CZ310019B6 - Způsob automatického vychystávání dílů ze skladového prostoru a robotické pracoviště - Google Patents

Abstract

Předmětem vynálezu je robotické pracoviště pro automobilový průmysl sloužící k vychystávání dílů pro montáž a způsob jeho použití. Robotické pracoviště zahrnuje robotický manipulátor (4) osazený koncovým efektorem uzpůsobeným pro uchopení dílů, který je umístěn na platformě (5) pohybující se v přibližně horizontálním a přibližně vertikálním směru a odebírá díly ze skladovacích zásobníků (1) s díly. Dále je v pracovním prostoru robotického manipulátoru (4) umístěn manipulační zásobník (3) vychystávaných dílů mající přesně definované pozice. Použití robotického manipulátoru spočívá v umisťování jednotlivých dílů ze skladovacích zásobníků (1) s díly na přesně definované pozice na manipulačním zásobníku (3) vychystávaných dílů. Požadované díly jsou vychystány do manipulačního zásobníku (3) vychystávaných dílů na základě informace předané vzdáleným výpočetním zařízením tak, aby díly korespondovaly v sekvenci se sekvencí pořadí automobilů na výrobní lince.

Description

Způsob automatického vychystávání dílů ze skladového prostoru a robotické pracoviště

Oblast techniky

Vynález se týká oblasti logistiky v automobilovém průmyslu. Zejména pak automatizovaného vychystávání dílů pro výrobní proces automobilů a robotického pracoviště pro realizaci takového automatizovaného vychystávání.

Dosavadní stav techniky

V současném stavu techniky jsou známy systémy robotizace a automatizace ve všech výrobních oblastech, zejména však v automobilovém průmyslu. Robotizací výroby, především robotických svařoven a lakoven, došlo ke zvýšení rychlosti výroby a nutnosti urychlení a zpřesnění ostatních výrobních činností, aby byla plně využita kapacita výrobních linek.

Problematické je zejména vychystávání dílů, kdy je na jedné lince produkováno v taktu velké množství automobilů s různými stupni vybavení, a zároveň je kladen velký požadavek na rychlost a kontinuitu výroby. V současnosti známé systémy vychystávání dílů využívají lidských pracovníků, kteří pomocí seznamu připravují díly pro jednotlivé vozy a předpřipravenou sadu dílů pro konkrétní automobil předávají k výrobní lince na montáž. Takovéto systémy však mají nevýhodu především v tom, že nestíhají dostatečně pokrýt výrobní kapacitu, jsou nákladné na provoz a je zde také riziko lidské chyby při vychystávání dílů. V neposlední řadě jsou tyto systémy náročné na prostor, čímž snižují využitelnost výrobních a logistických hal.

Jistého snížení možnosti lidské chyby při vychystávání dílů je v současnosti dosahováno zavedením systémů světelných senzorů u jednotlivých zásobníků dílů v kombinaci s elektronickými čtečkami a světelnou signalizací pracovníkům. Řídicí systém pracovníkům světelně indikuje, které díly mají být vychystány, a pracovník následně přečte elektronickou čtečkou strojový kód, odebere díl a připraví jej na vozík. Přičemž senzor nad jednotlivými díly odesílá řídicímu systému zprávu o tom, že byl požadovaný díl vychystán. Tyto systémy sice snižují možnost lidské chyby, ale jsou stále prostorově náročné, mají nižší výkonnost a vysoké provozní náklady.

V současnosti používané systémy také nedokáží dostatečně flexibilně reagovat na změny podmínek výrobního procesu, například při vyřazení vadného kusu při výrobě.

