多品種多訂單高速揀選臺系統及其揀選方法
2023-09-17 14:36:20
專利名稱：多品種多訂單高速揀選臺系統及其揀選方法
技術領域：
本發明涉及物流倉儲中貨物的揀選系統及其揀選方法，特別涉及多品種多 訂單高速揀選臺系統及其揀選方法。
背景技術：
傳統的揀選方法是，在接收訂單資料後，首先用人工方式從普通貨架上揀 取本批次所有訂單所需要的貨物總量，再將這些貨物放在裝有電子顯示標籤的 流利式貨架(一種具有傾斜支承面的貨架，從後側上貨，從前側取貨，貨物靠 自重自動由後向前移動，每個儲位可按先進先出方式存儲一個品種的貨物)上。 由一條輸送線輸送供揀入貨物用的周轉箱至貨物倉儲區，揀貨人員領取周轉箱 按流利架上的標籤指示位置與數量進行揀貨並放入該箱內，人工拉著該箱沿貨 架向前走，邊走邊揀，揀貨完成後，將此箱推上出庫的輸送線，工作人員再回 頭取下一周轉箱，開始下一次揀貨作業。
上述這種揀貨方法存在的缺陷是1)需人工供貨，自動化程度低，不能適 應自動輸送線系統或自動化存儲系統，其供貨手段與現代物流倉儲的自動化不 相匹配，因而與之無法有效整合；2)揀貨時人需走動。不能真正實現貨到人 (Good-To-Man)，即人靜止貨物流動到人，勞動強度大；3)工作效率低，操作 人員在同一時間只能處理一個訂單，不能實現多訂單處理；4)存儲柔性小，貨 物一旦上架，其位置在貨架中不能變化，不能根據訂單與品種的特性進一步優 化揀選，揀貨靈活度低。 本發明的目的在於克服上述現有技術之不足，提供一種自動化程度高、揀 取效率高、勞動強度低、可與各種自動化存儲系統良好結合與集成的一種多品 種多訂單高速揀選臺系統及其揀選工藝方法，它通過下述技術方案來實現
其揀選臺系統包括計算機、電子顯示標籤、移載裝置、至少一揀選臺和分 別用於供貨和出貨的上下兩層輸送線，揀選臺置於所述輸送線的一側，其上設 置上下兩層工作檯，電子顯示標籤安裝在工作檯上，並通過信號傳輸線與計算 機連接，上下層工作檯分別通過移載裝置與上下層輸送線傳動連接，使物體從 輸送線移送到揀選臺，或從揀選臺移送到輸送線。
所述上層工作檯上設有至少2個並列箱位的供貨緩存區，用於暫時存放揀 出貨物的供貨箱。
所述下層工作檯上設有至少2個並列箱位的出貨緩存區，用於暫時存放揀 入貨物的出貨箱。
所述供貨緩存區和出貨緩存區每一箱位的對應位置上都安裝有電子顯示標籤。
所述移載裝置包括升降電機、升降軸、凸輪、水平傳動電機、導柱、導套、 水平輸送機構和傳動鏈，凸輪安裝在升降軸上，升降電機和傳動電機分別通過 傳動鏈連接升降軸和水平傳動軸，水平輸送機構安裝在傳動支架上，在傳動支 架下側連接有導套，導套套接在導柱上，傳動支架支承在凸輪上並隨凸輪轉動 半徑的變化沿導柱上下位移動。
所述水平輸送機構由輥軸和皮帶組成，若干輥軸平行置放且兩端與所述傳 動支架鉸接， 一閉環皮帶包接所有輥軸。
所述傳動鏈是鏈輪鏈條傳動鏈。
其揀選方法，包括下述步驟
1) 啟動訂單任務
根據訂單由貨物倉儲區通過供貨輸送線向供貨緩存區輸送供貨箱，同時通 過出貨輸送線向出貨緩存區輸送周轉箱；
2) 檢驗供貨箱與周轉箱到是否到位 檢驗揀選臺上層供貨緩存區是否至少有一個品種的供貨箱已到位，如果沒
