本發(fā)明屬于物流設備技術領域，尤其涉及一種用于交叉帶分揀機的自動供件臺控制方法。

背景技術：

供件臺是交叉帶分揀機的核心設備之一。供件臺用于將一定大小、質(zhì)量的郵件、包裹自動導入到主環(huán)中去，同時將郵件信息發(fā)送給主環(huán)plc。傳統(tǒng)上，供件臺需要人工在末尾的置件段擺件。隨著人力成本的提升，郵政、物流行業(yè)對設備的自動化程度的要求越來越高，需要開發(fā)一款能滿足省去人工擺件，直接從卸車口經(jīng)皮帶機傳輸直接上件的自動供件臺。由于上件位置離供件臺很遠且無人值守，這就對供件臺的效率和上件準確度提出更高的要求。

當前普遍采用的供件臺一般為兩段或四段式，它們或?qū)Π蛘叻Q為郵件的擺放位置有要求，或效率不夠，無法滿足大規(guī)模自動傳輸?shù)男枨?。一般而言，增加皮帶段?shù)并減少每段長度，會使郵件的控制方式更加靈活，進而會提高效率，但也會對控制方式提出更高的要求。此外，考慮到包裹的計費，必須包含郵件的重量信息，因此必須開發(fā)帶稱重功能的高效率供件臺。

目前普遍使用供件臺最高效率為2200～2400件/小時，自動供件臺要達到3000件以上。隨著郵件段數(shù)的增多，如何在滿足最大效率的前提下準確的定位郵件的位置，縮小郵件間距，并將該包裹準確的送入主環(huán)的托盤上，涉及到對郵件跟蹤和上件的問題。郵件從上游皮帶機送入自動供件臺，在通過龍門架之前，必須進行郵件間距的調(diào)節(jié)，以防止小間距的產(chǎn)生。此外，如果主環(huán)上包裹比較多，出現(xiàn)需要等待上包的情況，必須控制各皮帶段和上游皮帶機的啟停。對于稱重段，在稱重準確的前提下需盡可能的提高接包效率。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種適用于交叉帶分揀機使用的九段式自動供件臺控制方法。

一種用于交叉帶分揀機的自動供件臺，采用九段式結構，將最靠近主環(huán)的上件段設為第一段，并依次排序，將靠近皮帶機的斜接段設為第九段，

在第六段和第七段之間設置測量光電龍門架，用于測量包裹的尺寸，

其中的第七段作為稱重段，

全部九個段的驅(qū)動電機通過總線與控制系統(tǒng)相連。

控制系統(tǒng)包括主控制器，主控制器與變頻器、上包軌道板、數(shù)字io模塊、皮帶機、主環(huán)plc、供件臺終端相連。

包裹運行的順序是從第九段至第一段，自動供件臺的控制步驟包括：

s101，當包裹的尾部離開皮帶機，清空第九段跟隨定時器的時間，

當?shù)诎硕胃S標志位為零時，第九段根據(jù)第九段跟隨定時器的值來確定該段的停止，若該值大于一個特定值，則說明該段包裹已經(jīng)走遠，可以接包后再停止，否則必須立即停止；

s102，當包裹進入第八段并擋住第八段郵件檢測光電時，根據(jù)第七段跟隨標志位來決定當前郵件的運行，

如果第七段跟隨標志位為0，則停止第八段，等待第七段跟隨標志位為1后再起動，在此過程中動態(tài)監(jiān)測包裹的運行距離，保證停止時運行距離不超過第八段；

s103，當包裹完全進入第七段，開始稱重，當達到稱重時間后，停止稱重并開始接收稱重數(shù)據(jù)，此時若運行距離已超過設定距離，則根據(jù)上件跟蹤使能位來決定當前郵件的運行，

