CN103303642B - 制造和/或包装设备的无人驾驶式运输系统和其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制造和/或包装设备的无人驾驶式运输系统和其控制方法。制造和/或包装设备（10）具有多个带转载区域（16）的处理工作站（14），分别限定大小的负载物（20）、如托盘（32）或类似物借助运输车辆（18）在这些处理工作站之间被运送，运输车辆分别具有至少两个限定的用于负载物（20）的支承区域（22）。每一个运输车辆（18）的至少两个限定的支承区域（22）可以关于每个处理工作站（14）的转载区域（16）可变地被负载物（20）占据。本发明还涉及一种用于控制这类制造和/或包装设备（10）的方法以及一种可以使用在那的运输车辆（18）。

Description

制造和/或包装设备的无人驾驶式运输系统和其控制方法

技术领域

本发明涉及一种制造和/或包装设备的无人驾驶式运输系统，一种用于控制这种制造和/或包装设备的方法以及一种可以使用于此的运输车辆。

背景技术

带有货品、集束和其它物品的托盘可以以各种方式被运送以及操纵。用于在各种处理和/或包装工作站之间运送托盘的公知的变型方案在于水平运送装置或所谓的托盘滚道，它们分别可以是在工作站之间的运送连接装置。这种水平运送装置或托盘滚道可以用于在单个的机器，如托盘化机、托盘薄膜卷绕机或包装机之间运输不同的托盘。这可以是空托盘、满载托盘、中间层托盘或带有包装件，如薄膜卷或纸板垛的托盘。此外，已知无人驾驶式运输系统，在这些运输系统中，托盘借助多个能分别独立运动的车辆在机器的工作站之间运输。这些车辆通常具有升降叉装装置，因而它们能够在有待被供料的机器之前或之后交付或取走托盘。

由EP1445221B1公开了一种用于在自动托盘化装置中变换托盘的装置和方法。配设有驱动装置的可移动的运输车可以在第一托盘区域中容纳第一托盘以及在第二托盘区域中容纳第二托盘。运输车可以相对一个位置固定的托盘运动，以便可以改变该位置固定的托盘在运输车上的位置。

EP1860044B1描述了用于操纵托盘的另一种装置，该装置包括带有被驱动的、自动控制的车辆的运输装置。在托盘化单元内部，运输车辆在形式为导轨或地板上的导引槽的导引装置中被导引。导引装置具有定心装置，用定心装置可以在运输装置驶回到托盘化单元时补偿可能在行驶时在托盘化单元外部出现的运输装置的轨迹误差。

带有可相对彼此独立运动的运输车辆的无人驾驶式运输系统，相比传统的静态的运输装置，例如托盘滚道，具有灵活性优势，因为单个的运输单元可以被灵活地使用和控制。此外，它们能被全面地可触及以及因而更易维护以及在必要时更换。此外，在安装设备时，倘若运输可能性被充分利用且节省了尽可能大部分的静态运输装置，则投资成本会更低。在有待连接的设备部分一方面彼此距离较远以及另一方面其位置应当保持可变，例如在设备被改装和/或改变之后，这一点特别可被实现。

发明内容

本发明的目的在于，提供制造和/或包装设备的一种可尽量灵活地控制和使用的运输系统，该运输系统带有多个运输车辆，运输车辆用于负载单元在多个处理工作站之间的运输。负载单元应当伴随运输车辆的最小的调度和/或移置费用在尽可能短的时间内以及以尽量短的路程被运输。

为了达到所述目标，本发明建议一种制造和/或包装设备的无人驾驶式运输系统。其中，包装设备具有多个处理工作站，这些处理工作站分别配设有转载区域，以便能够将相应限定大小的负载物如尤其是托盘转装到运输车辆上或从这些运输车辆卸载。无人驾驶式运输车辆用于使负载物在设备的彼此间隔的处理工作站之间运动并且各一个、两个或多个这样的限定的负载物能同时运动以及在处理工作站之间运送。

原则上负载物例如是空托盘或装载有不同货物的托盘或其它分别被限定了大小的包装单元。限定的大小既涉及到这些包装单元或托盘的底面积、高度、体积，也涉及到重量。每一个这种无人驾驶式运输车辆分别具有至少两个限定的用于负载物的支承区域。按照本发明，每个运输车辆的这些至少两个经限定的支承区域相对每个处理工作站的转载区域是可变的，这尤其意味着在至少两个限定的支承区域间负载物的可交换性。因此可以例如将处在运输车辆的第一支承区域内的负载物转移到第二支承区域，以便让第一支承区域准备好接受另一个负载物以及被释放。这种转移可以选择性地在车辆行驶期间或在车辆停车时进行。为了移置负载物，运输车辆可以选择性地具有自己的操纵元件。但用于移置负载物的操纵元件也可以选择性地配属于处理工作站的转载区域，因而负载物从第一支承区域到第二支承区域或反过来的转装在运输车辆驶近处理工作站时可以通过这个工作站的静态的操纵元件实现。

