CN110902366A

CN110902366A - 用于处理存放单元的装置和方法

Info

Publication number: CN110902366A
Application number: CN201910876559.3A
Authority: CN
Inventors: G.亨德里克斯; P.雷拜恩; C.克诺尔; J.霍费勒; S.容克尔; T.斯梅塔克
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2020-03-24
Also published as: DE102018215780A1; US20200087064A1; US10988311B2

Abstract

本发明涉及一种用于自动地处理存放单元（LE）的装置，所述装置具有：支撑台架（1）；至少一个提升单元（2）和布置在提升单元上的抓取装置（3），抓取装置用于抓住、输送和给出至少一个存放单元（LE）；至少一个高度调节装置（4），抓取装置（3）耦合在至少一个高度调节装置上并且能够利用至少一个高度调节装置在支撑台架（1）的内部空间（5）中运动，其中在抓取装置（3）上方布置用于至少一个存放单元（LE）的、能从下方装备的存储组件（6），使得相同的支撑台架（1）通过提升单元（2）被设置用于输送并通过存储组件（6）被设置用于分别存储至少一个存放单元（LE）。还提出一种方法，其中借助于这种装置自动地处理存放单元（LE）。

Description

用于处理存放单元的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于自动地处理存放单元的装置以及一种适合于此的运行方法。本发明尤其作为用于标准化的材料箱、所谓的KLT (小型装载载体)的处理机器人应用。

背景技术

随着自动化技术的进步，对小型装载载体的处理越来越重要。已知一种用于存入和卸载存放单元的堆垛操作车辆，在该堆垛操作车辆中，用于放置至少一个存放单元的第一承载装置耦接在第一高度调节装置上和用于放置至少一个存放单元的第二承载装置耦接在第二高度调节装置上并且能够分别沿着竖直方向运动。为此，存放单元沿竖直方向可相对彼此运动。承载装置具有可移出的抓取装置。存放单元、例如容器，其带有四个侧壁和底板，该存放单元堆垛侧向布置在堆垛操作车辆外部，从存放单元堆垛通过第一承载装置将至少一个存放单元向上抬起，通过第二承载装置将位于其下方的(现在是最上方的)存放单元沿水平方向拉出，并然后通过第一承载装置将抬起的存放单元向下放在剩余堆垛上。由此进行了存放单元的位于堆垛操作车辆之外的底部支承装置的存放动作。

在这种布置方案中不能实现空间的节省。特别地，被加工的存放堆垛的底面位于堆垛操作车辆外部。此外，拉出到堆垛操作车辆中的存放单元以及第二运输装置在空间上影响堆垛操作车辆内部的进一步存放动作。

发明内容

由此出发，本发明的任务是，提供一种装置和方法，其减轻或甚至避免所述的缺点。尤其是应以结构简单的方式且节省空间地改善存放动作的执行。此外，该方法应自动地实现灵活的和节省时间的存放动作。

这些任务利用根据独立权利要求的装置和方法来解决。本发明的其它设计方案在从属权利要求中给出。应当指出的是，特别是结合附图的描述实施本发明的其他细节和改进方案，这些细节和改进方案可以与权利要求中的特征组合。

对此有贡献的是一种用于自动地处理存放单元（LE）的装置，该装置至少具有：

- 支撑台架；

- 至少一个提升单元和布置在所述提升单元上的抓取装置，用于抓住、输送和给出至少一个存放单元；

- 至少一个高度调节装置，抓取装置耦接在其上并利用该高度调节装置在支撑台架的内部空间中可运动。

此外，在抓取装置的上方布置有可从下方装备的、用于至少一个存放单元的存储组件，从而相同的支撑台架通过提升单元被设置用于输送并通过存储组件被设置用于分别存储至少一个存放单元。

在此，存放单元（LE）尤其是箱、KLT或者类似的运输盒，它们优选是可堆垛的。支撑台架可以是由杆、管或型材元件构造的框架，其中，也可以形成开口。底面和至少单个的侧面可以是闭合的。

这里介绍的装置可以模块式地构造，其中，存在用于至少一个存放单元的至少一个输送模块和存储模块。优选地，也设置有用于至少一个存放单元的接收模块。接收模块适宜地构造为带有接收面的接收空间并且可布置在支撑台架的下端部处。

