基于红外通讯的窄带分拣控制方法

技术领域

本发明涉及一种应用于窄带分拣机的红外通讯控制系统方法，属于智能物流领域。

背景技术

目前自动化工厂作业现场使用有各种自动化输送设备，以配合生产人员生产，大批量货物的处理量与作业效率均要求较高。随着物流行业的快速发展，电商、快递等行业业务激增，行业面临分拣货物类型多、分拣环境多样化等问题，窄带分拣机作为一种自动化程度高、兼容性强的分拣设备已得到广泛的应用。

现有常见的窄带分拣机主要由DWS系统、WCS系统、PLC控制系统、窄带小车控制器、窄带分拣小车、窄带分拣小车运行轨道、窄带分拣滑槽、窄带导入皮带机、窄带回流滑槽等组成，PLC控制系统与窄带小车控制器通过漏波电缆，采用Profinet协议进行通讯，窄带小车控制器通过RS-485总线，采用RS-485协议与窄带小车驱动器进行通讯。当包裹进入窄带导入皮带机后，PLC控制接收WCS系统的包裹分拣命令，PLC控制系统基于窄带分拣机一定的运行速度，通过预先设定的定时器，判断包裹是否到达分拣滑槽位置。继而，由PLC控制系统通过漏波电缆发送分拣命令给窄带小车控制器，窄带小车控制器通过RS-485总线，发送分拣命令给相应窄带分拣小车，窄带小车驱动器控制电机动作，实现包裹分拣。

如上述现有技术，在实际应用过程中PLC控制系统基于窄带分拣机一定的运行速度，通过预先设定的定时器，通过漏波电缆经窄带小车控制器，通过RS-485总线，控制窄带小车驱动器驱动电机动作的方案，面临硬件成本高、安装接线复杂、线缆容易松动、窄带分拣机运行速度波动等问题，容易引起包裹位置判断不准确、分拣小车不动作的问题，造成分拣不成功。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本发明所述基于红外通讯的窄带分拣控制方法，在于解决上述现有技术存在的问题而提出一种基于红外通讯的解决方案，由PLC控制系统根据预先设定的窄带分拣滑槽距离和包裹位置变化，由窄带分拣滑槽入口处与分拣小车之间的红外发射装置将分拣命令转化为红外线，进而实现触发电机动作而准确地实施包裹分拣。

为实现上述设计目的，所述的基于红外通讯的窄带分拣控制方法由窄带分拣滑槽入口处与分拣小车之间的红外发射装置将分拣命令转化为红外线，在窄带分拣机每一分拣滑槽位入口处设置有红外发射装置，在每个窄带分拣小车的底部设有接收分拣指令的分拣小车红外接收装置；沿窄带线体运行方向依次设置有DWS扫描触发光电、WCS导入光电、窄带导入光电、红外接收装置和窄带末端光电；

包括有以下实施步骤：

1)、系统自学习

窄带分拣机以设定的参数运行；

将一包裹放置于窄带线体上，包裹依次触发DWS扫描触发光电、WCS导入光电、窄带导入光电以及窄带末端光电；分别记录上述相邻两个光电之间的距离，计算相应生成的脉冲信号数量；

沿窄带线体、将每一分拣格口与窄带导入光电之间的实际间距LaneLengthN换算成脉冲数LaneN，即LaneN＝LaneLengthN/S，N为分拣格口序列号，S为每个脉冲信号对应的窄带向前运行的位置变化值，将上述脉冲数LaneN存储在PLC可保持存储区以作为后续包裹执行分拣时的包裹位置变化的参考值；

2)、包裹上线

包裹触发DWS扫描触发光电时，包裹第一位置值Positon1清零；

PLC系统生成该包裹的ID号并将ID上传DWS系统，同时触发相机拍照；DWS系统获取包裹条码图片以解析条形码信息，条形码信息下传给PLC系统；

PLC系统根据包裹ID将条形码信息与包裹进行绑定；

计数光电每产生一个脉冲信号，包裹第一位置值Positon1加1；

3)、识别

包裹触发WCS导入光电时，包裹第二位置值Positon2、包裹长度值CarrierLength清零；

PLC系统将条形码信息与包裹ID一并上传WCS系统，以请求分拣命令；

PLC系统将包裹遮挡WCS导入光电全部过程中形成的脉冲数量，直接赋值于包裹长度值CarrierLength，该包裹长度值CarrierLength与包裹进行绑定并存储；

