交叉带式邮件分拣机常见故障的分析及处理
Equipment Manufacturing Technology No.2,2021
交叉带式邮件分拣机常见故障的分析及处理
马俊强，陈炳森，姜金堂
(广西水利电力职业技术学院，南宁530023)
摘要：结合多年的设备运（行）维护工作，对交叉带式邮件分拣机的工作情况进行分析，出设备常见故障及其产业（修 改为“生”）的原因，提出了故障处理方法及设备优化改进方案设备经过优化改进之后，故障率明显下降，收到了较好的 效果，可供相关技术人5借鉴。
关键词：故障分析；故障处理；分拣机；优化改进
中图分类号:TB492 文献标识码：A 〇刖S
随着互联网技术以及自动化技术的发展，快递 物流行业也随之快速发展；同时，客户对于快递的时 效性和服务质量要求越来越高，为解决人工分拣的 速度慢、效率低、成本高等问题，快递物流行业纷纷 引入并采用网络控制、全自动化、高效率的分拣设备 来完成物品的快速分拣工作。
图1为快递物流常用的交叉带式邮件分拣机，由主驱动带式输送机和载有小型带式传送机的台车 (简称“小车”)联接在一起组成，与小车上的带式输 送机成交叉状布置。带式输送机由直线电机驱动运 行在环形轨道上，小车通过CPS非接触供电系统获 取工作电源，并通过无线网络通信的方式与主控制 系统连接。当小车经过固定安装的条码阅读器时，阅读器获取小车上的邮件条码信息并传回主控系统，主控系统再根据分拣的要求将有关信息传至小车。当小车移动到相应的分拣位置时，小车上的输送带 动作，完成把邮件分拣送出的任务。该类型分拣机在 邮政、快递分拣场景中广泛应用。
图1交叉带式分拣机
文章编号：1672-545X(2021 )02-0210-03
由于分拣机需要采集的信息比较多，又采用网 络通信的方式进行设备组网联控，因此，网络通信故 障就成为分拣机最常见的故障，一旦出现故障，会导 致整个分拣系统停运，直接影响企业的生产效率，甚 至给企业带来重大损失。随着分拣规模的扩大，分拣 机上配置的小车以及检测和识别设备也越多，进一 步影响到分拣机工作的可靠性，因此，研究分拣机的 常见故障，分析故障原因，提出处理和改善意见，具 有重要的意义。
1分拣系统控制组成及常见故障
图2为分拣控制系统示意图。分拣设备由环形 轨道、小车、格口（用于存放分拣出来的物品）、光学 条码识别（0B R)、灰度检测、无接触整流电源单元、网络系统等组成，其中网络系统主要由工业交换机、漏波电缆、无线接头、网关、工业网线、无接触供电模 块、CAN模块等组成"I。网络作为邮件分拣过程的通 信媒介，负责将邮件称重、条形码识别、小车空/满车 检测的数据信息联络起来，同时完成主驱动带、小车 运动控制信息的传送等，一旦发生网络故障，对整条 自动化分拣线影响很大。
1.1 0B R网络故障
0B R的作用是完成邮件条码的扫描识别和小车 邮件的纠偏功能[2]。0B R故障是分拣机最常见的一种 故障，最直观的表现就是小车上的邮件因为无法完 成正确的条码扫描和识别，无法明确邮件要分拣到 的格口位置，造成该邮件无法分拣落格，经过3圈运 行，即3次条码扫描还是无法识别后，系统鉴定其为
收稿日期：2020-丨1-24
基金项目：广西壮族自治区教育厅2021年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目“大件快递供包机器人搬运系统的研究与开发”(项目编号：2021KY1093)
作者简介：马俊强（ 1987-)，男，河南安阳人，工学硕士，助理工程师，研究方向：机电一体化和工业机器人。
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迷途邮件，自动进回流槽，进人下一次自动供包再回 线分拣。出现此类情况增多，分拣设备上的大量小车 将被这些邮件占用，影响到新邮件的分拣，造成资源 浪费，甚至设备瘫痪。
图2分拣控制系统示意图
1.2网关故障
网关的作用是完成网络和所有小车之间的信息 交互，保证小车能够根据收到的消息及时动作完成 邮件的分拣，网关实物如图3所示。网关故障会导致 与之相连全部小车失去联系，无法传输信息，同时，因各网关之间采用串联连接，一旦中间节点断开就 会导致后续网关也断开，造成大批小车故障，此时，小车上即使没有邮件，因系统通信联系上小车，无法 判断小车上是否已有邮件，也无法向小车提供新邮 件，系统自动将其置为禁用状态，严重降低分拣效 率，甚至造成设备瘫痪。图4为控制系统的监控画 面，其中黑的位置表示相应的小车已被禁用。
图3网关实物
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图4故障小车被禁用1.3灰度检测故障
灰度检测的作用是通过工业相机拍摄图像来检 查判断来向小车是否为空车，以确定是否在后续工 位给小车输送上新的邮件。实际工作中，在每班次作 业结束时，值班工作人员在灰度检测位置回收并清 理小车上的邮件，偶尔会碰到灰度检测支架，发生轻 微撞击，造成灰度检测相机因聚焦焦点发生变化，导 致灰度检测识别失效，误判小车上有邮件，后续工位 将不能为其输送供新邮件。
1.4格口故障
格口的作用是从收集从输送带上分拣出来邮件 同时统计其数量是否与系统中的数量一致。一般一
个投递方向或一个投递区域为一个格口，以便邮件 分拣出来之后继续投递。格口出现故障，不会影响到 邮件分拣的正确落格，但是无法对邮件数量进行统 计，影响到系统的数据统计、邮件跟踪和投递。
2常见故障原因分析及处理
结合交叉带式邮件分拣机的工作原理、监控系 统结构和网络布局，综合考虑设备工作环境、网络线 材、电源供应等因素，设备日常运行过程中常见故障 的原因分析及处理方法如下：
2.1网线及连接不稳引起的故障处理方法
