AT506266A1 - Fahrzeug, insbesondere regalbediengerät, sowie verfahren zur antriebsregelung eines derartigen fahrzeugs - Google Patents

Description

- 1 - 15 12:36:04 28-12-2007 ··· 4/27

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Regalbediengerät, mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Antriebsregelung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Regalbediengeräts, mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 9.

Ein gattungsgemäßes Regalbediengerät bzw. ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus WO 2007/039009 bekannt, in der ein Fahrzeug mit zwei über eine Datenleitung verbundenen elektrischen Antrieben beansprucht wird, wobei erfindungsgemäß die Drehzahl und das Drehmoment des ersten Antriebes (Master-Antrieb) einem Regler des zweiten Antriebes (Slave-Antrieb) übermittelt werden und vom Regler eine Drehzahl für den zweiten Antrieb vorgegeben wird, indem die Drehzahl und das Drehmoment des ersten Antriebes und das Drehmoment des zweiten Antriebes berücksichtigt werden. DE 196 08 293 Al bezieht sich auf ein Regalbediengerät, welches ein unteres Fahrwerk mit einem ersten elektrischen Antrieb, ein oberes Fahrwerk mit einem zweiten elektrischen Antrieb und einen die Fahrwerke verbindenden Mast umfasst. Der Mast ist am unteren Fahrwerk biegesteif befestigt, das mittels mehrerer in Bewegungsrichtung angeordneter Räder auf einer Schiene abgestützt ist, wobei der Radabstand mindestens dem einfachen Raddurchmesser entspricht. Zusätzlich ist eine Reglereinheit vorgesehen, mittels derer eine Senkrechtstellung des Mastes durch Steuerung der Drehzahl beider elektrischen Antriebe überwacht wird. Der Mast ist mit einem Winkelsensor versehen, der die Abweichung von der Senkrechtstellung erfasst Bei Abweichungen von der Senkrechtstellung wird einem der elektrischen Antriebe zur Nachregelung des vorgegebenen Winkels ein Korrektursignal aufgeschaltet und mit diesem eine Drehzahländerung dieses Antriebes ausgelöst. N2007/22100 28/12 2007 FR 12:25 [SE/EM NR 8055] 0004 -2- 1J5 12:36:17 5/27 » · · · 28-12-2007 ···· · DE 195 34 291 Al offenbart ein Regalbediengerät mit einem Doppelmast, das am Mastkopf mit einem Antipendelantrieb versehen ist, der zur Dämpfung von bei Änderungen der Fahrgeschwindigkeit durch die Massenträgheit des Regalbediengerätes hervorgerufenen Mastschwingungen dient. JP 09-272606 A offenbart eine Antriebsregelung für ein Regalbediengerät, bei dem mittels eines Dehnungsaufnehmers die Krümmung des Mastes während der Betriebsfahrt zwischen Start- und Zielposition erlasst und durch eine Reglereinheit die Antriebskraft des unteren Fahrwerks mit einer um eine aus der Krümmung des Mastes abgeleiteten Dämpfungskraft veränderten Sollstellkraft beaufschlagt wird.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Regalbediengeräte umfassen somit ein unteres Fahrwerk mit einem ersten elektrischen Antrieb, ein oberes Fahrwerk, gegebenenfalls mit einem zweiten elektrischen Antrieb sowie einen die Fahrwerke verbindenden Mast. Ab einer Masthöhe von ca. 10 Meter ist zur Dämpfung der während der Fahrbewegung oder beim Beschleunigen und Abbremsen angeregten Schwingungen am Mast ein Antipendelantrieb erforderlich, der durch den zweiten elektrischen Antrieb am oberen Fahrwerk gebildet ist. Hingegen dient der elektrische Antrieb am unteren Fahrwerk zumeist alleinig als Fahrantrieb. Der Antipendel- und Fahrantrieb sind über eine Datenleitung miteinander gekoppelt. Die Antriebskraft wird vom Antipendel- und Fahrantrieb zumeist reibschlüssig auf die Schienen übertragen. Damit verbunden ist ein Schlupf zwischen Fahrantrieb und Antipendelantrieb. Dieser Schlupf kann dabei die Schwingungsanregung verstärken und führt zu Verspannungen des Mastes nach Erreichen der Zielposition.

Um diese Verspannungen wieder zu lösen, muss mit Erreichen einer Zielposition der Antipendelantrieb momentenlos geschaltet werden, so dass sich der Mast wieder auspendelt bzw. er sich in seine lotrechte Ausgangslage zurückstellt. Dabei müssen die Mastschwingungen abklingen, noch bevor über ein Lastaufnahmemittel an der Zielposition Fördergut in ein Regalfach eingelagert bzw. Fördergut aus dem Regalfach ausgelagert werden kann. Die Abklingzeit der Mastschwingungen beträgt häufig etwa 0,5 sek.

