高速整體流分揀的製作方法

2023-07-10 11:55:16 1

本發明涉及用於整理整體流動的混雜物品的方法和設備。這些具有各種尺寸和形狀的混雜物品要到達不同的目的地。雖然示出了本發明是用於包裹或郵政紙箱處理，但可以發現應用在其它物品類型的處理中。

在包裹和郵政部門中裝運的物品通常整批運輸並且消費者包裝的物品在每個物品上都印有條形碼標籤。這些物品具有各種尺寸和重量，並且標籤可以應用到物品的任何表面。為了將每個物品都送往其目的地，這些物品從運輸車輛整批卸載在分揀設施中。每個物品都必須被掃描以便物品可以正確地送往其目的地，並且被稱重以便運輸車輛不超載並且使消費者適當地付費。這些物品必須被分揀到可能是要去往特定城市的飛機或卡車或者當地的送貨車的目的地。

雖然理論上可以僅通過增加設備實現任何容量，但是這樣做不僅在額外的資本支出而且在必須建造以容納設備位置的建築尺寸上都需要成本。

技術實現要素：

本發明實現以儘可能小的設備佔用空間儘可能快速地將整體流動的物品整理到不同的目的地。本發明提供一種用於以以前不可能的速率和小尺寸將整體流動的物品整理到不同目的地的方法和系統。

一種混雜物品分揀系統以及將整體流動的混雜物品分揀到不同目的地的方法，混雜物品具有各種尺寸和形狀，根據本發明的方面，所述系統包括至少兩個整體流分離器(singulator)，每個整體流分離器配置為接收具有各種尺寸和形狀的整體流動的混雜物品，並將整體流動的物品排列成相應的第一和第二單件流動的混雜物品。第一物品引導件使來自一個分離器的第一單件流動的混雜物品排列成間隔開間隙的第一流動的有間隙的混雜物品，並且第一物品傳感器接收第一單件流動的有間隙的混雜物品，並且至少感測第一單件流動的有間隙的混雜物品中的每個物品的標識和重量。第二物品引導件使來自另一個所述分離器的單件流動的混雜物品排列成間隔開間隙的第二流動的有間隙的混雜物品，並且第二物品傳感器接收第二單件流動的有間隙的物品，並且至少感測所述第二單件流動的有間隙的物品中的每個物品的標識和重量。組合器將來自第一和第二物品傳感器的第一和第二單件流動的有間隙的混雜物品組合成第三單件流動的混雜物品。正位移分揀器接收來自組合器的第三單件流動的混雜物品，並將物品分揀至不同的目的地。

第一和第二流動的有間隙的物品的物品可以以被控制的相對位置的方式到達組合器，其中，通過一些物品的橫向位移使物品組合到第三單件流動的物品中。每個分離器可以是再循環分離器，再循環分離器各自具有：整體流輸入，其配置為接收整體流動的物品；分離傳送面，其從所述輸入延伸到輸出，所述輸出配置為將並行的物品排列成單件流動的物品；以及再循環傳送面，其配置為使至少一個並行的物品從所述輸出處的分離傳送面返回到所述輸入處的分離傳送面。整體流分離器可以共享共同的再循環傳送面或者可以各自具有單獨的再循環傳送面。

第三物品引導件可以設置在組合器與分揀器之間，以調整第三單件流動的混雜物品中的物品之間的間隙。在第一物品傳感器與組合器之間的第四物品引導件可以設置為調整離開第一物品傳感器的物品之間的間隙。第五物品引導件可以設置在第二物品傳感器與組合器之間，以調整離開第二物品傳感器的物品之間的間隙。

第一動態累加器可以設置在第一整體流分離器與第一引導件之間，以去除第一單件流動的混雜物品中的間隙。第二動態累加器可以設置在第二整體流分離器與第二引導件之間，以去除第二單件流動的混雜物品中的間隙。

控制器可以設置為響應物品傳感器追蹤物品傳感器下遊的物品的標識，其中，提供給分揀器的每個物品的標識是不依賴於第三單件流動的混雜物品中的物品的進一步感測而已知的。分揀器可以每小時能夠分揀至少10000個物品。

