一种基于实时补货和条烟密集缓存的自动分拣系统及工艺的制作方法

本发明涉及烟草物流配送中心卷烟补货环节和分拣环节的工艺技术领域，具体为一种基于实时补货和条烟密集缓存的自动分拣系统及工艺。

背景技术：

目前国内的卷烟物流配送中心通常由仓储系统、件烟备货系统、补货系统、分拣系统(标准烟分拣系统和异型烟分拣系统)、包装系统等组成，各系统独立成块。

根据客户订单的分拣特性，条烟需要按照订单的顺序进行分拣，由于目前分拣设备自身的缓存量较小，为了保证分拣补货的及时性，在仓储系统和分拣系统间要配置一定品规及数量的件烟备货系统。仓储系统件烟出库时，首先要进入件烟备货系统暂存，然后根据订单分拣过程中条烟的消耗情况，严格排序、按时向分拣系统进行补货。

目前国内卷烟品规较多，标准卷烟和异型烟卷烟大量共存，现有的卷烟物流配送中心分拣工艺及设备只能将标准烟和异型烟分开分拣，无法实现在同一套分拣系统中完成所有品规卷烟同时分拣的目的。所以需要配置不同的分拣线，分拣完成后再进行线下完成合单。

以上两个环节的工艺模式主要存在以下问题：

(1)标准件烟出库后，还需要严格按照订单排程和备货系统的消耗情况排序出库，控制系统复杂、控制环节多、差错率高，一但某件件烟料顺序出错将影响整个补货系统的补货效率。

(2)备货系统相当于是仓储系统和分拣系统之间的一个“件烟仓储系统”，需再次完成“出入库”流程，增加了件烟物料的作业流程，并且备货系统占地面积大、设备投资成本高。

(3)分拣系统本身缓存量小，抗波动性能力差，一但补货不及时，分拣系统就会因为缺料而停止分拣，严重影响分拣作业效率。

(4)分拣系统对于不同销量、不同尺寸、不同包装的条烟需选择不同类型的分拣设备或不同型号的缓存仓，这就导致分拣系统的分拣设备种类和型号繁多、控制系统复杂、控制环节较多、系统稳定性低、维护维修不方便。

(5)无法实现标准条烟和异型条烟在同一套分拣系统中分拣，需要单独配置异型烟分拣线。分拣结束后，还需要线下二次合单才能完成分拣作业，增加了作业流程和劳动成本。

如何能够简化件烟出库控制模式、取消件烟备货系统简化件烟补货流程、增加条烟缓存提高抗补货波动性能、统一分拣模式和合流模式、以及实现标准条烟和异型条烟共线分拣和在线合单，目前在工艺方面国内还是空白。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术中存在的缺陷和不足，目的在于提供一种高效可靠，具有无排序实时补货和条烟高密度缓存，实现所以品规统一补货、统一分拣、统一合流。通过采用件烟高密度缓存取消件烟出库排序、取消件烟备货系统。配置差位式条烟拣选设备实现标准条烟和异型条烟共线分拣，有效解决现有技术的不足；具体的，本发明是这样实现的：一种基于实时补货和条烟高密集缓存的自动分拣系统，用于承接上游的托盘仓储系统与下游的包装系统，包括一套件烟补货输系统(2)、一套条烟输送系统(3)，上游的托盘仓储系统直接与件烟补货输送系统相连，一套件烟补货输系统(2)与若干套开划箱系统(4)相连，开划箱系统(4)连接至条烟垛形转换系统(5)，条烟垛形转换系统(5)连接条烟高密集缓存系统(7)，条烟高密集缓存系统(7)包括条烟补货输送线(14)、若干个条烟高密集缓存烟仓(8)和自动拣选工位(9)，条烟垛形转换系统(5)通过条烟补货输送线(14)连接至若干个条烟高密集缓存烟仓(8)，条烟高密集缓存系统(7)末端的自动拣选工位(9)与分拣后的条烟输送系统(3)相连，差位式条烟拣选设备(8)安装在自动拣选工位(9)与条烟输送系统(3)之间，条烟输送系统(3)连接至下游的包装系统。