Aufgabe der Erfindung ist es, die mit dem Auftreten von Schwingungen an einem Fahrzeug, insbesondere in Form eines Regalbediengeräts, verbundenen Nachteile wie erhöhte N2007/22100 28/12 2007 FR 12:25 [SE/EH NR 8055] 12)005 15 12:36:33 • · • · • · ·· · • · • · • · • · » * • ·· ··· 28-12-2007 • · · · · • · • · · · ·· · ···· • « ·

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6/27 -3- mechanische Belastung des Auf baus und Wartezeiten für das Abklingen von Schwingungen durch weitgehendes Unterbinden von Schwingungsvorgängen zu vermeiden.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch das Verfahren zur Antriebsregelung mit den Maßnahmen des Anspruchs 9 gelöst. Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, dass am Mast ein Messwertaufhehmer befestigt ist, mit dem die im Fährbetrieb aufiretende Verformung, insbesondere eine Krümmung des Mastes, also eine Stauchung oder Dehnung erfasst wird und diese Verformung bei der Antriebsregelung des zweiten Antriebs berücksichtigt wird. Eine Recheneinheit des Antipendelantriebes, die selbst auch als Regler ausgebildet sein kann, berechnet aus der Verformung bzw. Krümmung des Mastes einen Drehzahlkorrekturwert der vorzeichenrichtig zur von der Antriebsregelung des ersten Antriebs benutzten Bezugsdrehzahl hinzuaddiert und damit ein angepasster Korrekturdrehzahlwert für den zweiten Antrieb, also den Antipendelantrieb vorgegeben wird.

Dadurch werden über den Drehzahlkorrekturwert die während der Fahrt des Regalbediengerätes zwischen einer Start- und Zielposition oder an der Start- oder Zielposition durch das Beschleunigen und Verzögern hervorgerufenen Mastschwingungen kompensiert bzw. vermieden.

Von Vorteil kann dabei eine Ausführung des Fahrzeugs sein, bei der die Regeleinrichtung für den ersten Antrieb und den zweiten Antrieb jeweils zumindest einen Antriebsregler umfasst, da in diesem Fall eine Umrüstung von konventionellen Antriebsregelungen auf die erfindungsgemäße Ausführung mit geringem Aufwand verbunden ist.

Eine zuverlässige Methode der Erfassung der Verformungen des Mastens besteht darin, den Messwertaufhehmer für die Verformung als Dehnungsaufnehmer auszubilden und in einem Abstand zur neutralen Faser des Mastes anzuordnen. Dabei kann der Dehnungsaufnehmer vorteilhaft einen oder mehrere Dehnmessstreifen, etwa in einer temperaturunempfindlichen Brückenschaltung, umfassen, wodurch eine hohe Messauflösung bzw. Messempfindlichkeit erzielt werden kann. Derartige Dehnungsaufnehmer sind als fertige, gebrauchsfertige Einheiten erhältlich und können problemlos in bestehende Regeleinrichtungen eingebunden werden. N2007/22I00 28/12 2007 FR 12:25 [SE/EM NR 8055] 0008 15 12:36:48 28-12-2007 7/27 ·* • • • • « · *· · • · • ···· • • • • • • ···· • • • • • ···· • ···· • • • • • • • • ·· ··· • • • • -4-

Der Messwertaufnehmer wird zur Durchführung von aussagekräftigen Verformungsmessungen an den Stellen mit den größten Belastungen bzw. Verformungen angeordnet, also im unteren und/oder oberen Drittel der Masthöhe zwischen erster Fahreinheit und zweiter Fahreinheit.

Als Bezugsdrehzahl des ersten Antriebs kann eine von der Regeleinrichtung vorgegebene Soll-Drehzahl des ersten Antriebs verwendet werden, d.h. die Soll-Drehzahl des zweiten Antriebs entspricht bis auf den Drehzahlkorrekturwert der Soll-Drehzahl des ersten Antriebs. Bei ähnlichem Regelverhalten von erstem und zweitem Antrieb kann dadurch auf einfache Weise ohne das Erfordernis, Ist-Drehzahlen zu messen oder zwischen den Antrieben gemessene Ist-Werte zu übertragen, eine Bezugsdrehzahl des ersten Antriebs bereitgestellt werden.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, als Bezugsdrehzahl des ersten Antriebs dessen Ist-Drehzahl einzusetzen, die über in den Antriebsmotoren häufig ohnehin integrierte Drehgeber leicht erfassbar ist. Für den Fall, dass aufgrund von hohem Schlupf die Ist-Drehzahl des ersten Antriebs keine ausreichend genaue Aussage über die dadurch bewirkte Bewegung der ersten Fahreinheit erlaubt, kann aus der mittels eines Wegmesssystems berechneten Ist-Geschwindigkeit des ersten Fahlantriebes eine für die Regelzwecke gut verwendbare Bezugsdrehzahl des ersten Antriebes errechnet werden.

Die Recheneinheit zur Vorgabe des Drehzahlkorrekturwertes kann vorteilhaft als Regler ausgebildet sein und dabei ein P-Regelverhalten oder ein PD-Regelverhalten oder ein PID-Regelverhalten auf weisen, wobei als Sollgröße der Verformung der Wert Null vorgegeben ist oder ein bestimmter von Null abweichender Wert der einer vorgebbaren Soll-Verfor-mung entspricht, die etwa aufgrund des Eigengewichts bei einer Ausgangsstellung auftritt, vorgegeben ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in schematisch stark vereinfachter Darstellung: N2007/22100 28/12 2007 FR 12:25 [SE/EM NR 8055] 0007 1? 12:37:02

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Fig. 1 ein Regallagersystem mit einem Regallager und einem erfindungsgemäßen Regalbediengerät;

Fig. 2 ein Schema der Antriebsregelung des Regalbediengeräts durch die Regeleinrichtung;

Fig. 3 eine mögliche Ausführungsform der Regeleinrichtung bzw. der Regelkreise zur Antriebsregelung;

Fig. 4 ein Schema der Antriebsregelung des zweiten Antriebs (Slave-Antrieb).

