CN111886614A - 用于操纵工件的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操纵工件的方法和一种系统。这种方法或者这种系统例如用于在木材加工业，尤其家具和零部件行业中使用。尤其是，加工站或者加工机器能够彼此联结或结合。

Description

用于操纵工件的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种用于操纵工件的方法和系统。这种方法或这样的系统例如在木材加工业，尤其家具和零部件行业中使用。尤其是，加工站或加工机器能够彼此联结或结合。

所提到的工件能够是由木材、木质材料和/或复合材料构成的尤其板状的工件。在本发明的范围内被加工的工件的实例是厨房台面、家具部件，如橱柜部件、地板镶板、门等。

背景技术

在家具和零部件行业的领域中，视生产的复杂性而定，能够将多个加工站相互结合，其中在每个加工站中执行具体的工作步骤。因为这种加工站的加工机器以不同的速度工作，或者特定的子步骤的生产时间受变化的复杂性所决定可能与另一加工机器的生产时间不同，所以可能需要对工件进行缓冲。这在板状的工件的情况下例如以堆垛形式实现，其中在加工站之间或在加工机器与工件存放区域之间的子路段借助于堆垛滚筒式输送机、横向转移台、角度转移器、升降台、皮带输送器、链式输送器或运输带桥接。

在家具和零部件行业的领域中常见的运输机器固定地安装在生产车间中并因此在空间上是不可改变的。在此，通常需要通过保护栅栏保护运输机器，以便防止人员进入。因此，运输机器所占据的面也被封锁，即使不使用运输机器也如此。如果运输机器发生故障，那么这可能导致整个系统停车。

加工站的刚性联结要求前瞻性的生产计划，这尤其在所谓的堆垛顺序中起决定性作用。如果在生产过程期间进行更改，那么这导致部分地显著的延迟，因为待加工的工件的顺序必须借助于重新堆垛过程重新分选。因此，这导致整个系统的效率下降。

正是由于对个性化制造家具部件或零部件的要求提高，这种状况借助于已知措施无法完全应对。

发明内容

发明人提出如下目的，提供一种用于操纵工件的方法和一种系统，所述方法和系统实现生产中的灵活性提高。

权利要求1提供一种相应的方法。在从属权利要求中列出其他优选实施例。

本发明的思想是，提供一种方法以及一种系统，在该方法中或在该系统中借助于无人驾驶的运输车辆来执行工件的运输，借助于所述无人驾驶的运输车辆能够容纳、运输和放置一个或多个工件。为此，无人驾驶的运输车辆能够具有工件承载件，所述工件承载件实现随意地存取一个或多个工件。此外，例如通过工件承载件的适当的设置和存放/缓冲，能够实现借助于无人驾驶的运输车辆随意地存取工件承载件。

无人驾驶的运输车辆能够运输一个或多个工件。在有多个工件的情况下，所述工件能够作为水平的板堆垛、竖直架设的板堆垛、单个的板，在共同的位置中仿形铣削的单个部件(嵌套)、预安装的家具部件等来运输。

此外，借助于无人驾驶的运输车辆也能够运输诸如螺丝等附加构件或安装部件、辅助和运行材料、包装材料、粘附剂、诸如封边带的涂层材料、铰链等。

根据本发明的方法旨在将一个或多个工件或工件承载件放置在存放区域的存放场地处。存放场地在此应实现随意的存取。随意的存取意味着：能够再次将一个或多个工件或工件承载件从存放位置中取出，其中确保存放场地的可进入性。尤其提出，通过无人驾驶的运输车辆确保可进入性。例如，无人驾驶的运输车辆能够在存放场地的区域中在一个或多个可能堆垛的工件下方行驶并且容纳所述一个或多个工件。

无人驾驶的运输车辆能够容纳一个或多个工件。替选地或附加地，运输车辆设立用于容纳工件承载件，所述工件承载件例如容纳有或者能够容纳一个或多个工件。

在此，无人驾驶的运输车辆能够是已将一个或多个工件或者将工件承载件放置在存放场地处的运输车辆，或者能够是另一无人驾驶的运输车辆。

提出一种用于操纵尤其板状的工件的方法，所述方法具有以下步骤：创建运输任务并且从多个无人驾驶的运输车辆中选择第一无人驾驶的运输车辆，并且借助于第一无人驾驶的运输车辆容纳和运输一个或多个工件，其中一个或多个工件被放置在存放区域的存放场地处，所述存放场地实现随意的存取。