Systémy známé ze stavu techniky jsou také prostorově náročné, jelikož pro předejití lidské chyby je nutné, aby místa umístění jednotlivých druhů vychystávaných dílů byla neměnná. Také při vysokém výrobním taktu v automobilovém průmyslu je nutno mít na pracovišti vždy dva zásobníky u rychloobrátkových druhů dílů, aby nedocházelo k prodlevám ve výrobě. Pracovníci nejsou schopni se orientovat, který z druhů dílu dochází, a proto po dobrání všech dílů začnou vychystávat z druhého zásobníku a požádají o dodání dalšího zásobníku. V případě, kdy by byl umístěn pouze jeden zásobník od každého z dílů, nedokáží pracovníci včasně zajistit výměnu zásobníku. Pracoviště tedy zabírá takovou plochu, aby mohlo pojmout dvojnásobek zásobníků, než je počet druhů vychystávaných dílů. U těchto systémů dále dochází k riziku lidské chyby, kdy pracovník objednává naskladnění nových dílů stiskem tlačítka. Takto vznikají dva problémy, prvním je riziko lidské chyby, kdy pracovník opomene stisknout tlačítko, čímž ohrozí kontinuitu provozu, či jej stiskne omylem a dojde k problému s umístěním nově přichystaných zásobníků. Druhým problémem je, že systém nemá dostatečně aktuální informace o logistickém toku dílů.

Nevýhodou současných systémů je také nutnost rozložení zásobníků s díly na ploše nebo pod regály tak, aby k nim měli pracovníci přístup. Čímž dochází k zabrání velké plochy výrobní nebo logistické haly.

- 1 CZ 310019 B6

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky do jisté míry odstraňuje vynález robotického pracoviště pro automobilový průmysl zahrnující řídicí jednotku robotického pracoviště a robotický manipulátor osazený koncovým efektorem uzpůsobeným pro uchopení dílů a snímačem okolí. Přičemž robotický manipulátor je umístěn na platformě pohybující se v přibližně horizontálním a přibližně vertikálním směru, přičemž u dráhy vymezené možným pohybem platformy jsou alespoň na jedné straně místa umístění skladovacích zásobníků s díly a alespoň na jednom místě u dráhy vymezené možným pohybem platformy je umístěn montážní zásobník vychystávaných dílů.

S výhodou jsou místa umístění skladovacích zásobníků s díly umístěna v regálu. S výhodou je snímač okolí proveden jako kamera. Dle výhodného provedení je robotickým manipulátorem robotické rameno s alespoň třemi stupni volnosti. S výhodou se využívá, že skladovací zásobníky s díly jsou umístěny na vozících nebo paletách a jsou opatřeny kódem pro strojové zpracování. Jako montážní zásobníky vychystávaných dílů jsou dle výhodného provedení využity manipulační vozíky opatřené kolečky a definovanými pozicemi pro umístění dílů.

Dle výhodného provedení je platforma uzpůsobena pro umístění alespoň jednoho montážního zásobníku vychystávaných dílů. Ve výhodném provedení platforma dále zahrnuje mezi-zásobník vychystávaných dílů.

S výhodou je řídicí jednotka robotického pracoviště komunikačně spojena se vzdáleným výpočetním zařízením, které uchovává informace o požadovaných vychystávaných dílech pro montáž.

Výhodný způsob automatizovaného vychystávání dílů ze skladového prostoru pro automobilový průmysl spočívá v tom, že robotický manipulátor odebírá díly ze skladovacích zásobníků s díly, přičemž odebírání dílů ze skladovacích zásobníků s díly je prováděno koncovým efektorem robotického manipulátoru a robotický manipulátor se ke skladovacím zásobníkům s díly a k montážním zásobníkům vychystávaných dílů přemisťuje pohybem platformy, přičemž robotický manipulátor ukládá díly v požadované sekvenci do montážního zásobníku vychystávaných dílů na základě informace předané vzdáleným výpočetním zařízením. Požadovanou sekvencí se rozumí umístění dílů do manipulačního zásobníku vychystávaných dílů na definované pozice, kde díly na definovaných pozicích korespondují se sekvencí automobilů na výrobní lince. S výhodou se využívá, že vzdálené výpočetní zařízení sleduje stav počtu jednotlivých dílů ve skladovacích zásobnících s díly a při limitní hodnotě dílů určitého druhu ve skladovacím zásobníku s díly vydá příkaz k navezení nového skladovacího zásobníku s díly téhož druhu.