一种备选的实施变型方案可以规定，运输车辆的负载物的位置的变换也可以通过相应车辆转动180度实现。因此运输车辆在其定位在处理工作站的转载区域上之后可以在其支承区域之一上承接例如一个负载物，紧接着转动180度，以便使其第二支承区域驶近转载区域，从而在那里可以接收另一个负载物，这例如也可以是空托盘。运输车辆带着这两种负载物紧接着驶向设备的另一个处理工作站，在那里，两个负载物之一或两个负载物相继在转载区域上被接收以及可以从运输车辆卸装。

车辆本身相宜地具有合适的控制和转向元件，因此它们自主地以及与所需材料流一致地在各处理工作站之间行驶。控制可以选择性地用无线电控制或光学地实现，其中，行驶路径要么在一定限度内自由地预定，要么至少局部通过合适的导引元件、轨道系统等预定。导引元件或轨道系统可以例如由感应的导引元件形成。至少在处理工作站的区域内以及其转载区域中，不能自由地选择行驶路径，因为不然会造成碰撞或不精确的转载。此外，按本发明的系统必须具有合适的措施来避免在多个运输车辆之间的碰撞。

单个或所有车辆也可以选择性地具有三个或更多的用于限定的负载物的支承区域。基于可变的支承区域以及通过负载物的位置的变换性，运输车辆可以在每一次行驶中同时履行多个运输任务。

负载物可以尤其由托盘构成，它们在各处理工作站之间被交换。为了能够履行装载任务，每个工作站具有优选一个托盘容纳和升降工作站，这结合当前上下文被称为转载区域。以此方式使每一个车辆在每一个工作站上被转装以及在此根据系统的实施方案的不同而可能行驶一段路，以便移置支承区域。

接下来再次说明无人驾驶式运输系统在处理和/或包装设备中的工作方式和典型的应用的一些细节，所述处理和/或包装设备可以包括例如托盘化机、包装机、托盘卷绕机等。因此被证实是针对托盘化机或托盘卷绕机的合乎效率的功能的一个重要因素是，能尽快实施的托盘变换，例如通过在托盘化机上更换的空托盘和满载托盘或在托盘-薄膜卷绕机上通过输入带有还未卷绕的负载物的托盘以及输出带有已卷绕的负载物的托盘。本发明的特殊性在于尽量取消了在上述机器或包装和/或处理设备的区域中的静态的托盘运送段。取而代之的是使用用于在机器或工作站之间运输托盘，但也用于在机器或设备部分中变换托盘的无人驾驶式运输系统。结合上下文，一个重要的方面在于为无人驾驶式运输系统的每一个运输车辆配设至少两个托盘安置处。因此当这种运输车辆例如驶近托盘化机时，车辆在其沿运行方向处在后部的安置处上被装上一个空托盘。在驶到托盘化机时，运输车辆以前部闲置放置处停止在托盘化机的装载处并且通过使用托盘升降和/或保持装置接收被托盘化的满载托盘，所述托盘升降和/或保持装置在之前已经固定了托盘。带有能够线性地或可回转地驶入托盘架下方的侧向支承元件的保持装置通常被设计成静态的。升降装置可以集成在保持装置中或选择性地集成在运输车辆中。

在满载托盘在其中一个处理工作站上被运输车辆接收之后，无人驾驶式车辆在运行过程中行驶，直至新的空托盘处在装载位置中且被保持装置接收。紧接着重新开始托盘化运输过程以及有满载托盘的运输车辆可以驶向卷绕工作站，在那里，满载托盘可以被沿水平方向用可拉伸和/或可收缩的薄膜卷绕。在这个托盘卷绕工作站上，新的未被卷绕的满载托盘必须重新沿行驶方向在运输车辆上处在后方。出于这个原因，必须用变换装置在托盘化机和卷绕机之间将托盘在运输车辆上从前向后移置。这一点可以一方面通过保持和升降装置实现，其中，运输车辆在保持装置下行驶穿过并且然后再次接受托盘。这种位置变换也可以选择性地通过运输车辆在支线末端中的行驶方向转动过程或通过在该部位上转动180°实现。紧接着，运输车辆可以驶向托盘卷绕机。托盘变换过程在此如在托盘化机中那样通过运输车辆实现。

