高尔烈
沈阳格劳博锂电设备技术有限公司 辽宁省沈阳市 110000
摘要：对现在物流分拣机占地面积大、成本昂贵，中小型快递分拨中心难以承担的问题，介绍了一款以摩擦轮代替电机为动力源的新型机械卸载式分拣机的主要结构，并且利用视觉识别技术、组态王与PLC而设计提供了一套新颖稳定分拣控制系统方案，在保证分拣效率的同时大大减少了分拣机制造成本与占地面积。基于此，本文对新型机械卸载式分拣机的设计进行深入研究，以供参考。
关键词：新型机械;卸载式分拣机设计
引言
近年来，科学技术在不断的进步发展，网络购物、电话购物、电子商务也在日益繁盛。目前全球大约每天有上亿件货物在流通中，人类社会进入了电商时代，人们对快递配送效率的要求也越来越高，这就对物流当中分拣环节提出了更高的要求，使得物流行业迎来了一场工业化的改革。目前市场上已经出现了不少种类的分拣设备，比如交叉带分拣机、翻盘式分拣机、AGV小车等，但是由于其成本高、结构复杂或者是占地面积过大等问题，这些设备往往只存在于大型或者有一定经济实力的物流公司之中，中小型快递分拨中心往往无法承担成本高且占地面积大的设备。针对这一问题本文提供了一种新型机械卸载式分拣机的设计方案。本分拣机结构简单、成本低且占地面积较小，并且主要通过PLC实现自动化分拣。
1新型机械卸载式分拣机的设计
1.1传动装置
传动装置的主要作用是带动分拣小车在导轨上进行循环运动，主要由同步轮、同步带、电机、导轨、滑块和变频调速器组成。导轨直接安装在支撑底座上平面；同步轮安装在支撑底座上平面的四角，通过安装在其下方的电机进行转动，并同时带动同步带开始传动；滑块通过连接器与同步带连接，从而在其带动下在导轨上做循环运动。整体结构机架由铝合金型材制成，结构轻巧，简洁美观。导轨和滑块是整个分拣设备稳定运行的保障，整体采用合金钢材料，具有耐磨稳定、使用寿命长的特点。
1.2分拣小车
分拣小车的主要作用是运载快递货物，到达指定地点后经过机械传动将快递货物投放。分拣小车主要由摩擦轮、支撑板、滑块、传动机构、皮带分拣平台等构成。分拣小车通过底部支撑板与传动装置中的滑块相连接来实现运动；滑块与同步带通过链接器连接，以保证滑块上的分拣小车之间的距离保持不变。当传动机构带动分拣小车到达指定地点时，PLC控制推出机构中的气缸推出楔形滑板，通过摩擦轮滚动形成相对运动产生动力，经过锥齿轮传动，将动力传递到皮带分拣平台带动分拣皮带传送，使快递落入对应分拣口。分拣小车结构简单、运行稳定，并且自身不需要传统的分拣平台所需要的电机、减速装置等，因此大大节约了成本。
1.3推出机构
推出机构的主要作用是提供分拣小车的动力源，主要由气缸和滑板等构成。将滑板设计成两端各有长度50mm、角度为1°的楔形，可以有效防止摩擦轮接触滑板时所产生的较大冲击而影响使用寿命，并且通过逐步提升摩擦力的方式，保证整体的传动系统能更稳定运行。气缸固定安装在分拣机底座的固定架上，在其顶部焊接楔形滑板。当信息处理系统判断分拣小车到达指定分拣口时，PLC控制气缸顶出楔形滑板与分拣小车的摩擦轮接触，为分拣小车提供摩擦动力，并使分拣小车机械结构开始传动，从而实现分拣。
2视觉与电气系统
HALCON是一套有着完善标准的机器视觉算法包，其机器视觉集成开发环境应用广泛。组态王则为一款新型的自动控制系统，有着适应性强、开放性好、开发周期短的优点。