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu Übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausfßhrungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen. Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.

In Fig. 1 ist schematisch ein Regallagersystem dargestellt, das ein entlang einer Führungsbahn 1 verfahrbares Fahrzeug in Form eines Regalbediengeräts 2 sowie zu beiden Seiten der Führungsbahn 1 angeordnete Regallager 3 umfasst. Das Regalbediengerät 2 weist einen an einer ersten, unteren Fahreinheit 4 über Versteifungselemente 5 biegesteif befestigten, lotrechten Mast 6 und eine entlang diesem mittels Hubantrieb 7 vertikal verstellbare Hubeinheit 8 sowie ein auf dieser angeordnetes Lastaufiiahmemittel 9 zum Ein- und Aus- N2007/22100 28/12 2007 PR 12:25 [SE/EM NR 8055] @008 1J5 12:37:17 28-12-2007 . · · ···· · ♦ ··· 9/27 ···· -6- lagem von Ladegütem 10 in ein bzw. aus einem Regalfach 11 der Regallager 3 auf. Die Hubeinheit 8 ist mit einer nur schematisch angedeuteten Führungsvorrichtung 12 und der Mast 6 mit einer nur schematisch dargestellten Führungsbahn 13 versehen, sodass die Hubeinheit 8 über die Führungsvorrichtung 12 an der Führungsbahn 13 am Mast 6 vertikal verschiebbar gelagert ist.

Die untere Fahreinheit 4 ist über an dieser drehbar gelagerte Höhenführungsrollen 14 und Seitenführungsrollen 15 an der unteren Führungsbahn 1 gelagert und durch Antrieb zumindest einer der Höhenführungsrollen 14 oder der Seitenführungsrollen 15 oder eines sonstigen Antriebsmittels entlang der Führungsbahn 1 in Fahrrichtung gemäß eingetragenem, waagrechtem Doppelpfeil verfahrbar. Die Führungsbahn 1 verläuft entlang einer zwischen den Regallagem 3 ausgebildeten Gasse und ist über Befestigungsklemmen 16 am Boden einer Halle montiert. Vorzugsweise ist die Führungsbahn 1 flanschförmig nach der Art einer I-Schiene ausgebildet.

Auf einem senkrechten Steg der Führungsbahn 1 liegen die paarweise angeordneten Seitenführungsrollen 15 abrollbar an und auf einem vom Boden abgewandten, horizontal verlaufenden Obergurt stützen sich die HöhenfÜhrungsrollen 14 ab. Die Höhen- und Seitenfuhrungsrollen 14,15 sind in Fahrrichtung der unteren Fahreinheit 4 zueinander beabstan-det und zu beiden Seiten des Mastes 6 in Fahrtrichtung des Regalbediengerätes - gemäß Doppelpfeil - hintereinander angeordnet. Die angetriebene Höhenführungsrolle 14 ist an einen unteren, ersten Antrieb 17, vorzugsweise in Form eines Elektromotors, insbesondere eines Servomotors mit Drehwinkelgeber, gekoppelt und von diesem angetrieben.

Alternativ dazu ist es aber auch möglich, dass das Regalförderfahrzeug mit seinen HöhenfÜhrungsrollen 14 unmittelbar am die Führungsbahn 1 bildenden Boden einer Halle abgestützt ist.

Der Mastkopf am oberen Ende des Mastes 6 ist mit einer Konsole versehen, die gleichzeitig eine obere, zweite Fahreinheit 18 bzw. ein Fahrwerk bildet, an der paarweise angeordnete Seitenführungsrollen 19 angeordnet sind, die auf einem senkrechten Steg einer oberen Führungsbahn 20 abrollbar anliegen. Die Führungsbahn 20 ist durch eine Führungsschiene mit beispielsweise I- oder T-förmtgen Querschnitt gebildet und beispielsweise am Regallager 3 oder an einer Decke einer Halle befestigt. Die obere Fahreinheit 18 dient in diesem N2007/22l00 28/12 2007 FR 12:25 [SB/EM NR 8055] @009 1? 12:37:33 ·· * ·

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Ausführungsbeispiel der SeitenfUhrung des Mastkopfes des Regaibediengeräts 2 entlang der oberen Führungsbahn 20 und weist zusätzlich einen oberen, zweiten Antrieb 21, vorzugsweise ebenfalls in Form eines Elektromotors, insbesondere eines Servomotors mit Drehwinkelgeber, auf, dessen Antriebskräfte etwa über eine der Seitenführungsrollen 19 oder zumindest ein eigenes Antriebsrad 22 oder andere Antriebsorgane auf die obere Führungsbahn 20 übertragen werden.

Der Mast 6 ist somit an seinem Mastfuß mit der unteren, ersten Fahreinheit 4 geführt und mit dem unteren, ersten Antrieb 17 angetrieben und an seinem Mastkopf mit der oberen, zweiten Fahreinheit 18 geführt und mit dem oberen, zweiten Antrieb 21 angetrieben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dabei der untere erste Antrieb 17 der Hauptfahrantrieb, der mit einem leistungsstarken Motor den Großteil der für die Fahrbewegungen erforderlichen Antriebsleistung auf bringt. Hingegen ist der obere, zweite Antrieb 21 kleiner dimensioniert und dient als Zusatzantrieb in erster Linie dazu, den Mastkopf durch geregelte Bewegungen passend zu den vom unteren, ersten Antrieb 17 bewirkten Bewegungen des Mastfußes anzutreiben und durch die Fahrbewegungen induzierte Verformungen und Schwingbewegungen des Mastes 6 in Fahrrichtung weitestgehend zu verhindern, wozu im Allgemeinen geringere Antriebsleistungen ausreichend sind. Da der Zusatzantrieb ein Schwingen oder Pendeln des Mastes 6 unterbindet, kann dieser auch als Anti-Pendel-Antrieb bezeichnet werden.

