自动分拣系统与装置
一、自动分拣系统的概念
自动分拣系统(automated sorting system)是第二次世界大战后美国、日本的物流中心广泛采用的一种自动分拣系统，该系统目前已经成为大中型物流中心不可缺少的一部分。当商品数量较大时，要做到迅速、正确分拣往往需要投入大量人力,才能分配到各个用户，因此采用分拣系统，可以完成分拣这一烦琐而又枯燥的工作。随着分拣系统规模越来越大，分拣能力越来越高，应用范围也越来越广，自动分拣已经成为物流系统的重要组成部分。
自动分拣是从货物进入分拣系统到被送到指定分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置由接受分拣指示信息的控制装置、把到达分拣位置的货物送到别处的搬运装置、在分拣位置把货物分送的分支装置、在分拣位置储存货物的储存装置等构成。
二、自动分拣系统的特点
1．能连续、大批量地分拣货物
由于采用大生产中使用的流水线自动作业方式，自动分拣系统不受气候、时间、人力等限制，可以连续运行；同时由于自动分拣系统单位时间分拣件数多，因此自动分拣系统的分拣能力是人工分拣系统所不能相比的。
2．分拣误差率极低
自动分拣系统分拣误差率的大小主要取决于所输入分拣信息的准确性，这又取决于分拣信息的输入机制，如果采用人工键盘或语音识别方式输入，则误差率在3％以上；如采用条形码扫描输入，除非条形码本身印刷有错，否则不会出错。
3．分栋作业基本实现无人化
建立自动分拣系统的目的之一，就是减少人员的使用，减轻劳动强度，提高效率。分拣作业本身并不需要人员操作，基本做到无人化。
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三、自动分拣的基本原理
为了达到自动分拣的目的，自动化分拣系统通常由供件系统、分拣系统、下件系统、控制系统四个部分组成，在控制系统的协调作用下，实现物件从供件系统进入分拣系统进行分拣，最后由下件系统完成物件的物理位置的分类，从而达到物件分拣的目的。
1．供件系统
供件系统是为了实现分拣系统的高效、准确处理而存在的，它的作用是保证等待分拣的物品，在各种物理参数的自动测量过程中，通过信息的识别和处理，准确地送入高速移动的分拣主机中。由于供件系统的处理能力往往低于分拣主机，所以一般要配备一特定数量的高速自动供件系统，以保证分拣的需要。
2．分拣系统
分拣系统是整个系统的核心，是实现分拣的主要执行系统。它的作用就是使具有各种不同负载信息的物件，在一定的逻辑关系的基础上实现物件的分配与组合。
3．下件系统
下件系统是分拣处理的末端设备，它的作用是为分拣处理后的物件提供暂时的存放位置，并实现一定的管理功能。
4．控制系统
控制系统是整个分拣系统的大脑，它的作用不仅是将系统中的各个功能模块有机的结合在一起协调工作，更重要的是通过与上层管理系统进行数据交换，使分拣系统成为整个物流系统不可分割的一部分。
四、自动分栋机的类型
自动分拣机的类型有很多，下面图表中列举了其中的几种。
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五、常用的自动分拣机
1．胶带分栋机
由于胶带(或塑料带、帆布带等)输送机具有结构简单、价格便宜、技术成熟等优点，以胶带输送机为主机的分拣机发展较快，品种较多。
1)横向推出式胶带分栋机
横向推出式胶带分拣机的结构与钢带分拣机基本相同，只是用胶带输送机代替钢带输送机。由于分拣物与放带的站着力较大，因此对分拣物的质量和包装形式有一定的要求，使其应用受到较大眼制。
2)斜行胶带式分拣机
