1、密级： 保密期限：踌贡却童火肇硕士研究生学位论文学 号：姓 名：专 业：导 师：学 院：业年L月LEl独创性(或创新性)声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名： 日期：关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，
2、即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定)保密论文注释；本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。本人签名： 塑茎堂茎 日期：导师签名：笠荨jL一日期：脚脚删册1 1 0北京邮电大学硕上学位论文交叉带分拣机上包台的建模与仿真摘要本文系统地分析了自动分拣在物流业的技术要点，并对交叉带分拣机的总体设计作了全面的
3、论述。通过对分拣机的整体分析，得出上包系统在包裹分拣环节中的重要地位。本课题的目的是利用上包设计方法建立上包台模型，同时利用协同仿真技术对建立的模型进行仿真校核。通过对上包系统设计原理的深入研究，从理论上分析了目前常用的两种上包方案，同时结合上海邮政通用技术设备公司的现有设计技术对两种方案的可行性进行了对比研究，得到最可行的设计方案。所设计的上包系统应该满足对不同的大小、形状、材质的包裹的分拣。同时上包台的设计应该满足上包准确性、可靠性和上包效率的要求。基于上包台的几个重要设计指标，本课题对上包台尺寸进行优化与校核，得到更精确的尺寸，并推导出完整的上包台参数化尺寸关系。利用ProE三维建模功能
4、和参数化工具，在ProE中建立上包台的参数化模型，完成交叉带分拣机上包台普遍性模型设计。为实现模型仿真的可靠性，系统在ADAMS中对上包台运行环境进行设定，如设定整体模型的重力、包裹与皮带间的摩擦系数、环境噪声振动对模型运行的影响等因素。同时，设定上包台的控制接口，使得模型仿真运行能够反映实际的上包运行控制情况。仿真中测试的主要参数为包裹中心位置与小车中心位置的坐标值差，目的是为检测按照头定位设计方案和基于上包效率、准确性等参数校核优化设计的上包台尺寸的准确性。利用模型的仿真结果对比实际样机的测试结果，分析模型的准确性。本项目利用了协同仿真技术对设计模型进行校核，该设计模式为交叉带分拣机的研究
5、开发提供了坚实的理论基础，具有重要的参考价值。关键词：自动分拣上包系统模型参数化协同仿真北京邮电大学硕士学位论文THE MODELING AND SIMULATION FoRTHE BARCEL SoRTING OF THECROSSBEl月SORTERABSTRACTIn this thesis，the technical main points of automatically sorting inlogistics industry are analyzed systematically,and crossbelt sorter of theoverall design is compr
6、ehensively discussedFrom the analysis of sortingmachines，the parcel system has confirmed an important position in theparcel sorting sectionsThe purpose of this project is using the designmethods of the parcel sorting to build up a parcel sorting model，andusing the Co-simulation technology to check t
7、he designed modelBy studying the design principles of the parcel system and withcombination of Shanghai Postal General Technology and EquipmentCompanyS current technologies and equipments，the thesis analyzed thetwo parcel sorting methods from the commonly used theoriesThe thesiscompared the two meth