到位，立即補給，
檢驗揀選臺下層出貨緩存區對應周轉箱是到位，如果沒到位，立即補給，
供貨箱和對應周轉箱已到位就進入下一步驟；
3) 操作人員根據電子顯示標籤顯示的當前揀出和揀入狀態進行揀選
揀選臺上層供貨緩存區一電子顯示標籤中指示燈亮、顯示屏顯示數字，指 定對應箱位上的供貨箱為當前揀出箱和揀出數量，
揀選臺下層出貨緩存區一電子顯示標籤中指示燈亮，指定對應一箱位上的 周轉箱為當前揀入箱，
操作人員根據電子顯示標籤的上述提示進行一次揀出、揀入揀選操作和確
認該揀選操作；
4) 貨物揀選和周轉箱的移出和補位 一次揀選操作完成並確認後，已完成當前揀出或揀入並不參與下一輪次揀
選操作的供貨箱或周轉箱由對應移載裝置將其移送到供貨輸送線或出貨輸送 線上，並由相應的供貨箱或周轉箱補位，
上述移送到供貨輸送線上的供貨箱由上層供貨輸送線送至下一揀選臺或 貨物倉儲區或周轉箱回收區，上述移送到出貨輸送線上的周轉箱由下層出貨 輸送線送至出貨區
5)結束全部揀選任務
上述步驟反覆進行，直到完成全部所有訂單的揀選工作。
上層供貨緩存區當前的揀出狀態與下層出貨緩存區當前的揀入狀態之間的 對應關係遵循如至少有2個訂單需要同一種貨物的就先進行一對多揀選方法 否則進行多對一揀選方式；
所述一對多揀選揀選臺上層供貨緩存區的一箱位上的供貨箱至少連續兩 次作為當前揀出供貨箱；
所述多對一揀選揀選臺下層出貨緩存區的一箱位上的周轉箱至少連續兩 次作為當前揀入周轉箱。
本發明的有意效果是可和任意相同或相似存儲周轉箱為單元的自動化存 儲系統良好結合與集成，實現供貨、空箱供給、出庫全部自動化處理，自動化 程度高；同時可隨時根據訂單與品種的特性，組成最高效的揀選方式進行揀選， 使揀選作業的效率大大提高；採用貨物流動到人的工作方式，操作人員只是原 地的進行揀出與揀入動作，不需行走，不需品種確認，工作變得簡單而高效， 使揀選準確率高，而勞動強度大大降低；每個揀貨臺系統自成一體，並提供自 動輸送線接口，擴展時只需多加揀貨臺即可，適用性與可集成性強；此外，工 作人員的工作只有揀貨、按鈕兩個動作，對操作員工要求低，不需煩瑣的培訓 即可上崗，培訓與用工成本低。
圖1是本發明系統的三維結構示意圖。
圖2是揀選臺的三維結構示意圖。
圖3是移載裝置的結構示意圖。
圖4是圖2所示移載裝置的A向視圖。
圖5是具有2個揀選臺的本發明系統的三維結構示意圖。
圖中，]O周轉箱，20供貨箱，IOO揀選臺，IOI供貨緩存區，102出貨緩存 區，200供貨輸送線，300出貨輸送線，400移載裝置，401升降電機，402升降 軸，403升降軸支架，404凸輪，405底板，406水平傳動電機，407導柱，408 導套，409支承塊，410升降傳動鏈、411升降傳動鏈輪，412升降驅動鏈輪， 413升降鏈條，420水平傳動鏈、421水平傳動鏈輪，422水平驅動鏈輪，430水 平輸送機構，431輥軸、432皮帶，450傳動支架，500計算機，600電子顯示標 籤，601確認鍵，602指示燈。
具體實施例方式
本實施例給出的是僅含有一揀選臺100的揀選臺系統，對於規模很大的揀 選臺系統可設置多個揀選臺，圖2所示的是含有兩揀選臺IOO的揀選臺系統。