Selbstverständlich kann bei anderen Bauformen auch der obere Antrieb 21 als Hauptfahrantrieb ausgebildet sein und der untere Antrieb 17 als Zusatzantrieb wirken.

Wie in Fig. 1 weiters eingetragen, ist die Hubeinheit 8 über zumindest ein Antriebsorgan 23, insbesondere ein Zugmittel, mit dem Hubantrieb 7 gekoppelt und ist um ein im Bereich des Mastfußes gelagertes Antriebsrad 24 und ein im Bereich des Mastkopfes an der Konsole der oberen Fahreinheit 18 drehbar gelagertes Umlenkrad 25 geführt sowie mit dessen beiden freien Enden mit der Hubeinheit 8 fest verbunden. Das Antriebsrad 24 ist an den Hubantrieb 7 gekoppelt und durch diesen angetrieben. Das bandartige Zugmittel ist beispielsweise durch eine Kette, Zahnriemen und dgl. gebildet. Zweckmäßig wird das Zugmittel durch einen Zahnriemen gebildet, der mit dem Antriebsrad 24 formschlüssig in Eingriff steht und im Wesentlichen schlupffrei eine Hubbewegung auf die Hubeinheit 8 über- N2007/22I00 28/12 2007 FR 12:25 [SE/EM NR 8055] @010 8 • · 12:37:49 28-12-2007 • · • · • · • · ···

• · 11 /27 ··· trägt und die Hubeinheit 8 in Richtung des eingetragenen vertikalen Doppelpfeils (y-Rich-tung) verstellt.

Der Hubantrieb 7, unterer erster Antrieb 17 sowie oberer zweiter Antrieb 21 sind jeweils durch einen Elektromotor, wie beispielsweise Asynchronmotor, Servomotor oder Schrittschaltmotor gebildet, die gegebenenfalls auch mit entsprechenden Getriebeeinheiten ausgestattet sind.

Zur Positionierung der Fahreinheiten 4, 18 und der Hubeinheit 8 des Regalbediengerätes beispielsweise in Bezug auf ein bestimmtes Regalfach 11, ist eine Regeleinrichtung 26 vorgesehen, die mit einem Wegmesssystem 27 als Istwertgeber flir die horizontale Position der unteren Fahreinheit 4 sowie mit einem nicht dargestellten Wegmesssystem für die vertikale Position der Hubeinheit 8 verbunden ist. Optional kann auch ein Wegmesssystem 28 als Istwertgeber für die horizontale Position der oberen Fahreinheit 18 vorgesehen sein, wobei dieses durch die erfindungsgemäße Regelung der Antriebe 17,21 nicht für die Antriebsregelung erforderlich ist, sondern beispielsweise zur zusätzlichen Erkennung von unzulässigen Schiefstellungen des Mastes 6 einsetzbar ist. Aus Kostengründen wird bei einem erfindungsgemäßen Regalbediengerät 2 das obere Wegmesssystem 28 jedoch im Allgemeinen entfallen.

Die Wegmesssysteme 27,28 sind jeweils beispielsweise durch einen Abstandssensor bzw. ein Laser- oder Infrarotmesssystem gebildet, mit denen jeweils die aktuelle Position der unteren Fahreinheit 4 und evtl, der oberen Fahreinheit 18 bezogen auf einen ruhenden Bezugpunkt als Istwert bzw. Istposition erfasst wird. Wenn ein zwischen den angetriebenen Rädern der Fahreinheiten 4,18 und den Führungsbahnen 1,20 gegebenenfalls auftretender Schlupf vemachlässigbar ist, kann die Wegmessung auch indirekt durch einen mit den Antrieben 17,21 gekoppelten Dreh- bzw. Inkrementalgeber (Resolver) in Verbindung mit bekannten Radien der angetriebenen Räder der Fahreinheiten 4, 18 erfolgen.

Durch die mittels der Wegmesssysteme erfassten Ist-Positionen der ersten Fahreinheit 4 bzw. der Hubeinheit 8 wird im Stillstand des Regalbediengerätes 2 eine Startposition für darauf folgend auszuführende Bewegungen definiert, während eine Endposition bzw. Zielposition der Fahreinheiten 4,18 und der Hubeinheit 8 durch das Lagerverwaltungssystem, insbesondere von einem übergeordneten Leitrechner vorgegeben werden. Die für die Be- N2007/22100 28/12 2007 FR 12:25 [SB/EH NR 8055] @011 -9- 1? 12:38:05 28-12-2007 ···· · ···· 12/27 wegung von der Startposition zur Zielposition erforderlichen Bewegungen werden von der Regeleinrichtung 26 errechnet und die Antriebe 17,21 sowie der Hubantrieb 7 entsprechend angesteuert. Die Zielposition entspricht beispielsweise einem Regalfach 11, in das bzw. aus dem ein Ladegut 10 eingelagert bzw. ausgelagert werden soll.

