CN1310125A - 用于自动仓储和根据多项目存货清单填写订单的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于自动仓储和汇集产品的设备及其操作方法,以最小的搬运量和人为的干涉搬运产品。这种设备包括输入输送系统,输出输送系统,具有单独可寻址的储存位置的多个可移动的储存货架,用于从输入输送机上取出产品,并且将产品放置到储存货架和输出输送机上的机械手,阅读器和控制上述设备的计算机处理系统。最好,计算机控制系统是可编程序的,以便对来自输入输送机的各产品设置优先要求。由产品的优先要求,确定设备将产品放置的储存货架中的位置。在接收客户订单之后,该设备根据订单有选择地提取被储存的产品。

Description

用于自动仓储和根据多项目存货清单填写订单的设备和方法
本发明涉及一般用于材料或物品搬运的设备和方法，特别是涉及用于物品搬运的设备和方法，通过控制系统，按照可以改变的操作指令，本发明能够从物品源中有选择地装载多种产品，并且有选择地向一个位置卸载多种产品。
在产品的储存和订单处理/发货领域中，连同协作设备，该设备是公认的用于将自动化设备引入产品的提取/定单汇集过程中的设备，通常有三种主要方法，它们是提取-线索(PICK-TO-LIGHT)、A形构架(A-FRAME)，以及水平通道提取/放置方法。
各种方法都需要最初的步骤，输送制造完毕的产品，在产品的储存区域和定单执行区域大量储存产品，例如采用仓库。通常，在托盘上，将大量特殊的产品放置在一起。在分开的托盘中，各自包括一种类型的产品，可以有计划地将其放置在整个仓库中。在需要的情况下，单件产品可以由人工提取。根据多个客户订单，可以提取多种类型的产品。但是，由于在任何产品储存和订单执行区域只有有限的空间，只有有限量的产品可以被放置在提取设备的附近。可以看到，上面所述的三种方法与此情况相矛盾。
对于提取-线索(PICK-TO-LIGHT)方法和设备，产品被储存和放置在整个仓库的特殊位置。线索给出了特殊的客户订单中有要求的产品的位置。然后，操作者必须通过人工从指定的位置取出或提取需要的产品。第二个线索给出客户订单中要求的第二种需要的产品位置。连续执行上述操作，直到完成订单时为止。对于下一个订单，采用相同的操作过程。当与提取的产品有关的位置被用尽时，必须由人工为这些产品补充新的位置，通常位于货架中提取位置之后的位置上。
与这种方法和设备相关的一个问题是其需要相当大量的搬运工作量和人为的干涉。由此，导致劳动成本大大增加，即，支付劳动者的工资，以及由于劳动者在工作中身体受伤需要支付的费用增加，而且在提取产品的操作过程中人工操作容易产生错误。
按照A形构架的方法和设备，与订单处理设备相联系，特别将产品储存在多个竖直通道之一。输送机上的输送带部分或料仓与特殊的客户订单相对应。具有输送带部份的输送机从多个竖直通道的下方通过。在这些竖直通道中包含了由客户订单所要求的产品，由竖直通道将合适数量的产品分配到输送带部分上。接收产品之后，输送带部分接着通过下一个包含有客户订单所要求产品的竖直通道。这个操作过程连续进行，直到完成订单为止。采用相同的操作过程完成下一个客户订单。
当用于产品的竖直通道被用尽时，通常如同提取-线索(PICK-TO-LIGHT)方法和设备一样，由操作者在用尽的竖直通道之后通过人工补充新的位置。对于这种A形构架的方法和设备，产生同样的问题是需要相当大量的搬运工作量和人为的干涉。此外，A形构架的设备采用比较大的通道。因此，A形构架的设备通常适合于大体积的产品，其需要储存的数量比较低。对于体积较小的产品，在放置从大的竖直通道中选定的产品之前，必须由人工将体积较小的产品放置到输送带部分上。这种方式也导致了劳动成本增加的问题。产生的附加问题是分配产品时，采用了两个系统。当采用这种方法和设备时，同样使成本增加。
在使用LMS AUTOPICKER设备的水平通道放置和提取方法中，将产品储存在水平通道中，对于水平通道预先设定了这些通道的号码。输送机上的输送带部分或料仓与特殊的客户订单相对应。具有输送带部分的输送机从多个水平通道的下方通过。在这些水平通道中包含有客户订单所要求的产品，通过水平通道将数量合适的产品分配到输送带部分。输送带部分接收产品之后，从包含了下一个产品订单所要求的产品的通道下方通过。然后，连续执行上述操作，直到完成订单。以同样的方式，完成下一个订单。
当用于产品的水平通道被用尽之后，通常与前面所述的方法和设备一样，需要由操作者在用尽水平通道之后，通过人工补充新的位置。因此，与采用水平通道提取方法和采用LMS AUTOPICKER设备相联系，产生同样的问题是需要付出大量的搬运劳动和人为的干涉。此外，LMS AUTOPICKER设备使用重力从水平通道中分配产品。因此，当分配轻重量的产品时，LMS AUTOPICKER设备容易造成阻塞故障。附加的问题是，水平通道一般需要使产品下落的距离。因此，有可能引起被订购的产品的损坏。
与上述三种方法和设备相关的其他缺陷和问题是采用托盘，水平和竖直通道设备，及附属的输送机输送中心而言，需要昂贵的很大的用于产品储存和定单执行区域的地面储存空间。与上述方法和采用的设备相关的其他问题是它们不适用于包含小尺寸包装箱的多项目订单。
因此，需要一种自动的产品储存和订单执行设备和方法，其可以最大限度的减小和消除上述缺陷。
为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种用于搬运产品的设备，其包括：计算机处理系统；用于储存多个产品的多个储存位置；用于将多个产品的识别信息输入上述计算机的装置；至少一台由计算机处理系统控制的产品搬运设备，以便将多个产品中的至少一个产品放入储存位置，由计算机处理系统在放置所述产品之前决定产品的储存位置；在计算机处理系统中的存储器，其存储上述产品的识别信息和储存位置。