Dle výhodného způsobu použití jsou do míst umístění skladovacích zásobníků s díly umisťovány skladovací zásobníky s díly, přičemž informace o identifikující druh dílů uložených ve skladovacím zásobníku s díly, uložená ve strojově čitelném kódu skladovacího zásobníku s díly, je načtená čtečkou strojového kódu snímačem okolí robotického manipulátoru a je předána vzdálenému výpočetnímu zařízení nebo řídicí jednotce robotického pracoviště. S výhodou se využívá, že robotický manipulátor umisťuje nové skladovací zásobníky s díly do míst umístění skladovacích zásobníků s díly.

S výhodou se využívá, že na platformu je umístěn alespoň jeden montážní zásobník vychystávaných dílů. V jednom z výhodných způsobů použití kdy je na platformu umístěn alespoň jeden montážní zásobník vychystávaných dílů, řídicí jednotka robotického pracoviště na základě informace o sekvenci dílů, které mají být umístěny na montážní zásobník vychystávaných dílů a na základě informace o umístění skladovacích zásobníků s díly, umisťuje díly do definovaných pozic pro umístění dílů na montážním zásobníku vychystávaných dílů v takovém pořadí, že dráha uražená platformou na jeden díl při aktuální sekvenci je nejkratší z

- 2 CZ 310019 B6 možných tras.

V jednom z výhodných způsobů použití platforma dále zahrnuje mezi-zásobník vychystávaných dílů a robotický manipulátor, přičemž robotický manipulátor umisťuje díly následující sekvence v libovolném pořadí na mezi-zásobník, přičemž robotický manipulátor přemístí díly z mezizásobníku v sekvenci do montážního zásobníku vychystávaných dílů po splnění alespoň jedné z následujících podmínek. Mezi-zásobník je plně obsazen nebo čas potřebný pro umístění dalších dílů do mezi-zásobníku je větší nebo roven času zbývajícímu do plánovaného odjezdu montážního zásobníku vychystávaných dílů nebo dráha, již musí platforma urazit v současné kombinaci je v přepočtu na jeden díl vyšší než dráha na jeden díl, kterou plošina urazí pro další kombinaci dílů nebo čas, za který musí platforma urazit v současné kombinaci do mezizásobníku je v přepočtu na jeden díl vyšší než čas na jeden díl, kdy je současná sekvence umístěna přímo do montážního zásobníku vychystávaných dílů.

S výhodou robotický manipulátor ze skladovacích zásobníků s díly odebírá obalový materiál. S výhodou se využívá, že místa umístění skladovacích zásobníků s díly nemají přesně definované pozice v horizontálním směru, přičemž řídicí jednotka robotického pracoviště získá snímačem okolí informaci o přesné pozici skladovacího zásobníku s díly v horizontálním směru. S výhodou se využívá, že díky snímači okolí není nutné umístit skladové zásobníky a montážní zásobníky na přesně definované pozice.

Objasnění výkresů

Podstata vynálezu je dále objasněna na příkladech jeho uskutečnění, které jsou popsány s využitím připojených výkresů, kde na:

obr. 1 je schematicky znázorněno robotické pracoviště pro automobilový průmysl dle tohoto vynálezu, v pohledu z boku, obr. 2 je schematicky znázorněno řízení sekvenčního vychystávání dílů dle tohoto vynálezu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Vynález bude dále objasněn na příkladech uskutečnění s odkazem na příslušné výkresy. Jedním příkladem uskutečnění je robotické pracoviště pro automobilový průmysl, zahrnující robotický manipulátor 4 s koncovým efektorem a snímačem okolí, skladovací zásobníky 1 s díly a montážní zásobníky 3 vychystávaných dílů, což je znázorněno na obr. 1. Ve výhodném provedení je koncovým efektorem robotická ruka, která umožňuje precizní manipulaci s různorodě tvarovanými díly. Alternativně lze v jistých aplikacích použít jako koncový efektor robotické chapadlo, dvoubodové kleště, elektromagnetický koncový efektor, případně speciální efektor upravený pro konkrétní specifický díl nebo kombinaci více koncových efektorů. Jako snímač okolí je ve výhodném provedení použita kamera, která je uchycena na robotickém manipulátoru 4 a umožňuje snímat jak jednotlivé tvary dílů, počet dílů, tak v některých výhodných provedeních i strojově čitelné kódy. Samotný robotický manipulátor 4 je s výhodou robotické rameno se třemi nebo více stupni volnosti. S výhodou lze využít především robotické rameno s šesti a více stupni volnosti, které umožňuje dostatečně širokou škálu pohybů. Robotické rameno je pevně spojeno s platformou 5. Platforma 5 je pohyblivá v horizontálním a vertikálním směru, tedy osách x ay, jak je zobrazeno na obrázku 1. Platforma se pohybuje v horizontálním směru, tedy směru osy x, po kolejích pomocí elektropohonů, v indukčním vedení pomocí lineárního elektromotoru nebo mechanickém vedením. Pohyb platformy ve vertikálním směru, tedy směru osy y, je realizován pomocí výtahu nebo hydraulického zdvihu. Pro optimální využití prostoru je v některých provedeních platforma pohyblivá i v druhém horizontálním směru, tedy směru osy z vyobrazeném na obrázku 1.

- 3 CZ 310019 B6

V blízkosti manipulačního prostoru platformy 5, který je při pohledu shora vymezen maximálními dojezdy platformy 5 v horizontálním, a který je při pohledu z boku vymezen maximálními dojezdy platformy 5 ve vertikálním směru, jsou umístěny skladovací zásobníky 1 s díly, ze kterých robotický manipulátor 4 odebírá díly. Skladovací zásobníky 1 s díly jsou ve výhodném provedení umístěny v místech 2 umístění skladovacích zásobníků 1 s díly. Pro umístění skladovacích zásobníků 1 s díly slouží dle výhodného provedení regály 7, které umožňují umisťovat skladovací zásobníky 1 s díly do několika pater. Místa 2 umístění skladovacích zásobník 1 s díly mohou být v horizontálním směru v pevně definovaných pozicích na ose jdoucí regálem v jeho délce nebo jsou libovolné a jejich horizontální pozice je zjištěna řídicí jednotou 9 robotického pracoviště pomocí snímače okolí. Skladovacím zásobníkem 1 s díly mohou být krabice, ve kterých jsou díly dodávány, úložné boxy, vozíky s úložným prostorem nebo jakýkoliv jiná vhodná skladovací jednotka. Skladovací zásobníky 1 s díly jsou s výhodou opatřeny strojově čitelným kódem, alternativně mohou být opatřeny RFID čipem, nebo jiným lokačně identifikačním zařízením. Strojově čitelný kód zásobníku může být načten obsluhou, čtečkou strojově čitelných kódů umístěnou na robotickém pracovišti, nebo snímačem okolí robotického manipulátoru 4. Strojově čitelným kódem může být například čárový kód, QR kód nebo jakýkoliv jiný strojově čitelný kód. Ve výhodném provedení jsou díly dodávány přímo v krabicích, umístěných na paletách. V případě dodání dílů v krabicích je robotický manipulátor 4 otevře a následně odebírá díly. V některých případech jsou díly obaleny ve skladovacích zásobnících 1 s díly obalovým materiálem, v těchto případech robotický manipulátor 4 odebírá případný obalový materiál a vyjímá pouze požadované díly. Pro přesnou manipulaci robotický manipulátor 4 využívá snímač okolí, který dokáže analyzovat polohu obalů, skladových zásobníků 1 s díly a jednotlivých dílů, které následně odebírá ze skladovacího zásobníku 1 s díly pomocí koncového efektoru. Jednotlivá místa 2 umístění skladovacích zásobníků 1 s díly jsou zaměnitelná, jelikož řídicí jednotka 9 robotického pracoviště, případně vzdálené výpočetní zařízení 11 identifikuje jednotlivé skladovací zásobníky 1 s díly. Montážní zásobník 3 vychystávaných dílů je v příkladném provedení umístěn na konci dráhy 6 platformy 5 v horizontálním směru osy x. Pro zlepšení plynulosti práce je ve výhodném provedení umístěn montážní zásobník 3 vychystávaných dílů na obou koncích dráhy 6 platformy 5 v horizontálním směru osy x. V alternativním výhodném provedení může být montážní zásobník 3 vychystávaných dílů umístěn pod regály 7. Montážní zásobník 3 vychystávaných dílů je ve výhodném provedení vozík opatřený kolečky pro snadnou přemístitelnost. Kolečka mohou být pevně připojena nebo mohou být součástí manipulačního podvozku a oddělitelná od montážního zásobníku 3 vychystávaných dílů. Vozík je dále opatřen definovanými místy pro umístění dílů. Těmito místy mohou být přihrádky, věšáky, ramena, definovaný prostor na vozíku a podobně. Vozík může být buďto poháněn ručně pracovníkem, nebo automatizovaným tahačem pro zavážení materiálu k výrobní lince 10. Ve výhodném provedení může být montážní zásobník 3 vychystávaných dílů umístěn na platformě 5 nebo může být platforma 5 opatřena mezizásobníkem vychystávaných dílů, kdy do mezi-zásobníku vychystávaných dílů robotický manipulátor 4 umisťuje díly, které jsou v sekvenci například příštích deset dílů a následně je přemístí do požadované sekvence na montážní zásobník 3 vychystávaných dílů, který je umístěn na definovaném místě.