输送模块包括至少一个提升和下降单元，在该提升和下降单元上布置有抓取装置。提升单元在竖直方向上在支撑台架内部向上和向下输送至少一个存放单元。抓取装置能够在水平方向上抓住和释放至少一个存放单元。具有抓取装置的提升单元可在接收面与例如存在于支撑台架的上端部上的存储组件之间运动。存储组件通过至少一个抓取装置从下方被配备至少一个存放单元。换句话说，这可以意味着，存储组件具有在可预定的时间点（在空间上）可扩展的底部区域或接收区域，从而能够将存放单元至少部分地从下方接收到存储组件中。利用所说明的措施，通过同一支撑台架不仅可接收、可输送，而且可存储至少一个存放单元。

高度调节装置可以安装在支撑台架上或集成到其中，抓取装置耦接在高度调节装置上。抓取装置可以通过高度调节装置竖直地调节。

通过所提出的装置由集成的模块构成，特别好地实现了以结构上简单的方式和节省空间地在装置内部实现存放动作。在支撑台架的内部空间中能够接收、输送和存储至少一个存放单元。一特别的优点在于，在输送模块上方的存储组件（工作空间）用于缓冲针对如下运输工位、存放工位或工作工位所需要的物品，在该工位上使用该装置。在用于自动地处理存放单元的装置的上端部上存在用于满的和空的存放单元的、集成的附加存储位置。

利用这里所提出的装置提供了框架和至少一个抓取单元，该抓取单元可从侧面抓取箱。具有KLT的运输车辆或托板能够从后方定位在（机器人）的用于处理的自动装置的接收面中。在此，接收面位于该装置的搁放面内部。该装置可以从车子接收箱，如果需要的话，可以将堆垛分开并在存储单元中中间存放上部件。期望的箱可被向前给出到辊带上。

有利地，存储组件位置固定地布置在支撑台架上并具有用于接收和给出至少一个存放单元的保持装置。特别地，保持装置不设置成在空间上移动或输送至少一个存放单元。"位置固定"尤其是指在支撑台架上、尤其是在支撑台架内部的上端部上的不可移动的或刚性的布置/装配。

优选地，支撑台架具有至少一个开口以用于输入和输出或运入和运出至少一个存放单元，其中，用于至少一个存放单元的至少一个输送装置或至少一个运输装置被连接到该至少一个开口上。输送装置可以是辊道、带式输送装置或类似物。运输装置可以是推车（Bodenroller）、AGV （自动驾驶车辆或者说无人运输车辆）等。

优选地，高度调节装置是竖直导引装置（线性导引装置）。也可以适宜的是，高度调节装置是剪式提升和下降装置。

有利地，抓取装置能够在水平方向上抓住和释放至少一个存放单元，其中，抓取装置能够水平地横向运动。整个抓取组件整体上也可水平地横向运动，以便例如补偿车子的位置误差，或以便必要时接收倾斜堆垛的箱且可将其再次正确地放下。

优选地，存储组件被集成到支撑台架中。这可以意味着，它们不伸出超过支撑台架的几何尺寸和/或支撑台架的几何尺寸和工作原理被这样设置，使得可从提升单元经由高度调节装置到达存储组件，而不会离开支撑台架的内部空间。

优选地，保持装置包括用于至少一个存放单元的夹紧装置。这种夹紧装置可以设有多个爪、滑块、执行器等，它们可以根据需要或暂时改变与参考面的距离。夹紧装置可以根据需要与存放单元建立形状配合和/或力配合，尤其是在存放单元、提升单元和/或高度调节装置没有同时移动的情况下。

适宜地，抓取装置配设有用于至少一个具有至少一个传感器组件的存放单元的存放检测装置。传感器组件设置成用于识别箱的位置。

有利地，抓取装置可以从下方和/或上方装备。

该装置的其它细节也由下面对运行方法的阐述得出。特别地，对该方法的阐述在此可以被补充地考虑。同样适用的是，上述对装置的阐述可以补充对方法的描述。

此外，在此提出一种利用至少一个存放单元（LE）来执行存放动作的方法，所述方法借助用于自动地处理存放单元的、具有至少一个带抓取装置的提升单元的装置进行。该方法尤其可以利用在此同样提出的装置来执行。