組合器可以包括傳送面和推動滑塊，所述傳送面由上部板條的上表面限定，所述上部板條在縱向行進的帶板中互相連接，所述推動滑塊各自沿至少一個板條行進，以使傳送面上的物品從第二單件流動的有間隙的混雜物品橫向移位到第一單件流動的有間隙的混雜物品，以產生第三單件流動的混雜物品。組合器可以使提供在第三單件流動的混雜物品中的物品邊緣對齊。

組合器可以包括接收來自第一單件流動的有間隙的混雜物品的物品的第一輸送機和大體上與第一輸送機平行並相鄰的第二輸送機。第二輸送機接收來自所述第二單件流動的有間隙的混雜物品的物品。控制器監測第一和第二單件流動的有間隙的混雜物品，以建立第一和第二單件流動的有間隙的混雜物品中的物品之間的相對位置，並且使來自第二輸送機的物品換向，以使該物品橫向移位到第一輸送機上，進入第一輸送機上的物品之間的空間。以此方式，物品以物品的合併流的方式離開第一輸送機，作為第三單件流動的混雜物品。

第二輸送機可以由多個平行板條和多個推動滑塊組成，所述板條在沿縱向方向行進的帶板中互相連接，推動滑塊各自沿至少一個板條橫向行進。控制器使鄰近要朝向第一輸送機換向的物品的推動滑塊從推動滑塊不橫向行進的非換向狀態換向到推動滑塊橫向行進的換向狀態。第一單件流可以提供物品，所述物品為當在換向狀態時與推動滑塊行進的行程極限對齊的、在第一輸送機上的邊緣對齊的物品，其中，當物品離開第一輸送機作為第三單件流動的物品時，被換向的物品與第一單件流動的有間隙的混雜物品的物品邊緣對齊。

控制器可以控制至少第一和第二引導件的相對速度，以建立第一和第二輸送機上的物品之間的受控制的相對位置。推動滑塊中的被換向的推動滑塊可以在縱向線中一起行進，以使物品橫向移位，而基本上不旋轉該物品。

推動滑塊可以具有延伸部，當換向時所述延伸部至少部分地覆蓋第一輸送機，以確保物品完全移位到第一輸送機上。返回軌道可以設置為在推動滑塊行進到所述帶板的端部之前使推動滑塊橫向返回到延伸部不覆蓋第一輸送機的位置。

一種混雜物品組合器以及將第一和第二單件流動的有間隙的混雜物品組合成第三單件流動的混雜物品的方法，混雜物品具有不同的尺寸和形狀，根據本發明的方面，所述組合器包括接收第一單件流動的有間隙的混雜物品的第一輸送機。第二輸送機與第一輸送機大體上平行並相鄰。第二輸送機接收第二單件流動的有間隙的混雜物品。控制器監測物品，以建立第一和第二單件流動的有間隙的混雜物品中的物品之間的相對位置，並且使來自第二輸送機的物品換向，以使該物品橫向移位到第一輸送機上，進入第一輸送機上的物品之間的空間。以此方式，混雜物品以邊緣對齊的物品的合併流的方式離開第一輸送機，作為第三單件流。

當結合附圖回顧以下說明時，本發明的這些和其它目的、優點和特徵將變得清楚。

附圖說明

圖1是根據本發明實施例的高速整體流分揀系統的框圖；

圖2是權利要求1中的分揀系統的組件的實體布局的俯視圖；

圖3是高速整體流分揀系統的替代實施例的組件的細節圖；

圖4是包括多個分揀系統的倉庫物料搬運系統的俯視圖；

圖5是根據本發明實施例的組合器的俯視圖；

圖6是沿圖5中的線VI-VI截取的截面圖；

圖7是圖6所示的組合器的一部分的俯視圖；

圖8是示出了換向器返回軌道的第二輸送機的俯視圖；

圖9是示意性地示出了換向器開關組件的布局的放大側視圖；以及

圖10是示出了圖9中的換向器開關的操作以使不同長度的物品換向的圖。

具體實施方式

現在參考附圖以及在其中描繪的說明性實施例，混雜物品路徑選擇系統110適合於將整體流動的混雜物品(其圖示為紙箱，但可以是手提包、貨盤、容器)和未封裝的物品整理到不同的目的地(圖1)。混雜物品是具有各種不同形狀和尺寸的物品。應該理解的是，系統110可以是重複的，以增加圖4所示的系統的吞吐量。在圖示的實施例中，系統110每小時能夠使10000或可能15000個最大尺寸為20英寸的物品選擇路徑。因此，如圖4中可見，通過重複系統110，可以完成每小時20000與30000個之間的物品。