这种运输系统可以有利地使用在饮料和食品生产设备的最终包装区域中。按本发明的系统具有多个优点，因为例如在包装和托盘化机或托盘卷绕机中不再需要任何托盘运送元件。整个生产设备可以非常灵活以及以较高程度的自由度规划，而运输元件不会阻挡在处理工作站之间的路径以及整个设备布置具备了所期望的灵活性。所有处理工作站和生产机械保持能方便地接近。此外，取消成本高昂的运输元件实现了成本上的优势。此外，还存在无需手动操作干预就为机器装料的可能性。

此外，本发明还设计一种用于控制制造和/或包装设备的方法，制造和/或包装设备具有多个带有转载区域的处理工作站，在这些工作站之间，借助无人驾驶式运输车辆来运送分别限定大小的负载物，如托盘或类似物，无人驾驶式运输车辆分别具有至少两个限定的用于负载物的支承区域。在所述方法中，负载物可以在每个运输车辆的至少两个限定的支承区域之间交换和/或变换它们的位置。因此在车辆行驶期间或在车辆停车时，例如处在运输车辆的第一支承区域中的负载物可以被转移到第二支承区域。当结合上下文提到第一和第二支承区域时，那么它们的位置首先参考运输车辆的运动方向。因此负载物从沿行驶方向在前的位置朝着车辆的在后的位置移动或移置。通过运输车辆在在其中一个支承区域中接收负载物后的转动，也可以达到同样效果。以此方式可以通过运输车辆转动180°使负载物的位置能在支承区域之间变换，因而之前沿行驶方向在前的负载物在转动之后被在在后的支承区域上运输，或反之亦然。

所述方法的一种变型方案在于，运输车辆在行驶时可以通过可变的支承区域以及用于每个放置在其上的负载物的可变换的位置而同时执行多个运输任务。因此负载物可以被移置且一个空的支承区域被准备用来接收另一个负载物，因而在行驶时可以承担多个运输任务。负载物的移置可以选择性地在静止的车辆中在其中一个处理工作站上进行，该工作站例如可以具有为此所需的操纵元件。备选或附加地，操纵元件也可以配属于车辆本身，因而负载物在车辆静止时或也在处于工作站之间运动行驶时能够在支承区域之间移动或移置。

最后，本发明涉及一种按前述实施变型方案所述的运输系统的一种无人驾驶式运输车辆。运输车辆具有至少两个支承区域来容纳和运输分别限定大小的负载物，如托盘或类似物，其中，至少两个支承区域能够可变地被负载物占据和/或负载物能在至少两个支承区域之间变换。可以选择性地为运输车辆配设用于在至少两个支承区域之间移置负载物的操纵元件。

附图说明

接下来应当借助附图详细阐述本发明的实施例和它们的优势。单个元件彼此间在附图中的尺寸比例不是始终对应真实的尺寸比例，因为一些形状被简化示出，而另一些形状为了更佳地图示而相比其它元件放大地示出。

图1是带有按本发明的无人驾驶式运输系统的制造和/或包装设备的一种实施变型方案的示意性俯视图；

图2是按图1的设备的一种示意性立体视图；

图3是按图的设备的另一种示意性立体视图。

本发明中相同的或作用相同的元件分别使用相同的附图标记。为清晰起见，在个别附图中仅部分使用说明各附图所需的附图标记。所示的实施形式仅是示例，说明按本发明的装置或按本发明的方法可以被如何设计，并非最终限定。

具体实施方式

图1至3中的示意图示出了制造和/或包装设备10的一个实施变型方案的各种视图，其配备有按本发明的无人驾驶式运输系统12。设备10具有一排彼此相距地建立的处理工作站14，这些处理工作站分别配备有转载区域16。在带有其转载区域16的处理工作站14之间，借助多个单独的运输车辆18来运送分别限定大小的单个的负载物20。每一个这种运输车辆18分别具有至少两个用于负载物20的限定的支承区域22，其中，每个运输车辆18的限定的支承区域22能够可变地被负载物20占据。示例性示出的运输车辆18具有较为扁平的主体并且可以例如具有电气驱动装置以及具有可向前和/或向后转向的轮。这种运输车辆18由现有技术公开并且因此无需在此详细阐释。