本发明还提供了一种方法，这种采用计算机完成搬运产品的方法包括下列步骤：将产品的识别信息输入计算机处理系统的数据库，各种类型的产品具有不同的产品识别信息；为产品选择储存位置；直接使产品搬运设备将产品放入储存位置；将产品的识别信息和储存位置记录储存在数据库中。
这种方法和设备能够以密集的方式在中心区域储存多种产品。可以将产品连续放置在本发明的设备中，以最少的附加劳动保持设备具有充足的产品。因此，产品的储存量基本上不受限制，能够非常方便地在仓库中连续进行操作。
此外，采用本发明的方法和设备可以根据客户订单提取产品。例如，如果用户需要多种类型的隐形镜片包装件，即，需要多种类型的产品，采用本发明可以自动提取上述产品。如果需要，可以在提取产品之前或提取产品之后，对订单中的产品进行分类，例如，根据尺寸类型的增加或减少进行分类。在提取产品之后，可以将被提取的产品分类，形成订单表中的产品，然后，将这些产品放置在输出输送机上。其他产品的分类方法也非常容易地适用于本发明。提取和放置产品的操作可以同时、间歇或根据需要进行。
通过下面详细描述本发明的优选实施例，并且参照相关的附图，可以更加容易地理解本发明的其他方面。
图1A是本发明设备的主视图；
图1B是图1A所示设备的顶视图；
图2是图1A所示设备的计算机处理系统的方框示意图；
图3是说明采用本发明的设备跟踪产品的示范性数据库的图表。
“识别装置”包括数字、条形码、二维数码、三维数码、感应传送/接收装置、无线电频率块(RADIO FREQUENCY CHIP)，或者类似装置。最好各识别装置包括某些特殊的信息，对于每一部分都具有一项记载。识别装置可以由机器阅读，和/或者由人工阅读，最好至少可以由机器阅读。机器可阅读的识别装置最好具有可以储存在与识别装置相关的数据库中的信息。对于包装加工，储存在数据库中的与识别装置相关的信息可以不以人工阅读的方式出现在包装加工过程中。即，在包装加工过程中，得知产品的唯一方式是借助条形码阅读器和类似装置阅读输入数据库中的识别装置的信息。优选的识别装置是条形码、二维数码或三维数码。
下面参照附图1A～3，其中相同的元件采用相同的方式来表示，图1A和图1B表示了一种用于自动的产品储存和订单执行的设备，以及相应采用这种设备的方法。在附图中，设备10表示竖直堆放网格(VSG)。如图所示，竖直堆放网格设备10包括输入输送机12，货架14，输出输送机16，阅读器18，机械手20，轨道22，订单产品的堆放区域23，以及通过通讯线路19与上述每个装置相连接的计算机处理系统24。
输入输送机12可以是自动输送带或类似装置，其输送产品进入机械手20可以接收的位置。操作者可以接近输入输送机12，以便将制造的产品放置在输入输送机12上，或者可以由一台或多台自动产品放置装置(未图示)接近输入输送机12，以便完成类似的工作。此外，输入输送机12可以由计算机处理系统24控制。
各货架14中包含有多个储存位置或储存空间15，以便储存单独的产品单元，例如产品包装箱或包装件。各储存空间15可以具有同一尺寸，或多种不同尺寸，以便适合于储存多种不同类型、尺寸的产品。虽然，储存空间15可以由挂钩、匣体、货架、尼龙搭链条，或者任何可以将产品固定在储存位置的装置。货架14可以是固定的，或者可以沿着轨道22移动，以便于机械手20可以进入货架14中的每个储存空间15。货架14可以沿着一、二或三个尺寸方向移动。此外，货架14可以由多种材料制成，最好由轻质材料，例如铝制成，其可以形成储存产品的储存空间15。各储存空间15最好可以由计算机处理系统24单独寻址。在一个实施例中，一个储存空间15可以给予地址“051A”，其含义是第五货架、第一排、A栏。给出其他类型的地址也是可行的。还可以考虑，可以选择采用封闭件13封闭货架14，例如，采用玻璃或有机玻璃(PLEXIGLASS)作为封闭件，保护被储存的产品，免受灰尘，水分、光线和类似因素的侵蚀。本专业的普通技术人员可以得知，在竖直堆放网格设备10中可以设置多个货架。而且，在附图中表示了货架14具有沿着竖直方向的矩形形状，本领域技术人员也可以得知，货架14可以具有任何形状，以及沿着任何需要的方向排列，只要提取和/或放置设备能够进入给出的储存位置，这将在下文中进一步描述。
输出输送机16包括输送带，其运行输送订单表上的产品离开竖直堆放网格设备10。输出输送机16可以包括多条输送带部份17，其可以单独给出特殊的客户订单，并且由计算机处理系统24跟踪。最好，各输送带部份17可以设有由机器可阅读的，例如，条形码的识别装置。输送带部分17可以作为载物台，以便汇集多个放置区域23中的订单，这将在下面予以详细描述。可以进一步预料，操作者还可以接近输送机16和/或输送带部分17，以便从竖直堆放网格设备10中取下汇集好的产品，以便进行输送或类似的操作。另外，可以采用另一种方式代替输送带部分17，输出输送机16可以包括单独的箱体或输送盒(未图示)，这些箱体可以连接在一起，或者单独提供，其目的与使用输送带部分17相同。此外，还可以选择由计算机处理系统24控制输出输送机16。
阅读器18可以是任何类型的扫描仪，例如光学扫描仪，其与光学特征识别软件相结合，所述光学特征识别软件可以储存在阅读器18或者在计算机处理系统24的程序38中。阅读器18还可以是红外线或磁性扫描仪，以便阅读在产品上的识别装置。在优选实施例中，阅读器18是条形码扫描仪，而识别装置是条形码。本专业的普通技术人员可以得知，也可以采用其他类型的阅读器。阅读器18从产品上阅读识别装置。最好，阅读器18以便于理解的格式，将从产品的识别装置中阅读的信息输送到计算机处理系统24中。还应当考虑到，产品的识别装置或者商标的信息可以由人工输入计算机处理系统24，将信息储存在数据库40中，如图2中所示。阅读器18可以进行产品正确性的自动确认，在根据客户订单提取产品，经过汇集多个产品之后，在输送经过汇集的多个产品之前，例如在输出输送机16的附近，放置第二个或多个阅读器(未图示)，以便将产品放置到输出输送机16上之前，或者按定单输送之前，阅读和核实在被提取的多个产品上的识别装置。
