利用伺服控制，提高分揀效率

分揀是將需要運送到特定的目的地的產(chǎn)品進(jìn)行匯集、識別、導入和分離的動(dòng)作。以下討論集中在對于容器

包裝產(chǎn)品的分揀上，如紙箱、盒子和塑料袋，而忽略了對散裝料分揀的討論，因為通常少量的運動(dòng)控制就

可完成散裝料的分揀。

分揀系統通常由四個(gè)系統組成。每個(gè)系統執行一個(gè)特定的操作：匯集、導入、分揀和分揀后運走。在匯集

過(guò)程中，已包裝產(chǎn)品從集放式輸送線(xiàn)上的挑選區開(kāi)始移動(dòng)，在導入區經(jīng)過(guò)整理，以進(jìn)行展示。

導入過(guò)程包括：確定每個(gè)產(chǎn)品的目的地（通過(guò)檢查），然后，當將產(chǎn)品放到分揀裝置上時(shí)，在產(chǎn)品間留出

適當的間隙。常見(jiàn)的檢查方法包括：外觀(guān)檢查、自動(dòng)識別、條形碼、重量和機器視覺(jué)。

在分揀過(guò)程中，產(chǎn)品轉移到分揀后發(fā)送或運走系統（分揀線(xiàn)）上。很容易將全部分揀作業(yè)與分揀過(guò)程的這

一步驟等同起來(lái)，但是沒(méi)有前面和后來(lái)的步驟，分揀步驟只能簡(jiǎn)單的視為分離或轉移。

分揀系統的最后操作（分揀后或運走）將產(chǎn)品移動(dòng)，以進(jìn)行裝運、用貨盤(pán)裝運、分段運輸，或繼續移動(dòng)產(chǎn)

品，以進(jìn)行額外的分揀。

分揀出產(chǎn)品

匯集和分揀作業(yè)中通常有轉向器，轉向器需要合理的運動(dòng)控制。轉向器將產(chǎn)品從一個(gè)路徑（或者輸送機）

移到另一個(gè)路徑上。轉向器必須非?？?，以便在不擾亂其他產(chǎn)品的情況下改變所選產(chǎn)品的路徑。

可以把這一要求比作將火車(chē)從一個(gè)軌道轉換到另一個(gè)軌道上。當允許其它火車(chē)通過(guò)主軌道時(shí)，一些火車(chē)轉

移到側軌上。但是，在高速分揀機械中，“火車(chē)”（產(chǎn)品）彼此的距離相對比較近，而且運動(dòng)速度非?？?/p>

。因此轉向器必須同樣快、同樣動(dòng)作，然后返回到起始位置，這樣只有所選產(chǎn)品的路徑發(fā)生了改變。

在大多數高速系統中，轉向器的通道由伺服執行機構驅動(dòng)，伺服執行機構由三角形運動(dòng)曲線(xiàn)命令控制。三

角形運動(dòng)曲線(xiàn)沒(méi)有保持時(shí)間。這樣使得轉向器在下述過(guò)程中的間隔減到最?。恨D向器轉向，然后返回到起

始位置，起始位置是轉向器等待進(jìn)行下一個(gè)操作的位置。

導入操作也包括運動(dòng)控制。高速導入系統通常使用伺服執行機構調整產(chǎn)品間的間隙。這里使用火車(chē)作類(lèi)比

，假設有一系列火車(chē)（包裝箱）在主軌道上。目標是將領(lǐng)頭的火車(chē)轉移到側軌上，同時(shí)考慮到這樣的可能

性：那里已經(jīng)有其它火車(chē)了（可能是積累的產(chǎn)品，等待從分揀線(xiàn)上運走）。如果我們在主軌道的火車(chē)間保

持恒定的距離，則也許不能將領(lǐng)頭火車(chē)轉移走了。所以，我們降低領(lǐng)頭火車(chē)和它后面火車(chē)的速度，以增加

后面火車(chē)的間隙，直到側軌空出為止。

在這樣的定時(shí)操作中所使用的運動(dòng)曲線(xiàn)通常是梯形的，因為調整產(chǎn)品的間隙就是調整產(chǎn)品以特定速度運動(dòng)

過(guò)程中的保持時(shí)間。在許多情況下，加入一定程度的S型曲線(xiàn)，以使產(chǎn)品對加速和減速的反應平穩。降低

或消除梯形運動(dòng)曲線(xiàn)的急動(dòng)度對保持產(chǎn)品的正確方向會(huì )是非常重要的，對機器/系統的機構還具有額外的

好處：更容易。

面對挑戰

設計一個(gè)分揀系統時(shí)所面臨的一個(gè)挑戰是：知道如何為每個(gè)子系統選擇適當的技術(shù)。根據所需的速度，技

術(shù)可能涉及下面的全部范圍：從交流感應電機到步進(jìn)和伺服裝置，到機械裝置（例如，離合器/制動(dòng)器）

，到氣壓缸。分揀作業(yè)越來(lái)越多的使用伺服機構反映了下述內容的上升趨勢：系統速度和需要建立“全電

氣”系統的要求，消除車(chē)間氣源和其他輔助設備的需要。

另一個(gè)挑戰是必須管理分揀線(xiàn)上的好幾個(gè)產(chǎn)品，這些產(chǎn)品需要不同的速度和運動(dòng)曲線(xiàn)。在許多情況下，要

求分揀機械管理這些運送中且變化的產(chǎn)品。這使得基于電氣的伺服和步進(jìn)系統更可取，因為可以對這些系

統進(jìn)行配置，以產(chǎn)生快速和自動(dòng)的變化。從分揀線(xiàn)上傳感器所發(fā)出的信息可以識別產(chǎn)品，告訴運動(dòng)控制器

如何操作伺服放大器和電機。

分揀系統的設計者還有使性能最優(yōu)的任務(wù)，使給定產(chǎn)品的速度達到最大，同時(shí)對產(chǎn)品進(jìn)行正確的處理。這

要求為每個(gè)子系統和待處理產(chǎn)品選擇并使用合適的運動(dòng)曲線(xiàn)。

產(chǎn)生差別

用伺服控制的轉向器替代機械的或氣動(dòng)的轉向器，這是提高速度和產(chǎn)量的一種方法。使用伺服控制的轉向

器還消除了對車(chē)間氣源（氣動(dòng)）的需要，同時(shí)在操作中具有更高的靈活性，包括對變化產(chǎn)品補充的運送響

應。

通過(guò)使用復雜的運動(dòng)曲線(xiàn)（例如S型曲線(xiàn)），導入系統受益于更平穩的運行，同時(shí)使系統速度達到最大，

還保持了產(chǎn)品的準確排列。不僅產(chǎn)品的運動(dòng)狀況更好了，而且機器的機構所受應力更小了，這樣提高了整

個(gè)系統的可靠性。