8、ods and got the most feasible design resultThedesign of the sorting system should fulfill sorting parcels in differentsizes，shapes and materialsMeanwhile，the design also should meet therequirements of veracity,reliability and efficiency。Based on someimportant criteria of the parcel sorting system，th
9、e thesis optimized theparcel system to get a more precise design and deduced the completemodel parameters in correlation dimensionsBy using ProE for buildingthreedimensional model，a parametric model for parcel sorting systemhas been built to get a general sorting modelTo achieve the reliability of m
10、odel simulation，the parameters ofthe parcel sorting system in simulation environment of ADAMS are set，such as the model gravity,the friction between the belt and parcel，thecoefficient of the environmental noise vibrationAt the same time，thecontrol interface of the parcel sorting system is set，for th
11、e correctreflection of model simulation for the actual operation on the parcelsortingWith the position coordinates different between the carS centerand the parcelS center as the main parameter,the simulation is designed北京邮电人学硕t：学位论文to test the design of the parcel sorting system according to the fir
12、stlocation method，and the veracity and efficiency of the optimized designparametersThe thesis compared the simulation results with the actualprototype test results to determine correctness of the modelThis project uses the Co-simulation technology to design the parcelsorting modelThe design pattern
13、for crossbelt sorter establishes atheoretical foundation，providing an important reference valueKEYWORDS：automatically sorting，parcel sorting system，model，parametric，Co-simulation北京邮电大学硕士学位论文目录第一章绪论111课题来源112研究背景l121自动分拣系统的现状1122虚拟样机技术的发展趋势213研究目标及意义3131研究目标3132项目研究意义414本文主要内容5第二章交叉带分拣机的结构与控制分析621交叉带