使用无人驾驶的运输车辆的优点在于：在受保护的加工站中运输一个或多个工件也是可行的，而无需停止在相应的单元内的加工。此外，存在如下优点：无人驾驶的运输车辆的故障不会导致整个设施的停车。此外，产生如下优点：存放或缓冲区域不再完全地经由例如保护栅栏装置保护并且对于其他目的而言被封锁。

优选地，存放区域的尺寸是可变的。因为存放或缓冲区域能够动态地改变，所以该存放或缓冲区域也能够针对生产中的其他目的暂时更改或以其他方式来使用。

根据一个实施方式提出，存放区域具有一个或多个缓冲区，其中所述一个或多个缓冲区分别包括一个或多个存放场地，其中优选地，一个或多个缓冲区的尺寸是可变的。因此，能够设置要临时存放或要缓冲的工件的有利的次序。

优选的是，设有一个或多个加工站，其中优选的是，一个或多个加工站包括板材切割设施、用于木材工件的加工机器、分选单元、安装机器或工件输送装置。

在一个变型形式中，能够借助于单元控制装置来实现运输任务，所述单元控制装置与车队控制系统进行通信。

能够基于运输任务的优先级和/或第一无人驾驶的运输车辆的负载重量来确定运输路线和/或运输速度。由此可行的是，顺利地替换在质量控制过程中可能已经挑选出来的有缺陷的工件。

优选的是，改变运输任务的优先级或取消运输任务。因此可行的是，主动对生产过程起作用。

此外，能够提出，为第二或其他无人驾驶的运输车辆创建运输任务，其中所述运输任务的优先级被确定为高于或低于第一无人驾驶的运输车辆的运输任务的优先级。因此提供极其灵活的系统。

优选的是，工件至少部段地具有木材、木质材料和/或复合材料。恰好在木材加工业的领域中灵活的系统是有利的，以便能够对变化的任务做出反应。

在一个实施方式中，所述方法能够被执行为，使得用于从堆垛场地容纳一个或多个工件的无人驾驶的运输车辆在工件或可能被堆垛的工件下方行驶，并且容纳一个或多个工件。尤其是，一个或多个工件容纳在工件承载件中。

此外，本发明涉及一种包括多个无人驾驶的运输车辆的系统(或设施或生产设施)，其中所述系统设立用于创建运输任务并且从多个无人驾驶的运输车辆中选择第一无人驾驶的运输车辆，并且其中所述系统包括具有一个或多个存放场地的存放区域，所述存放场地实现随意的存取。

借助于这种系统，能够实现与上述方法相同或相似的优点。

优选的是，所述系统包括具有单元控制装置和下级的车队控制系统的控制装置，其中单元控制装置设立用于基于所述系统的状态和/或基于上级的资源计划系统的任务来确定运输任务。

根据一个实施方式提出，无人驾驶的运输车辆是自主行驶单元，所述自主行驶单元尤其电运行。以这种方式实现高度的灵活性。除此之外，能够避免在操纵和运输工件时的错误。因此，这样的系统能够极其高效地工作。

所述系统能够具有至少一个用于加工工件的加工站，优选多个加工站，其中优选的是，加工站包括板材切割设施、用于木材工件的加工机器、分选单元、安装机器或工件运输装置。

所述系统能够设立用于，基于运输任务的优先级和/或基于无人驾驶的运输车辆的负载重量来确定无人驾驶的运输车辆的运输路线和/或运输速度。由此可行的是，顺利地替换在质量控制过程中可能已经挑选出来的有缺陷的工件。

无人驾驶的运输车辆能够设立用于，在一个或多个可能堆垛的工件下方行驶并且容纳所述一个或多个工件。优选地，所述一个或多个工件设置在工件承载件中。

根据另一目的方向，本发明涉及一种装置，所述装置有多个，尤其不同的木材加工机器和一个或多个无人驾驶的运输车辆构成。在该目的方向的范围内，所述方法或所述系统的之前列出的方面能够单独或组合使用。

