多品种多订单高速拣选台系统及其拣选方法

摘要

本发明涉及多品种多订单高速拣选台系统及其拣选方法。其拣选台系统包括计算机、电子显示标签、移载装置、至少一拣选台和分别用于供货和出货的上下两层输送线，拣选台置于所述输送线的一侧，其上设置上下两层工作台，电子显示标签安装在工作台上，并通过信号传输线与计算机连接，上下层工作台分别通过移载装置与上下层输送线传动连接，使物体从输送线移送到拣选台，或从拣选台移送到输送线。其拣选方法包括：启动订单任务；检验供货箱与周转箱到是否到位；操作人员根据电子显示标签显示的当前拣出和拣入状态进行拣选；货物拣选和周转箱的移出和补位；结束全部拣选任务。其优点是：自动化程度高，拣选效率高；劳动强度低；可扩展性、集成性强。

说明书

技术领域

本发明涉及物流仓储中货物的拣选系统及其拣选方法，特别涉及多品种多订单高速拣选台系统及其拣选方法。

背景技术

传统的拣选方法是，在接收订单资料后，首先用人工方式从普通货架上拣取本批次所有订单所需要的货物总量，再将这些货物放在装有电子显示标签的流利式货架(一种具有倾斜支承面的货架，从后侧上货，从前侧取货，货物靠自重自动由后向前移动，每个储位可按先进先出方式存储一个品种的货物)上。由一条输送线输送供拣入货物用的周转箱至货物仓储区，拣货人员领取周转箱按流利架上的标签指示位置与数量进行拣货并放入该箱内，人工拉着该箱沿货架向前走，边走边拣，拣货完成后，将此箱推上出库的输送线，工作人员再回头取下一周转箱，开始下一次拣货作业。

上述这种拣货方法存在的缺陷是：1)需人工供货，自动化程度低，不能适应自动输送线系统或自动化存储系统，其供货手段与现代物流仓储的自动化不相匹配，因而与之无法有效整合；2)拣货时人需走动。不能真正实现货到人(Good-To-Man)，即人静止货物流动到人，劳动强度大；3)工作效率低，操作人员在同一时间只能处理一个订单，不能实现多订单处理；4)存储柔性小，货物一旦上架，其位置在货架中不能变化，不能根据订单与品种的特性进一步优化拣选，拣货灵活度低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种自动化程度高、拣取效率高、劳动强度低、可与各种自动化存储系统良好结合与集成的一种多品种多订单高速拣选台系统及其拣选工艺方法，它通过下述技术方案来实现：

其拣选台系统包括计算机、电子显示标签、移载装置、至少一拣选台和分别用于供货和出货的上下两层输送线，拣选台置于所述输送线的一侧，其上设置上下两层工作台，电子显示标签安装在工作台上，并通过信号传输线与计算机连接，上下层工作台分别通过移载装置与上下层输送线传动连接，使物体从输送线移送到拣选台，或从拣选台移送到输送线。

所述上层工作台上设有至少2个并列箱位的供货缓存区，用于暂时存放拣出货物的供货箱。

所述下层工作台上设有至少2个并列箱位的出货缓存区，用于暂时存放拣入货物的出货箱。

所述供货缓存区和出货缓存区每一箱位的对应位置上都安装有电子显示标签。

所述移载装置包括升降电机、升降轴、凸轮、水平传动电机、导柱、导套、水平输送机构和传动链，凸轮安装在升降轴上，升降电机和传动电机分别通过传动链连接升降轴和水平传动轴，水平输送机构安装在传动支架上，在传动支架下侧连接有导套，导套套接在导柱上，传动支架支承在凸轮上并随凸轮转动半径的变化沿导柱上下位移动。