14、分拣机结构组成6211供包装置7212上包台7213主机7214格口722交叉带分拣机控制组成8221分拣控制系统。8222上包系统8223主机系统8224格口落包系统823包裹分拣流程924包裹分拣的上包过程分析11241上包效率11242上包的基本原理1125本章小结12第三章三级上包台尺寸设计1331分拣机上包方案概述13311方案选定的假定条件及主要问题13312头定位方案概述13313尾定位方案概述14314头定位与尾定位方案比较15北京邮电人学硕士学位论文32头定位方案上包台各段参数分析及计算公式推导15321上包台各段尺寸参数15322各段尺寸计算公式推导。1733三级上包台具体
15、分析19331参数要求。19332根据头定位方案计算三级上包台尺寸2134本章小结22第四章上包参数优化与校核2341上包效率分析与计算23411上包效率分析。23412上包效率计算25413三级上包台上包效率校核。27414上包效率的提高方法。2842上包流畅性分析及计算。30421上包流畅性及分离说明30422包裹流畅性分析31423三级上包台尺寸上包流畅性校核3443上包准确性分析34431上包准确性关键点分析34432上包过程分析36433等待时间分析与计算3844三级上包台各段尺寸关系公式。4345本章小结44第五章三级上包台协同仿真分析4551三级上包台协同仿真实验的总体设计455
16、2协同仿真关键技术46521ProENGINEER模型参数化技术46522ADAMS仿真技术46523MATIAB模型仿真控制。47524协同仿真技术4753三级上包台参数模型化的建立49531上包台初始模型化的建立。49532上包台参数化模型的建立5054协同仿真分析53攻读学位期间发表的学术论文。66北京邮电大学硕士论文第一章 绪论随着我国物流业的发展，输送分拣系统得到了广泛的应用，而且近几年自动分拣技术在物流系统规划和方案设计的地位和作用也越来越重要【11。自动分拣系统是集机、电、信息技术于一体的系统设备，分拣系统的内部主要涉及上包、识别、同步、信息处理、高速平稳输送以及分拣送入格口等关
17、键技术，系统中每一项技术成熟与否将直接影响分拣系统效率、差错率和可靠性等关键技术指标121。11课题来源随着中国市场的开放，许多国外领先的分拣设备制造企业纷纷进入中国市场，其凭着成熟的产品，强大的设计实力，先进的管理技术，对国内的分拣设备制造企业造成了很大的冲击。作为国内分拣设备制造业的领先企业，上海邮政通用技术设备公司为了提高自身的竞争力，抢占市场制高点，公司决定在引入德国西门子公司作为战略合作伙伴的同时，采用世界最先进的技术开发新型分拣设备，本课题即来源于。上海邮政通用技术设备公司新产品新技术发展计划2006A”。12研究背景121自动分拣系统的现状目前在世界范围内，大多数邮政机构面临着用
18、户多方面业务需求的增长。用户要求更短的服务周期和更可靠的服务，私营快递服务的市场分额越来越大。为保持竞争力、使业务持续增长，邮政机构必须不断地改进其运作模式。邮政设备的自动化是达到这些业务目标的最有效方式31。随着科学技术的发展和进步，自动分拣系统也得到了相应的改进和创新，自动分拣系统的主要技术发展趋势如下：1、大型化系统随着我国经济的快速发展，物流业的规模也越来越大，包裹的处理量也越来越大，必然要求分拣设备的大型化发展，如天津速递局项目，包裹分拣机同处理量需要达到14000件包裹。2、先进性系统1北京邮电大学硕士论文包裹处理量的增大必然要求设备工作效率、稳定性和维护性等指标参数的提高，与所有
19、工业设备的发展相同，分拣设备的性能也将越来越先进，自动化程度将越来越高，具体体现在包裹分拣速度越来越快，准确率越来越高，生产工艺不断地进步，稳定性更高4,5,61。3、信息化系统在这信息社会中，人们对信息的重视程度也日益提高，在我们的自动分拣系统中，要求物流(即包裹流)与信息流实现在线或离线的高度集成，信息技术的使用逐渐成为分拣技术的核心。分拣设备未来的发展趋势是分拣设备与信息技术紧密结合、实现高度自动化【71。现场总线、图像识别与处理以及互联网技术等高新技术与分拣设备系统的有效结合应用，将会成为今后越来越多的分拣系统的发展模式。4、标准化与模块化系统现在经济全球化趋势和特征日渐明显，物流业的
20、发展也与经济的全球化紧密相连，与此同时，物流装备也随之走向全球化，为了实现与国际接轨，必须实现设备的标准化和模块化。因此，实现设备的标准化、模块化成为分拣设备的必然发展趋势Is】。5、智能化与人性化系统处理量的增大、科技的进步、人们对工作条件的要求使分拣设备的设计不光要满足实现基本处理功能，而且越来越重视设备智能化与人性化，以降低劳动强度、改善劳动条件，使得系统操作更轻松自如19,101。在分拣机的监控PC上对分拣状况进行实时跟踪，可以以动态画面的形式形象地提供系统各节点的状态诊断信息，对出错节点实时报警同时提供维修提示，并提供简单形象的用户界面以进行系统启动、调速、停机等各种相应操作。6、系