附图说明

图1示出用于操纵工件的系统的示意性视图。

图2根据直观的图解示出在根据图1的系统中执行的控制。

具体实施方式

应参照附图详细阐述本发明，所述附图示出关于本发明的实施方案的实例，然而不限制本发明的主题。所描述的实施方式的在下文中将描述的特定特征的改型能够与所述实施方式的其他特征或改型组合，以构成本发明的其他实施方式。

图1示出系统1的示意性视图，其中能够对工件进行加工和缓冲，其中站的类型和数量应理解为是示例性的。所示出的系统1尤其设置用于加工和处理在家具和零部件行业的领域中所制造的板状的工件。尤其是，涉及木材工件、由木质材料制成的工件、由复合材料制成的工件等。

系统1例如由生产车间的围墙(Umhausung)限定，然而也能够包括这种生产车间的子区域。在此，在系统1中设有加工站B1-B3，所述加工站在系统1的区域中彼此间隔开。

加工站B1-B3能够通过围上栅栏来防止未经授权的进入。替选地，可行的是，在地板上通过相应的标记标明加工站的区域。

在加工站B1-B3中的每个加工站中分别设置有加工机器B1-1，B2-1和B3-1。如果加工站根据一个改型方案未设有围栏，那么相应的加工站也能够通过加工机器本身来限定。

在系统1中还设有一个存放或缓冲区域2，所述存放或缓冲区域2在系统1设置为“空闲的面”。然而，存放区域2不受特定的尺寸限定，而是可以可变地调节。这意味着，系统1的接下来将描述的控制装置能够根据要求限定和改变存放区域2。

在存放区域2中，设有多个缓冲区域2a，所述缓冲区域根据在图1中示出的实施方式构成存放区域2中的长形地构成的部段。示例性地示出三个缓冲区域，其中缓冲区域的数量和尺寸是可变的。

在缓冲区域中限定多个存放场地/堆垛场地2b。存放场地在此是系统1的存放区域2中的位置，在所述位置处能够放置和存放具有或不具有承载件的一个或多个工件。

系统的控制装置确定存放或缓冲区域2、缓冲区2a以及存放场地2b，并且如果需要就能够在系统运行期间动态地改变其。如果例如由于当前的生产和对缓冲工件的较低需求而需要小尺寸的存放区域2，那么例如能够释放或减小缓冲区2a，以便调整存放区域2的尺寸。

存放区域/缓冲区域在缓冲路段2b之间能够具有通道，无人驾驶的运输车辆能够在所述通道中移动，以便直接随意存取区域2b中的所有堆垛。在缓冲路段2b中，其中这由于空间条件而不可能，可以通过如下方式通过无人驾驶的运输车辆自由存取堆垛：无人驾驶的运输车辆在缓冲路段2b中分别在路段的末端容纳堆垛并且在适合的位置处交出堆垛。

系统1的所描述的实施例还包括包装站V，所述包装站包括包装机器V-1。包装站V在一定程度上限定最后的加工步骤，其中将借助于上述加工机器中的一个或多个所加工的工件必要时进行组合和包装。根据另一实施方式，所述系统也能够构成为不具有包装站。

在生产设施中设有多个无人驾驶的运输车辆10-12，其中无人驾驶的运输车辆10-12电运行。无人驾驶的运输车辆构成为，使得其能够容纳一个或多个工件并且例如将其卸载到存放场地2b之一处。为此，如果多个上下堆垛的工件维持在存放场地之一处，那么无人驾驶的运输车辆能够在工件堆垛下方行驶并且将其抬起。在实施例中示出的无人驾驶的运输车辆的三个的数量纯粹是示例性的。运输车辆的数量能够根据要求来改变。

无人驾驶的运输车辆10-12设立用于，运输在工件承载件上的一个或多个工件。此外，无人驾驶的运输车辆10-12设立用于，从特定的加工机器处容纳工件并且根据运输任务交付所运输的工件。在这种情况下，无人驾驶的运输车辆10-12能够在系统1中自由移动。

如果例如在加工站B1中被加工的工件未直接交付给另一个加工站，那么能够将由加工站B1加工的工件缓冲/暂时存放在存放区域2中。为此，待暂时存放的工件借助于无人驾驶的运输车辆移动至存放场地2b之一并且被卸下。

因为存放场地2b可进入地设置，所以不像在传统的堆垛滚筒输送机中那样需要遵循特定的提取顺序或进行重新堆垛过程。更确切地说，无人驾驶的运输车辆能够存取特定的存放场地2b，使得能够以灵活的方式改变系统1的站之间的加工顺序。