所述水平输送机构由辊轴和皮带组成，若干辊轴平行置放且两端与所述传动支架铰接，一闭环皮带包接所有辊轴。

所述传动链是链轮链条传动链。

其拣选方法，包括下述步骤：

1)启动订单任务

根据订单由货物仓储区通过供货输送线向供货缓存区输送供货箱，同时通过出货输送线向出货缓存区输送周转箱；

2)检验供货箱与周转箱到是否到位

检验拣选台上层供货缓存区是否至少有一个品种的供货箱已到位，如果没到位，立即补给，

检验拣选台下层出货缓存区对应周转箱是到位，如果没到位，立即补给，供货箱和对应周转箱已到位就进入下一步骤；

3)操作人员根据电子显示标签显示的当前拣出和拣入状态进行拣选

拣选台上层供货缓存区一电子显示标签中指示灯亮、显示屏显示数字，指定对应箱位上的供货箱为当前拣出箱和拣出数量，

拣选台下层出货缓存区一电子显示标签中指示灯亮，指定对应一箱位上的周转箱为当前拣入箱，

操作人员根据电子显示标签的上述提示进行一次拣出、拣入拣选操作和确认该拣选操作；

4)货物拣选和周转箱的移出和补位

一次拣选操作完成并确认后，已完成当前拣出或拣入并不参与下一轮次拣选操作的供货箱或周转箱由对应移载装置将其移送到供货输送线或出货输送线上，并由相应的供货箱或周转箱补位，

上述移送到供货输送线上的供货箱由上层供货输送线送至下一拣选台或货物仓储区或周转箱回收区，上述移送到出货输送线上的周转箱由下层出货输送线送至出货区

5)结束全部拣选任务

上述步骤反复进行，直到完成全部所有订单的拣选工作。

上层供货缓存区当前的拣出状态与下层出货缓存区当前的拣入状态之间的对应关系遵循：如至少有2个订单需要同一种货物的就先进行一对多拣选方法否则进行多对一拣选方式；

所述一对多拣选：拣选台上层供货缓存区的一箱位上的供货箱至少连续两次作为当前拣出供货箱；

所述多对一拣选：拣选台下层出货缓存区的一箱位上的周转箱至少连续两次作为当前拣入周转箱。

本发明的有意效果是：可和任意相同或相似存储周转箱为单元的自动化存储系统良好结合与集成，实现供货、空箱供给、出库全部自动化处理，自动化程度高；同时可随时根据订单与品种的特性，组成最高效的拣选方式进行拣选，使拣选作业的效率大大提高；采用货物流动到人的工作方式，操作人员只是原地的进行拣出与拣入动作，不需行走，不需品种确认，工作变得简单而高效，使拣选准确率高，而劳动强度大大降低；每个拣货台系统自成一体，并提供自动输送线接口，扩展时只需多加拣货台即可，适用性与可集成性强；此外，工作人员的工作只有拣货、按钮两个动作，对操作员工要求低，不需烦琐的培训即可上岗，培训与用工成本低。

附图说明

图1是本发明系统的三维结构示意图。

图2是拣选台的三维结构示意图。

图3是移载装置的结构示意图。

图4是图2所示移载装置的A向视图。

图5是具有2个拣选台的本发明系统的三维结构示意图。

图中，10周转箱，20供货箱，100拣选台，101供货缓存区，102出货缓存区，200供货输送线，300出货输送线，400移载装置，401升降电机，402升降轴，403升降轴支架，404凸轮，405底板，406水平传动电机，407导柱，408导套，409支承块，410升降传动链、411升降传动链轮，412升降驱动链轮，413升降链条，420水平传动链、421水平传动链轮，422水平驱动链轮，430水平输送机构，431辊轴、432皮带，450传动支架，500计算机，600电子显示标签，601确认键，602指示灯。

具体实施方式

本实施例给出的是仅含有一拣选台100的拣选台系统，对于规模很大的拣选台系统可设置多个拣选台，图2所示的是含有两拣选台100的拣选台系统。

对照图1，在拣选台100的一侧设置有上下两层辊式输送线，上层输送线200呈环状，用于供货，下层输送线300呈直线状，用于出货。拣选台100上设置有上下两层工作台，上层工作台上设有3个并列箱位的供货缓存区200，用于暂时存放拣出货物的供货箱20，在其上方对应于每一箱位的位置处都安装有设有指示灯602、确认键601和显示屏的一电子显示标签600。同样，下层工作台上设有对应3个并列箱位的出货缓存区300，用于暂时存放拣入货物的出货箱，在其上方对应于每一箱位的位置处都安装有其上设有确认键601和指示灯的电子显示标签600，请参见图2。这些电子显示标签通过信号传输线与计算机500连接。

