集中分拣码垛系统在制药行业的应用

文/张 磊 孙志坚 张冬梅 程健伟 鄢子麒

医药制造行业属于技术密集型产业，因其产品的特殊性，其生产需符合严格的技术标准，对生产设备、工艺流程的要求较高。

目前，在前端生产制造环节，先进的生产技术和制造设备被广泛应用，甚至可以实现无人化生产。而在产品装箱之后的仓储物流环节，大部分企业仍采用人工拣选、人工码垛、人工搬运、手工记录等传统方式。

落后的物流生产和管理模式成为医药制造的一块短板，凸显了一系列问题：⑴劳动强度大，人工成本高昂；⑵码垛品质均一性差，易出现错拿错放；⑶难以对产品进行追溯；等等。

新松公司推出的集中分拣码垛系统，与前端生产线直接对接，根据线上医药产品的种类和批次，实现高速智能化分拣和码垛，实现了全流程自动化、信息化和智能化，代表了医药工业仓储物流领域的国际先进水平。目前，该系统在某全球领先的跨国医药制造企业已得到了成功的应用，本文以该项目为背景，对系统方案进行了介绍。

图1：系统布置示意图

一、项目规模

系统按区域划分为合流输送区和集中分拣码垛区两个部分，总占地3000平方米，平均吞吐量32.19箱/分钟以上，并预留一定的能力余量。

二、项目流程

1.产线接驳与合流输送

生产车间内，17条生产线末端与高速提升机接驳，下线的产品经由提升机提升至架空输送线上输送，进而为工作人员留出横向行走通道。

架空输送线由中心输送线和分支输送线两部分组成。

分支输送线用于接收并暂存提升机供给的产品，在中心输送线上箱时间窗口可用的前提下，输送至中心输送线，在保证箱距的同时，实现产品的合流。

中心输送线持续高速运行，在汇合分支输送线送入的产品后，形成连续的产品队列。中心输送线末端与分离输送机接驳，产品经过分离输送机拉开间距后，经过条码扫描器和OCR视觉识别装置读取箱码。

系统根据箱码获取产品的品规和批次信息，自动匹配至对应的供件输送线下件口；如果箱码读取失败，产品则自动分配至异常剔除缓存线。

2.产品的分拣与供给

产品通过三条模块带分拣机实现高速分拣。两条主模块带分拣机负责各自一侧的产品分拣和供件。一条子模块带分拣机根据目标下件口区域，负责向两条主模块带分拣机供件。

当产品进入匹配的供件输送线下件口时，分拣机将产品送入供件输送线。当遇到目标供件输送线缓存满、目标输送线或机器人故障、箱码扫描失败等异常时，分拣机将产品送入异常剔除缓存线。

供件输送线上配置条码扫描器用于产品品规和供件方向的校验。供件输送线将产品送至机器人抓取工位，供机器人取件。

3.码垛机器人的自动码垛

一台码垛机器人对应三条供件输送线和三个码垛工位。码垛机器人确认产品的品规批号后，从抓取工位上抓取产品。按照产品对应的垛型，码放在码垛工位的空托盘上。根据垛型需要，机器人自动在垛层间码放垫纸，完成码垛作业。

4.托盘和产品垛的搬运

3个空托盘拆盘机用于不同尺寸空托盘垛的拆盘，拆盘后的空托盘，经由提升式穿梭车供给至17个码垛工位。

垫纸托盘供给线送入的垫纸托盘，经由提升式穿梭车供给至6个垫纸供给工位。

垫纸托盘的垫纸被码垛机器人取空后，空托盘经提升式穿梭车经由空垫纸托盘回收线送出。

码垛工位码垛完成后，产品垛经输送线送出，经叉车或叉车式AGV搬运至库区储存。

三、关键技术

⒈智能码垛机器人

医药制造生产线具有产品种类多、生产节拍高的特点。为提高适应性，并实现性价比最大化，一台码垛机器人对应三条供件输送线（图2），对应近二十种产品的码垛，码垛效率可达1200件/小时。

码垛机器人在抓取产品前，可智能识别并校验产品的品规批号，以防止误抓导致产品损坏。

码垛机器人可自主决策单次抓取的箱数，既保证了码垛效率，又兼顾了码放不同垛型的灵活性。

码垛机器人配置了激光测距装置，在每码放完一层产品后，自动测量码垛面实际高度，补偿因产品、垫纸高度偏差引起的累积误差。

码垛机器人自动根据垫纸供料托盘上的垫纸高度，调整垫纸抓取高度，抓取垫纸的同时附加垫纸分离动作，防止垫纸吸附粘连。

图2：智能码垛机器人

⒉模块带分拣机

模块带分拣机（如图3）是分拣的核心设备，可对连续输送的产品进行队列、同时高速分拣。分拣后，产品方向不发生改变。相较于传统使用的斜轮分拣机或顶升移载机，具有极大的优势。产品分拣效率高达2100件/小时。

图3： 模块带分拣机

⒊提升式穿梭车

提升式穿梭车负责17个码垛工位、6个垫纸供给工位、3条空托盘拆垛线、1条垫纸托盘供给线、1条空垫纸托盘回收线的移载搬运。其中，垫纸供给工位位于空托盘供给线上方，设备布置紧凑，空间利用率高。提升式穿梭车具备行走、提升、移载三个轴向的运动能力，采用绝对认址方式，行走速度120米/分钟，提升速度40米/分钟，满足码垛托盘供给、垫纸托盘供给、空垫纸托盘回收的需要。

四、结论

新松公司推出的集中分拣码垛系统，实现了医药制造从成品搬运、信息识别、智能分拣、智能码垛的全流程自动化，信息化和智能化，大大提高了物流作业效率和质量，大幅减少了人工成本，解决了长期困扰医药制造行业的难点痛点。后端结合新松公司成熟的AGV、智能化立体仓库系统，为医药制造行业提供了完美的仓储物流一体化解决方案。