如果上件跟蹤使能位為0，則停止第七段，等待該位置1后再起動；

s104，包裹隨著第七段的運動進入測量光電，根據(jù)碼盤和測量光電的反饋值實時計算郵件的長度、寬度參量；

s105，當包裹完成尺寸測量之后，繼續(xù)向前運動并使能通信，

若收到軌道光電的觸發(fā)信號，自動臺即向主環(huán)plc詢問當前托盤號及托盤狀態(tài)，若回復當前托盤號且托盤可用，通過串口向紅外軌道板詢問托盤，若托盤回復允許上包，則通信結束，包裹進入同步階段；

s106，若通信失敗導致該托盤無法上件，判斷是否進行第二次通信，

若在動態(tài)通信結束點前能完成第二次通信，則進行第二次通信，

通信成功則進入同步階段，

若在勻速運動過程中通信均不成功，包裹減速并在停止后繼續(xù)進行通信，直到通信成功進入同步階段；

s107，通信成功后，根據(jù)當前郵件的運動距離、形心位置參數(shù)計算上包參數(shù)，對于正在運動的包裹計算出其繼續(xù)勻速運動的時間，對已經(jīng)停止的包裹計算出其繼續(xù)等待的時間，

當相應的勻速運動或等待時間到達后，包裹進入加速階段并一直加速到同步速度，此后以該同步速度繼續(xù)運動直至將包裹送入托盤；

s108，自動供件臺通過各段的碼盤實時檢測當前包裹在供件臺上的位移，并以此作為郵件序號傳遞、速度控制的依據(jù)。

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的缺點，實現(xiàn)了將所有符合要求的規(guī)格郵件平穩(wěn)、準確導入主環(huán)托盤。本發(fā)明的自動供件臺，特別是龍門架測量光電后的皮帶段數(shù)多，相應的各段皮帶長度也減小了，這樣使得包裹之間的間距也相應變小了，有利于提高效率。在交叉帶分揀機的九段式自動供件臺的實際使用中獲得了很好的效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中九段式自動供件臺示意圖。

圖2本發(fā)明控制方法流程示意圖。

圖3本發(fā)明實施例中通信原理圖

其中：1——第一段皮帶，2——第二段皮帶，3——第三段皮帶，4——第四段皮帶，5——第五段皮帶，6——第六段皮帶，7——第七段皮帶，8——第八段皮帶，9——第九段皮帶，10——含檢測光電的測量光電龍門架，11——七八段間檢測光電，12——第八段檢測光電，13——軌道觸發(fā)光電，14——紅外軌道板1，15——紅外軌道板2。

具體實施方式

本發(fā)明的控制系統(tǒng)是將靠近主環(huán)的三角段(上件段)作為第一段，并依次排序，將靠近皮帶機的斜接段作為第九段。在第六段和第七段之間設置測量光電龍門架，用于測量郵件的尺寸，第七段為稱重段。九段電機均通過變頻器控制，并通過profibus-dp總線系統(tǒng)和控制系統(tǒng)相連。控制系統(tǒng)采用可編程邏輯控制器作為主控cpu，通過dp模塊(和變頻器)、串口模塊(和上包軌道板)、數(shù)字io模塊和相關外圍設備、器件進行連接和通信，并通過profinet接口和皮帶機、主環(huán)plc、供件臺終端進行通信。本發(fā)明的技術方案適用于郵件和包裹，在控制中郵件和包裹是同一含義。

用于交叉帶分揀機的九段式自動供件臺的控制方法，包括如下步驟：

a)當包裹的尾部離開皮帶機，程序會清空第九段跟隨定時器的時間。當?shù)诎硕胃S標志位為零時，第九段根據(jù)第九段跟隨定時器的值來確定該段的停止。若該值大于一個特定值，則說明該段郵件已經(jīng)走遠，可以接包后再停止，否則必須立即停止。該步驟中，第九段起停邏輯控制上游皮帶機，郵件進入自動臺控制。

