作方式
基于自动分拣中心的高校快递终端网络构建如图10所示。快递企业物流中心分拣包裹时采用ABC分类法,将规模经济类的高校包裹归为一类,发往自动分拣中心专线,其他非规模经济类包裹按照原有流程派送。分拣中心通过多级分拣迅速将包裹再归类随即装车,同时短信通知客户准备接单,通知站点准备卸货。
在车辆卸货后,随即将接收的包裹扫描装车发往分拣中心,再以“省级物流中心”为单位进行多级分拣分类,快递装车发往物流中心。
运作方式实施前提:要求合作的快递企业在接件时必须将包裹的电话、目的地、姓名按要求填写录入系统,否则将按照传统的路线派送包裹
基于自动分拣的高校快递终端网络的优点可以概括为:
◎减少人工干预。快递流程中的失误往往是员工失误造成的
◎节省时间。此运作是为规模经济类包裹定制的分拣专线,在操作流程上依靠自动化技术,将较之前大幅缩短时间。
◎延长了领取包裹的通知时间。在分拣的同时随即通过信息系统发送短信通知客户,提高了客户在此项评价标准上的满意度。
◎减小了企业的人员成本,延长服务时间和提高服务质量。在校园终端建立独立于快递企业的服务站点,从而与其他未享有此服务的快递企业在服务终端上拉开差距。
◎满足了井喷式订单流量的处理需求。自动分拣技术分拣能力3万单/天,将有效满足规模类快递的处理需求,在关键竞争期将赢得绝对胜利。
◎对车辆、派件量及派件情况可以实时、有效监控。
快递人员服务水平提高,
原先流程因工作量巨大而无暇顾及客户体验,现在流程中工作人员有充足的时间面向客户提供服务
◎二次配送及时性得到提高。高校快递专线提高了配送速度与服务水平
三高校快递终端网络流程再造
1.小流程设计
基于上述理论,根据校园规模经济类包裹的实际运作要求并借鉴相关案例,采用“搭积木”的方式进行物流流程再造的工作:将整个业务流程分为4个小的业务流程,图11～14分别是终端派件流程、终端接件流程、装车及货物跟踪流程、分拣中心运作流程
(1)终端派件流程
A.扫描上架
B.签收
C.反馈数据
(2)终端接件流程
A.客户寻求服务
B.检查货物是否达标
C.上传数据并计算费用
D.将包裹简单分类
(3)装车及货物跟踪流程
A.车辆调度
B.装车处理
C.在线跟踪
D.数据反馈
(4)分拣中心运作流程
A.卸货
B.入库分拣
C.发货
2.小流程整合
通过对上述小流程进行拼接整合,由此得出包裹业务的派件、接件两个大流程,即贯穿于信息系统的分拣中心、车辆运输、站点三点一线大流程,如图15～16。
(三)自动化快递终端网络流程再造对终端快递带来的变革
1. 自动化快递终端网络流程再造对终端服务带来的变革
(1)服务对象:个体→团体
通过将普通运输行业中的规模经济具体运用到快递行业中,将人口集中且具有相似消费特征的群体作为一个服务对象,简化中间环节,剔除工作量大的重复操作,可以很好地解决快递服务中的效率问题,使得服务更有针对性。通过服务对象转变,使快递公司更准确抓住重点市场,能推出更符合重点市场客户的快递服务,从而将发展方式从全面撒网到精确打击和地域撒网结合的方式转变,最终在市场竞争中赢得先机。
(2)服务流程:手工→自动
针对规模市场,将传统手工分拣方式转变为自动分拣,从而在技术方面提高了准入门槛,有利于快递行业的资源整合与兼并,最终有利于快递行业由拼人力、拼价格的混战局面到最终拼服务的巨头竞争。
(3)终端服务方式:突击通知→提前通知,找包裹→拿包裹