该方法至少包括以下步骤：

a）利用抓取装置抓住至少一个存放单元；

b）使抓取装置与至少一个存放单元沿竖直方向向上运动到存储组件中，

c）将所述至少一个存放单元保持在所述存储组件中；

d）将至少一个存放单元从抓取装置释放。

步骤a）至d）优选以所说明的顺序执行，其中，这些步骤仍然可以至少部分地在时间上重叠和/或单独地重复。

有利地，该方法包括附加的步骤：

e）将至少一个存放单元定位在支撑台架的内部空间中；

f）使抓取装置沿竖直方向向下运动直至所述至少一个存放单元。

优选地，保持装置在侧向夹紧至少一个存放单元。

优选地，抓取装置从存储组件取出至少一个存放单元，并将其给出到输送装置或运输装置上。

优选地，抓取装置从输送装置或运输装置接收至少一个存放单元。特别地，存放单元被接收到该装置的接收空间中。

对装置的阐述相应地适用于在此提出的方法，反之亦然。

在此示出的用于自动地处理存放单元的装置和/或方法尤其提供以下优点：

·提出了一种用于装载和卸载具有集成的附加存储位置的各种类型的箱/ KLT的箱处理机器人，其中，满的和空的箱/ KLT可以在箱处理机器人的上端部上中间存放；

·提供了一种用于对箱处理机器人的抓取器进行定位的、针对箱/ KLT的自动识别系统；

·该系统可针对推车/托板上的不同数量的箱/ KLT而扩展；

·由于存储位置布置在处理空间的上方，所以只需要小的位置需求；

·能够实现推车/托板的灵活装载和卸载；

·箱/ KLT可通过第二辊带回行；

·系统对于不同的辊带高度是可扩展的；

·所有的箱/KLT可以从推车/托板抬起到存储器中并然后进一步抬起到辊带上。同样也可以由回行辊带同时装载推车/托板；

·在一完成版本中，箱处理机器人将移动并且可以通过AGV被运输到不同的工作位置上；

·为了最佳利用，实现了箱提升功能和箱运输功能的脱耦。箱处理机器人可将箱/ KLT提供到辊带上，而AGV可提供新的箱/ KLT或例如交回空的箱/ KLT；

·箱处理机器人和AGV之间的自动通信是可能的；

·通过在相应的工位上电子地检测被中间存放的箱/KLT，可以精确地计划并还有控制对新箱子/ KLT的需求(例如在层更换、暂停等时)。

附图说明

下面借助附图详细阐述本发明和技术领域。在此，相同的构件以相同的附图标记标识。附图是示意性的并且不是为了说明尺寸比例而设置的。参照一个附图的各个细节所列举的阐述是可提取的并且可以与来自其它附图或前述说明的情况自由组合，除非对于本领域技术人员强制性地得到其它情况或者明确禁止这样的组合。其中示出：

图1：是按照本发明的装置的立体图，具有-剖开示出的-支撑台架、带有抓取装置的提升单元和带有保持装置的存储组件；

图1a：具有控制器的框图，在该控制器上连接有四个马达和一传感器组件；

图2：根据图1的装置的前视图，具有三个处于三个不同位置中的存放单元并且具有高度调节装置和接收面；

图3：根据图1的装置，带有抓取装置和保持装置的运动方向的说明；

图4：根据图1的装置，具有处于四个不同位置中的输入和输出装置以及存放单元；

图5：用于至少一个存放单元的剪式提升和下降装置并且具有抓取装置；

图6：无人驾驶运输车辆上的-剖开示出的-支撑台架的侧视图；和

图7：具有支撑台架中的开口的、-剖开示出的-支撑台架的侧视图，到这些开口上分别连接有输入或输出装置，以及配属于输入装置的无人驾驶运输车辆。

具体实施方式

图1示出了这里给出的用于自动地处理存放单元LE的装置V的原理图。在此，存在由彼此连接的型材杆构成的方形支撑台架1，其围出内部空间5。在内部空间5中布置有提升单元2和耦接到该提升单元上的抓取装置3，它们用于抓住、输送和给出至少一个存放单元LE（参见图2）。提升单元2包括用于抓取装置3的承载单元10。此外，在内部空间5中存在以竖直导引装置构型的高度调节装置4，抓取装置3耦接在所述高度调节装置上并借助于高度调节装置4在内部空间5中可竖直地向上和向下运动。在抓取装置3上方，在内部空间5中还存在用于至少一个存放单元LE的存储组件6，该存储组件能够从下方装备。存储组件6安装在支撑台架1上并且具有用于接收和给出所述至少一个存放单元的保持装置7。以18作为马达竖直轴线（在两侧）表示第一马达，以19作为马达水平轴线表示第二马达，以20作为马达抓取器轴线（在两侧）表示第三马达，并且以21作为马达保持轴线和存储器保持轴线表示第四马达。马达18、19、20和21可逆地工作。以25表示开关柜（Schaltschrank）。