對照圖1，在揀選臺100的一側設置有上下兩層輥式輸送線，上層輸送線 200呈環狀，用於供貨，下層輸送線300呈直線狀，用於出貨。揀選臺100上設 置有上下兩層工作檯，上層工作檯上設有3個並列箱位的供貨緩存區200，用於 暫時存放揀出貨物的供貨箱20,在其上方對應於每一箱位的位置處都安裝有設 有指示燈602、確認鍵601和顯示屏的一電子顯示標籤600。同樣，下層工作檯 上設有對應3個並列箱位的出貨緩存區300，用於暫時存放揀入貨物的出貨箱， 在其上方對應於每一箱位的位置處都安裝有其上設有確認鍵601和指示燈的電 子顯示標籤600，請參見圖2。這些電子顯示標籤通過信號傳輸線與計算機500 連接。
上下層工作檯所分別對應的供貨緩存區200和出貨緩存區300分別通過移 載裝置400與上、下層輸送線傳動連接。上、下兩層的移載裝置400分別設置 在供貨緩存區與輸送線和出貨緩存區與輸送線的下側，並橫跨揀選臺和輸送線，
請參見圖2。
對照圖3，移載裝置主要由升降電機401、升降軸402、升降軸支架403、 凸輪404、底板405、水平傳動電機406、導柱407、導套408、支承塊409、水 平輸送機構420、傳動支架450及分別由鏈輪鏈條組成的升降傳動鏈410和水平 傳動鏈420組成。升降電機401和升降軸支架403固定在底板405上，升降軸 402上裝有升降傳動鏈輪411，其兩端裝有凸輪404，升降電機401的轉軸上裝 有升降驅動鏈輪412，升降鏈條413則連接該兩鏈輪，使升降電機401與升降軸 402之間實現傳動連接，以使升降軸402帶動凸輪404轉動。
對照圖4，傳動支架450上裝有若干平行置放的輥軸421,輥軸421的兩端 鉸接在傳動支架上， 一閉環皮帶422包接所有輥軸形成水平輸送機構430。固定 於底板的水平傳動電機406通過水平傳動鏈420傳動連接水平輸送機構430。水 平傳動鏈420由連接在水平傳動軸424上的水平傳動鏈輪431、連接在水平傳送 電機轉軸上的水平傳動鏈輪432和水平傳動鏈條433組成。傳動支架的下側四 角連接有導套408，該導套套接在固定於底板上的對應四個導柱407上，四個支 承塊409連接在傳動支架的下側，支承塊支承在凸輪404上，這樣整個傳動支 架450及連接在其上的水平輸送機構420隨凸輪轉動半徑的變化而作上下移動。 如傳動支架411上移時，其上的水平輸送機構420高於上層輸送線200或下層 輸送線300時，箱體將受到水平輸送機構420傳輸，將其從輸送線傳動移送到 揀選臺，或從揀選臺移送到輸送線當上。
上述揀選臺系統對訂購總共115種書籍的6份訂單物進行揀選，其工作流 程如下(請參見圖5): 第一步，啟動訂單任務
首先備足倉儲區內貨架上所需的各種貨物——書籍，將所有訂單需要各種
書籍的相關信息輸入到計算機500。相關操作人員通過計算機啟動訂單任務，供
貨輥式輸送線200和出貨輥式輸送線300開始工作，供貨箱20由倉儲區通過上 層供貨輸送線200向供貨緩存區輸送，同時周轉箱通過出貨輸送線300向出貨 緩存區輸送。
第二步，檢驗供貨箱與周轉箱到是否到位