类似高校类具有规模效应的消费团体,传统的快递员通过摆地摊后群发短信通知收取包裹,由于没有为客户预留足够的应对时间,常造成不便。而通过流程再造的快递服务终端,不仅在分拣中心提前提醒客户留出时间领取包裹,还通过短信平台在站点通知客户包裹已到以及具体的摆放位置,客户携短信可以直接领取签收,提高了客户体验。
(4)服务内容:单一派件接件→COD等多元化一站式增值服务
当前快递行业仅支持派件与接件,无法提供如代收货款、送货上门、包裹暂存等多种增值服务。值得提出的是,在B2C市场,70%的交易都通过货到付款完成,而传统的快递企业无法通过自动化和信息化为其提供高质量的服务,迫使电商企业纷纷涉足快递业务。而通过流程再造的终端快递很好地解决了这些问题,能承接B2C企业“最后一千米”的“落地配送”物流业务,在货到付款的基础上,能够提供某个区域的货物分拨、退货换货、退还货款等一系列增值服务。
(5)服务速度:爆仓→及时到达
2011年的快递爆仓让国人印象深刻,时隔一年,虽然快递行业的效率、信息化程度都有大幅提高,但依靠手工分拣的方式需要大量的成本投入、不能适应未来低成本、高效率的市场需求,更无法满足规模经济类客户群体的需求。基于自动分拣技术的快递终端流程再造结合了先进的JIT思想,能够满足信息时代的客户越来越高的速度需求。
(6)态度:无暇服务→微笑服务
当前快递员工不但素质参差不齐,大部分未接受行业培训直接上岗,而且由于工作量巨大,往往需要一人应付几十人的服务需求,服务质量难以保证。而通过流程再造的方式从根本上解决了服务的有效性,客户可以很明确地领取包裹,类似拿着书号在书架上拿书般简单。工作人员则不再需要应付类似找包裹的服务需求,专注与客户沟通以及保障包裹的安全性和降低出错率。
(7)费用:庞大开支→精简预算
传统的派件方式中人员费用、流通费用居高不下,是快递成本较高的重要原因。在业务量剧增的时期,快递企业往往通过增加人员、设备的数量来应对,使得成本居高不下。通过与分拣平台合作,可以在提高效率的基础上降低成本,实现双赢。
2. 自动化快递终端网络流程再造的局限性
这种运作模式对终端信息采集的要求高。由于自动化技术对人工干预的大幅减少,对源数据的要求较高,如包裹信息中的姓名、电话、目的地等。因此,此流程要求快递企业在接件、派件时必须通过终端扫描仪录入订单信息,对企业有一定的信息化水平要求。
但正是因为自动化技术的要求推动了快递企业信息化的发展,而企业信息化的发展将促进自动化技术的推广,从而实现企业核心竞争力质的提升。
摘要：快递终端的服务能力对电商的发展有着举足轻重的影响。利用自动化的技术和创新的规模经济理念,对快递企业资源现状和各项运作要素进行整合优化,使企业获得最大的经济效益和核心竞争力,是快递企业变革的核心和关键。本文结合快递规模经济的理论研究和对快递终端的分析,针对目前快递业存在的问题,利用网络效应和流程再造的理念,并依托云南财经大学自动化分拣技术提出解决策略,详细分析了如何基于高校自动化分拣技术与人力资源构建快递终端网络及流程再造,有一定借鉴意义。
钢板自动分拣 篇4
关键词：自动,分拣技术,柑橘产品