Die Regeleinrichtung 26 und die erforderliche Leistungselektronik (nicht gezeigt) für den Hübantrieb 7 sowie die Antriebe 17,21 sind in einem Schaltschrank 29 angeordnet, der beispielsweise am Regelbediengerät 2 befestigt ist.

Da mittels der Regeleinrichtung 26 die durch die Fahrbewegungen hervorgerufenen Schwingungen und Verformungen des Mastes 6 minimiert werden sollten, ist dazu, wie in Fig. 1 weiters eingetragen, in der Nähe des Mastfußes ein Messwertaufnehmer 30 als Istwertgeber zur laufenden Erfassung der Verformung des Mastes 6 in Fahrtrichtung bezogen auf eine definierte Ausgangsstellung bzw. Ausgangsverformung, etwa im stillstehenden Zustand mit durchschnittlicher Nutzlast, angeordnet. Der Messwertaufnehmer 30 ist beispielsweise durch einen Dehnungsaufnehmer 31, der mit Abstand zur neutralen Faser 32 des Mastes 6 angebracht ist und z.B. Dehnmessstreifen aufweist oder durch einen piezoresistiven Sensor gebildet und schaltungstechnisch mit der Regeleinrichtung 26 verbunden.

Fig. 2 zeigt schematisch die Beziehung zwischen der Regeleinrichtung 26 und den Antrieben 17 und 21 des Regalbediengeräts 2. Die Regeleinrichtung 26 gibt basierend auf den auszuführenden und von einer übergeordneten Leiteinrichtung festgelegten Fahraufträgen für den unteren, ersten Antrieb 17 eine Solldrehzahl nlsoll vor, die entsprechende Fahrbewegungen des Regalbediengeräts 2 einleitet. Diese Solldrehzahl nlsoll kann dabei insbesondere einen bestimmten zeitlichen Verlauf aufweisen, der etwa einen sanften Anlauf der Bewegung oder ein sanftes Stoppen der Bewegung der unteren Fahreinheit 4 bzw. des gesamten Regalbediengeräts 2 bewirkt. Durch diese Maßnahme kann beispielsweise ein störender Schlupf zwischen den angetriebenen Rädern und der Führungsbahn 1 deutlich reduziert werden, und können die mechanischen Belastungen des Mastes 6 beim Beschleunigen oder Abbremsen reduziert werden. Die Bahnkurven und Geschwindigkeiten, etwa der Hubeinheit - auch als Trajektorien bezeichnet - und die dazu benötigten Drehzahlverläufe bzw. Geschwindigkeitsverläufe, werden heute vielfach mithilfe von gängigen Positionsregeleinrichtungen generiert und werden an dieser Stelle nicht mehr erläutert.

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Da das Regalbediengerät 2 insbesondere bei hohen Bauformen, d.h. großen Mastlängen, nicht als starres System betrachtet werden kann, führen Beschleunigungen der unteren Fahreinheit 4 unweigerlich zu Relatiwerschiebungen zwischen unterer Fahreinheit 4 und oberer Fahreinheit 18, wenn diese nicht mit einem zusätzlichen Antrieb synchron zur unteren Fahreinheit 4 angetrieben wird. Aus dem Stand der Technik ist es dazu bekannt, den oberen zweiten Antrieb 21 mit der Ist-Drehzahl des unteren ersten Antriebs 17 anzutreiben. An dieser Stelle sei angemerkt, dass zwischen der Drehzahl des unteren ersten Antriebs 17 und der Drehzahl der oberen zweiten Antriebs 21 aufgrund unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse ein proportionaler Zusammenhang bestehen kann, der an dieser Stelle und in den folgenden Ausführungen der Einfachheit halber nicht eigens angeführt wird und es wird der Einfachheit halber angenommen, dass gleiche Drehzahlen an den Antrieben 17, 21 gleiche Geschwindigkeiten der Fahreinheiten 4, 18 bewirken.

Erfindungsgemäß wird für den oberen zweiten Antrieb 21 von der Regeleinheit 26 nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, einfach eine Bezugsdrehzahl nlsoll des ersten Antriebs 17 vorgegeben, sondern diese mit einem von der Verformung des Mastes 6 abhängigen Drehzahlkorrekturwert Δη verknüpft, woraus sich eine Korrekturdrehzahl n2korr ergibt, mit der die Regeleinrichtung 26 den zweiten Antrieb 21 beaufschlagt. Zur Ermittlung des Drehzahlkorrekturwertes Δη umfasst die Regeleinheit 26 eine Recheneinheit 33, die als Eingangsgröße den vom Messwertaufnehmer 30, etwa dem Dehnungsaufiiehmer 31 erfassten Messwert der Verformung des Mastes 6 aufweist.

Die Regeleinrichtung 26 ist in Fig. 2 stark vereinfacht als Black Box dargestellt, da es viele Möglichkeiten gibt, die erfindungsgemäßen Maßnahmen - Vorgeben einer Soll-Drehzahl nlsoll für den ersten Antrieb 17, Berechnen eines Drehzahlkorrekturwerts Δη, Verknüpfen einer Bezugsdrehzahl nl bez des ersten Antriebs 17 mit dem Drehzahlkorrekturwert Δη und Vorgeben einer korrigierten Soll-Drehzahl n2korr für den zweiten Antrieb 21,- verschiedensten elektrischen bzw. elektronischen Komponenten mit regelungstechnischer Funktionalität zuzuordnen.

