自动分捡系统设计开题报告课题介绍1. 课题名称：自动分捡系统设计2. 课题背景：自动分拣系统( Automated?Sorting?System) 是二次大战后率先在美国、日本 的物 流中心中广泛采用的一种自动化作业系统，该系统目前已经成为发达国家大中 型物流中心 不可缺少的一部分。该系统的作业过程可以简单描述如下：流动中心每 天接收成百上千家 供应商或货主通过各种运输工具送来的成千上万种商品，在最短 的时间内将这些商品卸下 并按商品品种、货主、储位或发送地点进行快速准确的分 类，将这些商品运送到指定地点 ( 如指定的货架、加工区域、出货站台等 ) ，同时， 当供应商或货主通知物流中心按配 送指示发货时，自动分拣系统在最短时间内从庞 大的高层货架存储系统中准确找到要出库 的商品所在位置，并按所需数量出库，将 从不同储位上取出的不同数量的商品按配送进点 的不同运送到不同的理货区域或配 送站台集中，以便装车配送。3. 国内外发展现状：纵观国内外物料自动分拣系统的应用情况可以发现，国外发达国家的物料自动 分拣系 统倾向于采用自动化程度很高的物料自动分拣系统。而在我国，由于起步晚， 物料自动分 拣系统中人工作业的比例也较高。国外物料自动分拣系统的广泛使用， 以美国、日本及欧 洲为代表的发达国家，在物料自动分拣系统的应用上呈现出自动 化程度越来越高的特点。 物料自动分拣系统已成为发达国家工业自动化不可缺少的 一部分。主要应用在大中型物流 中心、配送中心、流通中心、邮局分拣信件等等随 着交流自动控制技术的发展，特别是电子 技术的迅速发展，计算机的广泛应用。自 动分拣技术在 20 世纪 70 年代被引入国内，我 国的邮政系统最早并已多年使用自动 分拣设备，并在长期的实践中不断创新、不断进步。 例如，邮电部相关部门相继开 发和研制出具国际水平的 CORE-NT 物料自动分拣系统，性价 比很高的扁平邮件高速 物料自动分拣系统 ;上海邮政通用技术设备公司研制成功了速递邮 件网络化物料自 动分拣系统等。邮政系统还推出了新的信封标准以更好的配合自动化的信 件物料自 动分拣系统。3.1 国内发展现状在物流中心分拣系统的研究中 , 主要有三方面内容。一方面是物流分拣设备和控 制技术的研究 , 如用于邮政系统的交叉带式分拣机研究、应用于烟草行业的通道式分 拣机 研究等等。第二方面是对物流中心存储策略和分拣路径优化的研究，如用BOM表进行仓储位置优化的研究 , 用蚁群算法实现分拣路径的优化等等。第三方面是对分拣 作 业数据信息与分析决策问题 , 华南理工大学、中国人民大学、华中科技大学、浙江 大学 等国内高等院校的学者都进行了定性与定量的研究。如马士华、文坚的分批策 略根据时间 延迟思想 ,综合考虑了拣货作业环节和分拣包装环节的工作效率 ,提出了 一种消除因时窗 分批不平衡而导致的等待时间和闲忙不均的动态时窗设计与判断方 法, 从而保证分拣系统 的连续性和均衡性。 李凯就卷烟分拣的几种优化模型展开了较 深入的探讨,并以仿真的手 段进行了验证。朱岩就卷烟分拣机的控制策略和不同设备 参数下的分拣系统整体性能进行 了研究 , 并通过仿真程序模拟验证。如今，国际竞争日益加剧，为了发展我国物流业，国内的许多企业和政府部门 也在做 更大的努力，也已取得了一定的成效。例如，邮电部相关部门相继开发和研 制出具国际水 平的 CORE-NT 物料自动分拣系统，性价比很高的扁平邮件高速物料自 动分拣系统 ; 上海 邮政通用技术设备公司研制成功了速递邮件网络化物料自动分拣 系统等。邮政系统还推出 了新的信封标准以更好的配合自动化的信件物料自动分拣 系统。太原刚玉仓储设备公司和 贵阳普天通信机械厂已设计生产货架电子标签拣选 系统、小车式数字显示拣选系统、邮件 自动分拣系统等 ; 珠海普天慧科信息技术有限 公司研发出 PTL(Pick-to-light&Put-to- light)电子标签拣选系统， 除具备电子标签拣选系统的一般优点之外，还具有弹性控制拣货作业流程、即时现场监控、紧急 订单处 理和缺货通知等强大的功能。虽然在邮政系统外的其它行业，国内对物料自动分拣系统的使用还非常少，但 有关部 门和企业正在为此做出不懈的努力。可以肯定，随着物流大环境的逐步改善， 物料自动分 拣系统在我国流通领域一定会大有用武之地。3.2 国外研究现状就目前来讲 ,国外的自动分拣系统发展极为迅速。如： Aughan,Mark 将分拣系统 归 纳为 5 个子系统:订单挑选、感应、合并前聚集、合并、搬运分拣，以此使订单与 不同传 送带有机地的结合起来，形成一个高效的物料分拣系统。 MaselD.T 研究了如 今关于评估 环形物料分拣系统的分拣时间的解析公式，这个类型的分拣系统主要是用来分拣固定形状的货物；Norma nSae neJR从配送中心里物料搬运这个方面研究了如 何构建物料分拣系统传送带、如何搭配传送带以及如何构建一个良好的物流分拣搬运系 统。4. 工作内容和要求： (拟设计方案) 系统利用各类传感器对待测材料进行识 别并分类。当材料经由下料装置进入传送带，依次由各类传感器检测。如果被某种传感器 测中，通过相应的气动装置将其推入料箱；否则，继续前行。其控制要求有如下9个方 面：(1) 系统送电后，光电编码器便可发生所需的脉冲(2) 电机运行，带动传输带传送物体向前运行(3) 有物料时，下料汽缸动作，将物料送出(4) 当电感传感器检测到铁物料时，推汽缸1动作(5) 当电容传感器检测到铝物料时，推汽缸2动作(6) 塑料物料在传送带运动到尾端时，掉入料槽；(7) 汽缸运行应有动作限位保护(8) 下料槽内无下料时，延时后自动停机4.1 本课题的研究思路和方法本系统能对不同的材料如物料性质(铁、铝、塑料)的材料进 行传送和分拣。