交叉带式邮件分拣机中除小车采用无线通信外，其它设备的网络通信通常使用超五类双绞线来 实现。对于普通超五类双绞线，其最大传输距离为 100 m，因此，每个交换机或网关的距离、设备与交换 机或网关的距离均不能超过100 m。在笔者使用的一 台交叉带式邮件分拣机中，O BR设备网络通信线长 度约为80 m，实际传输中出现数据不稳定，使用仪器 测量发现存在5%~6%数据丢包情况；小车在运行过程中，因存在轻微设备振动等情况，会出现网络接口 松动情况；网关之间连接采用带屏蔽超六类网线，线 缆粗且硬，设备在运行中过程中存在运动，网线在频 繁的折弯过程中，容易出现在水晶头处接触不良，导 致通信不稳定现象。
针对上述故障现象，可通过增加O BR处中继交 换机，重新敷设网线并将硬网线更换为工业类超软 网线等方法来解决。
2.2电源电压异常的故障处理方法
由于小车在环形轨道上不停地随着主驱动带式 输送机运动，同时又有自身的控制运动及与系统的 通信要求，为了给小车提供稳定可靠的工作电源，确
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保安装在小车上的网关设备及控制设备能可靠工作，交叉带式邮件分拣机采用c p s非接触式供电系 统给小车供电:CPS T.作原理类似于传统的变压器电 力传输原理，也是利用电磁感应原理进行电能的转 换和传输，其初级线圈及变压器铁芯安装在环形轨 道上并与电源相连，二次线圈及变压器开放式铁芯 安装在小车上，小车不管是否移动，均可通过C PS获 得交流电源，再经整流和滤波后得到所需的直流电 源。小车上CPS非接触式供电系统整流模块如图5 所示。
图5无接触整流模块
如果出现小车上C P S出现故障，特别是整流模 块出现故障，会导致小车供电出现异常而无法正常 工作。实际运行过程中，多次出现小车上的整流模块 出现故障，内部元件损坏，供电电压下降30%以上，网关设备工作不稳定，数据传送丢失，最终导致小车 无法与通信正常通信，在更换整流模块后，供电电压 恢复正常，小车又可以正常工作。
2.3灰度检测异常的故障处理方法
对灰度检测出现异常，首先应检查灰度检测设 备与系统的网络连接问题，可通过数据测试，检查是 否
存在网络传送数据丢失问题，如果存在数据丢失，应是网络连接问题，按前述网线及连接不稳的方法 处理；如果数据传送没有问题，则应进入系统内部检 测，查验相机拍摄的照片是否清晰，对焦是否准确，识别是否有误并进行相应的重新校正处理，特别注 意是否有人碰到或撞击到相机造成图像拍摄对焦不 准的问题。在实际运行中，就出现多例工作人员在取 小车上邮件时撞击相机支架导致灰度检测异常故障 的发生。
2.4格口设备工作异常的故障处理方法
格口设备出现故障，不会影响到邮件分拣，但会 造成相应格口分拣到邮件数量无法及时统计并反馈 至监控系统，因此需要运维人员及时处理。
格口设备常见故障包括网络通信故障和设备硬件故障。对于网络通信故障，在检查电源正常之后，可按网络通信线接触不良、设备IP地址丢失、网络模 块死机等顺序一一排查处理；处理之后仍无法排除 故障，则进入设备硬件检查，测M格口设备控制电路 板T.作电压是否正常，相应指示灯状态是否正确并 进行相应处理。在电源电压正常且有备品情况下，可 使用更换硬件的方式来处理故障，以便尽快恢复设 备的运行。
2.5设备优化改进方案
交叉带式邮件分拣机出现上述故障，跟设备的 设计、安装、运行与维护均有关系，结合该设备多年 的运维经验，提出了设备的优化方案并进行了相应 改进处理：
(1 )对0B R的网络线路重新敷设，增加中间网 络交换设备，减短网线通信距离，提升数据传输稳定 性。
(2)所有网关之间通信线路重新敷设工业网线，并在两端口处采用绑带加固处理，同时在两网关之 间敷设有备用线路，为便快速处理网络故障。
(3 )对所有CPS非接触式供电系统的功率模块，特别是整流模块增设冷却风扇，降低设备的故障率'
(4)对灰度检测支架增加减振和防护处理，一方 面减小振动对设备的影响，另一方面避免工作人员 误触碰情况的发生。
经过上述整改后，分拣机的设备故障量明显减 少，整改前后统计数据如表1所示。
表1交叉带式邮件分拣机整改前后故障次数对比表
序号项目整改前(次/月）整改后(次/月）
10BR故障3~40~1
2网关故障10
3灰度故障卜20
4格口故障6-100〜
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3结束语
交叉带式邮件分拣机是快递物流行业重要的设 备之一，其工作可靠和性能稳定对企业的日常生产 至关重要，本文结合多年的运行与维护工作经验，总 结了该设备常见的故障，分析故障原因并提出了优 化改进方案。经过优化改进后，设备的故障率明显下 降，设备生产效率也得到提升，可供相关技术人员借 鉴。
参考文献：
m纪浩林.交叉带式物流快递自动分拣系统设计与实现丨n】.阜
(下转第235页）
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使用电梯具有保障作用。[2]李涵.电梯起重机械钢丝绳的检测及维护技术[几山东丁-业
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Discussion on the Inspection and Maintenance from the Force
2021快递停运日期Analysis of Hoisting Rope of Towed Elevator
ZHENG X u-xia
(W uxi Branch of Jiangsu Institute of Safety Supervision and Inspection
of Special Equipment, Wuxi Jiangsu 214000, China)