计数光电每产生一个脉冲信号，包裹第二位置值Positon2加1；

4)、申请地址

WCS系统获取条形码信息和包裹ID后，查询数据库申请分拣请求并将包裹分拣请求命令下传给PLC系统，以指定该包裹分拣的格口位置；

5)、导入与分拣

包裹触发窄带导入光电时，PLC系统将包裹与其条形码信息、包裹ID、包裹长度值与指定的包裹分拣格口信息一并绑定，生成窄带分拣队列；

计数光电每产生一个脉冲信号，实时更新窄带分拣队列中每一包裹的包裹第二位置值Positon2的数据结果；

判断包裹第二位置值Positon2是否大于等于脉冲数LaneN，若是，则说明包裹到达指定的分拣格口处；PLC系统通过红外发射装置发送分拣命令至分拣小车红外接收装置，控制分拣小车上的电滚筒运行以执行包裹分拣动作。

进一步地，在步骤1)中，记录包裹从DWS扫描触发光电至WCS导入光电过程中形成的脉冲信号数量，结果计为Length1；

记录包裹从WCS导入光电至窄带导入光电过程中形成的脉冲信号数量，结果计为Length2；记录包裹从窄带导入光电至窄带末端光电过程中形成的脉冲信号数量，结果计为Length3；包裹回流到窄带回流滑槽后，系统自学习完成；将Length1、Length2、Length3存储在PLC可保持存储区以作为后续包裹执行分拣时的包裹位置变化的参考值。

进一步地，在步骤5)中，包裹触发窄带末端光电，即包裹第二位置值Positon2大于等于Length3时，包裹回流到窄带回流滑槽，分拣不成功，PLC系统将此结果信息上传给WCS系统，交由人工干预处理。

进一步地，PLC控制系统与红外发射装置通过I/O信号和RS-485协议进行通讯。

进一步地，将机械码盘安装在窄带驱动电机的主轴上、并与窄带驱动电机的主轴同步转动。

综上内容，所述的基于红外通讯的窄带分拣控制方法具有的优点是，在分拣滑槽入口处与分拣小车之间建立红外分拣指令传输模式，最大限度地减少安装接线，既明显地降低成本，又能避免通讯电缆松动等问题；另一方面，红外通讯控制方法不受窄带分拣机运行速度波动的影响，显著地提高了包裹位置判断与小车动作的准确性，从整体上提高了窄带分拣小车的分拣成功率。

附图说明

现结合以下附图来进一步地说明本发明。

图1是应用本申请所述基于红外通讯的窄带分拣控制方法的窄带分拣机示意图；

图2是分拣小车底部的示意图；

图3是PLC系统基于红外通讯的动作指令发送示意图；

图4是用于计时的机械码盘剖面结构示意图；

图5是脉冲信号波形图；

图6是如图1所示窄带分拣机的红线通讯网络拓扑图；

图7是本申请所述的窄带分拣控制方法流程图；

在上述附图中，DWS扫描触发光电1，WCS导入光电2，窄带导入光电3，窄带分拣小车4，红外接收装置5，机械码盘6，计数光电7，窄带末端光电8，窄带导入皮带机9，红外发射装置10，窄带分拣滑槽11，窄带分拣机框架12，窄带驱动电机13，窄带回流滑槽14；导向轮21，小车框架22，小车皮带23，电滚筒驱动器24，分拣小车红外接收装置25，电滚筒26；

具体实施方式

实施例1，如图1至图7所示，本申请提出一种新型窄带分拣机，其包括运行于窄带分拣机框架12上的窄带分拣小车4，与窄带分拣机框架12连接的数个窄带分拣滑槽11，以及设置在每一分拣滑槽位入口处的、与PLC系统通过IO信号连接的并用于控制所述窄带分拣小车4分拣动作的红外发射装置10，在每个窄带分拣小车4的底部均设有独立接收分拣指令的分拣小车红外接收装置25；

沿窄带线体运行方向依次设置有DWS扫描触发光电1、WCS导入光电2、窄带导入光电3、红外接收装置5和窄带末端光电8。

如图3所示，PLC控制系统与红外发射装置10通过I/O信号和RS-485进行通讯，具体地：

发送I/O信号主要用于包裹分拣时，PLC将开关量信号通过红外光形式发送给位于窄带分拣滑槽11入口处的红外发射装置10；当窄带分拣小车4到达指定的窄带分拣滑槽11处，其上的分拣小车红外接收装置25接收光信号后，能够将光信号还原成开关量信号，从而控制小车皮带3执行包裹分拣动作；