以23来表示传感器装置、例如摄像机，根据图1a，其与马达18、19、20和21一起连接到电子控制器22上。

在图2中示意性地示出具有在三个位置中的三个相叠布置的存放单元LE的装置V（根据图1）的前视图。可以看出三个模块：在内部空间5的下端部上存在具有用于存放单元LE的接收面13.1的接收空间13。在内部空间15的中部示出-安装在提升单元2上（见图1）的-抓取装置3，所述抓取装置形状配合地抓住并保持存放单元LE。在内部空间5的上端部上，存储组件6具有保持装置7。保持装置7包括保持框架8和两个夹紧元件8.1和8.2 （参见图3），所述夹紧元件抓住和保持存放单元。在内部空间5中存在高度调节装置4作为提升装置2的组成部分。高度调节装置4的竖直轴线的行驶路径用箭头A （向下）和B （向上）表示。由此，耦接到高度调节装置4上的抓取装置3沿箭头C或D的方向运动。提升单元2尤其包括高度调节装置4和第一马达18 （参见图1）。高度调节装置4可以构造为机械的或电磁的线性引导装置或构造为剪式机构（参见图5）。

第一抓取元件3.1和第二抓取元件3.2具有彼此面对的第一突起24.1或第二突起24.2。存放单元LE在上部区域中在两个彼此对置的侧壁上具有彼此背离的第三突起24.3和第四突起24.4。第一突起24.1从下方接合第三突起24.3，并且第二突起24.2从下方接合第四突起24.4，由此实现形状配合的接合。也可能的是，第一抓取元件3.1和第二抓取元件3.2夹紧地抓住存放单元LE的分别相对置的侧壁，由此发生力配合的接合。

在图3中示出了根据图1的装置V，带有抓取装置3和保持装置7的运动方向的说明。抓取装置3包括第一抓取元件3.1和第二抓取元件3.2，它们为了抓取而能够沿箭头G和H的方向运动并且为了打开而能够沿箭头I和K的方向运动。抓取装置3 （装载抓取器）可以-相对于内部空间5-沿箭头M的方向移出并且可以沿箭头L的方向移入。存储组件6的保持装置7具有保持框架8，在该保持框架上安装有第一保持元件8.1和第二保持元件8.2，它们为了夹紧而能沿箭头N和O的方向运动并且为了打开而能沿箭头P和Q的方向运动。抓取元件3.1、3.2和保持元件8.1、8.2的运动方向相互成直角地取向。用9表示用于抓取元件3.1和3.2的横向承载件。

图4示出了根据图1的装置V，其具有第一输送装置12.1和第二输送装置12.2，这两个装置都构造成辊道。第一输送装置12.1用于输入各至少一个存放单元，而第二输送装置12.2用于输出各至少一个存放单元。示出了在四个不同位置中的存放单元LE，即在内部空间5之外在第一输送装置12.1的端部上和在第二输送装置12.2的端部上以及在抓取装置3内部的内部空间5内部和在存储组件6内部。

根据图5，高度调节装置4构造为剪式提升和下降装置17。抓取装置3安装在上端部区域中。剪式升降装置17布置在支撑台架1的内部空间中。

图6以侧视图示出-剖视示出的-支撑台架1，其位于第一运输装置15、例如无人驾驶运输车辆的装载面上，该运输车辆可以沿箭头P和S的方向移动。

在图7中示出-剖视示出的-支撑台架1，其在支撑台架1的侧壁中具有第一开口11.1和第二开口11.2。第一输送装置12.1、例如辊道连接到第一开口11.1上，该第一输送装置从第二运输装置16起向支撑台架1的方向观察下降。以这种方式，在输送装置12.1上的存放单元LE基本上可以通过重力作用沿方向U被输入到接收空间13中。被输送和接收的存放单元LE可以在（未示出的）托板上包括多个存放单元。第二输送装置12.2、例如辊道连接到第二开口11.2上，该第二输送装置从支撑台架1远离地下降。由此，在输送装置12.2上的存放单元LE可以基本上通过重力沿方向T从内部空间5中输出并被装载到（未示出的）无人驾驶运输车辆上或者被放置在加工部位（工作工位）上。

考虑到根据图7的构造，没有第一输送装置12.1的（未示出的）实施方式是可能的。在这种情况下，运输车辆16或托板在推车上可以直接行驶到接收空间13的接收面13.1上。接收面13.1也可以被构造为辊道（Rollgang），带有存放单元的托板可以被输送到该辊道上。也可以是没有第二输送装置12.2的（未示出的）实施方式。在此情况下，在图1中移出地示出的抓取装置3能够将存放单元直接由运输车辆16输送到内部空间5中或从内部空间5输送到运输车辆16上。原则上，这里所提出的装置V可以灵活地从推车/托板装载和卸载存放单元LE，例如箱/KLT。第一输送装置12.1和第二输送装置12.2也可以布置在支撑台架1的不同侧上。