上層供貨緩存區和下層出貨緩存區的每一箱位上都有對應的光電管來識別 供貨箱或周轉箱是否到位，如上層供貨箱和對應的下層周轉箱未全部到位，光 電管後會將該信息傳輸給計算機，計算機給出指令，要求立即補給，待全部補 給到位後計算機將根據本次揀選任務的所有訂單信息給出下一步驟中上層供貨 緩存區和下層出貨緩存區對應箱位上的供貨箱和周轉箱揀出和揀入狀態。
計算機將根據訂單中是否至少有2個訂單需要同一種貨物來選擇揀選方式， 如有就首先進行一對多揀選方式進行揀選，否則進行多對一揀選方式。
此時，計算機根據6份訂單找出其中有2個客戶(即2張訂單中)都需要 同一種書籍A，其餘則各不相同。系統首先選擇一對多(即針對一種貨物同時 有多份訂單需求的揀選方式)然後再進行多對一 (即針對一份訂單同時需求多
種貨物的揀選方式)的揀選方式運行，並通過上層供貨緩存區和下層出貨緩存 區當前揀出和揀入狀態來進行所選擇揀選方式，儘量避免同一供貨箱和周轉箱 在輸送線上重複運輸，使得輸送線的輸送效率提高。 第三步，操作人員根據電子顯示標籤顯示的當前揀出和揀入狀態進行揀選
揀選臺上層供貨緩存區101的L箱位對應的電子顯示標籤103中指示燈亮， 其顯示屏顯示揀選數量8，提示從對應該指示燈的L箱位的裝有書籍A的供貨 箱20中揀出8本書籍A。同時揀選臺下層出貨緩存區102的0箱位上方的電子 顯示標籤103的指示燈亮顯示應揀入的周轉箱10，操作人員按所顯示的數量從供貨箱20中揀出8本書籍A至對應周轉箱10中。M、 N、 P、 Q箱位上方的電 子顯示標籤則無顯示。
該次揀選操作完成後，操作人員按供貨緩存區0箱位所對應的確認鍵601 ， 計算機得到該信息後啟動0箱上的移載裝置400,並請求下層出貨輸送線300 上的周轉箱10通過對應移載裝置40向下層出貨緩存區的O箱位補位。而上層 供貨緩存區的L箱位的上的供貨箱20繼續保留在該箱位等待第二次揀選操作。
O箱位上的周轉箱到位後，此時計算機獲得上層供貨箱20和下層出貨箱10 到位的信息，按一對多方式向上層供貨緩存區和下層出貨緩存區的相關箱位上 的電子顯示標籤發出揀出和揀入狀態的指令。上層L箱位上方的電子顯示標籤 的指示燈亮，其顯示屏顯示數字9，下層P箱位上方的電子顯示標籤的指示燈亮。 操作人員按所顯示的數量從L箱位的供貨箱20中揀出9本書籍A至P箱位的周 轉箱10中。O、 Q箱位上方的電子顯示標籤則無顯示。
第二次揀選操作完成後，操作人員按供貨緩存區P箱位所對應的確認鍵601， 計算機得到該信息後啟動L箱位上的移載裝置400，並請求上層供貨輸送線200 上的供貨箱通過對應移載裝置40向上層供貨緩存區L箱位補位。而下層出貨緩 存區的P箱位的上的周轉箱10繼續保留在該箱位等待第三次揀選操作。
上述二次揀選過程系統是按一對多方式進行，即針對一種書籍有兩份以上 訂單的需求。接下來系統將按多對一揀選方式進行，即針對一份訂單有兩個品 種以上的需求。 '
同上理，上層L箱位的供貨箱20被移出，M箱位上方的電子顯示標籤的指 示燈亮，其顯示屏顯示數字12，下層P箱位上方的電子顯示標籤的指示燈亮。 操作人員按所顯示的數量從M箱位的供貨箱20中揀出12本書籍B至P箱位的 周轉箱10中，L、 N、 0、 Q箱位上方的電子顯示標籤則無顯示。