机械手20可以是任何产品的搬运装置。最好，机械手20包括一个或多个夹持装置21，所述的夹持装置21夹持和输送产品进入货架14，并且根据客户订单从货架14中取出产品。最好，机械手20具有动力装置，其可以沿着一、二或三个尺寸方向移动，以便机械手可以进入多个货架14中的任何一个储存空间15中。此外，机械手20可以由计算机处理系统24控制，以便可以直接从输入输送机12上取下产品，将产品放置在可寻址的货架14的储存空间15中，从这个地址，或者从任何一个储存空间15取出产品，在放置区域23中对提取的产品进行种类，和/或输送产品至输出输送机16和/或输送带部分17。还应当考虑到，机械手20可以沿着整个封闭件13移动。可以选择，由机械手20完成的放置和提取操作，由单独的可编程序的逻辑控制器(PLC)来控制(未图示)，这个逻辑控制器与计算机处理系统24协同作用。当放置产品时，储存位置的地址与相应的产品信息被储存在数据库40中。从储存位置提取产品之后，产品占用的储存位置的有效性被计算机处理系统24所记录。
在另一个实施例中，机械手20采用多个夹持装置21，其一次可以提取和放置多个产品(例如2～10，或更多的产品)。此外，可以控制机械手20迅速地提取或放置产品(即，以装配线的形式)，与单个输送机协同工作(未图示)，此单个输送机可以代替输入输送机12和输出输送机16。在此实施例中，被提取的产品可以在竖直放置网格设备10的下游由操作者或者单独的设备进行分类(未图示)。
从附图1A和1B中可以看到只有一台机械手，但是，可以设置多台机械手，比如1～10台。各机械手可以完成提取或放置产品的任务，或者由一台或多台机械手仅仅完成提取产品的操作，由一台或多台机械手仅仅完成放置产品的操作的。另外，各货架可以有一台或多台机械手，这些机械手只负责在这个货架中提取和/或放置产品。对于本专业的普通技术人员来说，显而易见，还可以有其他实施例。对于机械手20来说，可以采用多种类型的机械手。
最好，各个轨道22沿着其长度，在一个尺寸方向上，为货架14导向。但是，可以预料，货架14可以沿着一个以上的尺寸方向移动。在这种情况下，轨道22的设置与其要求相适应，或者也可以与其同时省略。如果货架14固定设置，可以由机械手20提供大范围的移动。
可以选择，在竖直放置网格设备10中设置一个或多个放置区域23，用于暂时贮存被提取的产品，与此同时，在将经过汇集的产品输送到输出输送机16上之前，在放置区域23按照客户订单汇集产品。所述放置区域23可以是微型货架，即，在此具有称为开口槽25的储存位置，最好开口槽25可以单独寻址，以便由数据库跟踪在开口槽25中的产品，或者可以使用的开口槽。这个数据库可以与跟踪储存位置15的数据库相同或者不相同。对于放置区域23，可以采用与货架14相同的形式和材料构成。此外，可以预料，可以采用另一种方式代替放置区域23，其中当产品被提取时，由机械手20将产品放置到输出输送机16上，由位于下游的分开的设备(未图示)将被提取的产品按照单独的指令进行分类。
在优选实施例中，具有多个放置区域23，其中各自具有多个单独可寻址的开口槽25。在图1A中，图示了五个放置区域，其中各自有四个开口槽25。计算机处理系统24接收产品的订单表33的输入的数据，如图2所示，所述数据来自另一个计算机处理系统(未图示)，上述计算机系统可以是相同的或不相同的，最好在相同的数据库中储存产品的储存位置15，根据客户订单在一个或多个放置区域23和/或开口槽25中放置产品，当从货架14中取出产品时，可以由机械手20将产品放入开口槽25中。在这种结构中，多个提取产品的订单可以同时完成。如果每个订单涉及一种产品，开口槽25的总数直接相应于所能处理的最大数量的订单。但是最好，对于各放置区域23给出一个订单，尽管对于多个放置区域23可以给出一个订单。在此实施例中，如果各订单中具有的数量与各放置区域23的开口槽的数量相同，或者产品的数量少于各放置区域23中的开口槽的数量，那么所能同时提取的订单的最大数量对应于放置区域23的数量。在优选实施例中，竖直放置网格设备中具有10个放置区域，每个区域有四个开口槽；因此，可以同时提取最多数量为十项的订单，每个订单中有四个或少于四个的产品。对于具有多于四个产品的订单，必须给出多个放置区域。例如，对于七个产品的订单，需要给出两个放置区域。对于具有多于40个产品的订单，给出所有的放置区域，在每个放置区域中放置订单中的四个产品，直到完成订单为止。当各个订单中的所有产品被集中在放置区域中时，在这些放置区域中的多个产品由一个或多个推动杆27推动，最好，对于各放置区域设有一个推动杆，在所述推动杆上，具有对应于放置区域中的各开口槽的指状物，最好分组、按类别将产品一同堆放在输送带上，然后，输送进行产品包装(这将在下文中详细描述)。一旦一个或多个放置区域被排空，来自于订单表33的下一项订单或多项订单，使用上述被排空的放置区域23。如果需要，多条输送带部分或输出输送机上的分组，将对应相应的订单部分。
下面参照图2，计算机处理系统24负责输入输送机12、货架14、输出输送机16、阅读器18和机械手20的协同运行，并且接收订单表33，并且可以接收来自其它输入设备32的信息，以及向其它输出设备34输出信息。