其主要可以把系统划分为控制层、监控层、管理层3个层次结构，在本分拣机中可以实现对现场分拣的实时监控和控制，并通过设置数据位、停止位和奇偶校验等一系列参数可实现与PLC的通讯。PLC全名为可编程逻辑控制器，通过数字式或者模拟量的输入输出来控制各种类型的机械设备。在本新型机械卸载式分拣机中自动控制是由HALCON采集快递面单信息，并将信息发送至组态王，组态王处理信息后再通过PLC控制硬件动作而完成的一套系统，能够轻松解决应对分拣过程中数据信息庞大、结构复杂以及实际分拣过程中对重要的参数实时监控等问题。快递物件上包经过前端扫描装置，工业相机拍摄面单信息照片。HALCON根据照片中字符形状和预先设定的模板字符相匹配，通过匹配系数判断两者的相似度，若匹配系数很小时，系统则不会进行处理；若两者相似度高时，系统则会继续运行，并提取面单中的三段码信息。HALCON软件处理完工业相机所拍摄信息后，会将提取出的信息存入TXT文本中。此时组态王提取TXT文本信息进行处理，并同时通过可视化监控画面将信息反馈给监控人员，信息处理完毕后将控制命令从预先设置好的COM端口发送至PLC。PLC则根据输入的梯形图程序控制电磁阀动作，使推出机构与分拣小车传动系统进行配合，并且通过光电传感器的检测，判别分拣小车的实时位置信息。本新型机械卸载式分拣机利用视觉识别技术、组态王与PLC设计的分拣控制系统克服了目前快递分拣市场前端扫描无法统一而大多采用人工识别的难点，并且避免了专门开发软件高成本的弊端。
3自动分拣设备行业展望
3.1产品分工更加细化，深耕差异化市场
我国的自动分拣设备需求差异化明显，下游行业分工更加细化，产品高度定制化成为必然趋势，今后需要开发可以处理多种类型物品的自动分拣系统，专门针对服装、快递、电商等行业的自动分拣方案将会出现，输送分拣设备与移动机器人（ＡＧＶ）的结合应用受到关注。
3.2质量为王，保证产品稳定性，增加系统灵活性
自动分拣设备尤其注重系统稳定性，因系统故障导致的停工会给企业带来极大的成本浪费，在物流系统中，任何模块的停工都会打乱整个系统的运行，因此保证产品质量、保证产品稳定性是一切的基础。分拣技术在追求效率的同时，也需要在产品的可扩展性和易维护性方面进行不断探索。可扩展性是评价一个分拣系统效能高低的重要指标，企业在订单高峰期可增设分拣口，将分拣系统连接到用于特定包装或增值服务的临时站点，以提高分拣发货速度；在平常时期，企业可快速移除多余的分拣出入口，以提高系统整体效能，减少中间环节，降低维护成本，这需要在进行流程设计时，充分考虑系统的可扩展性，以便以最低的成本完成流程升级。
3.3产品分工更加细化，深耕差异化市场
我国的自动分拣设备需求差异化明显，下游行业分工更加细化，产品高度定制化成为必然趋势，今后需要开发可以处理多种类型物品的自动分拣系统，专门针对不同行业的自动分拣方案将会出现，输送分拣设备与移动机器人（ＡＧＶ）的结合应用受到关注。
结束语
总而言之，分拣可以说是整个环节最重要的一环，如何在降低成本的同时能够保证分拣的效率和准确性一直是快递行业所追求的目标。本文完成了一种新型机械卸载式分拣机的总体设计思路以及对其机械结构和控制系统的研究：分拣小车采用摩擦轮的创新形式，结构简单，大大节约了成本，解决了传统分拣机1个分拣平台配1个电机所带来的高额成本问题；而HALCON、组态王、PLC三者之间的通讯设计更是一种新颖且稳定的系统控制方案。
参考文献
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[2]史科科，韩天文.一种新型交叉带分拣机的研究与分析[J].机械工程师，2017（5）：88-90.
[3]马继成，阮学云.基于Halcon、组态王和PLC的快递分拣系统的设计[J].工业控制计算机，2019（9）：36-37.