Ve výhodném provedení je pro zvýšení bezpečnosti pracovní prostor ohrazen pasivním zabezpečovacím zařízením například mříží. Robotické pracoviště je dále opatřeno řídicí jednotkou 9 robotického pracoviště komunikačně spojenou s řídicí jednotkou robotického manipulátoru. Řídicí jednotka 9 robotického pracoviště je připojena ke vzdálenému výpočetnímu zařízení 11. Vzdáleným výpočetním zařízením 11 může být počítač nebo podniková síť opatřená softwarem řídícím pracovní procesy linek a sledujícím informace o skladovém hospodaření a sekvencích (pořadí) automobilů na výrobních linkách 10 s údaji o typu a počtu potřebných vychystávaných dílů k jednotlivým automobilům.

Metoda použití a způsob automatického vychystávání dílů ze skladového prostoru pomocí robotizovaného pracoviště pro automobilový průmysl je osvětlena na následujícím ilustrativním

- 4 CZ 310019 B6 příkladu. Robotické pracoviště pro automobilový průmysl popsané výše je propojeno se vzdáleným výpočetním zařízením 11. Řídicí jednotka 9 robotického pracoviště má informace o sekvenci požadovaných dílů k vychystání, a to alespoň pro jednu aktuální kombinaci vychystávaných dílů. Aktuální kombinací vychystávaných dílů se rozumí všechny díly určené k vychystání na konkrétní montážní zásobníky 3 vychystávaných dílů. Sekvencí požadovaných dílů se rozumí definované pořadí dílů určených k montáži pro sekvencí automobilů na výrobní lince.