尤其可行的是，能够给特定的任务分配更高的优先级，或者改变该优先级。如果例如在加工站B2中识别出可能错误地执行了工件的子加工步骤并因此需要对工件进行再生产，那么能够将其他子工件放置在存放区域2中并且对待替换的子工件进行再生产并且以提高的优先级输送到加工站B2。为此，相应的无人驾驶的运输车辆获得定为优先的运输任务。

替选地，可行的是，借助于无人驾驶的运输车辆之一提取已经存在于存放区域2中的子工件并且将其输送给加工站B2。因为存放场地是可进入的，所以无人驾驶的运输车辆能够自由地存取存放区域2中的相应的子工件。

为了图解说明对无人驾驶的运输车辆10-12的控制，参考图2中的示意图。控制装置30包括承担上级的生产计划的资源计划系统31。

单元控制装置32设置在资源计划系统31的下级，所述单元控制装置从资源计划系统31获得用于不同的加工机器的生产任务，所述单元控制装置执行用于加工机器的各个运输任务，并且借助于一个或多个无人驾驶的运输车辆并且可能与可选地存在的常规的运输机械组合地处理运输任务。单元控制装置32配备有数据库系统、带可视化的用户界面、适合于资源计划系统31的接口、至云服务以及移动终端设备的接口。

单元控制装置32面对的任务是，根据各个生产区域的负荷程度，分配来自不同生产区域的一个或多个无人驾驶的运输车辆10-12，并且可选地将无人驾驶的运输车辆动态地转移到其他生产区域。此外，在系统中能够根据优先级给无人驾驶的运输车辆10-12分配运输任务，并且在此能够根据优先级来设定运输路径和/或运输速度。

关于这一点，优先级是指在系统内将较低或较高的优先级分配给特定的运输任务。以这种方式可行的是，在考虑优先级的条件下通过相应地运来和运走工件来补偿加工机器的生产波动。

无人驾驶的运输车辆配备有传感器，以便检测运输路径的区域中的工件参数和可能的拥堵情况，并且将这些信息传送给单元控制装置。

单元控制装置32借助耦联系统33与车队控制系统34连接，所述车队控制系统选择特定的无人驾驶的运输车辆并且将具体的控制指令传送给无人驾驶的运输车辆10-12。此外，车队控制系统34监控所述设施，使得当多个无人驾驶的运输车辆可能相互妨碍时，不会产生阻塞。

无人驾驶的运输车辆10-12能够利用相应的传感器装置识别装载的或卸载的工件承载件，并且在此还能够确定：涉及哪个工件承载件。如果例如容纳较大的工件承载件，那么可能需要增大无人驾驶的运输车辆周围的安全区域。

根据另一变型形式，无人驾驶的运输车辆10-12分别配备有检测装置，以便辨识各个工件。检测装置能够构成为例如条形码扫描仪或RFID扫描仪，借助于所述条形码扫描仪或RFID扫描仪识别安置在工件上的条形码或RFID芯片。

此外，无人驾驶的运输车辆能够从加工机B1-1、B2-1和B3-1或者从可选地存在的运输机器中接收工件或工件的垛堆。在此，能够灵活地容纳工件或工件的垛堆，并且将其交付给另一加工站、存放区域2的存放场地2b或可选地存在的运输机器。

视工件的稳定性而定，能够设定无人驾驶的运输车辆的速度曲线。尤其可行的是，当涉及相对不敏感的工件时，实行更高的运输速度。如果例如涉及已经以嵌套法制造的子元件，那么能够权宜地以较低的输送速度行驶，以便避免子工件在无人驾驶的运输车辆突然的停车过程中从工件承载件上掉落或移动到工件承载件上。

无人驾驶的运输车辆在此具有如下优点：在受保护的加工站中运输一个或多个工件也是可行的，而不需要停止在相应的单元内的加工。为此，例如能够在相应加工单元的围墙/保护栅栏中设置闸门。闸门能够通过与无人驾驶的运输车辆的相应的传感器装置交互来打开和关闭。