柑橘领域是自动分拣技术应用中最重要及最广泛的领域之一。许多发达国家都利用物理学及计算机视觉等方法, 通过力学检验、射线检验及图像处理的方式, 可以将采集到农产品信息转化为计算机系统识别的信号和人所能识别的检测信号, 这样可以准确无误的对农产品进行分级、检测农产品质量情况等。柑橘次品的自动分拣技术是将计算机技术、无线通信技术、智能识别技术交叉结合, 通过计算机系统技术、计算机视觉技术及精准定位系统技术的支持, 在农业柑橘产品加工、农业柑橘产品质量分级、农业柑橘产品检测等方面进行全方位精准的监测、自动控制和分级成果的生成, 是目前一种较有效实现柑橘产业智能化的手段。
20 世纪70 年代初, 自动分拣技术被应用于检测和分拣腐烂农产品, 计算机视觉技术开始应用于分拣技术, 主要通过电荷祸合器件摄像头采集图像, 根据数学模型和诸多算法进行辅助, 在柑橘产品包装、质量评估和柑橘次品检测的等方面, 取得了丰硕的成果。
我国的农产品自动分拣技术起步于20 世纪90 年代。以橙分拣、分瓣设备系统的研制为代表, 中国科学院在农产品分拣技术应用的调查、国内外水果市场分拣情况分析调查、农产品质量检测调查及对自动分拣技术应用基础研究, 在引进日本、瑞士的农产品加工设备, 开始了柑橘自动分拣、柑橘加工相应配套设备系统的研制, 为柑橘产业的发展提供了全方位的技术支持。邓继忠提出了根据利用水果投影面上某一弦长来计算碰压伤面积的数学模型, 检测平均相对误差为6.6796%, 为柑橘检测及分拣技术提供了基础。
分拣技术在农业部门的应用始于20 世纪90 年代初, 当时由于农产品加工、质量、效率和外观的影响, 在国内外市场竞争处于劣势, 在农业部门要求下, 各科研开始着手研究农产品分拣技术。20 多年来, 自动分拣技术在农业领域应用越来越广泛, 在国内研发完成大量分拣系统及技术相关基础性试验工作, 在柑橘产业方面取得巨大的进展, 主要表现在。
1 柑橘分拣技术自动化
最初, 我国研制的柑橘自动分拣设备基本都只能实现半自动化功能, 一部分的工序还得人为操作, 导致费时费工, 人工操作且易影响柑橘质量。应用自动分拣设备后, 大大提高柑橘生产效率。并且可以对柑橘次品进行自动检测分析及分拣和对柑橘包装进行整齐商品化, 从而提高了柑橘在国内外市场的竞争优势。具体实现自动化分拣表现在:根据柑橘的基本形体特征, 结合气动系统, 设计出适合吸盘式机械手。如图1 所示:
利用计算机系统, 结合闭环系统PID算法, 实现机械精准定位;结合运动系统的特征研究出稳定运动的电机S型加减速。 如图2 所示:
2 柑橘次品检测系统应用
最初, 柑橘次品的检测只能依靠人的视觉去判别, 导致个人主观因素而对柑橘分拣质量的影响, 柑橘次品自动化检测是实现柑橘自动分拣技术的有效途径。现代由于智能科技的发展, 计算机视觉成为检测方面较为有效的途径且其用途广泛。其运用数字图像处理与识别技术为基础, 通过应用阈值分割中的大津法、数学形态算子方法等诸多算法和图像处理及其识别的特点要求, 选择相应的数学算法、数学模型、处理方法和识别策略。
例如:P.K.Omre利用计算机视觉设计和开发了多类水果的智能分级系统, 分级正确率达到96%;Y Tao利用计算机视觉有效地鉴别苹果等水果的表面颜色, 对水果次品进行精确检测及分拣;G.E.Rehkugler利用计算机视觉技术依据缺陷的分级标准对水果进行分类。
实现柑橘自动分拣离不开柑橘次品的检测, 也说明了国内外学者在自动分拣技术的研究取得巨大的进步, 为柑橘自动分拣技术提供了技术支持, 为实现柑橘分拣生产线自动化等方面奠定了基础。
参考文献
[1]彭良刚.基于计算机视觉的水果质量检[J].贵州民族大学, 2014 (3) .