计算机处理系统24可以是任何类型的计算机，可编程序逻辑控制器和类似的装置。在本发明中，计算机处理系统24接收程序指令或用户输入，并且，根据相应的指令和输入进一步输出结果，例如每个用户订单的鉴证书，而且，计算机处理系统24可以产生信号，以便控制任何一台设备或所有输入输送机12、货架14、输出输送机16、阅读器18和机械手20。另外，计算机处理系统24可以为一个或多个可编程序的逻辑控制器(未图示)提供数据，以便完成相同的操作。计算机处理系统24包括处理器26，所说处理器26可以是任何常规的可以买到的微处理器，例如由INTEL公司生产的PENTIUM Ⅲ处理器，和存储器36，其储存程序38和数据库40。
其它输入设备32可以是一台或多台一般公知的设备，以便通过其它计算机处理系统或通过用户输入向计算机处理系统24传送信息。因此，其它输入设备32可以包括键盘，鼠标器，图形输入板，扫描仪，语音识别器，并行或串行通讯端口，网络接线和任何合适的网络，或者其他用于接收数据的通信卡。在本发明中，其它输入设备32可以允许使用者输入指令和数值。
其它输出设备34可以使一台或多台一般公知的由计算机处理系统24使用的设备，以便向操作者传送指令和数值结果。因此，其它输出设备可以包括显示监视器，语音合成器，打印机，并行或串行通讯端口，网络接线，任何合适的网络，其他用于发送数据的通讯设备，和类似的设备。
存储器36可以是高容量的内部或外部存储装置，以便储存计算机处理系统的数据，存储装置的存储容量以典型的兆字节或千兆字节来计量。尤其是，存储器36储存操作系统，例如，由MICROSOFT CORP出品的WINDOWS NT操作系统，和一个或多个应用程序38。因此，存储器36可以是下列一个或多个设备：软盘驱动器、硬盘驱动器、可读写光盘(CD-ROM)驱动器、可读写数字光盘(DVD)驱动器，以及由IOMEGA CORP制造的典型的数字编码盘(ZIP)的驱动器，和/或任何一种计算机处理系统的可读媒体，这种媒体采用只读或可读写格式，根据处理指令编码。本专业的普通技术人员可以得知存储器36可以有其他功能，或者采用其他设备作为存储器36。
最好，存储器36包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。随机存取存储器可以是具有合适数量的单独内嵌存储模块芯片(SIMM)，其存储容量(通常以千字节或兆字节计量)足以储存和传送数据，尤其是在计算机处理系统24运行的过程中，储存和传送由处理器26使用的处理指令，和接收来自程序38的指令。存储器36的只读存储器部分(ROM)可以是任何一种永久性不可再写的存储媒体，其能够储存和传送数据，尤其是在计算机处理系统24的启动程序过程中，能够储存和传送由处理器26完成的处理指令。本专业的普通技术人员可以得知存储器36可以有其他功能，或者采用其他设备作为存储器36。计算机处理系统24可以包括附加的计算机部件，例如时钟。这些部件在本文中没有描述，而且，这些部件对于本专业的普通技术人员来说是公知的。
按照本发明，程序38包括多个处理指令，其能够使计算机处理系统24接收输入数据和信息，例如，接受产品信息。可以采用任何一种计算机处理系统24所能理解的常规的计算机处理系统语言编写程序38，例如采用C++或VISUALBASIC语言。并且，在程序38中可以包括数据库40，例如SQL-based数据库程序。最好，程序38包括处理指令，该指令允许计算机处理系统24接收产品，将产品放入竖直堆放网格设备中，并且，在数据库中储存产品信息，及产品储存位置，接收由通讯端口，或者其它输入设备32接收的订单表33中的客户订单，并从储存位置15提取订单表33上的产品。最好，程序38具有处理指令，对于每个订单中的产品根据放大力、圆柱体和轴线(从最高到最低)进行分类。而且，程序38最好具有处理指令，以便将放置区域及每个放置区域23中的开口槽25对应于各订单及每个订单中的产品。根据放大力、圆柱体和轴线对订单中的产品进行分类之后，最好使定单中的产品按顺序与放置区域23中的开口槽25相对应，以便按照分类的顺序，供给定单中要提取的产品。
此外，最好程序38包括处理指令，容许计算机处理系统24决定接收产品的优先放置，并且，根据对于产品的优先要求，以及可以利用的储存位置15，为放置每个产品，决定合适的在货架14中的放置位置15。特别是，将优先要求比较高的产品放置在比较容易或者比较便利接近货架14中的储存位置15中。优先要求的确定是根据数量因素或如下因素的结合，其包括：产品的有效期，对产品的需求或设计要求，产品的类型，与产品相关的SKU或者序列号。例如，基于最高销售额的具有最高优先要求类型的产品在第一货架中对应一储存位置，基于最低销售额的具有最低优先要求类型的产品在最后一个货架中对应一储存位置。对于图2所示的实施例，第一货架最靠近机械手20，而最后一个货架离机械手20最远。因此，对于具有最高优先级要求的产品，应当被储存在距离机械手最近的货架中。储存位置15被实时决定，即，在扫描仪18阅读产品的识别装置之后，并且，在将产品放置在储存位置之前，决定产品的储存位置。如果在货架中，或者在货架部分没有可以利用的空间用于放置具有优先要求的产品，对于这个产品，将按照下一个优先要求给出可以利用的储存位置。
在另一个实施例中，程序38将不对产品确定优先要求，而对于产品，根据可以利用的在货架中的储存位置，在最便于机械手20操作的基础上，给出储存位置。
在优选实施例中，程序38在高峰运行中，同时处理客户订单，并通过选择订单表33中定购的产品完成提取操作，此时选择的产品所在的储存位置15距离机械手20最近。即，程序38按照目前最接近性提取产品。特别是，计算机处理系统24可以确定，在给定的时间内，货架14距离机械手20最近，而且，首先从货架上选择符合客户订单的产品。在非高峰工作时间，计算机处理系统24可以按照另一种提取程序运行。即，在非高峰运行时间，程序38按照先进先出的操作程序工作，提取产品。按照第二种提取操作程序，由竖直放置网格设备10接收的各产品的日期和时间数据被储存在图3所示数据库中的一个区域(未图示)，根据客户订单提取的产品，选择按照竖直放置网格设备10接收产品时的顺序，执行提取操作。在另一个实施例中，机械手提取与其位置最便利的产品，除非不考虑产品接近有效期，或者在其有效观察期之内，这将在下面予以详细描述。