进一步的，所述条烟密集缓存仓(8)可为多个并行或串行复合排布，条烟密集缓存仓(8)的密集缓存模式为层叠模式或平铺输送模式，自动拣选工位(9)设置于条烟(6)密集缓存系统的末端处。

进一步的，所述条烟密集缓存仓(8)包括烟仓主体(11)、输送带(12)、条烟高密度缓存机构(13)，其中：输送带(12)前端与条烟补货输送线(14)相连，后端连接至自动拣选工位(9)；输送带(12)和条烟高密度缓存机构(13)置于烟仓主体(11)内，条烟高密度缓存机构(13)置于输送带(12)的正上方，条烟高密度缓存机构(13)由置于输送带(12)两侧竖直安装的两套链传动机构(15)和安装在链传动机构(15)上的取放件挡板(16)构成。

进一步的，所述开划箱系统(4)与件烟补货输送线连接处设有品规识别检测装置。

进一步的，所述条烟高密集缓存系统(7)的条烟补货输送线(14)具有单层连续条烟(6)的自动分流和输送功能。

进一步的，所述的差位式条烟拣选设备(8)包括设备安装底座(17)或移动导轨、设备主体(18)、弹性吸盘(20)安装夹具(19)、弹性吸盘(20)，其中：设备安装底座(17)或移动导轨固定在地面，设备主体(18)安装在设备安装底座(17)或移动导轨上；设备主体(18)包括多个旋转副，多个旋转副能控制弹性吸盘(20)安装夹具(19)和弹性吸盘(20)在拣选摘取工位与条烟输送线之间移动；同时弹性吸盘(20)安装在弹性吸盘(20)夹具上，弹性吸盘(20)安装夹具(19)安装在设备主体(18)上。

进一步的，所述弹性吸盘(20)安装夹具(19)上配置若干组弹性吸盘(20)，弹性吸盘(20)能在竖直方向上上下伸缩。

一种基于实时补货和密集缓存供货的自动分拣工艺，包括以下步骤：

S1、上游托盘仓储系统拆垛出库后的件烟，直接通过件烟补货输送线向开划箱系统补货，件烟在输送过程中通过扫码识别后分流到不同的开划箱系统；

S2、件烟于开划箱系统内完成件烟的开划箱作业输出条烟垛，并将条烟垛输送到条烟垛形转换系统中；

S3、条烟垛形转换系统将条烟垛分散成连续的单层条烟，连续的单层条烟通过条烟高密集缓存系统的条烟输送线分流、输送到与卷烟品规对应的条烟高密集缓存烟仓中进行高密集缓存，条烟高密集缓存烟仓根据条烟高密集缓存烟系统的自动拣选工位的条烟拣选情况实时向自动拣选工位补充条烟；

S4、件烟补货输送线将件烟按以上步骤分散成单层条烟持续对各条烟高密集缓存系统进行补货；

S5、差位式条烟拣选设备根据订单情况对自动拣选工位上缓存的条烟进行拣选作业，并将拣选后的条烟放置到条烟输送线，条烟经条烟输送线输送到下游包装系统。

进一步的，步骤S1中所述分流指的是件烟按品规的不同对所有标准烟和异型烟进行分流。

本发明的工作原理介绍：一种基于实时补货和密集缓存供货的自动分拣系统，包括一套件烟补货输系统、一套条烟输送系统，上游的托盘仓储系统直接与本系统的件烟补货输送系统相连，一套件烟补货输系统与若干套开划箱系统相连，开划箱系统连接至条烟垛形转换系统，条烟垛形转换系统通过条烟高密集缓存系统的条烟补货输送线连接至若干个条烟高密集缓存烟仓，条烟高密集缓存系统末端的自动拣选工位与分拣后的条烟输送线相连，差位式条烟拣选设备安装在自动拣选工位与条烟输送线之间，条烟输送线连接至下游的包装系统。当卷烟以件烟的形式从托盘仓储系统出库后，件烟无需备货、无需排序，经件烟补货输送线输送直接向开划箱系统补货，件烟在输送过程中通过扫码识别后分流到不同的开划箱系统，自动开划箱系统完成件烟的自动开划箱并实现条烟垛与烟箱的分离，分离后的条烟垛由条烟垛型转换设备将条烟垛转换成单层连续条烟，并以高密集缓存方式供差位式拣选设备拣选使用；分拣时，差位式条烟拣选设备根据订单内容和顺序依次将以高密集缓存的各种规格的条烟(标准烟和异型烟)拣选后放置到条烟输送系统上输送，然后自动进入下游包装系统。