在图1至3中示出的制造和/或包装设备10在所示实施例中包括一个层形成区段24，在该区段内，包装物如具有饮料容器的存储器或其它包装物被集中成能放在托盘上的层，以便从这个层形成区段24转移到托盘化区域26，在那里，多层包装物可以相叠地堆垛在准备好的空托盘28上，这在所示实施例中用所谓的百叶窗式抓具头30实现。空托盘28分别处在一个准备好的运输车辆18或两个并置的运输车辆18的支承区域22上，运输车辆紧接着带着已批量生产好的托盘32驶向下一个处理工作站14。这种处理工作站14可以接在托盘化区域26之后并且与这个固定不动的卷绕工作站34间隔很小的距离，在卷绕工作站中，之前已批量生产好的托盘32可以被合适的收缩和/或拉伸薄膜或其它合适的包装材料卷绕，因而产生了一种可以运输的以及准备好发送的托盘单元32。

托盘32的进一步运输借助另外的运输车辆18进行，这些运输车辆遵循预定的行路径36并且将已包装好的托盘32带到存储区域38，在那里托盘可以被成排地放置暂存并且从那里被另外的处理装置接收。在所示实施例中，托盘从存储区域38用轨道运送车辆、所谓的叉式装卸机41承接并转交给接下来的处理和/或运输工作站(未示出)。

用于空托盘28的堆垛区域40处在存储区域38旁，这些空托盘同样用运输车辆按需优选在部分可以在层形成区域24下方延伸的相应的行驶路径42上运送到托盘化区域26，因而运输车辆18被构造得足够紧凑。此外，在用于空托盘28的堆垛区域40附近，还有另一个用于彼此重叠堆垛的中间层46的堆垛地点44，中间层同样可以处在空托盘28上并且可以从堆垛地点44经由第三行驶路径区段48运送给中间层抓具50，从那里起在堆垛各个层期间为托盘化区域26提供单个的中间层46。

所示行驶路径32、42、48必须不是被强制性地固定预定，例如通过在底部内的轨道或其它合适的导引元件。原则上运输车辆18在一定的限度内可以自由地在各处理工作站14之间行驶。仅须确保，运输车辆18在精确限定的位置中对接在相应的处理工作站14上或靠在相应的处理工作站上，以便无干扰地进行托盘32的转交。工作站14的转载区域16可以选择性地与运输车辆18联接，因而这些运输车辆或可以自发地或可以与处理工作站14的相应的操纵元件合作地接收和/或转移负载物。

由图1至3可知，运输车辆18分别配设有两个彼此间隔的、用于负载物20或托盘32的支承区域22，这些支承区域分别在车辆18上处于前方和后方。这两个支承区域22按照本发明能够可变地被负载物20占据，这例如意味着，一个处在运输车辆18的第一支承区域22内的负载物20能够被转移到第二支承区域22。为了实现这一点，可以例如为每一个运输车辆18分别配设在此未示出的、用于在至少两个支承区域22之间移置负载物20的操纵元件。负载物20的这种移置可以选择性地在车辆18沿着行驶路径36、42和/或48行驶期间或在车辆停车时进行。一个在此未示出的变型方案也可以规定，负载物20在支承区域22之间的位置也可以通过运输车辆18转动180°而交换。以此方式使运输车辆18在行驶期间可以通过能可变地使用的支承区域22和用于每一个置于其上的负载物20的可变换的位置而同时执行多个运输任务。

负载物20或托盘32在各处理工作站14之间的有意义的移置在一个实例中说明。当一个运输车辆18在托盘化区域26上装上两个批量生产的、处在车辆18的前部和后部支承区域22上的托盘32时，那么在接下来的处理工作站14，亦即卷绕工作站34中，用薄膜或包装材料卷绕两个托盘32中的一个，通常是沿行驶方向在前的托盘32。因为在托盘化区域26和卷绕工作站34之间的运输车辆18现在仅在其后部的支承区域22上承载有一个托盘32，所以这个托盘32必须为了进一步转移到卷绕工作站34而被带至在前面的位置。这一点可以或通过运输车辆18转动180°，或通过托盘32从后向前移置实现。因为基于有限的空间情况，转动可能会有问题，所以在此首选是通过平行于运输车辆18的纵向延伸方向的直线运动来移置托盘32。为此目的，可以或在运输车辆18上或沿着行驶路径布置合适的操纵和/或移置元件。