通过这里所介绍的用于自动地处理的装置，将箱/KLT或者类似的运输盒从托板/推车卸载到辊带（Rollband）上。通过第二辊带可以将KLT/ 箱再次回收并返回堆垛到托板/推车上。工作空间上方的存储器用于缓冲针对运输工位、存放工位或工作工位所需的物品，箱处理机器人在所述工位上被使用。此外，通过该存储器能够实现托板/推车的灵活的装载和卸载。通过自动通信，箱/KLT可从AGV自动地从箱处理机器人中获取或被放置到箱处理机器人中。

附图标记列表

1支撑台架

2提升单元

3抓取装置

3.1第一抓取元件

3.2第二抓取元件

4高度调节装置

5内部空间

6存储组件

7保持装置

8 保持框架

8.1第一保持元件

8.2第二保持元件

9横向承载件

10承载单元

11.1第一开口

11.2第二开口

12.1第一输送装置

12.2第二输送装置

13接收空间

13.1接收面

14夹紧装置

14.1第一夹紧元件

14.2第二夹紧元件

15第一运输装置

16第二运输装置

17剪式提升和下降装置

18第一马达

19第二马达

20第三马达

21第四马达

22控制器

23传感器组件

24.1第一突起

24.2第二突起

24.3第三突起

24.4第四突起

25开关柜

V用于处理存放单元（LE）的装置

LE存放单元

A至U运动方向。

Claims

1.用于自动地处理存放单元（LE）的装置，至少具有：

- 支撑台架（1）；

- 至少一个提升单元（2）和布置在所述至少一个提升单元上的抓取装置（3），所述抓取装置用于抓住、输送和给出至少一个存放单元（LE）；

- 至少一个高度调节装置（4），所述抓取装置（3）耦合在所述至少一个高度调节装置上并能够利用所述至少一个高度调节装置在所述支撑台架（1）的内部空间（5）中运动，其中，在所述抓取装置（3）上方布置有用于至少一个存放单元（LE）的、能从下方装备的存储组件（6），使得相同的支撑台架（1）通过所述提升单元（2）被设置用于输送并通过所述存储组件（6）被设置用于分别存储至少一个存放单元（LE）。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述存储组件（6）位置固定地被布置在所述支撑台架（1）上并具有用于对至少一个存放单元（LE）进行接收和给出的保持装置（7）。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述支撑台架（1）具有至少一个开口（11.1、11.2）用于输入和输出或用于运入和运出至少一个存放单元（LE），其中，在所述至少一个开口（11.1、11.2）上连接有用于至少一个存放单元（LE）的至少一个输送装置（12.1、12.2）或至少一个运输装置（16）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述高度调节装置（4）是竖直导引装置。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述高度调节装置（4）是剪式提升和下降装置（17）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述抓取装置（3）能够沿水平方向抓住和释放所述至少一个存放单元（LE），其中，所述抓取装置（3）能够水平地横向运动。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述存储组件（6）被集成到所述支撑台架（1）中。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述保持装置（7）包括用于至少一个存放单元（LE）的夹紧装置（14）。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中，所述抓取装置（3）配属有用于具有至少一个传感器组件（23）的至少一个存放单元（LE）的姿势检测装置。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其中，所述抓取装置（3）能够从下方和上方装备。

11.利用至少一个存放单元（LE）来执行存放动作的方法，所述方法借助于用于自动地处理存放单元（LE）的装置，该装置具有带抓取装置（3）的至少一个提升单元（2），其中，所述方法至少包括以下步骤：

a）利用所述抓取装置（3）抓住所述至少一个存放单元（LE）；

b）使所述抓取装置（3）与所述至少一个存放单元（LE）沿竖直方向向上运动到存储组件（6）中；

c）将所述至少一个存放单元（LE）保持在所述存储组件（6）中；

d）将所述至少一个存放单元（LE）从所述抓取装置（3）释放。

12.根据权利要求11所述的方法，包括附加的步骤：

e）将至少一个存放单元（LE）定位在支撑台架（1）的内部空间（5）中；

f）使所述抓取装置（3）沿竖直方向向下运动直至所述至少一个存放单元（LE）。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述保持装置（7）侧向夹紧所述至少一个存放单元（LE）。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，所述抓取装置（3）从所述存储组件（6）中取出至少一个存放单元（LE），并且将所述至少一个存放单元给出到输送装置（12.1、12.2）或运输装置（16）上。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中，所述抓取装置（3）从输送装置（12.1、12.2）或运输装置（16）接收至少一个存放单元（LE）。