开箱系统包括输送设备、划箱设备及开箱设备，划箱设备位于系统前端、开箱设备位于系统末端，输送设备连接件烟补货线、划箱设备及开箱设备。件烟输送至划箱设备部完成件烟烟箱的开盖作业，开盖后的件烟经输送到开箱工位，由开箱设备完成烟箱和条烟垛的分离，并将分离后条烟垛推送到下游的条烟垛形转换系统中。

条烟高密集缓存系统包括条烟补货输送线、条烟密集缓存仓、条烟自动拣选工位，其中：条烟密集缓存仓可多个并行或串行复合排布，条烟密集缓存仓可选用层叠模式(也可采用平铺模式)的形式进行缓存，自动拣选工位设置于条烟密集缓存系统的末端处。条烟密集缓存仓主要实现条烟的密集缓存，所述条烟密集缓存仓包括烟仓主体、输送带、条烟高密度缓存机构，其中：输送带前端与条烟补货输送线相连，输送带后端与自动拣选工位相接，输送带和条烟高密度缓存机构置于烟仓主体内，条烟高密度缓存机构置于输送带的正上方，条烟高密度缓存机构由置于输送带两侧竖直安装的两套链传动机构及安装在链传动机构的挡板构成。烟仓主体支撑整台设备。条烟补货输送线上的条烟先输送到条烟密集缓存仓的输送带上，条烟高密度缓存机构的链传动机构带着挡板同步向上运动，将输送带上的条烟即被挡板向上提升并实现缓存；条烟高密度缓存机构的链传动机构向下运动即可将条烟放置到输送带上，输送带通过输送将条烟补到自动拣选工位。对于销量较大的卷烟物流配送中心的补货和分拣，本条烟高密集缓存系统能够提高抗补货波动性能，从而达到合理化和高效化的补货和拣选工艺效果；条烟密集缓存仓的容量不小于1.5托盘卷烟，具体可根据需要设计。

拣选设备安装底座固定在地面上(也可采用移动导轨)，设备主体安装在底座上(或安装在移动导轨上)；设备主体由多个旋转副构成，多个旋转副可实现弹性吸盘安装夹具和弹性吸盘在自动拣选工位与条烟输送设备之间移动；弹性吸盘安装夹具安装在设备主体上，同时弹性吸盘安装在弹性吸盘安装夹具上，根据分拣量的需求，夹具上配置多组吸盘，可满足同时吸取多条条烟，提高设备的拣选效率；弹性吸盘可以实现不同高度条烟的吸取，所述弹性吸盘安装夹具上配置若干组弹性吸盘，弹性吸盘能在竖直方向上上下伸缩。弹性吸盘在气动控制下可以实现多条条烟的吸取和释放，弹性吸盘可适应不同高度条烟的拣选，可实现不同高低，不同数量的条烟同时拣选。

条烟高密集缓存系统的可根据需要并行设计多个缓存烟仓，当设有并行的多个缓存烟仓时，条烟高密集缓存系统的条烟输送线还具有分流功能。条烟垛型转换系统出来的单层连续条烟可在电控系统的控制下由条烟输送线向不同的条烟高密集缓存烟仓输送条烟。

一种基于实时补货和条烟密集缓存的自动分拣工艺，包括以下步骤：

S1、上游托盘仓储系统拆垛出库后的件烟，直接通过件烟补货输送线向开划箱系统补货，件烟在输送过程中通过扫码识别后分流到不同的开划箱系统；

S2、件烟于开划箱系统内完成件烟的开划箱作业输出条烟垛，并将条烟垛输送到条烟垛形转换系统中；

S3、条烟垛形转换系统将条烟垛分散成连续的单层条烟，连续的单层条烟通过条烟高密集缓存系统的条烟输送线分流、输送到与卷烟品规对应的条烟高密集缓存烟仓中进行高密集缓存，的条烟高密集缓存烟仓根据条烟高密集缓存烟系统的自动拣选工位的条烟拣选情况实时向自动拣选工位补充条烟；

