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分拣与包装前端作业同样重要

2022-04-29 来源:临汾机械信息网

分拣—与包装前端作业同样重要

分拣是将需要运送到特定的目的地的产品进行汇集、识别、导入和分离的动作。以下集中讨论对于容器包装产品的分拣,如纸箱、盒子和塑料袋,而忽略对散装料分拣的讨论,因为通常情况下,少量的运动控制就可完成散装料的分拣。

分拣系统通常由四个系统组成。每个系统执行一个特定的操作:汇集、导入、分拣和分拣后运走。在汇集过程中,包装产品从集放式输送线上的挑选区开始移动,进入导入区后开始整理。导入过程包括:确定每个产品的目的地,当产品放到分拣装置上时,在产品间留出适当间隙。常见的检查方法包括:外观检查、自动识别、条形码、重量和机器视觉检查。

在分拣过程中,产品转移到分拣线上,很容易将全部分拣作业与分拣过程等同起来,但是如果没有前面和后来的步骤,分拣步骤只能视为分离或转移。分拣系统的最后操作是移动产品,或进行货盘装运、分段运输,或继续移动产品,以进行额外的分拣。

分拣出产品

分拣作业中通常需要对转向器进行合理的运动控制。转向器将产品从一个路径(输送机)移到另一个路径上,要求转向器必须非常灵活,否则会扰乱其他产品,使其改变所选产品的路径。

比如将火车从一个轨道转换到另一个轨道。当火车通过主轨道时,必须将一些火车转移到侧轨上。但是,对于高速分拣机,火车(即产品)彼此的距离相对比较近,且运动速度非常快。因此转向器必须以同样快的速度配合,然后再返回到起始位置。

在大多数高速系统中,转向器的通道都由伺服机构驱动,该机构由三角形运动曲线命令控制,以使转向器在下述过程中的间隔减到最小:转向器转向,返回到起始位置,而起始位置又成为转向器等待下一个操作的位置。

导入操作也需要运动控制。高速导入系统通常由伺服机构调整产品间隙。假设一列火车(包装集装箱)在主轨道上,需要转移到侧轨道上,而那里已经有其他火车了(可能是积累的产品,等待从分拣线上运走)。此时,必须降低火车的速度,增加车厢的间隙,直到侧轨空出为止。

在这样的定时操作中所使用的运动曲线通常是梯形的,因为调整产品的间隙就是调整产品以特定速度保持运动过程的时间。在许多情况下,加入一定程度的S型曲线,使产品对加速和减速的反应更趋于平稳。此外,降低或消除梯形运动曲线的急动度,对保持产品的正确方向也是非常重要的。

面对挑战

设计分拣系统时所面临的一大挑战是:如何为每个子系统选择适当的装置。根据所需速度,可能会涉及以下范围:从交流感应电机到步进和伺服装置,到机械装置(如离合器/制动器),到气压缸。分拣作业越来越多的使用伺服机构这是对系统速度和“全电气”系统的要求所致,也是为了消除车间气源和其他辅助设备的需要。

另一个挑战是必须同时管理分拣线上的多个产品,这些产品需要不同的速度和运动曲线。在通常情况下,要求分拣机管理那些运送中不断变化的产品,这使得基于电气的伺服和步进系统更可取,因为可以对系统进行配置,以产生更快速和灵活的变化。此外,从分拣线的传感器所发出的信息可以用于识别产品,指示运动控制器如何操作伺服电机。

分拣系统的设计者还必须有使性能最优、产品速度最大的使命,即要求为每个子系统和待处理的产品选择合适的运动曲线。

产生差别

用伺服控制的转向器替代机械的或气动的转向器,是提高速度和产量的很好方法。使用伺服控制的转向器还可以消除对车间气源(气动)的需要,同时在操作中具有更高的灵活性,对变化的产品及时提供运送响应。

通过复杂的运动曲线(如S型曲线),导入系统将会更加平稳地运行,同时系统速度达到最大,还保持产品的准确排列。不仅产品的运动状况更好了,且机器的机构所受应力更小了,从而提高了整个系统的可靠性。

在典型的分拣操作中,包装产品被汇集到一个常见的输送机上,经过识别(导入)并在产品间留出间隙,分到运送线上。每个子系统的运动部分包括电机、齿轮、皮带、皮带轮、轴承、控制器和传感器。

理想的转向器命令

因为三角形速度命令完成循环无需保持时间,使其成为高速通道运动的理想选择,而高速通道运动是汇集和分拣操作中将包装箱转移所必需的环节。

设置间隙

最大的急动度发生在速度变化最突然的地方。而S型的速度曲线变化平稳可以保护产品,同时降低运动部件的磨损。梯形速度命令有一个速度恒定阶段,其作用是控制保持时间,以调整输送线上产品的间隙。S型曲线的优点还包括:使加速和减速过程更缓和,降低有害的急动度。

变速曲线

变速曲线包括多个保持阶段,对于调整运送产品的间隙十分重要。对于梯形命令,S型曲线增加了消除速度突然变化的功能,使产品或机械的使用更加柔和。

固定位置

Nexen公司的新型线性曲线导轨制动器具有精确的固定和锁紧功能。其结构紧凑、功能强大,是适合固定或垂直轴应用的理想选择,相关应用包括机器人、机床和材料处理设备。与大多数的曲线导轨和导轨架兼容,易于安装和维护。

来源:《现代包装》

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