当产品被提取和/或订单被完成时，程序38更新客户订单和数据库40。可以选择，最好程序38包括处理指令，容许计算机处理系统24产生报告，证实特殊的客户订单已经完成。这些报告可以供操作者使用。在采用输出输送机16输送订单上产品之前，或者向用户或受方输送经过汇集的、订单上的产品之前，观察核实通过竖直放置网格设备10汇集的每个订单上的产品。程序38还可以产生存货定账单，本专业的普通技术人员都知道其用途。
图3表示了示范的领域，其中包括由计算机处理系统24使用的数据库40，以便跟踪在竖直放置网格设备10中存储的产品。数据库40包括产品类型区41、产品的SKU区42、储存位置区43、优先要求区44、有效期区45、有效观察期区46，对此在下面将予以详细描述。根据竖直放置网格设备10接收或取出的产品数据，自动或由人工更新数据库40中储存的记录数据。最好，数据库40中的各个记录或数据行相应于一个单独的产品单元。如同本专业的普通技术人员知道的那样，相对于本发明，可以成功地使用更多或更少的数据库区。而且，存在着许多与数据库40的数据库区等同的结构。
产品的类型区41可以选择地包括储存在竖直放置网格设备10中的各个产品的、可由人工识别的描述内容。产品SKU区42最好包括产品的序列号，或者类似的可以由阅读器18阅读的信息，并且，将竖直放置网格设备10中储存的各个产品信息输送到计算机处理系统24中。储存位置区43包括储存位置15的地址，在储存位置15中储存特殊产品，所述储存处位置由计算机处理系统24决定，例如，货架号码、排数号码、栏数号码。可以选择优先要求区44，由计算机处理系统24决定对于产品给出优先要求。可以选择有效期区45，其中储存着存放在竖直放置网格设备10中的各个产品的有效期。此外，对于每一项产品，根据产品的有效期和对于产品的需求，最好还有有效观察期区46，该区由程序38中的处理指令来确定。储存在有效观察期区46中的是产品的实际有效期之前的日期，如果产品被定购的话，在该日期时或之后，程序命令机械手20提取该产品(而不是设置更方便的产品)。根据产品所希望的需求，不同的产品具有不同的有效观察期。如果对于产品的需求比较高，有效观察期接近于有效期，例如，在有效期前的四周。如果对产品的需求比较低，那么有效观察期可以是在产品有效期之前的6个月到一年，以便在产品实际期满之前，相应于客户订单，增加提取产品的机会。
在阅读器18从产品标签上阅读识别装置之后，将储存在信息栏42中的信息传送到计算机处理系统24。如前面所述，由程序38决定区域43、44和46中的信息。另外，对于任何一个或所有信息栏中的信息可以由人工通过输入设备32输入。附加的信息，例如，用于隐形镜片产品的放大力、圆柱体和轴线信息，都可以储存在数据库表40或者储存在另一份表格中(未图示)，其可以被键入数据库40所示的一个或多个区域。最好，具有产品数据库，其具有放大力、圆柱体、轴线的有效期45和产品的类型41，它们被键入到数据库40的产品SKU42中。在从产品标签上的识别装置上阅读了产品的SKU之后，可以从产品数据库中将产品类型41或其它信息拷贝进入数据库40。
下面说明竖直放置网格设备10运行的第一个示范的实施例。在此实施例中，在仓库中存放或者在工厂中制造便于接收，或者便于生产的多个不同类型的产品，例如，盒装的具有多种尺寸和特性的隐形镜片。由人工或自动装置将这些产品放置到输入输送机12上。多个产品中的每个产品都具有识别装置(最好是条形码)，其包含有产品的SKU，或者其他的产品识别标志。输入输送机12从产品所在的最初位置，将各产品输送到阅读器18。阅读器18最好是两个条形码扫描仪，所述扫描仪由计算机处理系统24控制，其各自阅读产品的识别装置，以便对多个产品，在这种情况下是对两个产品，可以同时进行扫描。两个条形码扫描仪中的各扫描仪向计算机处理系统24传送扫描信息，将信息储存在数据库40中。各产品在扫描仪下方处于等待状态，直到被机械手20提取为止。当一个或两个产品被机械手20提取，放置进入货架14中时，一个或两个产品移动进入扫描仪下方的位置，被读取信息。此时，机械手20同时移动一个产品。
计算机处理系统24的程序38在输入输送机12上提取产品之前，决定每个被接受产品的优先要求。按照产品类型中各产品的优先要求，可以按照等级，例如1～10进行分类，在所述等级中的数字表示货架的代号，在这些货架中放置一种类型的产品或多种类型的产品。在优选实施例中，设置了10个货架。根据各产品的历史销售记录并联系各产品类型，确定各产品的优先要求。参照图3，例如，具有SKU号码CL0001的第一产品与具有第一放大力、圆柱体和轴线的有最大需求的隐形镜片包装件相对应。因此，第一产品将接受最高的优先要求，例如，优先要求1。下一个具有最高需求的产品将是优先要求2，等等。另外，当在竖直放置网格设备10中储存100个不同类型的产品时，位于顶部的10个被需求的产品可以各自是优先要求1。接着，按顺序减少需求的下面10个产品将是优先要求2，等等。另外，对于1000种类型的产品，1需求最高的10种产品可以是优先要求1，需求位于其次的30种类型的产品可以是优先要求2，再其次有一定需求的100种类型的产品可以是优先要求3，等等，并且可以给出最低的优先要求，可以是500种类型的产品。本专业的普通人技术人员应当知道，数据库40的优先要求区44可以被省略，这些产品可以根据它们的SKU来分类，而SKU是直接与特殊的历史需求水平相联系的。此外，等级中优先要求的数量没有必要与货架的数量相吻合，这是因为对于具有一个以上优先要求的产品，可以给出单独的货架，或者对于具有一个优先要求的产品，可以给出多个货架。
