СОРТИРОВОЧНАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ СОРТИРОВКИ ОБЪЕКТОВ
SORTING SYSTEM AND METHOD FOR SORTING ITEMS

Заявляемое изобретение относится к автоматическим устройствам для сортировки объектов, предназначенных для распределения объектов по различным сортировочным зонам, а также к способам сортировки объектов.
Из уровня техники известно устройство сортировки товара и сортировочная пластина (Патент России на изобретение №2706819, опубл. 21.11.2019), содержащее путь транспортировки, включающий в себя поверхность размещения, на которой размещено изделие, лоток, наклоненный вниз от пути транспортировки, причем лоток включает в себя нижнюю стенку, образующую наклонную поверхность, по которой перемещается изделие, сортировочную пластину на нижнем конце лотка и поворачивающуюся вокруг оси вдоль края на нижнем конце нижней стенки для открытия и закрытия нижнего конца лотка. Сортировочная пластина содержит поворотный вал, предусмотренный на нижнем конце нижней стенки, пластинчатый элемент, выполненный с возможностью поворота вокруг поворотного вала и имеющий первую сторону, которая фиксирует нижний конец лотка в направлении, пересекающем поворотный вал, и вторую сторону, которая продолжается вниз от нижнего конца нижней стенки в направлении, пересекающем поворотный вал, когда пластинчатый элемент блокирует нижний конец лотка, стопор на нижней поверхности нижней стенки на нижнем конце и расположенный с возможностью контакта с концевым участком на второй стороне пластинчатого элемента.
Недостатком известного технического решения является возможное повреждение товара из-за наличия в системе наклонных лотков, по поверхности которых товар скользит под собственным весом при транспортировке, при этом в процессе скольжения товар набирает скорость при движении по лотку и испытывает сильный удар в момент, когда товар достигает нижней стенки, а в случае если нижняя стенка отсутствует, то удар наступает в момент, когда товар падает в тару.
Известен автоматический сортирующий механизм (Патент России на изобретение №2675332, опубл. 18.12.2018), содержащий перемещающий механизм, приводимый посредством первого силового устройства для обеспечения линейного перемещения, подающее устройство, установленное на одном конце указанного перемещающего механизма и выполненное с возможностью подачи расположенного на нем инфузионного мешка на указанный перемещающий механизм и несколько выталкивающих механизмов, установленных в направлении длины указанного перемещающего механизма и выполненных с возможностью выталкивания указанного инфузионного мешка с указанного перемещающего механизма. Указанное подающее устройство содержит средство сканирования кода, выполненное с возможностью чтения графического кода на указанном инфузионном мешке, а также кодовый диск, при этом указанное средство сканирования кода после успешного распознавания штрихового кода на указанном инфузионном мешке управляет указанным кодовым диском для обеспечения определенного числа оборотов и/или поворота на определенный угол и посредством указанного кодового диска управляет ближайшим к указанному инфузионному мешку выталкивающим механизмом для выталкивания указанного инфузионного мешка.
Недостатком известного технического решения является низкая производительность сортирующего механизма, поскольку при не распознавании штрих-кода, закрепленного на товаре, осуществляется возвратное движение ленты сортировщика. Кроме того, при сортировке не исключены ошибки попадания товара в другую ячейку (некорректность сортировки) из-за отсутствия контроля интервала следования товара.
Известен конвейер с функций сортировки (Патент Китая №203682557, опубл. 02.07.2014), содержащий основную конвейерную ленту и, по меньшей мере, две вспомогательные конвейерные ленты, соединенные с основной конвейерной лентой, причем сканер штрих-кода расположен перед основной конвейерной лентой. Пневматические выталкивающие устройства, предназначенные для выталкивания объектов на вспомогательные конвейерные ленты, расположены на одной стороне основной конвейерной ленты, и число выталкивающих устройств совпадает с числом вспомогательных конвейерных полос. Выталкивающие устройства приводятся в движение приводными устройствами, при этом датчики, соединенные с соответствующими приводными устройствами и сканером штрих-кодов, расположены на одной стороне каждой вспомогательной транспортирующей полосы.
Недостатком известного технического решения является возможное повреждение товара из-за наличия в системе пневматических выталкивающих устройств, открывающихся в направлении под прямым углом к направлению движения товара, при этом при сортировке осуществляется прямое механическое воздействие толкателя на товар.
