臺達整體物流方案——物流包裹的奇妙之旅

文:臺達2021年第六期

  臺達高度關注物流行業的發展趨勢,近年來更是通過工業自動化產 品線及關鍵技術的優勢,整合自身作為大型電子制造企業的經驗,深耕 行業需求,從提升物流設備、物流產線的自動化出發,發展各種為智能工廠應用量身打造的高效率、高穩定性、高價值的智能物流解決方案,大幅提升工廠的智能化程度以及作業效率,推動智能工廠的建設與發展。

  另外,臺達也積極投入數字化、網絡化、云端與大數據分析等智能化系統平臺建構與技術發展,通過導入設備聯網、云管理平臺等先進工業物聯網技術,幫助物流行業用戶實現從分揀、運輸到倉儲的整體數字化升級,為物流產業賦予高價值。

  第一站:碼頭卸貨

  物流伸縮機是物流進出碼頭的重要設備,有了它,上下貨就輕松多了。伸縮機常用于物流貨品的輸送中,在物品的傳輸中根據分揀和裝卸貨物的距離需求進行移動和伸縮,以達到各種物品的快速分揀和準確裝卸的目的。伸縮機能夠大大降低貨物在分揀輸送過程中的人工工作量,是物流技術水平高低的主要標志。

  為幫助伸縮機廠家解決應用“痛點”,臺達為物流行業量身打造了伸縮機一體控制器LTC系列:結合行業發展趨勢及客戶使用習慣,集成雙驅動變頻調速控制功能,同時內置 PLC、35 W/24 V開關電源及寬電壓繼電器,旨在通過一體化精巧設計,優化系統配置,為物流行業客戶打造一款便于安裝、 調試、維護并兼具高附加價值的一體式控制器。新方案電控柜體積縮小60%,節約電控柜成本,接線時間大幅減少,并且免參數設置,操作和維護更方便,且綜合成本大幅降低。

工業自動化

圖1 包裹分離模式示意圖

工業自動化

圖2 臺達的分離器控制系統結構示意圖

  第二站:皮帶運輸

  輸送機設備是物流系統的基礎設備之一,常被應用在大型物流運轉中心中。在物流產業高度發展的今天,輸送機在自動化、智能化程度,以及材料質量、精準度等方面都有著巨大的進步,對電氣控制系統也提出了更高的要求。

  其中,皮帶機是基礎的輸送系統,也是最常用的設備之一。臺達VFD-EL-W系列主要用于皮帶線驅動,以臺達一貫的高品質大量運用在各轉運中心;且配合自身優化的電機控制算法,在相同負載下能耗更低,積極響應國家“雙碳”發展目標,助力綠色環保。

  臺達新一代靈巧、精致、通用無感測矢量變頻器VFDEL-W系列,體積小重量輕,繼承了臺達變頻器的出色性能,內置豐富的應用功能,包括:多段速運轉;轉矩補償;PID控制;多泵輪泵控制;恒壓供水;漏水檢測等,且內置完整的保護機制,包括:過電流、過電壓、欠電壓、過熱、過負載、過轉矩、輸出欠相保護等。

工業自動化

  第三站:分離排序

  單件分離器對包裹進行整位、分離、拉距排隊,讓原本無序得以有序排隊。

  臺達開發的單件分離系統由分散機、單件分離器、視覺識別系統及居中機組成。包裹先經過分散機分散排列在單件分離器面前,輸送線將輸送到單件分離器上的包裹前后散開,排排隊挨個站好。經由上方的視覺識別系統拍照檢測,實時確定包裹編號和其所在位置,通過數據算法分析計算出最優分離順序及路徑,然后由單件分離器實現包裹的分離及拉開距離,最后通過居中機將包裹單排輸出。這個系統不僅能讓成堆的貨物有序分離,也極大地節約了傳統人力。

  而臺達的分離器控制系統,則由基于Codesys平臺的臺達AX8運動控制器及新世代EtherCAT總線B3E高階伺服驅動器組成,高速2ms刷新周期,最高支持128軸。有了這樣強勁清晰的大腦,再多的包裹也能了然于心。