S4、件烟补货输送线将件烟按以上步骤分散成单层条烟持续对各条烟高密集缓存系统进行补货；

S5、差位式条烟拣选设备根据订单情况对自动拣选工位上缓存的条烟进行拣选作业，并将拣选后的条烟放置到条烟输送线，条烟经条烟输送线输送到下游包装系统。

步骤S1中所述件烟分流指的是件烟按不同品规将所有标准烟(21)和异型烟(22)进行分流。

本发明的工艺可以打破传统需将件烟按序出库的出库模式和需设置一定品规数和件烟数的件烟备货缓存的制约，实现件烟非排序实时补货，取消件烟备货缓存。简化作业流程、减小占地面积、节约设备投资；节省卷烟物流配送中心物流成本，提高配送中心运行质量。同时，可实现标准卷烟和异型卷烟的无差别共线分拣和在线合单，打破原有需要将不同外形尺寸的卷烟在不同分拣线上分拣再进行线下合单的制约，大幅提升配送中心作业效率，真正实现卷烟物流配送中心作业流程的整合。

附图说明

图1为现有卷烟物流配送中心系统构成；

图2为现有卷烟物流配送中心工艺流程图；

图3为本发明分拣系统结构组合示意图；

图4为本发明分拣工艺流程图；

图5为本发明分拣系统组合示意图；

图6为本发明的件烟开箱系统俯视图；

图7为本发明的条烟高密集缓存系统示意图；

图8为本发明的拣选工位结构俯视图；

图9为本发明的条烟高密集缓存仓俯视图；

图10为本发明的条烟高密集缓存仓左视图；

图11为本发明差位式条烟拣选设备的结构俯视图；

图12为本发明差位式条烟拣选设备的结构右视图；

其中：1—件烟、2—件烟补货输系统、3—条烟输送系统、4—开划箱系统、5—条烟垛形转换系统、6—条烟、7—条烟高密集缓存系统、8—条烟高密集缓存烟仓、9—自动拣选工位、10—差位式条烟拣选设备、11—烟仓主体、12—输送带、13—条烟高密度缓存机构、14—条烟补货输送线、15—链传动机构、16—取放件挡板、17—设备安装底座、18—设备主体、19—弹性吸盘安装夹具、20—弹性吸盘，21—标准烟、22—异型烟。

具体实施方式

实施例:如图3所示为本发明系统构成图；通过使用条烟高密集缓存系统7增加条烟6缓存量，取消了件烟备货系统，减少出入库等繁琐的重复作业流程。

如图4所示为本发明工艺流程图。全部标准卷烟及绝大多数异型卷烟以一托盘/批次的方式将件烟1通过件烟补货输送线直接输送到开划箱系统4，自动开划箱系统4完成自动开划箱作业，实现件烟1与条烟垛的分离，开箱后产生的条烟垛通过条烟垛形转换设备将其变成连续单层的条烟6，并通过条烟补货输送线14输送到条烟6高密集缓存仓；条烟密集缓存仓8中的条烟6经输送线输送到自动拣选工位9，需要分拣时，差位式拣选设备根据分拣指令摘取对应品规和数量的条烟6并放置到条烟输送线上后自动输送到下游包装环节。

图5所示为一个具体实施案例的工艺模块组成示意图。该工艺模块组成包括包括一套件烟补货输系统2、一套条烟输送系统3，上游的托盘仓储系统直接与本系统的件烟补货输送系统相连，一套件烟补货输系统2与若干套开划箱系统4相连，开划箱系统4连接至条烟垛形转换系统5，条烟垛形转换系统5通过条烟高密集缓存系统7的条烟补货输送线14连接至若干个条烟高密集缓存烟仓8，条烟高密集缓存系统7末端的自动拣选工位9与分拣后的条烟输送线相连，差位式条烟拣选设备8安装在自动拣选工位9与条烟输送线之间，条烟输送线连接至下游的包装系统。当卷烟以件烟1的形式从托盘仓储系统出库后，件烟1无需备货、无需排序，直接通过件烟补货输送线向开划箱系统4补货，件烟1在输送过程中通过扫码识别后分流到不同的开划箱系统4；件烟1于开划箱系统4内完成件烟的开划箱作业输出条烟垛，并将条烟垛输送到条烟垛形转换系统5中；条烟垛形转换系统5将条烟垛分散成连续的单层条烟6，连续的单层条烟6通过条烟高密集缓存系统7的条烟输送线分流、输送到与卷烟品规对应的条烟高密集缓存烟仓8中进行高密集缓存，的条烟高密集缓存烟仓8根据条烟6高密集缓存系统的自动拣选工位9的条烟6拣选情况实时向自动拣选工位9补充条烟6；件烟补货输送线将件烟1按以上步骤分散成单层条烟6持续对各条烟高密集缓存系统7进行补货；差位式条烟拣选设备8根据订单情况对自动拣选工位9上缓存的条烟6进行拣选作业，并将拣选后的条烟6放置到条烟输送线，条烟经条烟输送线输送到下游包装系统。