采用RS-485通讯主要用于设备调试期间，窄带小车运行速度、加速度参数的修改，以及窄带小车运行速度、加速度、运行结果参数的读取；当PLC控制系统需要读取和写入参数时，PLC通过RS-485通讯协议与红外发射装置10进行通讯，红外发射装置10通过红外光将通讯数据发送给经过该位置处的窄带分拣小车4，其上的分拣小车红外接收装置25接收光信号后，能够将光信号还原成数字信号，进而实现伺服驱动参数的读取和写入。

如图1和图4所示，机械码盘6安装在窄带驱动电机13的主轴上并与窄带驱动电机13的主轴同步转动，机械码盘6跟随驱动电机主轴匀速转动时，能够以一定时间间隔地遮挡计数光电7而产生一系列的脉冲信号(如图5所示)，每个脉冲信号代表窄带向前运行产生了一个位置变化值S(单位为mm)。

如图7所示，本申请提出一种应用于窄带分拣机的、基于红外通讯的分拣控制方法，该方法包括有以下实施步骤：

1)、系统自学习

窄带分拣机以设定的参数运行；

将一包裹放置于窄带线体上，包裹依次触发DWS扫描触发光电1、WCS导入光电2、窄带导入光电3以及窄带末端光电8；分别记录上述相邻两个光电之间的距离，计算相应生成的脉冲信号数量；

记录包裹从DWS扫描触发光电1至WCS导入光电2过程中形成的脉冲信号数量，结果计为Length1；

记录包裹从WCS导入光电2至窄带导入光电3过程中形成的脉冲信号数量，结果计为Length2；

记录包裹从窄带导入光电3至窄带末端光电8过程中形成的脉冲信号数量，结果计为Length3；

包裹回流到窄带回流滑槽14后，系统自学习完成；将Length1、Length2、Length3存储在PLC可保持存储区以作为后续包裹执行分拣时的包裹位置变化的参考值；

沿窄带线体、将每一分拣格口与窄带导入光电3之间的实际间距LaneLengthN换算成脉冲数LaneN，即LaneN＝LaneLengthN/S，N为分拣格口序列号，S为每个脉冲信号对应的窄带向前运行的位置变化值(单位为mm)，将上述脉冲数LaneN存储在PLC可保持存储区以作为后续包裹执行分拣时的包裹位置变化的参考值；

2)、包裹上线

包裹触发DWS扫描触发光电1时，包裹第一位置值Positon1清零；

PLC系统生成该包裹的ID号并将ID上传DWS系统，同时触发相机拍照；DWS系统获取包裹条码图片以解析条形码信息，条形码信息下传给PLC系统；

PLC系统根据包裹ID将条形码信息与包裹进行绑定；

计数光电7每产生一个脉冲信号，包裹第一位置值Positon1加1；

3)、识别

包裹触发WCS导入光电2时(即包裹第一位置值Positon1大于等于Length1时)，包裹第二位置值Positon2、包裹长度值CarrierLength清零；

PLC系统将条形码信息与包裹ID一并上传WCS系统，以请求分拣命令；

PLC系统将包裹遮挡WCS导入光电2全部过程中形成的脉冲数量，直接赋值于包裹长度值CarrierLength，该包裹长度值CarrierLength与包裹进行绑定并存储；

计数光电7每产生一个脉冲信号，包裹第二位置值Positon2加1；

4)、申请地址

WCS系统获取条形码信息和包裹ID后，查询数据库申请分拣请求并将包裹分拣请求命令下传给PLC系统，以指定该包裹分拣的格口位置；

5)、导入与分拣

包裹触发窄带导入光电3时(即包裹第二位置值Positon2大于等于Length2时)，PLC系统将包裹与其条形码信息、包裹ID、包裹长度值与指定的包裹分拣格口信息一并绑定，生成窄带分拣队列；

计数光电7每产生一个脉冲信号，实时更新窄带分拣队列中每一包裹的包裹第二位置值Positon2的数据结果；

判断包裹第二位置值Positon2是否大于等于脉冲数LaneN，若是，则说明包裹到达指定的分拣格口处；PLC系统通过红外发射装置10发送分拣命令至分拣小车红外接收装置25，控制分拣小车上的电滚筒26运行以执行包裹分拣动作。

在上述步骤5)中，包裹触发窄带末端光电8，即包裹第二位置值Positon2大于等于Length3时，包裹回流到窄带回流滑槽14，分拣不成功，PLC系统将此结果信息上传给WCS系统，交由人工干预处理。

综上内容，结合附图中给出的实施例仅是优选方案。对于所属领域技术人员来说可以据此得到启示，而直接推导出符合本发明设计构思的其他替代结构，也应属于本发明所述的方案范围。