将胶带输送机向左侧或右侧倾斜，使胶带平面与水平面形成约30o倾角，另用一条不动的钢壁与胶带平面组成一个夹角约为90o的V形横槽。分拣物在V形槽内校胶带拖动，沿着钢制壁板滑行。壁板上设置若干可以向下翻转的挡板。当分拣物运行到预定的挡板处时，挡板向下翻开，分拣物滑落到对应的滑槽中，达到分拣目的。
斜行胶带式分拣机克服了横向推出式胶带分拣机推出较困难的缺点，但表面有突出物的分拣物有可能卡在挡板接缝处，而重心偏向壁板的分拣物易在胶带上打滑而影响分拣。
3)斜置辊轮式胶带分拣机
在分拣口处，用托辊使胶带改向，形成一个凹的U形槽。在U形槽内安装一排轴线可以向左右拥转45o的辊轮。平时辊轮轴线与胶带运行方向垂直，并处在输送平面以下，分拣物可以从U形槽上面越过。分拣时斜置辊轮拖动，从侧面脱离胶带输送机滑入分拣滑槽。这种分拣机不适合分拣体积较小的物品，因为太小的物品会卡在U形槽内或斜置辊轮中。
由斜置辊轮分隔的各段胶带输送机也可以由多台独立驱动的短胶带输送机连成一线组成，这样虽增加了驱动装置(电动滚筒)的数目，但可减少胶带弯曲的次数，延长胶带使用寿命。
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2．浮出式分棕机
浮出式分拣机(如下图所示)主要由两排旋转的辊轮组成，辊轮设置在传递带下面，每排由8-10个辊轮组成。辊轮的排数也可设计成单排，主要根据被分拣货物的重量来决定单排或双排。辊轮接收一分拣信号后立即跳起，使两排辊轮的表面高出主传送带l0mm，并根据信号要求向某侧倾斜，使原来保持直线运动的货物在一瞬间转向，实现分拣。
浮出式分拣机由于分拣滑道多，输送带长，不可能只有1条上料输送带，而一般有5条左右。主机输送带的速度为l00-120m/min，比输送带的速度要快得多。该分拣机对货物的冲击力较小，适合分拣底部平坦的纸箱、用托盘装的货物，不能分拣很长的货物和底部不平的货物。
浮出式分拣适用于包装质量较高的纸制货箱，一般不允许在纸箱上使用包装带，分拣能力可达7-500箱/h。该分栋机的优点是可以在两侧分拣，冲击小，噪声低，运行费用低，耗电低，并可设置较多分拣滑道。但它对分拣货物的包装形状要求较高，对重物或轻薄货物不能分拣，同时，也不适用于木箱、软件包装货物的分拣。
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3．翻板分拣机
翻板分拣机是用途较为广泛的板式传送分拣设备。它由一系列相互连接的翻板、导向杆、牵引装置、驱动装置、支承装置等组成。当货物进入分拣机时，光电传感器检测其尺寸，并将信息输入计算机中。当货物到达指定格口时，特合货物尺寸的翻板即受控倾翻。每次有几块翻板翻转，取决于货物的长短，而且当货物翻落时，翻板也顺序翻转，使货物顺利地进入滑道，这样就能够充分地利用分拣机的长度，提高分拣效率。
翻板分拣机的适用范围大，可分拣箱类、袋类等货物。它的分拣能力可达5400箱/h。但该分拣机分拣席位较少，且只能直线运行，占用场地较大。
4．气缸侧推式分拣机
气缸侧推式分拣机(如下图所示)是对货物进行输送、存储与分路的分拣设备。按处理货物流程的需要，气缸侧推式分拣机可以布置成水平形式，也可以和提升机联合使用构成立体仓库。
气缸侧推式分拣机的每组滚柱(一般由3-4个滚往组成，与货物宽度或长度相当)各自均具有独立的动力，可以根据货物的存放和分路要求，由计算机控制各组滚柱的转动或停止。货物输送过程中，在需要积放、分路的位置均设置了光电传感器进行检测。当货物输送到需分路的位置时，光电传感器给出检测信号，由计算机分析，控制货物下面的那组滚柱停止转动，并控制推送器动作，将货物推入相应路向的支线，实现货物的分拣工作。