Fig. 3 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel für die Regeleinheit 26 bzw. die von dieser ausgeführte Verknüpfung von Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen zur Regelung der Antriebe 17, 21. Dabei ist, wie aus dem Stand der Technik bekannt, dem ersten Antrieb 17 ein N2007/22100 28/12 2007 FR 12:25 [SE/EM NR 8055] 0013 15 1 12:38:39 ·· • · • · ·· · • · • · • · • · • · • ·· ··· 28-12-2007 ···· * • · • # · · ·· · ···· • · · • « · ···· 14/27 - π - erster Antriebsregler 34 zugeordnet und dem zweiten Antrieb 21 ein zweiter Antriebsregler 35 zugeordnet. Der erste Antriebsregler 34, der als Positionsregler 36 ausgebildet ist, berechnet basierend auf den vom Wegmeßsystem 27 gemessenen Positions-Ist-Wert xiist und einer anzufahrenden Soll-Position xsoll eine Soll-Drehzahl nlsoll für den ersten Antrieb 17, wobei wie bereits zuvor erwähnt durch spezielle Drehzahlverläufe ein sanftes Anfahren bzw. Abbremsen des Regalbediengeräts 2 bewirkt werden kann. Die übergeordnete Positionsregeiung umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel somit auch eine Drehzahlregelung, indem der Drehzahl-Ist-Wert nl ist des ersten Antriebs 17 in den ersten Antriebsregler 34 zurückgeführt wird - über obligate Drehgeber, Resolver o.ä. Der Antriebsregler 34 bzw. Positionsregler 36 kann durch aus dem Stand der Technik bekannte Frequenzumrichter, Servoantriebsverstärker, Schrittschaltantriebsverstärker, Stromrichter, Servoum-richter und dgl. gebildet sein und wird daher nicht näher erläutert.

Der zweite Antriebsregler 35 besitzt, wie aus dem Stand der Technik bekannt als Eingangsgrößen eine Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs 17 sowie die Ist-Drehzahl n2ist des zweiten Antriebs 21, die die zu regelnde Größe des zweiten Antriebs 21 darstellt. Die Bezugsdrehzahl nlbez kann dabei, wie in Fig. 3 angedeutet, aus verschiedenen Größen des ersten Antriebs 17 gebildet sein.

Wie mit Volllinie a angedeutet, kann die Bezugsdrehzahl nlbez durch die Ist- Drehzahl nlist des ersten Antriebs 17 gebildet sein, die bspw. von einem bei derartigen Antrieben obligaten Drehgeber oder Resolver erfasst wird.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Bezugsdrehzahl nlbez, wie mit der strich-lierten Linie b angedeutet, durch die Soll-Drehzahl nlsoll, die dem ersten Antrieb 17 vom ersten Antriebsregler 34 vorgegeben wird, definiert ist.

Eine dritte Möglichkeit besteht darin, dass die Bezugsdrehzahl nlbez, wie mit strichlierter Linie c angedeutet, aus der mittels der Wegmessung 27 erfassbaren Fahrgeschwindigkeit der ersten Fahreinheit 4 berechnet wird. Diese dritte Variante ist beispielsweise dann vorteilhaft einsetzbar, wenn durch unterschiedliche Ausbildung der Fahreinheiten 4,18 jeweils unterschiedliche Schlupfverhältnisse vorhanden sind und eine Regelung mittels der Drehzahlen des ersten Antriebs 17 zu ungenau wäre, d.h. wenn die Ist-Drehzahl nlist des N2007/22100 28/12 2007 FR 12:25 [SE/EM NR 8055] @014 - 12- 1? 12:38:54 ·· · · 28-X-1007 ···* 15/27 ersten Antriebs 17 aufgrund von hohem Schlupf zu stark von der Ist-Geschwindigkeit der ersten Fahreinheit 4 abweicht.

Zusätzlich kann die Bezugsdrehzahl nlbez noch mit einem Übersetzungsfaktor umgerechnet werden, der unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen unterer Fahreinheit und oberer Fahreinheit berücksichtigen kann - ein derartiges Proportionalglied 37 der Regelung ist in Fig. 3 vereinfacht als Kasten im Linienzug nlbez dargestellt.

Erfindungsgemäß wird für die Regelung des zweiten Antriebs 21 nicht nur die Bezugsdrehzahl nlbez berücksichtigt, sondern werden auch die vom Messwertaufnehmer 30 erfassten Verformungen des Mastes 6, die ebenfalls in den zweiten Antriebsregler 35 einge-hen, berücksichtigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Recheneinheit 33, die aus dem Verformungsmesswert den Drehzahlkorrekturwert Δη berechnet, im zweiten Antriebsregler 35 enthalten; die Soll-Drehzahl n2korr des zweiten Antriebs 21 wird somit wieder aus der Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs 17 und dem Drehzahlkorrekturwert Δη zusammengesetzt. Für den Fall, dass der Mast 6 keine von der Soll-Verformung abweichende Verformung erfährt, was bei den in der Praxis auftretenden Fahrbewegungen nicht oder nur punktuell möglich ist, entspricht die Soll-Drehzahl des zweiten Antriebs 21 der Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs 17, was dem bekannten Master-Slave-Betrieb der herkömmlichen Regalbediengeräte entspricht. Durch die erfindungsgemäße, von der Verformung des Mastes 6 abhängige Drehzahlkorrektur werden somit die am mechanischen System „Regalbediengerät“ Instabilitäten hervorrufenden Verformungen und Schwingungen weitgehend unterbunden. Dies bewirkt auch, dass am Ende von Fahlbewegungen nach Erreichen der Zielposition des Regalbediengeräts 2 eine Wartezeit für einen Auspendelvorgang entfällt, da das System durch diese Art der Antriebsregelung in den üblichen Betriebszuständen in keinen schwingenden Zustand versetzt wird und bei Erreichen der Zielposition das System untere Fahreinheit 4 - Mast 6 - obere Fahreinheit 18 keine nennenswerte innere Verspannung aufweist, wodurch gegebenenfalls auch ein momentenfrei Schalten der Antriebe 17, 21, um Ausgleichsbewegungen zuzulassen, nicht erforderlich ist.