21、统绿色化与节能化随着经济的发展，社会与企业环保意识的提高对设备的制造有了新的环保要求，企业在分拣设备的选用时会优先考虑环境污染小的绿色产品或节能产品。因此，有远见的分拣装备供应商也应关注环保问题，在分拣设备的设计中采取有效措施达到环保要求【11,12】。如，采用新的设备与合理的设计，以降低设备的振动、噪音与能源消耗量等。综上所述，为了满足物流业的不断的发展需求，自动分拣技术，尤其是国内自动分拣技术要不断的改进创新。122虚拟样机技术的发展趋势虚拟样机技术(Virtual Prototype)是在CADCAMCAE技术以及多体系统动2北京邮电大学硕士论文力学基础上发展起来的系统建模、仿真与分析技
22、术，近些年综合了取得突破性进展的多领域的物理系统建模技术与仿真技术，形成了功能化虚拟样机技术。这项技术在产生后就迅猛发展，并应用于多领域I乃。功能化虚拟样机技术集合了传统CADCAMCAE设计制造技术优点CADQ址似：AE设计技术的重点是针对零部件的优化设计，而零部件的最优并不代表产品整体性能的最优；功能化虚拟样机技术则是对产品的整体性能进行优化设计，是基于整个系统的优化设计，并且能通过虚拟试验精确、快捷地预测产品整体性能。虚拟样机技术是基于多体系统理论，解决产品的动力学、变形、强度及寿命等问题；是基于多领域物理系统理论，解决复杂产品机、电、液、等多领域能量流和信号流的传递与控制问题11瓤。随
23、着科学技术的发展与进步，单一的纯机械产品越来越少，大部分产品都是机、电、液压和相关控制集成的复杂产品【垌。因此，基于多领域的可视化统一建模与仿真技术成为数字化功能虚拟样机的一项关键技术，如MatlabSimulink，可以进行可视化建模与仿真，基于多领域的可视化统一建模与仿真集成技术成为虚拟样机技术的发展方向ll71。 毒13研究目标及意义131研究目标矗在包裹分拣机中，上包系统直接影响到整个包裹分拣机的性能与效率。同时r由于上包系统是包裹分拣机进行分拣的第一个环节，它的好坏直接影响到后面分拣环节的运作。因此，对上包系统的分析设计是包裹分拣机系统分析的第一步也是至关重要的一步。图1-1上包台示
24、意图本文采用上海邮政通用技术设备公司的产品交叉带分拣机三级上包台作为研究对象，如图1-1，三级上包台包括四段：编码段、同步段、加速段、加载段。编码段是包裹从供包装置传到上包台后的人工条码扫描段：同步段为包裹等待空闲环行圈小车的到来；加速段为包裹选定小车后，上包台将包裹加速到满足环行3北京邮电大学硕士论文圈速度；装载段将包裹送入环行圈。本文通过对三级上包台的分析设计，建立可视化参数化模型，利用协同仿真技术对整体模型进行仿真分析，以达到对交叉带分拣机三级上包台的优化设计。根据分拣机上包台普遍应用性原则，仿真分析中采用的包裹为长方体，质量为小于50千克，包裹尺寸如表11。在一定的主机速度(V一23m
25、s)要求和整体加速度要求(A-45ms2)的基础上，利用刚体动力学，将包裹在三级上包台上的运动转化为质点的运动，通过对包裹质点运动的分析，得到上包台各段的尺寸，完成三级上包台模型设计。本文研究的交叉带分拣机三级上包台其他参数见331节。表1-1处理的包裹尺寸长(舢) 宽(mm) 高(mm)最大包裹 900 600 600最小包裹 150 100 15本文仿真分析主要是解决一定上包效率(7200件-h)下的分拣机三级上包台的对中问题，即包裹从上包台运动到环行圈小车上，包裹停留位置与小车中心位置的偏差。本项目突破点是：1、选取最合适的设计方案设计上包台的尺寸；2、利用现有技术，建立上包台参数化模型
26、，以满足在不同分拣要求到达时，能够生成所需模型；3、引入协同仿真技术，对建立的模型进行仿真测试，验证模型。132项目研究意义随着全球经济的发展，物流业及相应的物流设备业随之发展，中国的物流自动化技术和设备市场迅速成长起来，作为中国物流设备领域的品牌企业，上海邮政通用技术设备公司不断创新探索、不断提高企业的核心竞争力，致力于推动中国物流自动化设备技术的发展。上海邮政通用技术设备公司在传统设备制造中，一方面为了更好地让客户了解产品，另一方面是为了发现设计中存在的问题，以便及时修改，物流设备在设计完成后，很多时候要造出一台样机，以供参考，这样既耗时间又耗钱财，不利于企业的发展和提高。国内外很多企业利