在扫描完产品之后，产品信息被储存，优先要求被确定，计算机处理系统24决定产品的合适的储存位置15。最好，根据产品确定的优先水平并根据上文所述产品的需求，选择储存位置15。也可以根据使用要求进行选择。如果货架没有可以利用的储存位置，那么程序38将产品分配给下一个最接近可利用的储存位置。因此，具有最高优先要求的产品可以储存在竖直放置网格设备10中的第一货架中，直到第一货架被充满。在这种情况下，后来的产品将被储存到第二货架中的储存位置。具有下一个最高要求的产品将被储存在第二货架中，等等。最好，对于产品实时给出储存位置15，或者在接收产品时间和给出储存位置15的时间之间，可以有一段延时。本专业的普通技术人员可以得知，产品类型与储存位置的比率没有必要是一对一。产品类型和储存位置的比率可以根据需要改变。当具有多种类型的产品需要储存在比较小的区域中时，采用本发明具有特殊优点。在本发明的设备中，产品类型和储存位置比例可以大于1/1，甚至大于2/1，或3/1，从理论上讲，这不受限制。
在另一方面，根据收到的客户订单放置产品。例如，客户订单要求20个第一种类型产品的包装件，和20个第二种产品类型的包装件。然后，计算机处理系统24可以使机械手20将来自输入输送机12的第一批第一种类型和第二种类型产品的20个包装件放入货架14的最便于机械手20伸入的储存空间中。
而且，可以得知，确定产品优先要求的步骤可以被放弃，各产品可以放置在最便于使用的货架中的储存位置，以便从竖直放置网格设备中提取产品或者放入产品。例如，在输入输送机上的产品可以被放置在第一货架中，直到没有更多的储存位置可以使用。然后，货架和/或机械手可以移动到第二货架，从中取出产品；机械手可以根据竖直放置网格设备将被填充的订货量，从第二个货架中，提取所有的产品，然后，从输入输送机上提取所有的产品，将其放置进入第二货架中，直到第二货架中没有可以再利用的储存位置，或者在输入输送机12上不再有等待被放置的产品。然后，再向第三货架移动，第三货架可以与第一货架相同或者不相同，要被填充的定货量从订单表提取下面的产品，然后，从输入输送机上提取产品，然后放置产品，等等。本专业的普通技术人员可以得知，可以实施其他放置过程。
产品的提取最好根据单独的订单进行，订单由各个订单处理系统接收，并且，传送给计算机处理系统24，最好接收来自客户订单中央服务器(未图示)的订单。可以通过电话、邮件、英特网、传真机和任何方式接收客户订单。一些订单接收程序，已在美国专利US-4958280中所述，其中公开的内容在本文中作为参考。也可以采用现有技术中已知的其他方式。最好，将订单编入数据库，并且传送到计算机处理系统24作为订单表33。而且，订单可以如前面所述被程序38分类。在此实施例中，具有一个或多个放置区域23，根据可以利用的储存区域23和/或开口槽25的数量，由计算机处理系统24将来自订单表33的所定产品分配到放置区23和/或开口槽25。如果订单中的部分产品没有储存在竖直放置网格设备10中的任何储存位置15上，那么这个订单将暂时被忽略。在此实施例中，对于分配到放置区域23中的所有订单产品或部分订单产品最好都在工作订单表上给出，其可以是储存在计算机处理系统24中的一个单独的数据库(未图示)。在竖直放置网格设备10运行的过程中，各订单将从订单表33连续移到工作订单表中。而且，当产品被提取或放置到输出输送机16上时，订单从工作订单表上消失。如果需要，工作订单表可以有一些区域，其跟踪储存在放置区域中的产品。直到整个订单中的产品从一个或多个放置区域被推入输出输送机16上时为止，产品信息才从工作订单表中移出。在没有放置区域的实施例中，工作订单表仅仅是表示从订单表上方消失的被机械手20提取的产品的不连续的数量。在此实施例中，随着产品被提取或放置到输出输送机16上，工作订单表被更新。
向放置区域23提供产品之后，计算机处理系统24，直接使机械手20提取工作订单表中的下一个产品，此时，需要移动一个或多个货架14，到达机械手20能够提取和/或放置产品而能够进行工作的位置。一旦提取产品，由机械手20将其移动到放置区域23，并且放置在用于放置产品的开口槽25中。如果在工作订单表上具有附加的要从工作货架上提取的产品，那么机械手20将在此工作货架上提取所有产品，并且将此所有产品放置在放置区域23的开口槽25中。一旦从工作货架中提出所有工作订单表中的产品，计算机处理系统24，将对设置在输入输送机12上，扫描仪18下的产品进行检查，以检查是否有应该放在工作货架上的产品。如果产品应该放置在工作货架上，计算机处理系统24给出储存位置，由机械手20从输送机12上提取产品，将产品放置在工作货架中的储存位置。从扫描仪18下方移开一个或多个产品之后，这些产品的信息和储存位置将被保存在数据库40中，输入输送机12上的产品从扫描仪18下方通过，由扫描仪18读取产品信息。直到在扫描仪下方的产品根据优先要求不应再放在工作货架上，或者货架中没有更多用于储存的位置，或者在输入输送机上没有更多的产品时为止，将产品放入工作货架中的储存位置的过程将连续进行。一旦没有更多的产品可以放置在工作货架中(且没有从工作货架中提取的放在工作订单中的产品)，将工作货架改变为不同的货架，在这个工作货架中至少有一种工作订单中的产品可以从货架中提取。(对于货架可以改变程序，在货架上可以有工作订单表中最多的产品，或者根据订单表中产品出现的顺序提取产品，或者采用这种或那种结合方式)而且，机械手20按照工作订单表提取工作货架上的产品，然后，将工作货架上的产品放置在扫描仪下方的输送机上，接着改变工作货架，提取工作订单表中的下一个产品。在提取产品的任何时间，如果单独的产品被完全提取，或者放置区域23中的开口槽25被填满，将向一个或多个输送带部分分配已填满的产品，输送带部分的识别装置将产品信息阅读和储存在数据库中，推杆27将产品推入输送带部分。