b)當郵件進入第八段并擋住第八段郵件檢測光電時，程序根據(jù)第七段跟隨標志位來決定當前郵件的運行。如果第七段跟隨標志位為0，則停止第八段，等待第七段跟隨標志位為1后再起動，在此過程中程序動態(tài)監(jiān)測郵件的運行距離，保證停止時運行距離不超過第八段。該步驟中，稱重段進入郵件控制，保證稱重郵件的唯一性。

c)當包裹完全進入第七段，開始稱重，當達到稱重時間后，停止稱重并開始接收稱重數(shù)據(jù)。此時若運行距離已超過設定距離，程序根據(jù)上件跟蹤使能位來決定當前郵件的運行。如果上件跟蹤使能位為0，則停止第七段，等待該位置1后再起動。該步驟中對稱重控制并控制郵件上件次序。

d)郵件隨著第七段的運動進入測量光電，程序根據(jù)碼盤和測量光電的反饋值實時計算郵件的長度、寬度等參量。

e)當郵件完成尺寸測量之后，繼續(xù)向前運動并使能通信。若收到軌道光電的觸發(fā)信號，自動臺即向主環(huán)plc詢問當前托盤號及托盤狀態(tài)。若回復當前托盤號且托盤可用，程序即通過串口向紅外軌道板詢問托盤，若托盤回復允許上包，則通信結束，郵件進入同步階段。

f)若通信失敗導致該托盤無法上件，程序會判斷是否進行第二次通信。若在動態(tài)通信結束點前能完成第二次通信，則進行第二次通信。通信過程和第一次相同，通信成功則進入同步階段。若在勻速運動過程中通信均不成功，郵件減速并在停止后繼續(xù)進行通信，直到通信成功進入同步階段。該步驟實現(xiàn)郵件運動上包通信控制。

g)通信成功后，程序根據(jù)當前郵件的運動距離、形心位置等參數(shù)計算上包參數(shù)。正在運動的郵件計算出其繼續(xù)勻速運動的時間，已經(jīng)停止的郵件計算出其繼續(xù)等待的時間。當相應的勻速運動或等待時間到達后，郵件進入加速階段并一直加速到同步速度，此后以該同步速度繼續(xù)運動直至將郵件進入托盤。該步驟是上包運動控制步驟。

h)自動臺通過各段的碼盤實時檢測當前郵件在供件臺上的位移，并以此作為郵件序號傳遞、速度控制的依據(jù)。

下面結合具體實施案例和附圖，進一步闡述本發(fā)明：

1)如圖1所示，自動臺共分為9段，靠近主環(huán)為第一段，依次類推，靠近上游皮帶機的為第九段。開機之后，在主環(huán)速度為2.0m/s的運行速度下，第一段按同步速度2.3m/s運行，第二段到第八段按1.5m/s運行，第九段按2.0m/s運行?？刂葡到y(tǒng)plc通過profibus-dp總線和各段的變頻器通信，用于對各段的起停、轉速進行控制。該九段式自動供件臺能和很好的與上游皮帶機配合，最大程度的提高效率，保證稱重、上件的穩(wěn)定性與可靠性。

2)該自動臺1～8段均設有碼盤，并通過光電獲取碼盤數(shù)進而得到運行距離，實時獲取郵件在整個供件臺上的運行距離，可以使程序更精確地定位郵件位置，控制各段郵件的傳遞，最大程度的減少郵件間距，準確的控制各段速度。同時對郵件整個供件臺的運行過程分為進件、稱重、通信、上件各階段，并設置不同的郵件序號，避免了各個過程的互相干擾，提高效率。

3)自動臺通過一個以太網(wǎng)端口和上游皮帶機交換狀態(tài)信息，并通過一個硬接點實時控制上游皮帶機是否能向自動臺傳輸郵件。自動臺和皮帶機之間設有光電檢測裝置，每當有郵件被允許進入第九段時，自動臺會收到該郵件進入信息并清空第九段跟隨定時器的時間。程序根據(jù)第八段的運行狀態(tài)來決定第九段的運行和發(fā)給上游皮帶機的控制命令。當?shù)诎硕胃S標志位為零時，則根據(jù)第九段跟隨定時器的值來確定第九段是否停止。若該值大于一個特定值，則說明該段包裹已經(jīng)走遠，可以接包后再停止，否則必須立即停止并向上游皮帶機發(fā)送停止命令。