推力式自动分拣装置的研究与设计 篇5
关键词：推力式,自动分拣,频射识别技术,行星-推杆机构,爬坡型速差分层分距装置
近年来我国快递企业如雨后春笋般发展, 但大多数企业规模偏小, 主要从事分量轻、体积小的快递业务, 对快件的逐次分拣过程还主要停留在人力分配阶段。高强度、单一重复性地进行信息识别后分配, 不仅造成了信息处理错误率较高, 还造成快件的延误率、遗失率、破损率不断上升。现阶段只有极少数快递拥有自己的网络分拣系统, 但存在过分依赖互联网、灵活性差、云端设备成本过高、机械设备要求配置过高等缺点。针对快递企业分拣过程中人工分拣的缺点以及云端高成本维护等问题, 本文研究设计了一种分拣效率高、成本低、体积小的自动化快递包裹分拣装置, 从装置的整体结构设计、分拣机构设计、行星轮-推杆机构设计、动力部分设计、控制部分设计以及所选材料几个方面来阐述分拣装置的设计和研究过程。
一、自动分拣装置的结构设计
(一) 整体结构设计。
本文根据分拣中小型包裹而设计, 针对目前快递分拣方式进行一个结构以及分拣方式上的创新, 改进目前快递分检方式, 降低劳动强度, 提高工作效率。该分拣装置为多层分拣, 层数为上下叠加, 上一层圆周方向叠加总是小于下一层;则只占有高度空间, 节省了占地面积, 可安装于中小型快递分拣点的操作间, 具有安装便捷、灵活的特点。
(二) 分拣机构设计。
利用二战密码盘原理, 实现多层分拣;分拣部分外盘大于内盘, 外盘在内盘下面, 第一层分拣盘A假设有3个出口, 当包裹被检测到从相应的出口出去时, 推杆会将包裹推入下一层分拣盘B, 在分拣盘B时又根据情况继续推入下一层或直接推出。
此设计有两大特点:一是多层分拣, 只占有高度空间, 大大提高了空间利用率。二是每层都可放置包裹, 层数越多, 放置的包裹数量也就越多, 不仅减少工作人员的劳动强度, 而且提高了分拣效率。
(三) 行星-推杆机构的设计。
在每层空心转盘上设有2~4个行星轮推杆机构, 当控制系统PLC在计时后控制步进电机转动一圈, 从而带动行星-推杆机构跟着转动一圈, 使推杆做一次推出与复位的运动;最后推杆把包裹推入下一层进行分拣或直接推出。
行星轮的主要特点是:体积小、承载能力大、工作平稳, 而本文的分拣装置使用的这类行星轮—推杆机构不仅具备这些特点, 相对其他行星轮机构而言工作效率也较高;因此在分拣工作中工作平稳、效率高且可承受体积较重的包裹;此机构直接与步进电机相连接, 拆装方便。行星轮-推杆机构的使用在结构上也是一个创新。
(四) 动力部分的设计。
连接盘外圈与大链轮配合;从而使电机上的小链轮与链条相连, 带动连接盘做旋转运动。此部分利用齿轮传动作为动力带动连接盘旋转, 具有传动平稳、工作可靠、效率高、寿命长、尺寸范围大等特点。
(五) 底座的设计。
底座下安装形状为正方形, 留有足够空间供包裹的放置, 底座下方安装四个滚轮, 移动方便, 不费人力, 可很方便地自由移动。
二、控制部分的设计
控制部分为本装置的核心, 是综合运用条形码技术、自动识别技术、电子技术、控制原理、机械设计和机械原理等多方面的知识设计完成的, 主要用途是充分利用空间资源实现快递的自动化分拣。
此装置不采用原有的人工条形码识别, 取而代之的是芯片自动扫描识别;当把贴有数据的芯片粘贴在包裹上后放入空心转盘上的格子里时, 空心转盘带着包裹转动;当传感器检测到包裹信息后, 则会与终端信息比对, 若比对后包裹应从1号出口出去, 那么控制系统PLC则在计时后控制步进电机转动一圈, 从而带动行星-推杆机构跟着转动一圈, 使推杆做一次推出与复位的运动;最后推杆把包裹推入下一层进行分拣或直接推出。