类似的问题紧接着出现在卷绕工作站34和存储区域38之间的路径36上，因为被卷绕工作站34接收的托盘32通常沿行驶方向在后方装载在运输车辆18上，而到存储区域38的转移则必须从前部位置或从前部的支承区域22进行。出于这个原因，托盘32沿着行驶路径36或从后部向前部的支承区域22移动，或车辆18必须沿行驶路径36转动180°。因为在卷绕工作站34和存储区域38之间的这个区域中可提供更多的空间，所以运输车辆18可以在此毫无问题地转动。

由图1至3可以清楚看到，针对在单个处理工作站14之间的连接路径，可以完全取消所有类型的水平运送装置。取而代之的是，所有运输任务都可以用无人驾驶式运输车辆18完成，该运输车辆在行驶路径36、42和48上带着各一个负载物20或两个负载物20或空置地来回行驶。设备配置当然可以以多种方式不同于所示的配置，因为所示的配置仅应当用作强烈简化的示例，其应当说明按本发明的原理。

本发明参考优选实施形式被说明。但对技术人员而言，也可以设想，可以对本发明加以变型或改变，而不会在此脱离接下来权利要求的保护范围。

附图标记列表

10制造和/或包装设备

12无人驾驶式运输系统

14处理工作站，加工工作站

16转载区域

18运输车辆

20负载物

22支承区域

24层形成区段

26托盘化区域

28空托盘

30百叶窗式抓具头

32托盘

34卷绕工作站

36行驶路径

38存储区域

40堆垛区域

41叉式装卸机

42另外的行驶路径

44另外的堆垛地点

46中间层

48第三行驶路径区段

50中间层抓具

Claims (12)

1.制造和/或包装设备(10)的无人驾驶式运输系统(12)，该制造和/或包装设备具有多个带转载区域(16)的处理工作站(14)，分别限定大小的负载物(20)借助运输车辆(18)在所述处理工作站之间被运送，运输车辆分别具有用于负载物(20)的至少两个限定的支承区域(22)，其特征在于，每个运输车辆(18)的所述至少两个限定的支承区域(22)能够关于每个处理工作站(14)的转载区域(16)以可变方式被负载物(20)占据，并且其中，所述负载物(20)的位置通过运输车辆(18)转动180°而在支承区域(22)之间变换。

2.按权利要求1所述的系统，在该系统中，处在所述运输车辆(18)的第一支承区域(22)中的负载物(20)能够被转移到第二支承区域(22)。

3.按权利要求1或2所述的系统，在该系统中，为每个运输车辆(18)分别配设用于在所述至少两个限定的支承区域(22)之间移置负载物(20)的操纵元件。

4.按权利要求1所述的系统，在该系统中，每个处理工作站(14)都分别具有至少一个托盘容纳和升降工作站，所述托盘容纳和升降工作站形成了转载区域(16)。

5.按权利要求1所述的系统，在该系统中，所述负载物(20)是托盘(32)。

6.一种用于控制制造和/或包装设备(10)的方法，制造和/包装设备具有多个带转载区域(16)的处理工作站(14)，分别限定大小的负载物(20)借助无人驾驶式运输车辆(18)在所述处理工作站之间被运送，运输车辆分别具有用于负载物(20)的至少两个限定的支承区域(22)，其特征在于，负载物(20)能够在每个运输车辆(18)的所述至少两个限定的支承区域(22)之间交换和/或能够变换它们的位置，并且其中，所述负载物(20)的位置通过运输车辆(18)转动180°而在支承区域(22)之间变换。

7.按权利要求6所述的方法，在该方法中，处在运输车辆(18)的第一支承区域(22)中的负载物(20)能够在运输车辆(18)行驶期间或在运输车辆停车时被转移到第二支承区域(22)。

8.按权利要求6所述的方法，在该方法中，所述负载物(20)是托盘(32)。

9.按权利要求6所述的方法，在该方法中，运输车辆(18)在行驶时通过可变的支承区域(22)和用于置于所述支承区域上的每个负载物(20)的可变换的位置而同时履行多个运输任务。

10.按权利要求1所述的运输系统(12)的无人驾驶式运输车辆(18)，带有用于容纳和用于运输分别限定大小的负载物(20)的至少两个支承区域(22)，其中，所述至少两个支承区域(22)能够以可变方式被负载物(20)占据和/或负载物(20)能够在所述至少两个支承区域(22)之间交换，并且其中，所述负载物(20)的位置通过运输车辆(18)转动180°而在支承区域(22)之间变换。

11.按权利要求10所述的运输车辆，其配设有用于在所述至少两个支承区域(22)之间移置负载物(20)的操纵元件。

12.按权利要求10所述的运输车辆，其特征在于，所述负载物(20)是托盘(32)。