系統110接收如從運輸車輛(未示出)卸載的整批混雜物品。這些物品具有各種尺寸和形狀，並且具有各種取向，帶有面對任何方向的諸如條形碼或QE碼的標誌。整體流動的物品被提供到兩個整體流分離器，即，第一整體流分離器112和第二整體流分離器114。整體流分離器112配置為接收整體流動的具有各種尺寸和形狀的混雜物品，並且配置為將整體流動的物品排列成第一單件流動的物品，這些第一單件流動的物品通過引導件126轉換成第一單件流動的有間隙的物品。整體流分離器114配置為接收整體流動的各種尺寸和形狀的物品，並且配置為將整體流動的物品排列成第二單件流動的物品，這些第二單件流動的物品通過第二引導件128轉換成第二單件流動的有間隙的物品。

引導件127的輸出127將第一單件流動的有間隙的物品提供給物品傳感器130，在其中，無論標籤位於物品的哪個表面上，都掃描物品上的條形碼標籤。這通過指向物品頂部、底部和所有四個(4)側面的掃描器來完成。物品傳感器130包括測量物品重量的稱。物品傳感器130可從多個不同來源商業獲得。物品的標識及其重量儲存在計算機系統136中，所述計算機系統可以是可編程邏輯控制器、微型計算機或其它形式的工業計算機。以類似方式，從引導件128的輸出129提供的第二單件流動的物品被提供給紙箱傳感器132，在其中，無論標籤位於物品的哪個表面上，都掃描物品上的條形碼標籤。同樣，物品被稱重，並且每個物品的標識和重量都用計算機系統136儲存。

在物品傳感器130、132的下遊，當物品到達組合器134時，它們將已經被控制到兩條線140、142上的相應位置，所以將可以組合第一和第二單件流動的有間隙的物品，而不需要進一步調整間隙。但是，如果需要，可以在物品傳感器130與組合器134之間、在線140、142中設置附加的引導單元，以調整物品間隙和第一單線流動的有間隙的物品處的物品相對於第二單線處的物品的相對位置，用於與第二單線流動的有間隙的物品正確組合。同樣，附加的引導單元可以設置在物品傳感器132與組合器134之間，以調整第二單線流動的有間隙的物品處的物品間隙和對第一單線流動的有間隙的物品中的物品的相對位置。因此，引導件126和128是協調的，以便在物品傳感器130、132的下遊，第一和第二流動的有間隙的物品以交錯的方式到達組合器134，以例如通過物品的橫向位移組合成第三單件流動的物品121。組合器134將第一和第二單線流動的有間隙的物品組合成被提供給用於分揀的分揀器124的第三單線流動的物品121。在圖示的實施例中，提供給分揀器124的物品之間的最小6英寸的間隙將允許分揀器將物品分揀到它們的相應目的地。因為計算機系統136追蹤每個物品的標識，所以能夠為分揀器124指示每個物品的目的地。諸如條形碼掃描器或RFID閱讀器(未示出)的可選物品識別器可以配置在分揀器124的前面，以確認每個物品的標識。以此方式，提供給分揀器124的每個物品或者通過可選的物品識別器被識別，或者被計算機系統136追蹤，或者二者的組合。

雖然組合器134可以具有各種已知的形式，如合併豎直表面或旋轉導帶，但在圖示的實施例中，組合器134包括由在縱向行進的帶板中互相連接的上部板條的上表面限定的傳送面以及各自沿至少一個板條行進以使物品在所述傳送面上橫向位移的推動滑塊。組合器134能夠使提供在第三單件流121中的物品邊緣對齊。雖然在圖示的實施例中這可以通過至少一些板條上的多個滑塊來完成，但是在每個板條上僅設置一個滑塊。