Известна сортировочная система (Патент Китая №209406858, опубл. 20.09.2019), принятая за прототип, содержащая ленточный конвейер для транспортировки, сканирующее устройство штрих-кода, идентификационное устройство и выталкивающее устройство. В устройстве идентификации использованы фотоэлектрические датчики, которые расположены вдоль ленточного конвейера перед выталкивающими устройствами, при этом каждое выталкивающее устройство установлено на той же стороне ленточного конвейера совместно со сканирующим устройством.
Недостатком известного технического решения являются возможные сбои в системе и последующая некорректность сортировки товаров из-за определения положения товара посредством счетчика импульсов датчиков, установленных на линии.
Общим недостатком, описанных выше технических решений, является наличие различных нерегистрируемых ошибок при сортировке объектов, например, некорректность сортировки объектов, то есть попадание объекта в неправильную сортировочную зону и последующая его потеря.
Предлагаемым изобретением решается техническая проблема низкой точности сортировки объектов (некорректность сортировки).
Технический результат заключается в повышении точности сортировки объектов за счет предотвращения ошибочной сортировки объектов в неприсвоенные им сортировочные зоны.
Технический результат достигается предложенной системой для сортировки объектов,  содержащей конвейер для транспортировки и сканирующее устройство штрих-кода, причем система содержит конвейер автоподачи, в зоне которого расположен датчик для измерения интервала между объектами, и после которого установлен входной датчик, посредством которого регистрируют каждый новый объект на линии, сортировочные зоны, в которые объекты должны быть отсортированы, а также зону ошибки, в которую транспортируют неотсортированные объекты из-за ошибок в системе, причем в начале каждой сортировочной зоны установлены датчики переполнения сортировочных зон, один из которых выполнен с возможностью предупреждения о переполнении сортировочной зоны, другой выполнен с возможностью прекращения сортировки в сортировочную зону, выталкивающие устройства, расположенные напротив каждой сортировочной зоны, причем перед выталкивающими устройствами, следующими за сканирующим устройством штрих-кода или за конвейером для транспортировки, установлены датчики входа объекта в сортировочную зону, посредством которых фиксируют поступление объектов в зону выталкивающих устройств, а после выталкивающих устройств установлены датчики несмахивания, посредством которых информируют систему о корректной сортировке объектов в сортировочные зоны, а также фиксируют поступление объектов в последующую сортировочную зону, при этом каждый датчик в системе выполнен с возможностью измерения расстояния  между транспортируемыми друг за другом объектами.
В дополнительном аспекте, предложенное техническое решение характеризуется тем, что система содержит весы, в зоне которых установлен датчик, посредством которого происходит определение времени попадания объекта в зону взвешивания.
В дополнительном аспекте, предложенное техническое решение характеризуется тем, что система содержит систему измерения габаритов объекта.
В дополнительном аспекте, предложенное техническое решение характеризуется тем, что на сканирующем устройстве штрих-кода и системе измерения габаритов объекта установлен оптический датчик, посредством которого подтверждается наличие подходящего по критериям объекта в данной зоне.
В дополнительном аспекте, предложенное техническое решение характеризуется тем, что в качестве выталкивающих устройств используют ленточные модули.
В дополнительном аспекте, предложенное техническое решение характеризуется тем, что в качестве выталкивающих устройств используют поворотные ролики.
В дополнительном аспекте, предложенное техническое решение характеризуется тем, что в качестве выталкивающих устройств используют пневматические толкатели.
В дополнительном аспекте, предложенное техническое решение характеризуется тем, что в качестве выталкивающих устройств используют смахиватели.
В дополнительном аспекте, предложенное техническое решение характеризуется тем, что конвейер для транспортировки представляет собой ленточный или роликовый конвейер.