本装置所使用的使用扫描技术是频射识别技术, 这是一种通信技术, 可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据, 而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。最重要的优点是非接触识别, 它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签, 并且阅读速度极快, 大多数情况下不到100毫秒。有源式射频识别系统的速写能力也是重要的优点, 可用于流程跟踪和维修跟踪等交互式业务。
其性能特点是:快速扫描, 体积小型化、形状多样化, 抗污能力和耐久性, 可重复使用 (现今的条形码印刷上去之后就无法更改, RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据, 方便信息的更新) 穿透性强和无屏障阅读, 数据记忆力容量大, 安全性高。
频射射识别技术的使用相对于现有的人工条码识别来说无疑是一个很大的改进, 解决了现在包裹条形码扫描中存在的各种本质问题。
三、爬坡型速差分层分距装置的设计
首先把包裹成批倒入包裹堆积传送带上1, 当包裹顺着爬坡分层传送带2到爬坡带轮交接处时有速度差, 所以包裹不会在一个平面;在重力的作用下, 包裹不会全部爬坡, 而是排队依次上去, 多余的包裹则会掉入底部重新爬坡, 由此便实现了分层分距的作用。此装置是为包裹分拣之前做准备, 避免包裹在进行分拣时出现凌乱堆积的现象;这一装置的设计使本快递分拣装置实现了全自动化的功能, 在本次设计中意义重大。
四、结语
本设计以服务社会为宗旨, 以机构创新为主及实现分层、分距、扫描、分拣等功能为原则;本装置自动化程度高, 容错率低、操作简便、移动方便、成本低;装置采用立体式结构, 大大提高了土地利用率, 行星-推杆机构承载能力大可承受较重的包裹;齿轮传动工作安全可靠, 寿命长;频射识别技术工作效率高、穿透性强、持久耐用;爬坡型速差分层分距装置解决包裹堆积凌乱的负担。整套设备市场前景高, 适合进一步的市场开发。
参考文献
自动分拣系统在物流行业中应用 篇6
21世纪初期, 我国物流设备产业有了较快地发展, 各种物流运输设备数量迅速增长, 技术性能日趋现代化, 集装箱运输得到快速发展。随着计算机网络技术在物流活动中的应用, 先进的物流设备系统不断涌现, 自动分拣设备也广泛应用于仓储物流系统中, 基本形成了物流设备生产、销售和消费系统。目前, 国内已拥有一批物流设备的专业生产厂家、物流设备销售的专业公司和一批物流设备的消费群体, 使得物流设备能够在生产、销售、消费的系统中逐步得到改进和发展。
近几年来, 随着经济和生产的发展, 商品趋于短小和轻薄, 流通更加准时, 因此快速分拣作业已成为物流配送中的重要工作环节。显然, 随着分拣量的增加、分送点的增多、配送相应时间缩短和服务质量的提高, 采用自动分拣系统已成必然, 因为它具有实现效率高和无人化操作的优势。自动化分拣系统已和自动化高层货架仓库、自动穿梭车成为当代物流科技发展的三大标志。
自动分拣技术可广泛应用于快递、仓储、制药、图书等行业。
2 自动分拣系统的主要组成
自动分拣系统种类繁多, 因各行业应用范围不同而异。但系统基本上由收/出货输送机、投放输送机、分拣扫描设备、合流设备、分拣输送机、分拣卸货滑槽、上位机和PLC等设备组成。
2.1 收/出货输送机
集装箱车收/出货时, 由于货物量多, 为满足分拣中心吞吐量大的要求, 宜采用收/出货输送机系统和车辆衔接。这些输送机多为滚筒式输送机、皮带输送机、升降式拖板和伸缩式输送机。根据货物的类别和大小, 可选择不同的类型的输送机, 以提高卸货效率, 减轻工人的劳动强度。
2.2 合流/回流输送机