最好，推出产品，以便按照所分类别保持产品。因此，如果订单有八种不同的产品构成，对这个订单中的产品可以给出两个放置区域23。最初的四个产品被设置到一个放置区域23，从左边数，这个区域是第七放置区域，下面的四个产品可以被设置到从左边数第三个放置区域。(放置区域按顺序对应工作订单表中的产品，其中放置区域是可以利用的)当所有八个产品被对应放置到第三和第七放置区域时，首先将位于第七区域中的产品推入输送带部分，其后从第三放置区域将产品推入相同的输送带部份，于是订单中的所有产品按照放大力、圆柱体和轴线保持合适的顺序。由输出输送机16将这些产品输送到生产设备或仓库的其它位置。对于有分类顺序的产品，在将产品放入邮包并发送给合适的接受者之前，很容易对产品进行高质量检查，或者为需要附加处理的产品定位，例如，为产品设置附加的用户图示，如BEATON等人与本发明申请同时申请的“——”(VTN-458)，其中记载的内容在本文中作为参考。
一旦来自一个或多个放置区域的产品被推送到输出输送机上，来自订单表33的下一批产品将移动到工作订单表中，分配到放置区域中的开口槽，而且，加工过程连续进行。
在另一方面，如前面所提到的那样，可以从竖直放置网格设备10中取出放置区域，计算机处理系统24中的程序38可以直接使机械手20提取工作订单表(或订单表)中的产品，并且将提取的产品放置的输出输送机16上。最好，在此实施例中，来自订单表中的60个产品被保持在工作订单表上。根据程序38，计算机处理系统24对于工作订单表中的产品进行分类，以便为机械手提取产品制订最便于定位的储存位置。最好，计算机处理系统24随着工作订单表的变化、工作货架的变化、产品的放置等等随时进行再分类，以便机械手以最高效率运行。与前面所述的相同，在没有放置区域的实施例中，机械手20提取放置在工作货架上的工作订单表上的所有产品，从输入输送机12上提取产品放置在工作货架上(最好，根据优先要求执行)，并且，提取和/或放置在不同的工作货架上，只要有需要提取和/或需要放置的产品存在，就连续进行提取和放置操作。如果工作订单表上的产品出现在输入输送机上，那么程序指定机械手从输入输送机上直接提取，或者如果在进入不同的工作货架之前，产品正好位于工作订单上，那么程序指定机械手将产品放置到工作货架上，然后，再从工作货架上提取(或放置)产品。当提取产品时，工作订单表被更新。最好，根据工作订单表的经常变化，以及可以利用的储存位置，程序38可以为提取和放置的产品再设置最方便的位置。在此实施例中，当提取产品时，产品没有被分类形成订单中的产品，是由于使用了单独的分级器。采用输出输送机16或类似设备将提取的产品输送到分级器。分级器为了将提取产品汇集成定货产品，提供了各个放置区域。被提取的产品可以由机械进行分类，或者由操作者进行分类。
可以预见，如果具有多台机械手，其同时进行操作，需要修改提取和放置的产品。目前，可以想象，竖直放置网格设备10包括至少两个可以移动的货架14，其数量可以扩展到10个或者更多的货架。可以具有任何数量的货架14。最好每个货架的容量有1492个空间，以便储存小产品的包装箱，对于10个货架，可以放置14920个包装箱。该设备可用于储存多于一万个不同种类的产品。实验表明，采用具有这种容量的设备，可以根据清单中产品的一般要求，例如，隐形镜片的特殊性能和尺寸，或者保持在同样尺寸的包装箱中的其它类型的产品，切实可行地储存产品几天。
在附加实施例中，可以预见，计算机处理系统24可以是一台或几台计算机，可编程序的逻辑控制器(PLC)或它们的结合，其与竖直放置网格设备10协同操作。还应当预见到，在单独的仓库中可以设置多台竖直放置网格设备10，它可以由单独的一台计算机处理系统24统一控制。在上述多台竖直放置网格设备10协同运行的情况下，应当知道，当执行客户订单时，前面所说的任何优先要求提取和放置产品的指令都适用于各竖直放置网格设备中的产品的计算。
最后，可以预见操作者可以对竖直放置网格设备10的运行进行监督和故障检修，尽管所述的竖直放置网格设备是自动化设备。这种监督和故障检修的方法对于本专业的普通技术人员来说是显而易见的。
虽然通过前面所述的实施例详细描述了本发明，应当理解，这仅仅是对本发明进行说明，本专业的普通技术人员在不脱离本发明的构思和范围的条件下，在此基础上还可以获得其他经过修改的方式。本发明的构思和范围都记载本发明的权利要求书中。

Claims (39)

1．一种用于搬运产品的设备，其包括：
计算机处理系统；
用于储存多个产品的多个储存位置；
将用于多个产品的识别信息输入上述计算机的装置；
至少一台由计算机处理系统控制的产品搬运设备，以便将多个产品中的至少一个产品放入储存位置，由计算机处理系统在放置所述产品之前决定产品的储存位置；
在计算机处理系统中的存储器，其存储上述产品的识别信息和储存位置。
2．按照权利要求1所述的设备，其特征是：由所述计算机处理系统根据设置的优先要求决定储存位置。
3．按照权利要求1所述的设备，其特征是：由计算机处理系统根据最靠近产品搬运设备的可以利用的储存位置确定所述储存位置。
4．按照权利要求1所述的设备，其特征是：所述储存位置位于至少一个货架上。
5．按照权利要求1所述的设备，其特征是：还包括将多个产品输送到产品搬运设备中的输入输送机。
6．按照权利要求1所述的设备，其特征是：输入装置是阅读器，以便于阅读与至少一个产品相关的识别装置。
7．按照权利要求2所述的设备，其特征是：输入装置是阅读器，以便阅读识别装置，其向计算机处理系统提供产品的识别信息，由计算机处理系统使用识别信息，为所述产品设置优先使用要求。
8．按照权利要求7所述的设备，其特征是：所述阅读器是条形码扫描仪，所述识别装置是条形码。
9．按照权利要求1所述的设备，其特征是：所述计算机处理系统的存储器还存储由计算机系统决定的产品的有效观察期。