27、用相关的仿真软件对自己的产品进行仿真优化分析，一方面能够优化自己的产品，另方面能够提取相应的仿真动画，便于客户对产品的了解。所以，上海邮政通用技术设备公司对产品进行仿真优化分析是十分必要的，这既符合公司创新理念，能够提高自身的核心竞争力，又能4北京邮电大学硕士论文够带动整个物流自动化设备技术的发展，能够更好的服务于全国乃至世界物流业。同时，本文希望通过对现有的交叉带分拣机上包系统进行详细的、全面的分析，并在分析的基础上，总结出交叉带分拣机上包台的设计经验，利用上包台的普遍设计原理，结合虚拟样机技术，建立一个普遍适用的上包台模型，为上包台的调试提供一个平台，在模型仿真结果的基础上提出相关的改进方
28、案。14本文主要内容论文主要分为六个章节，各章节内容具体安排如下：第一章是绪论，通过分析项目研究的背景和现有的技术支持，介绍了本项目的研究对象，阐述了项目需要突破的技术点。第二章是交叉带分拣机的结构和控制分析，详细分析了交叉带分拣机的结构和控制以及包裹分拣的整个流程，阐述上包过程在整个流程中的重要性，提出了分拣机包裹上包的要求，为后面的设计做理论铺垫。 。第三章是三级上包台尺寸设计，分析了目前常用的两种上包台方案，结合上海邮政通用技术设备公司的现有设计技术对两种方案的可行性进行了分析，选取最优设计方案。同时，利用多体动力学对上包台各段进行分析，推导出上包台的初步尺寸。第四章是上包参数优化和校核
29、，为实现上包台设计最优化，通过对上包台的重要设计指标分析，利用多体动力学和静力学并结合上包系统的速度匹配原则推导出各个指标的计算公式。在对上包台各指标优化校核的基础上，得到更精确的上包台尺寸，并推导出完整的上包台参数化尺寸关系，完成上包台的整体设计，同时在推导过程中提出了上包效率优化的改进点。第五章是三级上包台建模与仿真分析。利用ProE参数化建模功能，建立上包台参数化模型，完成交叉带分拣机上包台普遍性模型设计。研究协同仿真技术，分析分拣机上包台的实际运行环境，提出模型仿真的假设条件，完成仿真平台环境和接口控制设定，使得模型运行接近实际上包情况。测试按照以上方法设计的上包台样机的实际上包效果，
30、将测试数据与仿真数据比较，验证仿真模型。第六章是论文的结论与展望部分。对本文的研究工作和创新点做出总结，并对进一步研究工作的内容以及上包台建模与仿真的近期发展趋势，做出了一个简单的展望。5北京邮电大学硕士论文第二章 交叉带分拣机的结构与控制分析交叉带分拣机是一种独特的包裹分拣设备，无论是何种外观的包裹，均可平稳地进行分拣。每个包裹拥有一个独立的分拣单元，而且单个模块的尺寸较小，因此分拣格口之间的间距可以布置得比较密集，从而场地利用率相当高。该分拣机的模块化设计，使得运行成本及维护率都较低，而且布局相当自由，可以满足不同需求的组合。21交叉带分拣机结构组成交叉带分拣机包括全自动上包机、半自动上包
31、机、爬坡皮带机(供包装置)、拒识滑槽、收容滑槽、理包台、小车、维护平台、通道扫描、灰度扫描、整位辊子、缓存皮带，它的总体效果图如图2-1所示。图2-1交叉带分拣机效果图图2-2交叉带分拣机整体结构图6北京邮电大学硕士论文211供包装置供包装置即爬坡皮带机，等待分拣的包裹放至供包装置收集处，要求爬坡皮带机有足够的动力和承受强度。皮带是通过四个带轮和两个滚筒张紧、传力，动力由电机通过链条传递给上滚筒。由于带较长，下面装有挡板。输送带装置所有的力直接压在弯曲的支架片上，下面的支架采用张紧装置，给支架片提供附加支撑力。212上包台如图22所示，上包台分半自动分拣上包台和全自动上包台，每个上包台都是主要
32、由皮带机组成，三级上包台主要分为四段：编码段、同步段、加速段、加载段。上包台的尺寸根据包裹的大小设计，同时要求满足上包效率、上包流畅性、上包准确性等参数指标。 213主机主机即环行圈系统，该运载系统用于承接由上包台供给的包裹，并将包裹送往预先设定的格口滑槽。带有包裹的小车在到达预定的格口时被自带电机触发小车皮带运转，使包裹平稳滑入格口滑槽中。环行圈小车间在结构上采用“拖车+万向球绞“的方式互相搭扣，采用行走轮T形布置，小车在高速水平转弯时既平稳又转动自如，同时从结构上解决了分拣机在大载荷情况下的承载倾翻不可靠、不平稳等缺陷。环行圈小车主要由车架总成、支架总成等组成。小车车架由特殊铝合金型材焊接