分拣数量众多的物品需要大型分拣系统。大型分拣系统通常有3条以上的输送机用来输入被拣的物品。它们各自扫描后, 还须经过合流装置。合流装置通常由滚筒式输送机和皮带式输送机组成, 它能让汇合处的物品依次通过。通常, 由多条输送机送来汇合处的物品, 经过合流汇交出, 再交由计算机程序控制。按照“谁先到达谁先走”的原则, 如果同时到达, 按照“排队控制先后走”的原则进行控制。
2.3 送投放输送机
物品在经过自动分拣机前, 需要经过送投放输送机, 其作用包括:一是使物品前后的间距保持一定的距离, 最小距离为250mm, 让物品均衡的进入分拣转盘;二是使物品加速到分拣转盘的主速度, 该段的输送机速度的设计通常是6m/s。要保证最后投放到分拣转盘的输送机的速度和分拣转盘的速度完全一致。分拣转盘的驱动采用直流电动机无级调速, 由速度传感器将输送机的实际速度反馈到控制器上, 进行实时调整。这是自动分拣机成败的关键之一。
2.4 分拣扫描设备
自动分拣机上的物品向哪个道口自动分拣, 通常贴有规律的条形码标签, 标签上的信息由计算机统一管理, 我们称其为仓储信息管理系统 (简称WMS) , 它可利用激光扫描仪自动阅读物品的条码。扫描器的速度极快, 通常为100~120次/秒, 可以与分拣机的速度同步, 分拣效率是5000件以上, 差错率底。但条形码扫描还有不足的地方, 被扫描标签要求正确粘贴在指定的位置, 如果粘贴不规范或标签丢失, 物品就不能被正确的分拣出来。因此, 无线射频标签识别 (简称RFID) 应用而生。RFID标签可以在物品的任何位置粘贴, 识别器能够快速识别和扫描出来, 且可以重复使用, 各项技术功能远优于条形码标签。在不久的将来, RFID技术将会被广泛应用。
2.5 分拣传送装置及分拣机构
分拣传送装置和分拣机构是分拣机的主体, 前者的作用是将被分拣的物品传送到分拣道口位置, 后者的作用是把被分拣的物品推入分拣道口。两者的主要区别在于不同的分拣机, 采用不同的传送工具 (例如钢带式输送机、皮带输送机、托盘式输送机、滚筒式输送机等) 和不同的分拣机构 (例如推出器、翻盘式、皮带式、滑鞋式等) 。
2.6 分拣卸货道口
分拣卸货道口是用来接纳分拣机构送来的被分拣货物的装置。形式有很多种, 主要取决于分拣方式和场地空间的不同。一般是采用斜滑道, 它被看作物品汇集的地方。当斜滑道物品满载时, 光电传感器会通知控制器, 暂时停止物品进入满载的滑道, 直到滑道上的满载指示灯被解除才会再次开始工作。其间, 如果满载滑道上的物品不能被暂时移出则开启备用滑道, 将堆积的物品从分拣转盘上移出。
2.7 上位机和PLC控制器
控制整个分拣系统的指挥中心。自动分拣的操作过程是把分拣信号传送到指定道口, 并指示启动分拣装置, 将被拣的物品投放到指定的滑道里。分拣机控制方式通常采用脉冲信号跟踪法。送入分拣转盘的物品, 经过跟踪定时检测器, 再根据控制箱的存储信息, 计算出到达分拣滑道的距离和脉冲数。安装的分拣转盘上的脉冲信号发生器, 产生脉冲信号并开始计数, 当与控制箱的脉冲信号数一致时, 马上输出启动信号, 使分拣机构开始动作, 物品被迫进入相应的分拣滑道口。
随着现代物流的发展, 将自动分拣组成物流系统的成套设备才是最有效、最经济的方法。在自动分拣设备单机自动化的基础上, 通过计算机把自动分拣设备组成一个集成系统, 再通过中央控制室的控制, 与物流系统协调配合, 形成不同机种的最佳匹配和组合。因此, 成套化和系统化物流设备具有广阔发展前景, 以后将重点发展工厂生产搬运自动化系统、货物配送集散系统、集装箱装卸搬运系统、货物自动分拣与搬运系统等。
3 结束语