Технический результат достигается предложенным способом сортировки объектов, согласно которому проводят выкладку объектов на конвейер автоподачи, измеряют интервал между транспортируемыми друг за другом объектами посредством датчика, установленного на конвейере автоподачи, причем если расстояние между объектами фиксируют меньше допустимого, то объект, следующий вторым, приостанавливают и тем самым увеличивают интервал между объектами до допустимого, затем срабатывает входной датчик и система регистрирует каждый новый объект, после чего объекты сканируют и получают данные с прикрепленного на объектах штрих-кода, причем если просканируют на одном объекте более одного штрих-кода, на каждый из которых установлено разное задание на сортировку, или если для штрих-кода отсутствует задание на сортировку, то объект транспортируют в зону ошибки, если просканируют на одном объекте более одного штрих-кода, на каждый из которых установлено  одинаковое задание на сортировку, или просканируют на одном объекте один штрих-код, на который установлено задание на сортировку, то объект транспортируют по линии конвейера до присвоенной зоны сортировки, причем при транспортировке осуществляют постоянную проверку следования объекта посредством датчиков входа объекта в зону сортировки или датчиков несмахивания, в случае если объект не фиксируют в присвоенное ему время на датчиках, то объект следует в зону ошибки, в случае достижения объекта присвоенной ему сортировочной зоны объект перемещают в сортировочную зону посредством выталкивающего устройства, при этом если датчики переполнения сортировочных зон сигнализируют о переполнении сортировочной зоны, которая присвоена объекту, то объект не сортируют в переполненную зону, до освобождения переполненной зоны, в случае если система не фиксирует корректную сортировку объекта в сортировочную зону, посредством датчиков несмахивания, объект транспортируют в зону ошибки и регистрируют ошибку в системе, при этом при транспортировке проводят контроль расстояния между транспортируемыми друг за другом объектами, посредством каждого датчика, установленного в системе для сортировки, причем если после конвейера автоподачи расстояние между объектами фиксируют меньше допустимого, то объекты транспортируют в зону ошибки.
В дополнительном аспекте, предложенное техническое решение характеризуется тем, что если датчики переполнения сортировочных зон сигнализируют о переполнении сортировочной зоны, которая присвоена объекту, то объект транспортируют в зону ошибки.
В дополнительном аспекте, предложенное техническое решение характеризуется тем, что если датчики переполнения сортировочных зон сигнализируют о переполнении сортировочной зоны, которая присвоена объекту, то процесс сортировки останавливают.
В дополнительном аспекте, предложенное техническое решение характеризуется тем, что если датчики переполнения сортировочных зон сигнализируют о переполнении сортировочной зоны, которая присвоена объекту, то переполненную сортировочную зону переназначают на другую свободную сортировочную зону, при этом объект транспортируют в переназначенную зону.
В дополнительном аспекте, предложенное техническое решение характеризуется тем, что объект взвешивают.
В дополнительном аспекте, предложенное техническое решение характеризуется тем, что измеряют габаритные размеры объекта.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется фигурами, на которых показано:
Фиг. 1 – схема сортировочной системы, где: 1 – конвейер для транспортировки, 2 – сканирующее устройство штрих-кода, 3 – конвейер автоподачи, 4 – датчик для измерения интервала между объектами, 5 – сортировочные зоны, 6 – зона ошибки, 7 (7.1, 7.2) - датчики переполнения сортировочных зон, 8 – выталкивающие устройства, 9 – датчики входа объекта в зону сортировки, 10 – датчик несмахивания, 11 – весы, 12 – датчик, посредством которого происходит определение времени попадания объекта в зону взвешивания, 13 – система измерения габаритов объекта.
Фиг. 2 – общий вид сортировочной системы, где: 1 – конвейер для транспортировки, 2 – сканирующее устройство штрих-кода, 3 – конвейер автоподачи, 5 – сортировочные зоны, 6 – зона ошибки, 8 – выталкивающие устройства, 11 – весы, 13 – система измерения габаритов объекта.
Предложенная сортировочная система содержит конвейер для транспортировки 1, посредством которого объекты транспортируют по линии, и сканирующее устройство штрих-кода 2, посредством которого проводят считывание штрих-кодов, наклеенных на объекты, которые необходимо отсортировать. В предпочтительном варианте выполнения изобретения конвейер для транспортировки 2 представляет собой ленточный или роликовый конвейер. Кроме того, система содержит конвейер автоподачи 3, в зоне которого расположен датчик для измерения интервала 4 между объектами, и после которого установлен входной датчик (на фигурах не показан), посредством которого регистрируют каждый новый объект на линии.  За счет наличия в сортировочной системе конвейера автоподачи 3 с датчиком 4 исключаются ошибки сортировки объектов, транспортируемых по конвейеру 1, с недостаточным расстоянием между друг другом, поскольку если датчик 4 фиксирует расстояние между объектами меньше допустимого, то конвейер автоподачи 3 приостанавливают, тем самым объект, следующий вторым, приостанавливается за счет чего и увеличивается интервал между объектами до допустимого. В случае отсутствия датчика для измерения интервала 4 между объектами в зоне конвейера автоподачи 3 при сортировке один из объектов перемещается неизвестную зону и, тем самым, теряется.