33、而成，其他主要部件为特殊铝合金型材焊接而成，因此小车既轻又坚固。小车车架上装有两个可摆动一定角度的垂直行走轮和两个水平限位轮。取数个小车为一组，在每组的一个小车装有一组继电器从滑触线上取电和通信以控制该组小车的功能，小车相互之间通过万向球绞连接构成小车的运载系统118,19。214格口通过分拣机分拣的包裹，按照包裹上相应的条形码信息，最终到达相应的格口。包裹条码携带包裹邮寄目的地址信息，每个格口对应每个地址信息，当包裹条码扫描后与相应的格口信息匹配时，主机系统计算扫描完成点到格口的距离，控制小车运行距离，使得小车到达相应格口时将包裹滑入对应格口。按照不同的7北京邮电大学硕士论文需求，格口分为有
34、动力和没动力格口，在格口底部装有挡板，防止包裹滑落。格口滑槽的设计满足包裹从小车上滑落速度方向，防止包裹在滑落过程撞击破损。22交叉带分拣机控制组成221分拣控制系统分拣控制系统由各种工业计算机组成。其中主要部分为数据交换机、数据库服务器和主控制机。数据交换机是接收来自开拆车间的包裹信息，包裹信息包括条形码、原寄局，寄达局等的信息，分拣机根据这些信息对包裹进行分拣；数据服务器用于存储数据交换机的信息和已被分拣的包裹信息等；主控制机则用于控制整个分拣机的运行【孤21一。222上包系统三级上包台主体结构由四段皮带机组成。上包台与环行圈成45度夹角，每段皮带由一个变频器加上一个电机驱动组成，一台西门
35、子的S7200 PLC作为整个上包台的控制器，通过数字输出点的方式控制变频器的启停及调速。光幕信号以自由口通讯的方式接在S7200的相应RS485通信口上，启停位作用的光电开关及主机同步光电也连接在S7200的输入点上，上包台控制器S7200通过EM277连接在整个Profibus网络中，通过Profibus的通讯方式与主控制器进行数据交互。223主机系统该系统由环型轨道、小车、直线电机、固定式条码阅读器等组成。小车在直线电机的作用下，运行在环型轨道上，到了对应的格口，小车皮带转动把包裹滑落格口。每辆小车都有相应的控制系统，由红外收发器、电机驱动板、直流电机等组成。这些设备通过电刷从环行圈轨道
36、取36V直流电工作。红外收发器接收上包机的控制信息，通过单片机程序控制直流电机正反转和转动时间。在环型圈上安装了固定式条码阅读器，用以阅读小车上的包裹条码信息。其他信号检测设备，如同步检测的接近开关和一号小车检测接近开关都是安装在环型圈上I矧。224格口落包系统该系统由格口、格口信息显示器和落包控制计算机组成。格口是用于堆放指8北京邮电大学硕士论文定目的地的包裹；格口信息显示器可以显示格口的实时信息，其中包括是否满格口、包裹的数量和寄达局信息等信息；落包控制计算机用于控制小车到指定格口落包。23包裹分拣流程包裹邮袋到达分拣工作区，邮袋拆分后通过皮带爬坡传送，从地面传送到扫描台，经过人工扫描获得
37、包裹条码信息后将包裹推入上车等待列中，每次只允许一件包裹在等待。当灰度检测探测到有空闲小车时，相应的给控制台一个可选择的车系列，由上包人工选择可用的空车，通知控制台上车、卸车人员所选择的车号。包裹上车后，小车带着包裹运行至条码扫描处，扫描出包件的相应信息，如包裹邮到什么地方，这信息也规定了包裹该落入哪个格口。扫描完后的包裹，在信号控制下通过小车带的运动，将包裹带入相应的格口。若包裹要落入的格口已经满格(该信息在等待上车时通过测量包件的长宽高时已经知道格口是否已经满格)，小车将包裹送入全自动的分拣等待队列中，再重新进入体积检测、上车、条码扫描选择落入格口。若相应的格口仍满格，重复以上步骤，直至将
38、包裹送入相应格口。有些条码不能识别的包裹，由小车带回最初的皮带传送中，重新经过人工扫描分拣。交叉带分拣机整体结构图如图22所示。1、供包机传送上包邮袋到达分拣区，在拆分区拆分后，送至爬坡皮带机，等待传送至上包台分拣。2、人工上包扫描台(半自动上包台)包裹能否准确与环行圈匹配，上包台上包起着关键的作用。为获得包裹条形码信息和准确传送至小车，包裹的上包分拣分为四部分，编码段、同步段、加速段、上载段。各部分的速度是逐渐增加，每部分皮带都配备一个变频器和一个电机和两对光电感应器，检测包裹到达和离开该部分，为皮带机变速运动提供控制信号。编码段是包裹从爬坡皮带机传送上来后的由人力推入处，其动力是电机通过斜
39、带传送，电机放于悬空架上，其速度较低，可避免电机架的颤动。当包裹平稳运动时，该部分前面有一光幕扫描器，用于测量包裹的长度、宽度、中心偏移量，这些数据送到上包控制计算机用于上包控制的速度和加速段计算，包裹离开时，光幕测量所得数据归零，为后面到达的包裹测量做准备。获得包裹信息后，包裹被送入同步段等待空闲小车的到来。在整个设备运行前，给每辆小车标有不同的号码，小车上有信号发射器，在运行过程中小车不停9北京邮电大学硕士论文的向主机发送自己的编号。当小车经过灰度检测时，通过影像检测小车上是否有包裹。当检测为空时，检测中心给上包人员发送空闲小车编码组，上包人员选定小车号码，同时将这号码发送给主控人员，主控