分離器112、114可以是現有技術中已知的各種類型裝置中的任一種。在圖2和圖3中更詳細地圖示出的實施例中，分離器是由Cinetics銷售的再循環分離器，具有高達每小時7500個物品的整體流分離能力。每個分離器具有配置為接收整體流動的物品的整體流輸入144以及配置為將並行的物品排列成單件流動的物品的從輸入144延伸到輸出148的分離傳送面146。分離器112、114包括再循環傳送面150，所述再循環傳送面配置為使至少一個並行物品從輸出148處的分離傳送面146返回到輸入144處的分離傳送面。為了清楚僅示出了構成傳送面146的輥的驅動器。在圖示的實施例中，整體流分離器112、114共享共同的再循環傳送面150。但是，整體流分離器112、114可以各自具有單獨的再循環傳送面150，由此增加系統110的再循環流動能力。

物品路徑選擇系統110還可以包括在組合器134與分揀器136之間的第三物品引導件138。如果需要，第三物品引導件138配置為調整第三單件流動的物品中的物品之間的間隙。系統110還可以包括：在第一物品傳感器130與組合器134之間的線140中的第四物品引導件，以調整離開第一物品傳感器的物品之間的間隙；以及在第二物品傳感器132與組合器134之間的線中的第五物品引導件142，以調整離開第二物品傳感器的物品之間的間隙。如前所述，第四和第五物品引導件被控制為調整線140與142之間的物品的相對位置。儘管可以使用各種配置，但是上面提到的所有引導件可以是針對CONVEYOR INDUCT的共同轉讓的美國專利No.8,408,380中公開的類型，所述專利的公開內容通過引用併入本文中。分揀器136是高容量正位移分揀器，其每小時能夠分揀至少10000個混雜物品。這種分揀器可以是在共同轉讓的美國專利No.5,927,465、6,041,909、6,513,642、6,814,216、6,860,383、6,866,136、6,923,308、7,086,519、7,117,988、7,128,197、7,513,356和8,469,177中公開的類型的高速平行換向分揀器，這些專利的公開內容通過引用共同併入本文中。但是，可以使用能夠以此速率分揀的任何分揀器。因此，可見具有各自每小時能夠分離多達7500個物品的整體流分離器和每小時能夠分揀至少10000個物品的分揀器136，系統110能夠根據物品的標識每小時將至少10000至15000個物品分揀至目的地。分揀器136能夠將物品分揀至很多個不同的目的地D，這些目的地在圖4中示為在裝貨碼頭處的卡車。傳統的滑道和輸送機用來使物品選擇從每個輸送機136到適當的目的地D的路徑。

混雜物品路徑選擇系統210大體上與系統110相同，除了它包括在第一單件流動的物品216中的第一動態累加器252以去除第一整體流分離器212下遊物品之間的間隙之外。第二動態累加器254在第二單件流動的物品218中，以去除第二整體流分離器214下遊物品之間的間隙。材料處理行業中熟知的動態累加器252和254是低壓氣動驅動皮帶驅動的傳動輥輸送機，其在物品之間提供輕微的壓力接合，並且不包括感測物品的光傳感器或其它物品傳感器。線中的引導件226和228與引導件126、128相同。物品傳感器230、232與傳感器130、132相同。線240、242中的引導件與線140、142中的引導件相同。組合器234與組合器134相同。分揀器(未示出)與分揀器124相同。

系統110和210包括控制器，所述控制器包括計算機系統136。這種控制器追蹤物品傳感器130、132、230和232下遊物品的標識，其中，提供給相應分揀器的物品的標識是不依賴第三單件流動的物品中的物品的進一步感測而已知的。這允許相應分揀器獨立於分揀器入口處的任何物品掃描器分揀物品或者除了分揀器入口處的任何物品掃描器之外分揀物品。