Fig. 2 zeigt weiters, dass der Messwertaufnehmer 30 im unteren Drittel der Masthöhe 38 zwischen erster Fahreinheit 4 und zweiter Fahreinheit 18 angeordnet ist, da bei möglichst N2007/22100 28/12 2007 FR 12:25 [SE/EM NR 8055] ®015 - 13- 15 12:39:11 28-12-2007 16/27 • · · ··· · · ···· · • · ♦ · · · ♦ ·· ··· ♦ φ · ♦ tiefer Anordnung die höchsten Verformungswerte gemessen werden, wenn über die Masthöhe 37 eine gleich bleibende Biegesteifigkeit angenommen wird.

Figur 4 zeigt schematisch eine mögliche Avisführungsform der Antriebsregelung des zweiten Antriebes 21. Der Antriebsregler 35 ist dabei als Drehzahlregler 39 ausgebildet, der basierend auf der Bezugsdrehzahl nbez des ersten Antriebs 17 sowie dem Ist-Wert der zu regelnden Drehzahl n2ist des zweiten Antriebs 21 eine Soll-Drehzahl n2soll für den zweiten Antrieb 21 berechnet, dar jedoch noch mit dem verformungsabhängigen Drehzahlkorrekturwert Δη summiert wird und der zweite Antrieb 21 mit der Korrekturdrehzahl n2korr beaufschlagt wird, wobei n2soll mit der Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs 17 übereinstimmt. Der Drehzahlkorrekturwert Δη wird in diesem Beispiel durch die Recheneinheit 33 im Form eines PID-Reglers 40 errechnet, wodurch neben dem Ausmaß der Verformung des Mastes 6 auch die Verformungsgeschwindigkeit in die Antriebsregelung des zweiten Antriebs 21 eingehen kann und die Schwingungen des Regalbediensystems 2 noch besser unterbunden werden können.

Im Betrieb der Regeleinrichtung 26 wird beispielsweise bei gegenüber der unteren Fahreinheit 4 voreilender oberer Fahreinheit 18 der Mast 6 in Fahrrichtung verformt (etwa bei einem Abbremsvorgang) und die Antriebsdrehzahl n2korr des oberen, zweiten Antriebs 21 durch einen negativen Drehzahlkorrekturwert Δη gegenüber der Bezugsdrehzahl nlbez etwas verlangsamt und dadurch die Voreilung korrigiert. Im Gegenzug wird bei in Fahrrichtung zurückbleibender oberer Fahreinheit 18 der Mast 6 entgegen der Fahrrichtung verformt und von der Regeleinrichtung 26 die Antriebsdrehzahl n2korr des oberen, zweiten Antriebs 21 durch einen positiven Drehzahlkorrekturwert Δη gegenüber der Bezugsdrehzahl nlbez etwas erhöht, wodurch der Rückstand der oberen zweiten Fahreinheit 18 gegenüber der unteren ersten Fahreinheit 4 gewissermaßen aufgeholt wird Da die Regelung schon bei sehr geringen Verformungen des Mastes 6 aktiv werden kann, sind größere Verformungen und damit verbundenen Schwingungserscheinungen und dementsprechend hohe mechanische Belastungen von vornherein weitgehend unterbunden.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des erflndungsgemäßen Fahrzeugs, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten desselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch N2007/22100 28/12 2007 FR 12:25 [SE/EM NR 8055] 0016 - 14- 15 12:39:27 28-12-2007 17/27 »·· «) • Φ • · · diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.

Der Ordnung halber sei abschließend daraufhingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Fahrzeugs dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/ oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrunde liegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1,2; 3; 4 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen. N2007/22I00 28/12 2007 FR 12:25 [SE/EM NR 8055] 0017 15 12:40:11 28-12-2007 21 /27

Bezugszeichenaufstellung 1 Führungsbahn 2 Regalbediengerät 3 Regallager 4 Fahreinheit 5 Versteifungsblech 36 Positionsregler 37 Proportionalglied 38 Masthöhe 39 Drehzahlregler 40 PID-Regler 6 Mast 7 Hubantrieb 8 Hubeinheit 9 Lastaufhahmemittel 10 Ladegut 11 Regalfach 12 F ührungsVorrichtung 13 Führungsbahn 14 Höhenführungsrolle 15 Seitenführungsrolle 16 Befestigungsklemme 17 Antrieb 18 Fahreinheit 19 Seitenführungsrolle 20 Führungsbahn 21 Antrieb 22 Antriebsrad 23 Antriebsorgan 24 Antriebsrad 25 Umlenkrad 26 Regeleinrichtung 27 Wegmesssystem 28 Wegmesssystem 29 Schaltschrank 30 Messwertaufnehmer 31 Dehnungsaufnehmer 32 Neutrale Faser 33 Recheneinheit 34 Antriebsregler 35 Antriebsregler N2007/22IO0 28/12 2007 FR 12:25 [SE/EM NR 8055] @021