Robotické pracoviště dále má informaci o typu dílů ve skladovacích zásobnících 1 s díly na jednotlivých pozicích. Robotický manipulátor 4 odebírá požadované díly a předává je do montážního zásobníku 3 vychystávaných dílů. Informace o odebíraných dílech a ukončení vychystávání dílů předává řídicí jednotka 9 robotického pracoviště vzdálenému výpočetnímu zařízení 11. Po ukončení vychystávání dílů je montážní zásobník 3 vychystávaných dílů přesunut k výrobní lince 10, pracovníkem nebo automaticky pomocí automatizovaného tahače pro zavážení materiálu k výrobní lince 10. V případě použití jednoho montážního zásobníku 3 vychystávaných dílů robotický manipulátor 4 vyčká na přistavení prázdného montážního zásobníku 3 vychystávaných dílů. V případě použití dvou a více montážních zásobníků 3 vychystávaných dílů robotický manipulátor 4 začne vychystávat díly v další požadované konfiguraci, dle automobilů na výrobní lince 10 na jeden z volných přistavených montážních zásobníků 3 vychystávaných dílů. V případě použití mezi-zásobníku vychystávaných dílů řídicí jednotka 9 robotického pracoviště vyhodnocuje vzdálenost pozic skladovacích zásobníků 1 s díly k vychystání a čas, kdy mají být díly vychystány. Na základě těchto informací dojde k optimalizaci trasy a jednotlivé díly až do maximální kapacity mezi-zásobníku jsou umístěny do mezi-zásobníku a následně umístěny v sekvenci na montážní zásobník 3 vychystávaných dílů.

Příkladný postup práce robotického pracoviště je popsán níže. Při obdržení požadavku na vychystání sekvence dílů nejprve řídicí jednotka 9 robotického pracoviště navrhne trasu s ohledem na limitní čas dodání k lince, pozici dílů a rychlost vychystání. Následně se platforma 5 přesune ve vertikální a horizontální ose do pozice, kdy je možné odebírat ze skladovacího zásobníku 1 s díly požadovaný díl. Pomocí snímače okolí robotický manipulátor 4 rozpozná na základě analýzy obrazu přesnou polohu skladovacího zásobníku 1 s díly, dílů umístěných ve skladovacích zásobnících 1 s díly a možné obaly a víka, které je nutné odstranit, případně odklopit. Následně robotický manipulátor 4 uchopí díl pomocí koncového efektoru a přesune jej do montážního zásobníku 3 vychystávaných dílů, který je umístěný na definované pozici, případně do mezi-zásobníku, který je umístěný na platformě 5. Na montážní zásobník 3 vychystávaných dílů umisťuje robotický manipulátor 4 díly do určených pozic podle sekvence výroby vozů. V dostatečném předstihu před naplněním montážního zásobníku řídicí jednotka 9 robotického pracoviště dá informaci o nutnosti odvezení montážního zásobníku 3 vychystávaných dílů k výrobní lince 10 a dodání prázdného montážního zásobníku 3 vychystávaných dílů.

Množství jednotlivých dílů ve skladovacích zásobnících 1 s díly je sledováno a při nízkém stavu dílů je odeslán požadavek na doplnění dílů. Sledování stavu dílů může provádět například řídicí jednotka 9 robotického pracoviště na základě známé informace o počtu dílů v zásobníku a počtu odebraných dílů, nebo vzdálené výpočetní zařízení 11 na základě známého počtu dílu ve skladovacích zásobnících 1 s díly a počtu odebraných dílů. Alternativně může sledování stavu provádět snímač okolí robotického manipulátoru 4, kdy je na základě obrazu pořízeného snímačem okolí zjištěn počet dílů ve skladovacím zásobníku 1 s díly. Při nedostatku některého z dílů je dodán nový skladovací zásobník 1 s díly. K požadavku na dovezení nového skladovacího zásobníku 1 s díly dojde například při limitním počtu dílů, který se může lišit v závislosti na době dodání nového skladovacího zásobníku 1 s díly ze skladu 12. K požadavku na dovezení nového skladovacího zásobníku 1 s díly může být přidružena informace identifikující požadované příjmové místo. Příjmovým místem je místo, kde jsou dodány nové skladovací zásobníky s díly. Příjmovým místem při umisťování skladovacích zásobníků 1 s díly přímo do regálů, nebo pod ně je kterékoliv místo 2 umístění skladovacích zásobníků 1 s díly. V případě umisťování nových skladovacích zásobníků 1 s díly s využitím robotického manipulátoru a platformy, pak může být