如图6所示，所述的开箱系统位于件烟补货输送系2统和条烟垛形转换系统5之间。开箱系统包括输送设备、划箱设备及开箱设备，划箱设备位于系统前端、开箱设备位于系统末端，输送设备连接件烟补货线、划箱设备及开箱设备。件烟1输送至划箱设备部完成件烟烟箱的开盖作业，开盖后的件烟1经输送到开箱工位，由开箱设备完成烟箱和条烟垛的分离，并将分离后条烟垛推送到下游的条烟垛形转换系统5中。

如图7所示，所述的条烟垛形转换系统5位于开箱系统和条烟高密集缓存系统7之间。条烟垛形转换系统5主要完成条烟垛到单层连续条烟6的转换。

如图8所示，所述的条烟高密集缓存系统7位于条烟垛形转换系统5和条烟输送系统3之间。条烟高密集缓存系统7包括条烟补货输送线14、条烟密集缓存仓8、自动拣选工位9，其中：条烟密集缓存仓8可多个并行或串行复合排布，条烟高密集缓存的模式为层叠模式，也可以是平铺输送模式，自动拣选工位9设置于条烟6密集缓存系统的末端处。

如图9、图10所示，条烟密集缓存仓8主要实现条烟6的密集缓存，所述条烟密集缓存仓8包括烟仓主体11、输送带12、条烟高密度缓存机构13，其中：输送带12前端与条烟补货输送线14相连、输送带12后端与自动拣选工位9相接，输送带12和条烟高密度缓存机构13置于烟仓主体11内，条烟高密度缓存机构13置于输送带12的正上方，条烟高密度缓存机构13由置于输送带12两侧的竖直安装的两套链传动机构15和安装在链传动机构15上取放件挡板16构成。烟仓主体11支撑整台设备。条烟补货输送线14上的条烟6先输送到条烟密集缓存仓8的输送带12上，条烟高密度缓存机构13的链传动机构15带着挡板同步向上运动，将输送带12上的条烟6即被挡板向上提升并实现缓存；条烟高密度缓存机构13的链传动机构15向下运动即可将条烟6放置到输送带12上，输送带12通过输送将条烟6补到自动拣选工位9。

如图11、图12所示，拣选设备安装底座17固定在地面上，也可采用移动导轨，设备主体18安装在底座上，也可安装在移动导轨上；设备主体18由多个旋转副构成，多个旋转副可实现弹性吸盘20安装夹具19和弹性吸盘20在拣选摘取工位与条烟输送系统3之间移动；弹性吸盘20安装夹具19安装在设备主体18上，同时弹性吸盘20安装在弹性吸盘20安装夹具19上，根据分拣量的需求，夹具上配置多组吸盘，可满足同时吸取多条条烟，提高设备的拣选效率；弹性吸盘20可以实现不同高度条烟的吸取，所述弹性吸盘20安装夹具19上配置若干组弹性吸盘20，弹性吸盘20能在竖直方向上上下伸缩。弹性吸盘20在气动控制下可以实现多条条烟的吸取和释放，弹性吸盘20可适应不同高度条烟的拣选，可实现不同高低，不同数量的条烟同时拣选。

本发明的工艺可适用于销量较大的卷烟物流配送中心的补货和分拣环节，既能优化件烟的出库的模式，又能取消传统的件烟备货系统，同时还简化统一了标准条烟和异型条烟的分拣模式，并且实现全品规卷烟的共线分拣。