相对于现有技术的优点在于，无人驾驶的运输车辆的故障不会导致整个设施的停车。如果例如工件能够在多个加工站中被加工时，这在加工站B1到B3发生故障时同样适用。

此外，相对于现有技术的优点在于，存放或缓冲区域2不再完全地经由例如保护栅栏装置来保护，而是出于其他使用目的被封锁。因为存放或缓冲区域2能够动态地改变，所以该存放或缓冲区域也能够暂时为了生产中的其他目的而改变。此外，存放或缓冲区域2不再被围上栅栏，并且例如叉车也能够使用所述面或行驶路径。

附图标记列表

1 生产设施/系统

2 可变的存放区域

2a 缓冲区

2b 存放场地

B1 第一加工站

B1-1 第一加工机器

B2 第二加工站

B2-1 第二加工机器

B3 第三加工站

B3-1 第三加工机器

V 包装站

V-1 包装机器

10 第一无人驾驶的运输车辆

11 第二无人驾驶的运输车辆

12 第三无人驾驶的运输车辆

30 控制装置

31 资源计划系统

32 单元控制装置

33 耦联系统

34 车队控制系统

Claims (16)

1.一种用于操纵尤其板状的工件的方法，所述方法具有以下步骤：

创建运输任务并且从多个无人驾驶的运输车辆(10，11，12)中选择第一无人驾驶的运输车辆(10)；

借助于所述第一无人驾驶的运输车辆(10)容纳和运输一个、多个工件或者工件承载件，其中一个、多个所述工件或者所述工件承载件被放置在存放区域(2)的存放场地(2b)处，所述存放场地实现随意的存取。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存放区域(2)的尺寸是可变的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述存放区域(2)具有一个或多个缓冲区(2a)，其中一个或多个所述缓冲区(2a)分别包括一个或多个存放场地(2b)，其中优选的是，一个或多个所述缓冲区(2a)的尺寸是可变的。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，设有一个或多个加工站(B1-1，B2-1，B3-1)，其中优选的是，一个或多个所述加工站(B1-1，B2-1，B3-1)包括板材切割设施、用于木材工件的加工机器、分选单元、安装机器或者工件运输装置。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，运输任务借助于单元控制装置(32)进行，所述单元控制装置与车队控制系统(34)通信。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，运输路径和/或运输速度还基于所述运输任务的优先级和/或基于所述第一无人驾驶的运输车辆(10)的负载重量来确定。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，改变所述运输任务的优先级或者取消所述运输任务。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述运输任务针对第二或者其他无人驾驶的运输车辆(11)创建，其中所述运输任务的优先级确定为高于或者低于所述第一无人驾驶的运输车辆(11)的运输任务的优先级。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述工件至少部段地具有木材、木质材料和/或复合材料。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述无人驾驶的运输车辆(10)为了从堆垛场地(2b)容纳一个工件、多个工件或者工件承载件在所述一个或多个可选地堆垛的工件下方行驶并且容纳一个或多个所述工件。

11.一种用于操纵工件的系统(1)，包括：

多个无人驾驶的运输车辆(10，11，12)，

其中所述系统(1)设立用于，创建运输任务并且从多个无人驾驶的运输车辆(10，11，12)中选择第一无人驾驶的运输车辆(10)，

其中所述系统(1)包括具有一个或多个存放场地(2b)的存放区域(2)，所述存放场地(2b)实现随意存取。

12.根据权利要求11所述的系统(1)，其特征在于，所述系统包括具有单元控制装置(32)和下级的车队控制系统(34)的控制装置(30)，其中所述单元控制装置设立用于，基于所述系统(1)的状态和/或基于上级的资源计划系统(31)的任务来确定运输任务。

13.根据权利要求11或12所述的系统(1)，其特征在于，所述无人驾驶的运输车辆是自主行驶的单元，所述自主行驶单元尤其电运行。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述系统具有至少一个用于加工工件的加工站，其中优选的是，所述加工站(B1-1，B2-1，B3-1)包括板材切割设施、用于木材工件的加工机器、分选单元、安装机器或者工件运输装置。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述系统(1)设立用于，基于所述运输任务的优先级和/或基于所述无人驾驶的运输车辆(10)的负载重量来确定运输路径和/或运输速度。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的系统(1)，其特征在于，所述无人驾驶的运输车辆(10)设立用于，在一个或多个可选地被堆垛的工件下方行驶并且容纳一个或多个所述工件。

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