10．按照权利要求2所述的设备，其特征是：根据下列项目之一，对产品的要求，或设计要求，或产品的类型，或产品的有效期设置优先要求。
11．按照权利要求4所述的设备，其特征是：至少一个货架在至少一个方向上可移动。
12．按照权利要求4所述的设备，其包括：由计算机处理系统控制的多个可移动的货架。
13．按照权利要求1所述的设备，其特征是：至少一台产品搬运设备从储存位置提取特殊的产品。
14．按照权利要求13所述的设备，还包括：还包括输出输送机，以便从产品搬运设备中输送被提取的产品。
15．按照权利要求13所述的设备，其特征是：至少一台用于放置产品的搬运设备和至少一台用于提取产品的搬运设备是同一台产品搬运设备。
16．按照权利要求15所述的设备，其特征是：至少一台产品搬运设备间歇地放置和提取产品。
17．按照权利要求13所述的设备，其特征是：还包括至少一个放置区域，以便汇集被提取的产品。
18．按照权利要求14所述的设备，其特征是：根据客户订单提取产品。
19．按照权利要求17所述的设备，其特征是：将客户订单进行分类，并且对于各所述产品给出在放置区域中的位置之后，根据客户订单提取产品。
20．按照权利要求13所述的设备，其特征是：产品类型与储存位置的比率大于1/1。
21．按照权利要求18所述的设备，其特征是：
计算机处理系统进一步运行；
通过通讯端口接收客户订单，所述订单具有一项或多项产品的选择；
使产品的搬运设备直接从储存位置的多个产品中，有选择地提取产品。
22．按照权利要求1所述的设备，还包括：至少有一台输送机将多个产品送入或送出产品搬运设备。
23．按照权利要求1所述的设备，其特征是：所述储存位置可以移动，并且由计算机处理系统控制。
24．一种采用计算机完成搬运产品的方法，包括下列步骤：
将产品的识别信息输入计算机处理系统的数据库，各种类型的产品具有不同的产品识别信息；
为产品选择储存位置；
直接用产品搬运设备将产品放入储存位置；
将产品的识别信息储存在数据库中，以便记录产品及其储存位置。
25．按照权利要求24所述的方法，其特征是：在执行选择步骤之前，执行确定产品优先要求的步骤，其中选择步骤是基于优先要求步骤的。
26．按照权利要求25所述的方法，其特征是：优先要求是基于下述项目中的至少一个确定的：对产品的需求，设计要求，产品的类型，和对应于产品的有效期。
27．按照权利要求24所述的方法，其特征是：根据最靠近产品搬运设备的可以利用的储存位置，执行选择步骤。
28．按照权利要求24所述的方法，其特征是还包括的步骤是：
接收客户订单信息；
直接使产品搬运设备执行客户订单，从储存位置之一提取产品。
29．按照权利要求28所述的方法，其特征是：执行直接提取产品的步骤时，或者从最便于接近产品搬运设备的储存位置提取产品，或者根据产品的有效期提取产品。
30．按照权利要求24所述的方法，还包括如下步骤：在执行输入步骤之前，从输入输送机接收产品，其中通过扫描相应的产品上的识别装置，执行输入操作步骤。
31．按照权利要求24所述的方法，还包括：
接受一个或多个包括多种产品类型的客户订单，在多个储存位置中具有多种类型的产品；
恢复数据库中的多个储存位置的记录数据，这些储存位置相应于由计算机控制设备储存的多种类型的产品；
从所述储存位置提取产品。
32．按照权利要求31所述的方法，其特征是：直接由产品搬运设备完成提取产品的步骤，将产品放置在输出输送机上。
33．按照权利要求32所述的方法，其特征是：
直接使产品搬运设备将产品放置到输出输送机上的步骤包括根据客户订单，直接由产品搬运设备将产品放置到具有多种产品类型的放置区域的附加步骤。
34．按照权利要求31所述的方法，其特征是：提取产品的步骤包括选择产品，其根据下列项目之一进行选择：接收产品时间，或者产品的位置。
35．按照权利要求25所述的方法，其特征是确定产品的优先要求的步骤包括：
根据下列项目之一确定优先要求：
对产品的需求，对产品的设计要求，产品的类型，和产品的有效期。
36．一种搬运产品的方法，其步骤包括：
将多种类型的产品放置在多个货架中的储存位置；
接收多个订单以便进行产品类型的选择；
为提取各种类型的产品，处理有限数量的订单或产品；
采用产品搬运器提取最先指定类型的产品，所说最先指定类型的产品位于第一工作货架上，所述第一工作货架与产品搬运器相邻；
将从第一工作货架上提取的产品放置到输出输送机上；
将来自于输入输送机上的产品放置到第一工作货架上的储存位置，直到在输入输送机上没有更多的产品，或者在第一工作货架上没有更多开启的储存位置，或者在输入输送机上没有产品可以放置到第一工作货架上为止；
移动第一工作货架，或者移动所述产品搬运器，以便到第二工作货架上提取附加类型的产品；
采用产品搬运器提取第二种指定类型的产品，所说第二种指定类型的产品定位于第二工作货架上，所说第二工作货架与产品搬运器相邻；
将从第二工作货架上提取的产品放置到输出输送机上；
将来自输入输送机上的产品放入第二工作货架上的储存位置中，直到在输入输送机上没有更多的产品，或者在第二工作货架上没有更多开启的储存位置，或者在输入输送机上没有产品可以放置到第二工作货架上为止。
37．按照权利要求36所述的方法，其特征是放置产品的步骤包括：在将产品放置到输出输送机上之前，且将客户订单中的产品汇集在放置区域之后，具有直接由产品搬运器设备将产品放入指定的放置区域的附加步骤。
38．按照权利要求36所述的方法，其特征是：同时执行提取和放置产品的步骤。
39．按照权利要求36所述的方法，其特征是：位于第三个工作货架中的第三种指定类型的产品重复执行移动、提取、设置和放置步骤，其可以和在第一工作货架上采取的步骤相同或不相同。
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