第三次揀選操作完成後，在接下來的數次揀選過程中，其下層揀入箱位未 有變化，上層揀出箱位在不斷變化。這是針對P箱位(其中一份訂單)的多種 書籍的揀選。緊接著針對Q、 0、 P箱位(一份訂單)的多種書籍的揀選，其過 程與第三次揀選過程相同，不再贅述。
由上層供貨緩存區移送到供貨輸送線200上的供貨箱20，其大部分情況下
其內還存有貨物(書籍)由上層供貨輸送線送至貨物倉儲區。如是多揀選臺系
統(如圖2)，將根據後面揀選臺的需求情況被輸送並移進後面的揀選臺，以供 揀選。如移送到供貨輸送線上的供貨箱20是空箱，則由連接到下層的一條專設 輸送線輸送到周轉箱回收區。由下層出貨緩存區移送到出貨輸送線300上的周 轉箱10由下層出貨輸送線送至出貨區。
上述過程反覆進行，直到本次6份訂單的115種書籍共計25000冊書的揀選 任務完成。
本發明根據訂單在揀選過程中反覆進行上述的步驟二至四直到完成全部訂 單的揀選任務。在揀選過程中可隨時增添新訂單或在原訂單中隨時增添揀選品 種，所以本發明方法使揀選更能適應實際需求，靈活性強，適應性更廣。
本發明採用上層供貨輸送線及其對應的移載裝置將即將要揀貨出庫的供貨 箱經供貨輸送線輸送到揀貨臺，經由雙向移載功能的移載裝置移送至供貨緩存 區，等候揀選。供貨箱揀出貨物後，再經由移載裝置移送至供貨輸送線，輸送 回倉儲區。整個過程全部由自動化設備完成，不需人工幹預。同樣，下層出貨 輸送線及其對應的移載裝置將揀入貨物的周轉箱輸送至揀選臺，待周轉箱揀完 貨物形成出貨箱後，再經移載裝置移回到出貨輸送線上，輸送至出庫作業區， 準備打包出庫。整個過程全自動化，不需人工幹預。而由系統中由電腦控制程 序和電子顯示標籤顯示設備共同組成的輔助揀貨設備將通過電子顯示標籤的燈
號與數字提示工作人員揀出、揀入箱的位置及數量。工作人員只需按提示從供 貨箱取相應數量商品，並放至周轉箱內，並按鍵回告完成即可，系統會通過電 子顯示標籤自動提示下一動作，以保證揀選準確無誤。
權利要求
1.多品種多訂單高速揀選臺系統，其特徵在於包括計算機、電子顯示標籤、移載裝置、至少一揀選臺和分別用於供貨和出貨的上下兩層輸送線，揀選臺置於所述輸送線的一側，其上設置上下兩層工作檯，電子顯示標籤安裝在工作檯上，並通過信號傳輸線與計算機連接，上下層工作檯分別通過移載裝置與上下層輸送線傳動連接，使物體從輸送線移送到揀選臺，或從揀選臺移送到輸送線。
2. 根據權利要求l所述的多品種多訂單高速揀選臺系統，其特徵在於所述 上、下層工作檯上分別設有至少2個並列箱位的供貨緩存區和出貨緩存區，分 別用於暫時存放揀出貨物的供貨箱和揀入貨物的周轉箱。
3. 根據權利要求2所述的多品種多訂單高速揀選臺系統，其特徵在於所述 供貨緩存區和出貨緩存區每一箱位的對應位置上都安裝有電子顯示標籤。
4. 根據權利要求3所述的多品種多訂單高速揀選臺系統，其特徵在於所述 電子顯示標籤上設有確認鍵、顯示屏和指示燈。
5. 根據權利要求l所述的多品種多訂單高速揀選臺系統，其特徵在於所述 移載裝置包括升降電機、升降軸、凸輪、水平傳動電機、導柱、導套、水平輸 送機構和傳動鏈，凸輪安裝在升降軸上，升降電機和傳動電機分別通過傳動鏈 連接升降軸和水平傳動軸，水平輸送機構安裝在傳動支架上，在傳動支架下側 連接有導套，導套套接在導柱上，傳動支架支承在凸輪上並隨凸輪轉動半徑的 變化沿導柱上下位移動。