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5．推块式分拣机
推块式分拣机(如下图所示)是由链板式输送机和具有独特形状的推块等组成。推块在链板间左右滑动进行商品分拣。推块式分拣系统是由推块式分拣机、供件机、分流机、信息采集系统、控制系统、网络系统等组成。其特点是可适应不同大小、重量、形状的各种商品；分拣时轻柔、准确；可向左、右两侧分拣，占地空间小；分拣时所需商品间隙小，分拣能力高达18000个/h；机身长，最长达ll0m，出口多。
6．托盘式分栋机
托盘式分拣机是一种应用十分广泛的分拣机，它主要由托盘小车、驱动装置、牵引装置等构成。其中，托盘小车的类型又有多种，有平托盘小车、U形托盘小车、交叉带式托盘小车等。传统的平托盘小车和U形托盘小车利用盘面倾翻的方法依靠重力卸落货物，结构简单，但存在上货位置不准、卸落时间过长的缺点，结果造成高速分拣不稳定以及格口过宽等问题。
交叉带式托盘分拣机(如下图所示)的特点是取消了传统的盘面倾翻、利用重力卸落货物的结构，而在车体上设置了一条可双向运转的短传送带(称为交叉带)，用它来承接上货机输送的货物，将其牵引运行到相应的格口，再由交叉带运转，将货物强制卸落一左侧的格口中。
7．钢带式分拣机
钢带式分拣机是利用输送钢带载运货物完成分栋工作的机械设备，按带的设备形式常分为平钢带式和斜钢带式两种类型。
平钢带式分拣机的适用范围较大，除了易碎、超薄货物及木箱外，最大分拣重量可达70kg，最小分拣重量为lkg，分拣能力可达5000箱/h，甚至更高。主要优点是强度高，耐用性好，可靠性程度高，但要设置较多的分拣滑道较困难，系统平面布局比较困难,另外，对货物冲击较大、运行费用较高、价格较高。
自动分拣系统(automated sorting system)是第二次世界大战后美国、日本的物流中心广泛采用的一种自动分拣系统，该系统目前已经成为大中型物流中心不可缺少的一部分。当商品数量较大时，要做到迅速、正确分拣往往需要投入大量人力,才能分配到各个用户，因此采用分拣系统，可以完成分拣这一烦琐而又枯燥的工作。随着分拣系统规模越来越大，分拣能力越来越高，应用范围也越来越广，自动分拣已经成为物流系统的重要组成部分。
自动分拣是从货物进入分拣系统到被送到指定分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置由接受分拣指示信息的控制装置、把到达分拣位置的货物送到别处的搬运装置、在分拣位置把货物分送的分支装置、在分拣位置储存货物的储存装置等构成。
二、自动分拣系统的特点
1．能连续、大批量地分拣货物
由于采用大生产中使用的流水线自动作业方式，自动分拣系统不受气候、时间、人力等限制，可以连续运行；同时由于自动分拣系统单位时间分拣件数多，因此自动分拣系统的分拣能力是人工分拣系统所不能相比的。
2．分拣误差率极低
自动分拣系统分拣误差率的大小主要取决于所输入分拣信息的准确性，这又取决于分拣信息的输入机制，如果采用人工键盘或语音识别方式输入，则误差率在3％以上；如采用条形码扫描输入，除非条形码本身印刷有错，否则不会出错。
3．分栋作业基本实现无人化
建立自动分拣系统的目的之一，就是减少人员的使用，减轻劳动强度，提高效率。分拣作业本身并不需要人员操作，基本做到无人化。
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三、自动分拣的基本原理