Abstract：Through the force analysis of the lifting wire rope of the traction elevator, the paper finds out that the quality and performance of the wire rope have a direct impact on the safety of the elevator, proves the effect of a variety of detection technologies,puts forward the corresponding maintenance methods, and provides a feasible scheme for the enterprise to use the lifting wire rope more safely.
Key words：hoisting wire rope; force analysis; detection; maintenance
(上接第206页）
Construction and Application of Production Monitoring Visualization System
YU Shuang-yue,WANG Fei,ZHANG Rui-qiang
(Engine Plant, SAIC-GM-W uling Auto Co., Ltd., Liuzhou Guangxi 545007, China)
Abstract：Especially the current advanced manufacturing industry, the use of a large amount of high precision and intelligent equipment, production process of the amount of data is also more and more, the manufacturing process involves high intelligent manufacturing equipment and processing technology, in order to further improve the effec­tive use of these data, equipment of real-time data acquisition and real-tim e monitoring is particularly important. Only by timely, accurate and detailed acquisition of equipment operation state and various production information, effective extraction and collection of scattered and disorderly data, and discovery of the potential rules, can pro­vide help for enterprise decision-making. Therefore, it becomes particularly important to build a production moni­toring visualization system to intuitively show the correlation and trend among data.
Key words：large central control screen;data visualization;data collection;real time monitoring •八八•八八•八•八m.m八•八•八奏八•八•八
(上接第212页）
新：辽宁工程技术大学，2015. 门子自动化专家会议，2010:446-453.
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Analysis and Treatment of Common failures of Cross-belt mail Sorter
MA Jun-qiang,CHEN Bing-sen,JIANG Jin-tang
(Guangxi Vocational Collage of Water Resources and Electric Power,Nanning Guangxi 530023, China)
Abstract：Combined with years of equipment operation and maintenance work, the working conditions
of the cross­belt mail sorter were analyzed, common equipment failures and their causes were found, and failure handling methods and equipment optimization and improvement programs were proposed. After the equipment has been optimized and improved, the failure rate has been significantly reduced, and good results have been received, which can be used for reference by relevant technical personnel.
Key words：failure analysis;troubleshooting;sorter;optimization and Improvement
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