- 5 CZ 310019 B6 s výhodou využito jako příjmového místa předem definovaného prostoru v pracovním prostoru robotického pracoviště. Na takovéto předem definované místo lze například umístit jeden, dva nebo více nových skladovacích zásobníků 1 s díly. Informace o počtu dílů, či počtu skladovacích zásobníků 1 s díly jsou uchovávány buďto ve vzdáleném výpočetním zařízení 11 nebo v informačním systému skladu 12, který je spojen se vzdáleným výpočetním zařízením 11. Nový skladovací zásobník 1 s díly je dodán na místo 2 umístění skladovacího zásobníku 1 s díly, ze kterého byly odebrány všechny díly, na jakékoliv jiné volné místo umístění pro skladovací zásobníky 1 s díly nebo na určené místo pro skladovací zásobníky. Nové skladovací zásobníky 1 s díly jsou pomocí robotického manipulátoru 4 umístěny na platformu a následně jsou na místo 2 umístění skladovacích zásobníků 1 s díly v regálu 7 umístěny robotický manipulátorem 4, alternativně lze nové skladovací zásobníky 1 s díly vysokozdvižným vozíkem. Případně lze využít další systémy umisťování nových skladovacích zásobníků 1 s díly, jako jsou například regálové zakladače. Pokud je místo 2 umístění nového skladovacího zásobníku 1 s díly ve spodním patře regálu 7, může být umístěn na místo 2 umístění skladovacího zásobníků 1 s díly pracovníkem, nebo automatizovaným tahačem pro zavážení materiálu k výrobní lince 10. V případě dodání nového skladovacího zásobníku 1 s díly pracovníkem pracovník nasnímá pracovník strojově čitelný kód identifikující typ dílů, případně informace o počtu dílů ve skladovacím zásobníku 1 s díly. V případě použití automatizovaného tahače nebo v případě kdy robotický manipulátor 4 umisťuje skladovací zásobníky 1 s díly do míst 2 umístění skladovacích zásobníků 1 s díly, je strojově čitelný kód nasnímán snímačem okolí robotického manipulátoru 4 a následně odeslán do vzdáleného výpočetního zařízení 11 nebo do řídicí jednotky 9 robotického pracoviště pro automobilový průmysl. V případě použití robotického manipulátoru 4 pro umístění nových skladovacích zásobníků 1 s díly a odebírání prázdných skladovacích zásobníků 1 s díly je postup výměny následující. Po vyprázdnění skladovacího zásobníku 1 s díly se platforma 5 přesune do pozice u tohoto prázdného zásobníku 1 s díly a robotický manipulátor 4 přesune tento skladovací zásobník 1 s díly na platformu 5. Následně se platforma 5 přesune do pozice určené pro prázdné skladovací zásobníky 1 s díly a robotický manipulátor 4 prázdný skladovací zásobník 1 s díly přesune na určenou pozici. Poté se platforma 5 přesune do pozice určené pro odebírání plných nově navezených skladovacích zásobníků 1 s díly a pomocí robotického manipulátoru 4 umístí plný skladovací zásobník 1 s díly na platformu 5. Platforma 5 se přesune do pozice u vzniklého volného místa po prázdném skladovacím zásobníku 1 s díly a pomocí robotického manipulátoru 4 přesune plný skladovací zásobník 1 s díly do pozice po prázdném skladovacím zásobníku 1 s díly.