Сортировочная система содержит сортировочные зоны 5, в которые объекты должны быть отсортированы, а также зону ошибки 6, в которую транспортируют неотсортированные объекты из-за ошибок в системе, причем в начале каждой сортировочной зоны 5 установлены датчики переполнения 7 сортировочных зон, один из которых 7.1 выполнен с возможностью предупреждения о переполнении сортировочной зоны 5, другой 7.2 выполнен с возможностью прекращения сортировки в сортировочную зону 5. За счет того, что в начале каждой сортировочной зоны 5 установлены датчики переполнения 7 сортировочных зон 5, также исключаются ошибки сортировки объектов, поскольку в предложенной сортировочной системе исключается образование заторов на линии, из-за которых объекты могут быть отсортированы, в сортировочные зоны 5, которые им не присвоены. Количество сортировочных зон 5 может быть любым, оно определятся из задач и количества направлений сортировки, их длина также подбирается индивидуально к каждой задаче.
Сортировочная система содержит выталкивающие устройства 8, расположенные напротив каждой сортировочной зоны 5, причем перед выталкивающими устройствами 8, следующими за сканирующим устройством штрих-кода 2 или за конвейером для транспортировки 1, установлены датчики входа объекта 9 в зону сортировки, посредством которых фиксируют поступление объектов в зону выталкивающих устройств 8, а после выталкивающих устройств 8 установлены датчики несмахивания 10, посредством которых информируют систему о корректной сортировке объектов в сортировочные зоны 5, а также фиксируют поступление объектов в последующую зону сортировки. Наличие датчика несмахивания 10 исключает потерю объектов при сортировке, поскольку при появлении объекта после сортировочной зоны 5, в которую он должен быть отсортирован, объект будет транспортирован в зону ошибки 6, с фиксации ошибки в системе.  Каждый датчик 9, 10 в системе выполнен с возможностью измерения расстояния  между движущимися друг за другом объектами, что исключает некорректную сортировку объектов с недостаточным интервалом между друг другом, а также слипшихся объектов.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения сортировочная система содержит весы 11, в зоне которых установлен датчик 12, посредством которого происходит определение времени попадания объекта в зону взвешивания. В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения сортировочная система содержит систему измерения габаритов 13 объекта. В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения на сканирующем устройстве штрих-кода 2 и системе измерения габаритов  13 объекта установлен оптический датчик 14, посредством которого подтверждается наличие подходящего по критериям объекта в данной зоне.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения сортировочная система в качестве выталкивающих устройств 8 содержит ленточные модули. В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения сортировочная система в качестве выталкивающих устройств 8 содержит поворотные ролики.  В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения сортировочная система в качестве выталкивающих устройств 8 содержит пневматические толкатели. В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения сортировочная система в качестве выталкивающих устройств 8 содержит смахиватели.
Предложенная сортировочная система может быть совмещена с дополнительными конвейерными линиями, стеллажами, рабочими столами упаковки, гравитационными стеллажами для сбора заказов и другим оборудованием. На предложенную сортировочную систему объекты могут выкладывать как вручную, так и с использованием автоматизированных средств, например, роботов или конвейеров, кроме того, отсортированные объекты, в конце каждой сортировочной зоны 5, также могут перекладывать как вручную, так и с использованием автоматизированных средств.
Способ осуществляется следующим образом. На первом этапе проводят выкладку объектов на конвейер автоподачи 3, после чего измеряют интервал между транспортируемыми друг за другом объектами посредством датчика 4, установленного на конвейере автоподачи 3, причем если расстояние между объектами фиксируют меньше допустимого, то объект, следующий вторым, приостанавливают и тем самым увеличивают интервал между объектами до допустимого. Проверка минимального расстояния между объектами на конвейере автоподачи 3 проводится для исключения некорректной сортировки объектов, поскольку сортировочная система способна сортировать объекты, движущиеся в определенном интервале. В случае если два объекта транспортируют по конвейеру автоподачи 3 с интервалом меньше допустимого, то выталкивающие устройства 8 не успевают перенаправить один объект в сортировочную зону 5, в которую он должен быть отсортирован, не задев при этом другой, следующий объект, который должен быть отсортирован в другую сортировочную зону 5. В результате чего один из объектов будет отсортирован в сортировочную зону 5, в которую он не должен быть отсортирован, тем самым объект, отсортированный в не принадлежащую ему сортировочную зону 5,  будет потерян. За счет увеличения интервала между объектами до допустимого обеспечивается корректная сортировка объектов, в присвоенные им сортировочные зоны 5. Причем допустимое расстояние между объектами это конфигурируемый параметр, определяющийся производительностью сканирующего устройства штрих-кода 2, выталкивающих устройств 8, весов 10. Допустимое расстояние между объектами должно быть таким, чтобы у указанных устройств было достаточно времени для отработки объекта до появления следующего объекта.