为了达到自动分拣的目的，自动化分拣系统通常由供件系统、分拣系统、下件系统、控制系统四个部分组成，在控制系统的协调作用下，实现物件从供件系统进入分拣系统进行分拣，最后由下件系统完成物件的物理位置的分类，从而达到物件分拣的目的。
1．供件系统
供件系统是为了实现分拣系统的高效、准确处理而存在的，它的作用是保证等待分拣的物品，在各种物理参数的自动测量过程中，通过信息的识别和处理，准确地送入高速移动的分拣主机中。由于供件系统的处理能力往往低于分拣主机，所以一般要配备一特定数量的高速自动供件系统，以保证分拣的需要。
2．分拣系统
分拣系统是整个系统的核心，是实现分拣的主要执行系统。它的作用就是使具有各种不同负载信息的物件，在一定的逻辑关系的基础上实现物件的分配与组合。
3．下件系统
下件系统是分拣处理的末端设备，它的作用是为分拣处理后的物件提供暂时的存放位置，并实现一定的管理功能。
4．控制系统
控制系统是整个分拣系统的大脑，它的作用不仅是将系统中的各个功能模块有机的结合在一起协调工作，更重要的是通过与上层管理系统进行数据交换，使分拣系统成为整个物流系统不可分割的一部分。
四、自动分栋机的类型
自动分拣机的类型有很多，下面图表中列举了其中的几种。
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五、常用的自动分拣机
1．胶带分栋机
由于胶带(或塑料带、帆布带等)输送机具有结构简单、价格便宜、技术成熟等优点，以胶带输送机为主机的分拣机发展较快，品种较多。
1)横向推出式胶带分栋机
横向推出式胶带分拣机的结构与钢带分拣机基本相同，只是用胶带输送机代替钢带输送机。由于分拣物与放带的站着力较大，因此对分拣物的质量和包装形式有一定的要求，使其应用受到较大眼制。
2)斜行胶带式分拣机
将胶带输送机向左侧或右侧倾斜，使胶带平面与水平面形成约30o倾角，另用一条不动的钢壁与胶带平面组成一个夹角约为90o的V形横槽。分拣物在V形槽内校胶带拖动，沿着钢制壁板滑行。壁板上设置若干可以向下翻转的挡板。当分拣物运行到预定的挡板处时，挡板向下翻开，分拣物滑落到对应的滑槽中，达到分拣目的。
斜行胶带式分拣机克服了横向推出式胶带分拣机推出较困难的缺点，但表面有突出物的分拣物有可能卡在挡板接缝处，而重心偏向壁板的分拣物易在胶带上打滑而影响分拣。
3)斜置辊轮式胶带分拣机
在分拣口处，用托辊使胶带改向，形成一个凹的U形槽。在U形槽内安装一排轴线可以向左右拥转45o的辊轮。平时辊轮轴线与胶带运行方向垂直，并处在输送平面以下，分拣物可以从U形槽上面越过。分拣时斜置辊轮拖动，从侧面脱离胶带输送机滑入分拣滑槽。这种分拣机不适合分拣体积较小的物品，因为太小的物品会卡在U形槽内或斜置辊轮中。
由斜置辊轮分隔的各段胶带输送机也可以由多台独立驱动的短胶带输送机连成一线组成，这样虽增加了驱动装置(电动滚筒)的数目，但可减少胶带弯曲的次数，延长胶带使用寿命。
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2．浮出式分棕机
浮出式分拣机(如下图所示)主要由两排旋转的辊轮组成，辊轮设置在传递带下面，每排由8-10个辊轮组成。辊轮的排数也可设计成单排，主要根据被分拣货物的重量来决定单排或双排。辊轮接收一分拣信号后立即跳起，使两排辊轮的表面高出主传送带l0mm，并根据信号要求向某侧倾斜，使原来保持直线运动的货物在一瞬间转向，实现分拣。
浮出式分拣机由于分拣滑道多，输送带长，不可能只有1条上料输送带，而一般有5条左右。主机输送带的速度为l00-120m/min，比输送带的速度要快得多。该分拣机对货物的冲击力较小，适合分拣底部平坦的纸箱、用托盘装的货物，不能分拣很长的货物和底部不平的货物。