4)當郵件從上游皮帶機進入第九段后，該段較快的速度可以使郵件更容易沖到第八段中間位置。當郵件進入第八段后，運行到第八段郵件檢測光電處(如圖1中標記12所示位置)后，自動臺將該段運行距離值置零。此時判斷第七段跟隨標志位，若該標志位為1時，郵件可以繼續(xù)向前運行。若為0，則立即停下等待。如果在繼續(xù)運行中第七段的跟隨標志位變?yōu)?，同樣立即停下等待并判斷此時的運行距離。若無法保證該郵件停在第七段之前，則報系統(tǒng)故障。

5)第七段是稱重段，該段要求郵件在稱重時必須保持勻速運動且郵件個數(shù)唯一，以保證稱重的準確性。稱重段的長度一般設定為s1＝v*t+lmax+lplus,其中v為第七段運行速度，t為動態(tài)稱響應時間，lmax為最大郵件尺寸，lplus為設計余量。第七段和第八段之間設有檢測光電，用來檢測郵件的進入。有郵件進入時，即清空該段的運行距離值。當郵件完全進入該段后，則立即開始稱重，當達到稱重時間后，停止稱重并開始接收稱重數(shù)據(jù)。此時郵件繼續(xù)向前運行，若運行距離已超過設定距離，程序根據(jù)上件跟蹤使能位來決定當前郵件的運行。如果該位為0，則停止第七段，等待該位置1后再起動。

6)郵件隨著第七段的運動進入測量光電，程序根據(jù)運行距離和測量光電的反饋值實時計算郵件的長度、寬度和面積。

7)當郵件完成尺寸測量之后，繼續(xù)向前運動并開始進行上包通信。如圖3所示，在主環(huán)軌道靠近供件臺短邊側分別設有軌道觸發(fā)光電(圖2中13)、紅外軌道板1(圖2中14)、紅外軌道板2(圖2中15)。若軌道光電收到小車頭部通過時的觸發(fā)信號，自動臺即向主環(huán)plc詢問當前通過托盤號及托盤狀態(tài)。若主控plc回復當前托盤號且托盤可用，自動臺即可與托盤進行通信。程序通過串口向紅外軌道板1詢問小車狀態(tài)，該軌道板通過紅外和托盤進行通信。若托盤回復紅外軌道板2允許上件并將消息返回自動臺，則通信結束。其流程圖如圖3所示。

8)程序設有一個動態(tài)通信停止點。該點和通信起始點的距離為：

s2＝(t1+t2)*v0，t1為一個托盤通過觸發(fā)光電的時間，t2為托盤通信超時時間。

若第一次通信沒有得到有效的上件信息，且在動態(tài)通信停止點前能完成第二次通信，則進行第二次通信。通信過程和第一次相同。若在勻速運動過程中通信均不成功，郵件在動態(tài)通信結束點減速并在停止后繼續(xù)進行通信，等待通信成功進入上件階段。

9)通信成功后，程序根據(jù)當前郵件的運動距離、形心位置等參數(shù)計算上包參數(shù)。正在運動的郵件計算出其繼續(xù)勻速運動的時間，已經(jīng)停止的郵件計算出其繼續(xù)等待的時間。當相應的勻速運動時間或等待時間到達后，郵件進入加速階段并一直加速到同步速度，此后以該同步速度繼續(xù)運動直至將郵件送入托盤。由于第一段是以同步速度運行，若計算出郵件在進入第一段時尚未達到同步速度，則第一段速度需要降到和第二段速度同步來接郵件。