組合器或合併組件134、234合併來自第一進口140和第二進口142(圖5)的具有各種尺寸和形狀的混雜物品的多個流。第一進口140將混雜物品流提供給第一輸送機16，在圖示的實施例中，所述第一輸送機是具有是行進傳送帶40的傳送面17的皮帶輸送機。第二進口142將混雜物品流提供給第二輸送機18，所述第二輸送機大體上與第一輸送機16平行並相鄰，如圖5中清晰可見。每個輸送機16、18具有單獨的傳送面。雖然它們可以共享某些結構組件，但是它們具有單獨的框架。輸送機16、18的傳送面儘可能接近，並且可以在它們之間具有滑板，以避免可能卡住要換向的物品的間隙。第二輸送機18是換向輸送機，其具有由多個平行板條30組成的傳送面19，所述板條在沿縱向方向行進的帶板中互相連接。第二輸送機18具有多個推動滑塊32，每個推動滑塊沿至少一個板條30橫向行進。推動滑塊32中的被選定的推動滑塊通過換向器開關34從非換向狀態換向到換向狀態，在非換向狀態中，滑塊不沿傳送面19橫向行進，在換向狀態中，滑塊跨越傳送面19橫向行進，所述換向器開關使推動滑塊換向到傳送面19下面的換向軌道35。第二輸送機18的操作類似於共同轉讓的美國專利No.6,814,216中公開的類型的正位移分揀器，所述專利的公開內容通過引用併入本文中。如上面所提到的，在圖示的實施例中，第一輸送機16是現有技術中熟知的類型的皮帶輸送機，但是可以使用各種傳送面材料和設計。

控制器136接收來自諸如光傳感器22的第一物品傳感器的輸入以監測進入第一輸送機16的物品，並且接收來自諸如光傳感器24的第二物品傳感器的輸入以監測進入第二輸送機的物品，以確保物品橫向組合的適當相對間距。控制器136控制來自引導件140和142的物品的相對位置，並且以在提供給輸送機16、18的物品之間提供控制的定位的方式控制引導件140、142，所述提供給輸送機16、18的物品將被充分地間隔開以便以物品之間的被控制的間距來合併物品。雖然可以通過控制引導件140、142來控制物品的相對位置，但是可以在諸如引導件126、128的上遊控制相對位置。甚至，如果通過引導件126、128控制物品的相對位置，則引導件140、142可以被輸送機代替。引導件126、128、138、140和142可以是現有技術中已知的類型，如在共同轉讓的美國專利No.5,267,638、6,918,484和8,408,380中公開的那些類型，這些專利的公開內容通過引用以它們的全部內容共同併入本文中。

控制器136使用在以上提到的『216專利中公開的技術來監測第二輸送機18上的物品的位置並知道推動滑塊32的位置。因此，控制器20識別哪個推動滑塊鄰近第二輸送機上的物品。鄰近物品的推動滑塊通過一些或所有的換向器開關34來換向，以將第一輸送機16上的物品橫向推入第一輸送機16上的物品之間的空間，如圖5中以虛線示出的。以此方式，混雜物品的分離流的第三流來自於來自到達輸送機18上的第二流動的分離的混雜物品的物品與來自到達輸送機16上的第一流動的分離的混雜物品的物品的合併，以從第一輸送機16延伸的離開輸送機121上的分離的物品的合併流離開第一輸送機16。可選的再循環輸送機28可以從第二輸送機18的出口端延伸，以使通過傳感器25感測到的不能與第一輸送機16上的物品合併的任何物品返回到第二輸送機18的進口端或返回到另一區域。

在圖示的實施例中，推動滑塊32沿縱向線行進，以基本上不旋轉物品地橫向推動物品。這是已知的平行分揀。這可以通過所有的換向器開關34來完成，所述換向器開關使推動滑塊換向，以使被驅動的特定物品大約在同一時間換向。每個換向器開關34使推動滑塊32換向到傳送面19下面的換向器軌道35上，由此使推動滑塊橫向行進。推動滑塊32各自具有在傳送面19下面以接合換向軌道的下部分37和在傳送面上面延伸以接合物品的蓋36。滑塊蓋36具有延伸部38，當推動滑塊完全換向時，所述延伸部覆蓋第一輸送機16的傳送面17的一部分，以確保物品被完全推到第一輸送機16的傳送面上，如在圖3和圖4中清晰可見。返回軌道42設置在傳送面19下面，在那些推動滑塊32行進到第二輸送機18的帶板的端部之前，所述返回軌道使換向的推動滑塊橫向返回到延伸部38不覆蓋第一輸送機16的位置，如在圖8中可見。當推動滑塊隨著它們繞第二輸送機的端部行進而下落時，這避免了推動滑塊蓋延伸部38與第一輸送機之間的機械幹擾。返回軌道42可以使換向的推動滑塊部分地返回到清除第一輸送機16的位置或者可以使它們返回到在鄰近第二進口14的第二輸送機18的進端部處的推動滑塊的完全非換向位置。