6. 根據權利要求5所述的多品種多訂單高速揀選臺系統，其特徵在於所述 皮帶輸送機構由輥軸和皮帶組成，若干輥軸平行置放且兩端與所述傳動支架鉸 接， 一閉環皮帶包接所有輥軸。
7.多品種多訂單高速揀選臺系統的揀選方法，其特徵在於包括下述步驟1) 啟動訂單任務根據訂單由貨物倉儲區通過供貨輸送線向供貨緩存區輸送供貨箱，同時通 過出貨輸送線向出貨緩存區輸送周轉箱；2) 檢驗供貨箱與周轉箱到是否到位 檢驗揀選臺上層供貨緩存區是否至少有一個品種的供貨箱已到位，如果沒到位，立即補給，檢驗揀選臺下層出貨緩存區對應周轉箱是到位，如果沒到位，立即補給， 供貨箱和對應周轉箱已到位就進入下一步驟；3) 操作人員電子顯示標籤顯示的當前揀出和揀入狀態進行揀選 揀選臺上層供貨緩存區一電子顯示標籤中指示燈亮、顯示屏顯示數字，指定對應箱位上的供貨箱為當前揀出箱和揀出數量，揀選臺下層出貨緩存區一電子顯示標籤中指示燈亮，指定對應一箱位上的 周轉箱為當前揀入箱，操作人員根據電子顯示標籤的上述提示進行一次揀出和揀入的揀選操作；4) 貨物揀選和周轉箱的移出和補位 一次揀選操作完成並確認後，已完成當前揀出或揀入並不參與下一輪次揀選操作的供貨箱或周轉箱由對應移載裝置將其移送到供貨輸送線或出貨輸送 線上，並由相應的供貨箱或周轉箱補位，上述移送到供貨輸送線上的供貨箱由上層供貨輸送線送至下一揀選臺或 貨物倉儲區或周轉箱回收區，上述移送到出貨輸送線上的周轉箱由下層出貨 輸送線送至出貨區；5) 結實全部揀選任務上述步驟反覆進行，直到完成全部所以訂單的揀選工作。 8.根據權利要求7所述的多品種多訂單高速揀選臺系統的揀選方法，其特徵在於上層供貨緩存區當前的揀出狀態與下層出貨緩存區當前的揀入狀態之間 的對應關係遵循如至少有2個訂單需要同一種貨物的就先進行一對多揀選方 法否則進行多對一揀選方式；所述一對多揀選揀選臺上層供貨緩存區的一箱位上的供貨箱至少連續兩 次作為當前揀出供貨箱；所述多對一揀選:揀選臺下層出貨緩存區的一箱位上的周轉箱至少連續兩次 作為當前揀入周轉箱。
全文摘要
本發明涉及多品種多訂單高速揀選臺系統及其揀選方法。其揀選臺系統包括計算機、電子顯示標籤、移載裝置、至少一揀選臺和分別用於供貨和出貨的上下兩層輸送線，揀選臺置於所述輸送線的一側，其上設置上下兩層工作檯，電子顯示標籤安裝在工作檯上，並通過信號傳輸線與計算機連接，上下層工作檯分別通過移載裝置與上下層輸送線傳動連接，使物體從輸送線移送到揀選臺，或從揀選臺移送到輸送線。其揀選方法包括啟動訂單任務；檢驗供貨箱與周轉箱到是否到位；操作人員根據電子顯示標籤顯示的當前揀出和揀入狀態進行揀選；貨物揀選和周轉箱的移出和補位；結束全部揀選任務。其優點是自動化程度高，揀選效率高；勞動強度低；可擴展性、集成性強。
文檔編號B65G43/00GK101108381SQ20071002615
公開日2008年1月23日 申請日期2007年8月17日 優先權日2007年8月17日
發明者華聚良 申請人:南京格敏思信息網絡有限公司