浮出式分拣适用于包装质量较高的纸制货箱，一般不允许在纸箱上使用包装带，分拣能力可达7-500箱/h。该分栋机的优点是可以在两侧分拣，冲击小，噪声低，运行费用低，耗电低，并可设置较多分拣滑道。但它对分拣货物的包装形状要求较高，对重物或轻薄货物不能分拣，同时，也不适用于木箱、软件包装货物的分拣。
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3．翻板分拣机
翻板分拣机是用途较为广泛的板式传送分拣设备。它由一系列相互连接的翻板、导向杆、牵引装置、驱动装置、支承装置等组成。当货物进入分拣机时，光电传感器检测其尺寸，并将信息输入计算机中。当货物到达指定格口时，特合货物尺寸的翻板即受控倾翻。每次有几块翻板翻转，取决于货物的长短，而且当货物翻落时，翻板也顺序翻转，使货物顺利地进入滑道，这样就能够充分地利用分拣机的长度，提高分拣效率。
翻板分拣机的适用范围大，可分拣箱类、袋类等货物。它的分拣能力可达5400箱/h。但该分拣机分拣席位较少，且只能直线运行，占用场地较大。
4．气缸侧推式分拣机
气缸侧推式分拣机(如下图所示)是对货物进行输送、存储与分路的分拣设备。按处理货物流程的需要，气缸侧推式分拣机可以布置成水平形式，也可以和提升机联合使用构成立体仓库。
气缸侧推式分拣机的每组滚柱(一般由3-4个滚往组成，与货物宽度或长度相当)各自均具有独立的动力，可以根据货物的存放和分路要求，由计算机控制各组滚柱的转动或停止。货物输送过程中，在需要积放、分路的位置均设置了光电传感器进行检测。当货物输送到需分路的位置时，光电传感器给出检测信号，由计算机分析，控制货物下面的那组滚柱停止转动，并控制推送器动作，将货物推入相应路向的支线，实现货物的分拣工作。
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5．推块式分拣机
推块式分拣机(如下图所示)是由链板式输送机和具有独特形状的推块等组成。推块在链板间左右滑动进行商品分拣。推块式分拣系统是由推块式分拣机、供件机、分流机、信息采集系统、控制系统、网络系统等组成。其特点是可适应不同大小、重量、形状的各种商品；分拣时轻柔、准确；可向左、右两侧分拣，占地空间小；分拣时所需商品间隙小，分拣能力高达18000个/h；机身长，最长达ll0m，出口多。
6．托盘式分栋机
托盘式分拣机是一种应用十分广泛的分拣机，它主要由托盘小车、驱动装置、牵引装置等构成。其中，托盘小车的类型又有多种，有平托盘小车、U形托盘小车、交叉带式托盘小车等。传统的平托盘小车和U形托盘小车利用盘面倾翻的方法依靠重力卸落货物，结构简单，但存在上货位置不准、卸落时间过长的缺点，结果造成高速分拣不稳定以及格口过宽等问题。
交叉带式托盘分拣机(如下图所示)的特点是取消了传统的盘面倾翻、利用重力卸落货物的结构，而在车体上设置了一条可双向运转的短传送带(称为交叉带)，用它来承接上货机输送的货物，将其牵引运行到相应的格口，再由交叉带运转，将货物强制卸落一左侧的格口中。
7．钢带式分拣机
钢带式分拣机是利用输送钢带载运货物完成分栋工作的机械设备，按带的设备形式常分为平钢带式和斜钢带式两种类型。
平钢带式分拣机的适用范围较大，除了易碎、超薄货物及木箱外，最大分拣重量可达70kg，最小分拣重量为lkg，分拣能力可达5000箱/h，甚至更高。主要优点是强度高，耐用性好，可靠性程度高，但要设置较多的分拣滑道较困难，系统平面布局比较困难,另外，对货物冲击较大、运行费用较高、价格较高。