上下层工作台所分别对应的供货缓存区200和出货缓存区300分别通过移载装置400与上、下层输送线传动连接。上、下两层的移载装置400分别设置在供货缓存区与输送线和出货缓存区与输送线的下侧，并横跨拣选台和输送线，请参见图2。

对照图3，移载装置主要由升降电机401、升降轴402、升降轴支架403、凸轮404、底板405、水平传动电机406、导柱407、导套408、支承块409、水平输送机构420、传动支架450及分别由链轮链条组成的升降传动链410和水平传动链420组成。升降电机401和升降轴支架403固定在底板405上，升降轴402上装有升降传动链轮411，其两端装有凸轮404，升降电机401的转轴上装有升降驱动链轮412，升降链条413则连接该两链轮，使升降电机401与升降轴402之间实现传动连接，以使升降轴402带动凸轮404转动。

对照图4，传动支架450上装有若干平行置放的辊轴421，辊轴421的两端铰接在传动支架上，一闭环皮带422包接所有辊轴形成水平输送机构430。固定于底板的水平传动电机406通过水平传动链420传动连接水平输送机构430。水平传动链420由连接在水平传动轴424上的水平传动链轮431、连接在水平传送电机转轴上的水平传动链轮432和水平传动链条433组成。传动支架的下侧四角连接有导套408，该导套套接在固定于底板上的对应四个导柱407上，四个支承块409连接在传动支架的下侧，支承块支承在凸轮404上，这样整个传动支架450及连接在其上的水平输送机构420随凸轮转动半径的变化而作上下移动。如传动支架411上移时，其上的水平输送机构420高于上层输送线200或下层输送线300时，箱体将受到水平输送机构420传输，将其从输送线传动移送到拣选台，或从拣选台移送到输送线当上。

上述拣选台系统对订购总共115种书籍的6份订单物进行拣选，其工作流程如下(请参见图5)：

第一步，启动订单任务

首先备足仓储区内货架上所需的各种货物——书籍，将所有订单需要各种书籍的相关信息输入到计算机500。相关操作人员通过计算机启动订单任务，供货辊式输送线200和出货辊式输送线300开始工作，供货箱20由仓储区通过上层供货输送线200向供货缓存区输送，同时周转箱通过出货输送线300向出货缓存区输送。

第二步，检验供货箱与周转箱到是否到位

上层供货缓存区和下层出货缓存区的每一箱位上都有对应的光电管来识别供货箱或周转箱是否到位，如上层供货箱和对应的下层周转箱未全部到位，光电管后会将该信息传输给计算机，计算机给出指令，要求立即补给，待全部补给到位后计算机将根据本次拣选任务的所有订单信息给出下一步骤中上层供货缓存区和下层出货缓存区对应箱位上的供货箱和周转箱拣出和拣入状态。

计算机将根据订单中是否至少有2个订单需要同一种货物来选择拣选方式，如有就首先进行一对多拣选方式进行拣选，否则进行多对一拣选方式。

此时，计算机根据6份订单找出其中有2个客户(即2张订单中)都需要同一种书籍A，其余则各不相同。系统首先选择一对多(即针对一种货物同时有多份订单需求的拣选方式)然后再进行多对一(即针对一份订单同时需求多种货物的拣选方式)的拣选方式运行，并通过上层供货缓存区和下层出货缓存区当前拣出和拣入状态来进行所选择拣选方式，尽量避免同一供货箱和周转箱在输送线上重复运输，使得输送线的输送效率提高。

第三步，操作人员根据电子显示标签显示的当前拣出和拣入状态进行拣选

拣选台上层供货缓存区101的L箱位对应的电子显示标签103中指示灯亮，其显示屏显示拣选数量8，提示从对应该指示灯的L箱位的装有书籍A的供货箱20中拣出8本书籍A。同时拣选台下层出货缓存区102的O箱位上方的电子显示标签103的指示灯亮显示应拣入的周转箱10，操作人员按所显示的数量从供货箱20中拣出8本书籍A至对应周转箱10中。M、N、P、Q箱位上方的电子显示标签则无显示。