随着人工成本的提高, 工业现代化的发展也受到影响。为了提高企业的国际竞争力, 提高工作效率和服务质量, 同时减轻劳动者的工作强度, 自动化设备生产开始被广泛重视和应用, 进入机器替代人的时代。部分城市和地区、国家也参与支持该设备的开发和应用。在不久的将来, 工业生产和服务会完全由机器人来替代人类工作, 开启第四次工业革命。
摘要：目前, 自动分拣设备的技术已经趋于成熟, 主要应用在仓储、物流快速配送等方面, 可根据客户的需求自动分拣产品。自动分拣设备有多种类型可以被选择, 再配套其他自动化辅助设备, 可集成符合各行业要求的管理系统和方案, 且设备的稳定性和使用性较强。
残次烟支自动分拣装置结构设计 篇7
在卷烟的工业生产中, 不可避免地会产生一定量的残次烟支。据统计, 每生产1箱卷烟, 平均会产生2.5kg残次烟支, 如年产4.5万箱, 每年就要产生112.5t残次烟[1]。这些烟支因存在空头、弯曲、缺嘴、重复卷纸、反支等缺陷而被卷接和包装机组自动筛选下来。由于完整烟丝的价值较高, 为了在分离过程中最大限度地保留烟丝的完整程度, 目前主要使用一种依靠高压空气吹出烟丝来回收的装置。由于高压空气必须从过滤嘴的方向吹入才能从烟支的开口端将烟丝吹出, 所以该装置要求输入的烟支码垛整齐且滤嘴朝向一致、包装纸完整、无弯曲或破裂。
据调查, 目前工厂中还没有专门的装置来完成残次烟支的分拣、排列和码垛工作, 需要大量的劳动力来完成, 费时费力, 效率低, 工人的工作枯燥无味, 且排序中容易损坏烟支。因此, 设计一种能代替人工进行残次烟支分拣排列的装置是提高生产效率、降低劳动强度、提高回收烟丝的完好率的关键。
1 总体设计方案
采用模块化设计方法, 将残次烟支自动分拣装置机械结构分为4个模块:烟支供料模块、烟支定向传输模块、烟支掉头模块和烟支排列模块, 总体设计方案如图1所示。4个模块分别实现不同的功能, 协同合作共同完成对残次烟支的自动分拣排列工作。
1.1 烟支供料模块
烟支供料模块的功能是将成堆的废品烟支有序地送到烟支定向传输模块。本模块选用的电磁式圆盘式振动料斗是基于振动移位原理的代表装置, 具有结构简单、易于安装、工作可靠、稳固耐用, 而且经济的特点。供料模块以其为主体, 并在料斗盘上设有弯烟剔除机构。料斗盘将烟支沿长度方向从出料口送出, 并在振动料斗出口弧形料槽处安装有光纤传感器和气嘴[2,3,4], 如图2所示。由于振动过程中受离心力作用烟支贴着料槽内壁运动[5,6], 此时通过2个传感器分别检测烟支水平方向和竖直方向的弯曲程度, 而后通过气嘴剔除弯曲程度较大的烟支, 防止料斗出口被堵住。
1.振动料斗盘2.一级传送带3.二级传送带4.烟支调头模块5.烟支排列模块
1.2 烟支定向传输模块
烟支定向传输模块用来接收从烟支供料模块送入的烟支, 保证输送烟支的稳定性, 在传输过程中对于弯曲变形较小的烟支进行剔除处理, 而且在定向传输模块与烟支供给模块对接过程中可以通过调节传送速度、调节对接间距等方式将缺嘴烟支剔除掉, 被剔除掉缺嘴烟支进入废烟收集桶中。
烟支定向传输模块由一级传送带和二级传送带组成。在一级传送带上设有弯烟检测和剔除机构, 并且通过调节一级传送皮带的倾斜程度, 保证烟支在一级传送皮带的带动下能够贴着侧挡板的工作面向前运动。检测机构为竖直和水平方向的2个光纤传感器, 负责检测烟支是否弯曲;剔除机构为2个水平安装的气嘴。如果光纤传感器检测到烟支弯曲, 则控制气嘴将其剔除, 其结构如图3所示, 合格的烟支进入到二级传送带。
二级传送带具有烟支储存的能力, 可以储存一定数量的烟支, 从而提高了整套装置的处理效率, 确保上一支卷烟掉头完毕后能够将下一支烟支迅速输送到掉头装置进料口, 节约烟支掉头装置的进料时间, 提高处理效率。
1.3 烟支掉头模块