40、人员将包裹与选定的空闲小车号码绑定，上包台根据PLC控制程序对皮带做出对应的加减速运动，以便带动包裹能够准确上车；否则继续等待下一辆小车，直至有空小车到来为止。上包台工作人员选定小车后，上包台控制程序自动计算出包裹的位置和小车的位置，使得皮带机获得相应的加减速度，将包裹加速至高速以与上载段的速度匹配，同时满足小车运行速度。装载段与环行圈主机呈45度夹角，同时其速度与主机速度匹配，以确保包裹以平稳的状态(不翻转)上到小车上。3、包裹上车包裹从信息扫描进入等待、人工选择车后，之后的控制都由主控制人员控制，包裹上车后小车自动将包裹转至小车中间，以保证包裹在通道扫描的有效位置上。4、包裹条码扫描扫描包
41、裹条形码信息，同时测量包裹的高度，得出包裹要到的格口，以及能否在这次传送中进入格口(可能会因包件体积过大或已经满格而不能进入格口)。通道扫描要求包裹的条形码在环行圈中心线一定的角度范围内，防止出现扫描死角，不能得到包裹信息。5、包裹进入格口条码扫描后得出包裹要进入的格口的位置，当到达要进入的格口位置时，控制小车带的正反转，将包件送入相依格口。6、包裹进入全自动分拣由于格口满格或其他原因而没能进入相应格口的包裹在小车到达全自动分拣时将包裹转入该系统。由于包裹跟随小车运动有惯性，刚进入该系统时，包裹速度方向是向外的，假如不调整包裹在带上的位置，包裹位置太靠外边上，包裹送至排队分拣时，可能会卡在输送
42、带和等待分拣带的连接处，所以开始采用倾斜辊子输送来调整包件在带上的初始位置。包裹自动扫描完后进入等待上车队列中，该队列由好几条带组成，每条带长度相同，每带上放一个包裹，当等待队列满时，给一反馈信号，停止小车将包裹送入全自动分拣系统，其余的本该进入的包裹，随小车由环形轨道进入条码扫描分拣。还没能够分拣的包裹重复以上步骤。7、包裹进入半自动重新分拣当包裹上的条码不能够被识别的时候，包裹随小车运行至初始上包带位置处，小车带转动将包裹倒入与上包带连接的拒识斜槽中，于是该包裹重新进入了10北京邮电大学硕：t论文上包分拣，重复以上步骤。由于包裹跟随小车运动，有一个初速度，在小车将包裹转入斜槽时，使得包裹与
43、斜槽撞击而损坏包裹，可将斜槽与包裹相撞部位加一软材料或者将那边加工为圆弧，而且将斜槽加工为往带运动方向倾斜。24包裹分拣的上包过程分析通过对交叉带分拣机的流程和控制系统的分析，可以得出在整台分拣系统中，包裹在上包台上包分拣是整个运行的关键，要使上包顺利完成，必须保证包裹过检测时有一稳定速度，保证包裹定位准确和起动、停止的无滑动、无倾翻，并且保证包裹离开上包台时已经加速完毕，以获得足够的速度与主机速度匹配【241o241上包效率包裹分拣机的上包效率是指包裹上到上包台，运行过了光幕后，多少时间能够上一个包裹。一台分拣机可以有好几个上包台，上包效率分析是建立在单个上包台的分析，效率的计算是以所有小车
44、都空闲为基础。当上包效率低下时，环行圈上空闲小车太多，浪费了小车资源，同时浪费了主机的控制资源。分拣效率是指一个小时内整台分拣机能够处理的包裹，是包裹分拣机的重要指标。由于国内设计制造技术的限制，国内设计制造的分拣机的分拣效率一般是每小时1万件以内，相对于国外设备，如西门子分拣机，分拣效率有很大的差距。242上包的基本原理包裹上包是指包裹经过光幕完成条码信息扫描，当灰度检测检测到空闲小车，上包人员选定包裹要上的小车号码，将选定号码发给主控人员，同时上包台皮带机依据控制程序，对每段皮带进行加减速运动，使得包裹速度与环行圈速度相匹配，使得包裹能够准确的运行到小车上的指定位置，在这运行过程中必须保证
45、包裹的平稳性，同时满足上包效率要求。上包台基本原理以上包效率为基础，假设环行圈上所有小车都是空闲，同时，小车经过灰度检测时发出同步信号，并且每辆小车在一周期内只触发一次同步信号。上包原理如图2-4所示，A为灰度检测点，检测是否有空闲小车到来，同时将空闲小车号码发给上包人员，B为上包台中心线与环行圈中心线交点，亦即包裹运行到环行圈的指定位置(由于实际运行与理论控制程序的差距，该上包点为北京邮电大学硕士论文一范围，能够满足通道扫描范围即可)，C为包裹在上包台的等待上包点，取小车节距为P，刀为灰度检测点到上包点间的小车数，根据三角形边长关系，可以得到包裹在如图所示位置最小，所以以该种方式上包。S。为上包台上包点到环行圈上包点距离，S：为同步安装位置距上包中心的距