整个系统的控制由一只可编程控制器，可以实现自动控制和无人化管理。传送带用一只三 相异步电机拖动，电机使用变频器驱动，可以实现无级调速，加快分拣时的效率。物料性 质的判断及机械部件的情况由传感器检测出并将信息传送给PLC分拣部件使用气缸，结合气动系统的优势。本设计加入了人机界面，充分实现与自动化设备相 接轨。4.2 本课题的预期效果1、研究物料自动分拣系统的特点及主要应用的场合；2、本系统可以完成的任务要求：物料自动分拣系统能高速对不同的材料如物料性质 (铁、铝、塑料)的材料进行传送和分拣;3、本系统制作完成后的实物示意图1;4、制作并调试，使之能完成规定的工作任务及要求;图15、整理制作调试过程资料，完成毕业论文的编写。5. 课题的重点和难点：主要解决问题：1、控制系统设计；2、解决三相异步电动机变频调速控制的原理，会设置变频器的参数；3、了解气压传动的原理和特点；4、机械安装；5、了解传感器的原理及分类；6. 可能用到的主要知识和技能：设计过程中电动机的控制需用到单片机和计算机编程的知识，结构设计及零件 设计需用到机械原理和机械设计等知识，部件图及装配图绘制需用到工程图学和 CAD 三维模型建立需掌握 CATIA 建模技能 工作计划(进度安排)第七学期第 10 教学周：完成并提交外文翻译；第 15 教学周：完成并提交文献综述；第 2 0 教学周：完成并提交开题报告。第八学期第 7 教学周：完成总体设计、计算或数学、仿真模型； 第 12 教学周：完成图纸绘制 或仿真分析； 第 14 教学周：完成设计说明书或论文撰写； 第 15 教学周：准备答 辩。二、 参考文献(1) 黄启明贵州大学机械工程学院 2010.3.2王海华物流分拣系统的设计硕士学位论文 , 鞍山鞍山钢铁学院 ,2001(2) 范启印 . 成品烟配送中心分拣系统的研究【硕士学位论文】 ,昆明: 昆明理 工大学 ,2004(3) 游道明。物流系统中的路由规划和存储规划问题研究： 【硕士学位论文】 , 上海：上海海运学院 ,2002 李庆磊，吴耀华 物流中心存储策略 物流月刊 ，,2005,11:76 78(5) Che-Hung Lin,Luan-Yuan Lu.The procedure of determining the order picking strategies in distribution center.International Journal of production Economics,1999,60:301307(6) “ A BOM Oriented Class-Based Storage Assignment in an AutomatedStorage/Retrieval Syatem ” ,the international journal of advance manufacturetechnology.2001,(17):683691(7) 宁春林 . 基于蚁群算法立体仓库分拣路径优化问题的研究 . 硕士学位论 文, 济南 : 山东大学 ,2002(8)宁春林 , 田国会 , 尹建芹等 .Max-Min 蚁群算法在定货架拣选路径优化中的应用, 山东大学学报 工学版,2003,33(6):676 680(9) 叶广宇 , 徐学军 . 生 产运作战略 实施和 监控方法探 讨. 工 业工程与管理,2001,(2):42 44(10) 诸福灵 . 美国配送中心类型与作业流程 . 中国流通经济 ,1997,(3):3840(11) 姚颖颖 , 朱民富 . 生产监控与管理系统 . 工程建设与设计 ,2003,(1)30(12) 扬明辉 , 熊容 , 韩斌. 基于网络的数据查询与生产监控 . 自动化与仪器仪 表,2001,(6)20 21(13) 文坚 , 马士华 . 基于时间延迟的订单分批策略研究 . 物流技术与应 用,2005,(4):92 95(14) 马士华 , 文坚 . 基于时间延迟的订单分批策略研究 . 工业工程与管 理,2004,(6):1 4(15) 李凯. 自动卷烟分拣机的控制策略优化与仿真 . 硕士学位论文 , 济南: 山 东大学 ,2006(16) 朱岩. 卷烟分拣系统协同工作策略研究与仿真分析 : 【硕士学位论文】 , 济南: 山东大学 ,2007(17) 栗野赖明 . 高速自动分拣系统 . 中国储运 ,2003,(2):46 50(18) 吴 泽 锋 . 对 日 本 大 规 模 配 送 中 心 的 事 例 研 究 . 物 流 科技,2005,28(7):93 95(19) Willian Hoffman.rolling the dice.United States,Las Vegas Nevada:Traffic Worid,2005(20) A literature survey on planning and control of warehousing systems.IIE Transacrtion,1999,31(21) Goetschalckx,M. and Ratliff,H.D., “An efficient algorithm to cluster order pickingitems in a wide aisle, ” Engineering Costs and ProductionEconomics,1998.263 271(22) Kees Jan Roodbergen. Routing order pickers in a warehouse with a middle aisle.European J