该次拣选操作完成后，操作人员按供货缓存区O箱位所对应的确认键601，计算机得到该信息后启动O箱上的移载装置400，并请求下层出货输送线300上的周转箱10通过对应移载装置40向下层出货缓存区的O箱位补位。而上层供货缓存区的L箱位的上的供货箱20继续保留在该箱位等待第二次拣选操作。

O箱位上的周转箱到位后，此时计算机获得上层供货箱20和下层出货箱10到位的信息，按一对多方式向上层供货缓存区和下层出货缓存区的相关箱位上的电子显示标签发出拣出和拣入状态的指令。上层L箱位上方的电子显示标签的指示灯亮，其显示屏显示数字9，下层P箱位上方的电子显示标签的指示灯亮。操作人员按所显示的数量从L箱位的供货箱20中拣出9本书籍A至P箱位的周转箱10中。O、Q箱位上方的电子显示标签则无显示。

第二次拣选操作完成后，操作人员按供货缓存区P箱位所对应的确认键601，计算机得到该信息后启动L箱位上的移载装置400，并请求上层供货输送线200上的供货箱通过对应移载装置40向上层供货缓存区L箱位补位。而下层出货缓存区的P箱位的上的周转箱10继续保留在该箱位等待第三次拣选操作。

上述二次拣选过程系统是按一对多方式进行，即针对一种书籍有两份以上订单的需求。接下来系统将按多对一拣选方式进行，即针对一份订单有两个品种以上的需求。

同上理，上层L箱位的供货箱20被移出，M箱位上方的电子显示标签的指示灯亮，其显示屏显示数字12，下层P箱位上方的电子显示标签的指示灯亮。操作人员按所显示的数量从M箱位的供货箱20中拣出12本书籍B至P箱位的周转箱10中，L、N、O、Q箱位上方的电子显示标签则无显示。

第三次拣选操作完成后，在接下来的数次拣选过程中，其下层拣入箱位未有变化，上层拣出箱位在不断变化。这是针对P箱位(其中一份订单)的多种书籍的拣选。紧接着针对Q、O、P箱位(一份订单)的多种书籍的拣选，其过程与第三次拣选过程相同，不再赘述。

由上层供货缓存区移送到供货输送线200上的供货箱20，其大部分情况下其内还存有货物(书籍)由上层供货输送线送至货物仓储区。如是多拣选台系统(如图2)，将根据后面拣选台的需求情况被输送并移进后面的拣选台，以供拣选。如移送到供货输送线上的供货箱20是空箱，则由连接到下层的一条专设输送线输送到周转箱回收区。由下层出货缓存区移送到出货输送线300上的周转箱10由下层出货输送线送至出货区。

上述过程反复进行，直到本次6份订单的115种书籍共计25000册书的拣选任务完成。

本发明根据订单在拣选过程中反复进行上述的步骤二至四直到完成全部订单的拣选任务。在拣选过程中可随时增添新订单或在原订单中随时增添拣选品种，所以本发明方法使拣选更能适应实际需求，灵活性强，适应性更广。

本发明采用上层供货输送线及其对应的移载装置将即将要拣货出库的供货箱经供货输送线输送到拣货台，经由双向移载功能的移载装置移送至供货缓存区，等候拣选。供货箱拣出货物后，再经由移载装置移送至供货输送线，输送回仓储区。整个过程全部由自动化设备完成，不需人工干预。同样，下层出货输送线及其对应的移载装置将拣入货物的周转箱输送至拣选台，待周转箱拣完货物形成出货箱后，再经移载装置移回到出货输送线上，输送至出库作业区，准备打包出库。整个过程全自动化，不需人工干预。而由系统中由电脑控制程序和电子显示标签显示设备共同组成的辅助拣货设备将通过电子显示标签的灯号与数字提示工作人员拣出、拣入箱的位置及数量。工作人员只需按提示从供货箱取相应数量商品，并放至周转箱内，并按键回告完成即可，系统会通过电子显示标签自动提示下一动作，以保证拣选准确无误。