第一流動的分離的有間隙的混雜物品可以到達朝向最接近輸送機18的輸送機16的部分邊緣對齊的輸送機16上，如在圖5中可見。這可以使用傳統的邊緣對齊技術(未示出)來完成，所述邊緣對齊技術使輸送機16上遊(如引導件140、240上或這些引導件上遊)的物品邊緣對齊。因為物品是各種尺寸和形狀的混合，所以物品可以僅沿其一個邊緣對齊。這種第一輸送機上的邊緣對齊的物品沿假想線對齊，所述假想線是由推動滑塊的延伸部38在換向狀態下行進的最遠橫向行程極限處的換向表面39達到的。以此方式，通過推動滑塊32換向的物品與從第一進口12進入的物品邊緣對齊，並且當它們以輸送機26上的物品的合併流離開第一輸送機時，所有的物品都邊緣對齊。這允許各種形狀和尺寸的合併的混雜物品被分揀器124分揀，而不用進一步對齊。這允許混雜物品以在合併或合併的物品的邊緣對齊過程中不旋轉物品而實現的最小間隙到達分揀器124。

控制器136調節輸送機16、18的相對速度，以使輸送機的速度同步。這可以通過分別監測輸送機16和18的移動的脈衝位置監控器21來完成。控制器136還可以用光傳感器22和24來監測輸送機的進口端處的物品。控制器136響應傳感器22、24和可能附加的上遊傳感器來控制線140、142的相對速度，以使用例如以上提到的』638和『484專利中公開的技術來建立輸送機16、18上的物品之間的控制的間距。如上所述，控制器136監測第二輸送機上的物品和推動滑塊的相對位置以確定哪個推動滑塊與物品對齊，以確定哪個換向器開關34致動以使物品換向。雖然示出了輸送機16、18為單獨的同步的傳送面，但是應該理解的是，這些可以併入一個傳送面中。

如圖9和圖10所示的排列多個換向器開關34，這些換向器開關能夠操作以使推動滑塊32致動，以跨越第二輸送機18行進。換向器開關34以等於板條節距的整數值的間隔間隔開，因為在圖示的實施例中推動滑塊沿板條行進並因此也以板條節距的整數值間隔開。至少一對相鄰的換向器開關(指定為#1和#2)間隔開一個板條節距。剩餘的相鄰換向器開關#3至#6可以間隔開兩個板條節距，如圖9中可見。這種配置允許寬範圍的物品長度被換向，而不需要許多換向器開關。圖10示出了為各種物品長度切換的換向器開關的標識。應該理解的是，對於物品的長度不是所有的換向器開關都需要操作，僅需要致動換向器開關，以使物品前部和後部處的推動滑塊換向，而中間的換向器開關不操作。應該理解的是，雖然僅示出了一組換向器開關#1至#6使一個物品換向到第一輸送機16上，但是可以具有兩組或更多組換向器，以每次使多於一個的物品換向並且使在沿傳送面19的不同縱向位置處的物品換向。

雖然前面的描述描述了本發明的幾個實施例，但本領域技術人員應該理解的是，在不脫離如以下權利要求所限定的本發明的主旨和範圍的情況下，可以做出這些實施例的變體和修改。本發明包含本文所描述的本發明的各個實施例或方面的所有組合。應該理解的是，本發明的任意和所有實施例可以與任何其它實施例結合，以描述本發明的附加實施例。此外，實施例的任何元素可以與任何實施例的任何和所有其它元素組合，以描述附加實施例。