掉头模块完成烟支转向功能。如图4所示, 利用到位识别传感器检测烟支是否已运动到位, 利用方向识别传感器辨别到位烟支的方向, 检测完成后, 气缸3带动推板将烟支推到落料槽, 烟支落到旋转架上, 再根据方向识别传感器的检测信号决定气缸5是否旋转, 最后由气缸4将烟支推出, 进入到烟支排列模块[7,8,9]。
1.4 烟支排列模块
烟支排列模块通过2个零件块组成通道接收由掉头模块送来的烟支, 烟支到位后被进料装置推动进入底面平台, 由第一气缸将烟支整齐地推到盖板下面, 盖板与底面平台间距离略大于一支烟的直径, 盖板长度略小于中转箱宽度, 盖板下面推满一层后由第二气缸将整排烟支推到中转箱中, 同时转动丝杠将中转箱降低一层烟的高度。
2 性能测试
2.1 振动料斗供料速率测试实验
采用控制变量法, 依次调节振动料斗的振动幅值为10、15、20、25、30档, 测出3 min对应的出烟数, 多次实验取平均后, 绘成出料速率曲线, 如图5所示。
从料斗出料速率曲线可知, 在规定的时间内, 振动幅值越大, 烟支输出量越多, 最大出料速度为75支/min。且实验过程中注意到, 料斗振动作用会对烟支烟丝产生微小的影响, 当振幅接近30档时, 烟支到达出料口振动较大会产生烟丝脱落, 而振幅在25档时, 出料速度约为66支/min, 且烟丝损坏较小, 可以满足工作需求。
2.2 料斗与皮带对接距离测试实验
分别记录对接距离和皮带转速各不同时合格烟支输送情况和缺嘴烟支剔除情况。根据实验数据, 笔者绘制了对接距离d分别为30 mm、35 mm、40 mm时, 缺嘴烟剔除率与皮带转速之间的关系曲线, 如图6所示。当对接距离为30 mm时, 缺嘴烟支剔除率随一级传送带速度增加而降低, 且影响较为明显。当对接距离为35 mm时, 带轮转速大于1.5 r/s, 会降低缺嘴烟支剔除率。当对接距离为40 mm时, 一级传送带对缺嘴烟剔除率基本无任何影响。
图7反映了不同对接距离下, 正常烟通过率与转速之间的关系。从实验数据及曲线分析可知, 对接距离小于35 mm时, 转速对正常烟的通过率影响非常小;对接距离为40mm时, 正常烟通过率随一级传送带速度增加而增大。
从图6和图7可知, 对接距离为35 mm时, 转速在1~1.5 r/s内, 既能保证正常烟完全通过, 也能保证缺嘴烟的完全剔除。本装置最终调试的最佳对接距离设定为35mm, 带轮转速设定为1.5 r/s。
3 优点与创新点
1) 生产效率高。目前手工分拣残次烟支的效率低下, 即便是很熟练的工人手工操作速度仍无法满足生产效率的要求。2) 成本低。该装置结构紧凑, 节省了空间的占用和降低了劳动力的投入, 减小了生产成本、增长了效益收入。3) 残次烟支的智能化检测。该装置利用传感器检测技术对弯曲烟支和烟支方向进行检测, 完成残次烟支的自动分拣功能。
4 结论
本文为烟丝回收前的预处理提供了一种新的生产模式理念, 其涉及的原理简单, 适用性及可操作性强, 隐含着巨大的使用价值。本文所涉及的机构及控制系统不仅提高企业的生产效率, 减少企业的人力资源投入, 降低生产成本, 而且解决了传统生产模式下容易破坏烟丝的问题, 提高了烟丝的回收利用率, 经济效益显著, 对提高市场竞争力起到了极大的作用。
摘要：残次烟支自动分拣装置是一种应用于卷烟厂烟丝回收环节, 代替人工分拣排列烟支的机械装置。文中在传统人工分拣排列烟支的基础上, 研制出一种高速率、高稳定性、高可靠性的残次烟支自动分拣装置。该装置机械结构包括烟支供料模块、烟支定向传输模块以及烟支调头模块, 依次完成对烟支的供料、传输、剔除和定向功能, 从而解决了人工分拣排列枯燥无味、人员消耗大的缺点。
关键词：烟支检测,烟支分拣,残烟剔除
参考文献
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