  混堆的包裹,在AX8運動控制器的指令下,被B3E高階伺服管理的傳送帶帶動,按照指定的間距自動分離并拉開一定距離,排成單排有序通過。便于后段的拍照、掃碼與下料等動作,顯著提升了包裹分揀的效率。

  臺達EtherCAT總線伺服系統ASDA-B3E,伺服頻寬較上代提升3倍,且PLC還支持EtherCAT環網和伺服共直流母線;即便面對洶涌而來海量包裹的巨大壓力,也能從容應對。伺服驅動器最高縮小了20%,減少電控箱安裝空間;電機體積最高縮小31%,在寸土寸金的工業現場,為物流業主節省了寶貴的空間成本。

  第四站:包裹識別

  DWS動態稱重系統,可以測量包裹的體積、重量以及掃碼,為后續分揀提供數據依據。掃描稱重環節物流轉運中收取費用和合理安排輸送方式的重要依據,在智能物流的發展下,掃描稱重系統被廣泛應用于大型物流收取站點中,應用場景靈活便利,極大地提高了用戶的生產效率。

  臺達整合工業自動化產品和行業經驗,專業為物流包裹處理的DWS解決方案。方案應用臺達DVPES2系列PLC,配合ASDA-E3伺服、稱重模塊等,可實現在運動中檢測,使包裹等物流產品的稱重掃描更加自動化,顯著提升物流現場承運分揀量,讓效率大幅提升。

工業自動化

  第五站:包裹分揀分揀

  機會根據包裹的信息和目的地,將其分配到正確的線路上。根據其功能可分為擺臂分揀機、擺輪分揀機、模組帶分揀線和交叉帶分揀線等多種設備。

  (1)高速擺臂分揀機擺臂分選機由一系列位于輸送機一側的擺臂組成,當包裹傳送到分揀格口時,擺臂快速的推動包裹,實現自動排序分揀的目的。

  臺達為高速擺臂分揀機提供特殊工藝,將擺臂周期從傳統的1.2秒縮短至0.8秒。同等功率下輸出更大扭矩,推力更大、速度更快、分揀效率更高。

  (2)擺輪分揀機由直流電滾筒驅動矩陣組件、伺服轉向驅動等組成。通過轉向控制器、伺服電機左右擺動將輸送主線上的包裹快速、準確地分揀到相應的支線輸送機上,適用于多方向、多角度改變物品的輸送方式,多應用于各類物流配送中心。

  臺達擺輪分揀系統解決方案以臺達DVP EC3系列PLC作為主控,搭配臺達ASDA-E3系列伺服,轉向速度可滿足擺輪設備需求,整體系統分揀的準確率高、響應快、穩定性好,且極具競爭力。

  (3)模組帶分揀線,是物流分揀中常見的方式,滾動組件帶動貨物產生橫向位移,從而實現貨物落入計劃格口。分揀系統準確率高、速度快,分揀范圍廣,通過模塊化定制,易裝配,通用性和互換性強,對空間要求小,可實現柔性、無人化智能分揀作業。

  臺達模組帶分揀系統方案采用臺達運動控制器AX-8系列、支持EtherCAT環網功能,以其兼顧高性能和可靠性的運動控制性能完美達成批量處理能力。配合伺服驅動系統B3系列、變頻器MS300系列,可快速組建系統,伺服可即插即用,無需二次組網,當一臺設備故障,在不影響其他設備運行的情況下實現,在線故障排查,分揀系統具備高可靠性、高效率等優勢特點。

  (4)交叉帶分揀線,在主控系統協調控制下,實現包裹從供包臺導入分揀小車,由下料機構完成包裹目標格口分揀。交叉帶分揀系統的分揀出口多,可左右兩側分揀,根據作業現場的具體情況,又可分為環形交叉帶和直線交叉帶。

  臺達提供AH500中型PLC作為主控,實現精準分揀;ME300變頻器作為環線驅動,運行平穩可靠;供包臺采用E3伺服控制,DVP12SE可同時控制40臺小車運轉,不僅充分滿足現場需求,配置成本也大大降低。

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