Claims (13)

15 12:39:36 28-12-2007 18/27

• mm·* · ···· • mm ·

-1 - Patentansprüche 1. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2), umfassend eine erste Fahreinheit (4) mit einem ersten Antrieb (17), eine zweite Fahreinheit (18) mit einem zweiten Antrieb (21), einen die Fahreinheiten (4,18) etwa in Vertikalrichtung verbindenden Mast (6), sowie eine die Drehzahlen der Antriebe (17, 21) beeinflussende Regeleinrichtung (26), dadurch gekennzeichnet, dass am Mast (6) zumindest ein Messwertaufnehmer (30) zum Erfassen einer Verformung des Mastes (6) in Fahrrichtung des Mastes (6) angeordnet ist und die Regeleinrichtung (26) eine Recheneinheit (33) zur Berechnung eines von der Verformung des Mastes (6) abhängigen Drehzahlkorrekturwertes Δη umfasst sowie von der Regeleinrichtung (26) dem zweiten Antrieb (21) eine aus einer Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs (17) und dem Drehzahlkorrekturwert Δη zusammengesetzte Korrekturdrehzahl n2korr vorgebbar ist.

2. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (26) für den ersten Antrieb (17) und den zweiten Antrieb (21) j eweils zumindest einen Antriebsregler (34, 35) umfasst.

3. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertaufnehmer (30) für die Verformung als Dehnungsaufnehmer (31) ausgebildet ist und in einem Abstand zur neutralen Faser (32) des Mastes (6) befestigt ist

4. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertaufnehmer (30) im unteren und/oder oberen Drittel der Masthöhe (38) zwischen erster Fahreinheit (4) und zweiter Fahreinheit (18) angeordnet ist.

5. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, N2007/22100 28/12 2007 FR 12:25 [SE/EM NR 8055] @018 -2- MM · 12:39:48 28-12-2007 * · » · 19/27 dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs (17) durch dessen von der Regeleinrichtung (26) vorgegebene Soll-Drehzahl nlsoll gebildet ist.

6. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs (17) durch dessen Ist-Drehzahl nlist gebildet ist.

7. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Fahrantrieb (4) eine Wegmesseinrichtung (27) oder eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung angeordnet ist und die Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs (17) aus der mittels der Wegmesseinrichtung (27) oder der Geschwindigkeitsmesseinrichtung ermittelten Ist-Geschwindigkeit des ersten Fahrantriebs (4) berechnet wird.

8. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (33) ein P-Regelverhalten oder ein PD-Regelverhalten oder ein PID-Regelverhalten aufweist, wobei als Sollgröße der Verformung der Wert Null oder ein definierter von Null abweichender Sollwert der Verformung vorgegeben ist,

9. Verfahren zur Antriebsregelung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Regalbediengeräts (2), umfassend eine erste Fahreinheit (4) mit einem ersten Antrieb (17), eine zweite Fahreinheit (18) mit einem zweiten Antrieb (21), sowie einen die Fahreinheiten (4, 18) etwa in Vertikalrichtung verbindenden Mast (6), wobei die Drehzahlen der Antriebe (17,21) durch eine Regeleinrichtung (26) veränderbar vorgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen am Mast (6) angeordneten Messwertaufnehmer (30) eine Verformung des Mastes (6) in Fahrrichtung des Mastes (6) erfasst wird und die Regeleinrichtung (26) einen von der erfassten Verformung des Mastes (6) abhängigen Drehzahlkorrekturwert An berechnet sowie von der Regeleinrichtung (26) dem zweiten Antrieb (21) eine aus einer Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs (17) und dem Drehzahlkorrekturwert An zusammengesetzte Korrekturdrehzahl n2korr vorgegeben wird. N2007/22100 28/12 2007 FR 12:25 [SE/EM NR 8055] ©019 15 12:40:03 28-12-2007 20 /27 9 9 • · 9 99 9 9 99 9 9 • 9 99 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9 9 9 9 • • 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 • 9 9 9 9 9 • · 9·· 9 9 9 9 -3-

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung des Mastes (6) im unteren oder oberen Drittel der Mastböhe (38) zwischen erster Fahreinheit (4) und zweiter Fahreinheit (18) gemessen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs (17) durch dessen von der Regeleinrichtung (26) vorgegebene Soll-Drehzahl nlsoll gebildet ist.

12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsdrehzahl des ersten Antriebs (17) durch dessen Ist-Drehzahl nlist gebildet ist.

13. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Fahrantrieb (4) eine Wegmesseinrichtung (27) oder eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung angeordnet ist und die Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs (17) aus der mittels der Wegmesseinrichtung (27) oder der Geschwindigkeitsmesseinrichtung ermittelten Ist-Geschwindigkeit des ersten Fahrantriebs (4) berechnet wird.

TGW Mechanics GmbH durch Dr. Günter Secklehner N2007/22100 28/12 2007 FR 12:25 [SE/EM NR 8055] 0020