На следующем этапе срабатывает входной датчик и система регистрирует каждый новый объект, после чего объекты сканируют и получают данные с прикрепленного на объектах штрих-кода, причем если просканируют на одном объекте более одного штрих-кода, на каждый из которых установлено разное задание на сортировку, или если для штрих-кода отсутствует задание на сортировку, то объект транспортируют в зону ошибки 6, если просканируют на одном объекте более одного штрих-кода, на каждый из которых установлено  одинаковое задание на сортировку, или просканируют на одном объекте один штрих-код, на который установлено задание на сортировку, то объект транспортируют по линии конвейера до присвоенной зоны сортировки 5. Из зоны ошибки 6 обработка объектов может проводиться вручную или объекты, которые были транспортированы в зону ошибки 6, могут быть повторно направлены в зону выкладки на конвейер автоподачи 4. Описанная проверка проводится с целью исключения некорректной сортировки в случае, когда между двумя транспортируемыми объектами не обнаружено минимального расстояния, например, когда два объекта слиплись, или в случае, когда два объекта транспортируются рядом друг с другом параллельно.
При транспортировке осуществляют постоянную проверку следования объекта посредством датчиков входа объекта 9 в зону сортировки или датчиков несмахивания 10, в случае если объект не фиксируют в присвоенное ему время на датчиках 9, 10, то объект следует в зону ошибки, в случае достижения объекта присвоенной ему зоны сортировки 5  объект перемещают в сортировочную зону посредством выталкивающего устройства 8. Описанная проверка проводится с целью исключения некорректной сортировки объектов при сбое в системе. Если датчики переполнения 7  сортировочных зон сигнализируют о переполнении сортировочной зоны 5, которая присвоена объекту, то объект не сортируют в переполненную зону, до освобождения переполненной зоны, в случае если система не фиксирует корректную сортировку объекта в сортировочную зону 5, посредством датчиков несмахивания 10, объект транспортируют в зону ошибки и регистрируют ошибку в системе. В предпочтительном варианте выполнения изобретения если датчики переполнения 7 сортировочных зон сигнализируют о переполнении сортировочной зоны 5, которая присвоена объекту, то объект транспортируют в зону ошибки 6. В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения если датчики переполнения 7 сортировочных зон сигнализируют о переполнении сортировочной зоны 5, которая присвоена объекту, то процесс сортировки останавливают. В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения если датчики переполнения 7 сортировочных зон сигнализируют о переполнении сортировочной зоны 5, которая присвоена объекту, то переполненную сортировочную зону переназначают на другую свободную сортировочную зону, при этом объект транспортируют в переназначенную зону. За счет этапа проверки сортировочных зон 5 посредством датчиков 7 исключается некорректная сортировка объектов, кроме того, исключаются заторы на линии конвейера для транспортировки 1, а также повреждение объектов.
При транспортировке проводят контроль расстояния между транспортируемыми друг за другом объектами, посредством каждого датчика 9, 10, установленного в системе для сортировки, причем если после конвейера автоподачи 3 расстояние между объектами фиксируют меньше допустимого, то объекты транспортируют в зону ошибки с фиксацией ошибки в системе. Кроме того возможен вариант, когда один из объектов будет транспортирован в зону ошибки, при этом следующий за ним товар будет отсортирован в нужную сортировочную зону 5.  В конце каждой сортировочной зоны 5 объекты перекладывают, например, на паллет, короб, тележку.
Таким образом, как показано в вышеприведённом описании изобретения, достигается технический результат, заключающийся в повышении точности сортировки объектов за счет предотвращения  ошибочной сортировки объектов в неприсвоенные им сортировочные зоны.