Použitím systému uvedeného výše, je umožněno zastavení ještě menšího prostoru výrobní haly, jelikož není nutné mít na pracovišti umístěny dva skladovací zásobníky 1 s díly a také nezáleží na umístění skladovacích zásobníků 1 s díly. Skladovací zásobníky 1 s díly lze také díky tomuto systému umisťovat libovolně na kterékoliv uvolněné místo 2 umístění skladovacích zásobníků 1 s díly.

Po umístění skladovacího zásobníku 1 s díly robotický manipulátor 4 odebere v případě nutnosti obalový materiál a odebírá díly dle instrukcí vzdáleného výpočetního zařízení 11 v požadované sekvenci. Obalovým materiálem může být například víko, případně jiný kryt a vnitřní obalový materiál. Vzdálené výpočetní zařízení 11 sleduje také aktuální sekvenci automobilů a má v sobě uloženy informace o druhu dílů, které má vychystat.

Příkladem vychystávaných dílů mohou být například různé druhy volantů, slunečních clonek, přístrojových desek řadicích pák a další. V některých provedeních může být výhodné, aby robotické pracoviště vychystávalo různé typy vychystávaných dílů, které jsou do vozidla instalovány v souběžné sekvenci. Například při sousledné montáži slunečních clon a volantu lze vychystávat tyto díly v sousledné sekvenci na montážních zásobníků 3 vychystávaných dílů.

Výše popsaný vynález lze použít i do stávajících logistických systémů, bez nutnosti dodatečných úprav regálových systémů, skladových zásobníků 1 s díly nebo montážních zásobníků 3 vychystávaných dílů.

- 6 CZ 310019 B6

Průmyslová využitelnost

Výše popsané zařízení a způsob jeho použití je možné využít v automobilovém průmyslu pro vychystávání dílů automobilu.

Claims (15)

1. Způsob automatizovaného vychystávání dílů ze skladového prostoru pomocí robotického pracoviště pro automobilový průmysl, jež zahrnuje řídicí jednotku (9) robotického pracoviště a robotický manipulátor (4), osazený koncovým efektorem uzpůsobeným pro uchopení dílů automobilů a snímačem okolí, přičemž robotický manipulátor je umístěn na platformě (5) pohybující se v horizontálním a vertikálním směru, přičemž u dráhy vymezené možným pohybem platformy (5) jsou alespoň na jedné straně místa (2) umístění skladovacích zásobníků (1) s díly a alespoň na jednom místě u dráhy vymezené možným pohybem platformy (5), je umístěn montážní zásobník (3) vychystávaných dílů, vyznačující se tím, že ze skladovacích zásobníků (1) s díly jsou odebírány díly robotickým manipulátorem (4), přičemž odebírání dílů ze skladovacích zásobníků (1) s díly je prováděno koncovým efektorem robotického manipulátoru (4), kde na základě analýzy obrazu získaného pomocí snímače okolí je rozpoznána poloha skladovacího zásobníku (1) s díly a poloha dílů umístěných ve skladovacích zásobnících (1), a robotický manipulátor (4) je přemisťován ke skladovacím zásobníkům (1) s díly a k montážním zásobníkům (3) vychystávaných dílů pohybem platformy (5), přičemž díly jsou robotickým manipulátorem (4) ukládány na definované pozice do montážního zásobníku (3) vychystávaných dílů na základě informace předané vzdáleným výpočetním zařízením (11), přičemž informace předaná vzdáleným výpočetním zařízením (11) zahrnuje informaci o pořadí dílů určených k montáži pro sekvenci automobilů na výrobní lince (10).

2. Způsob automatizovaného vychystávání dílů ze skladového prostoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že stav počtu jednotlivých dílů ve skladovacích zásobnících (1) s díly je sledován výpočetním zařízením (11) a při limitní hodnotě dílů určitého druhu ve skladovacím zásobníku (1) s díly výpočetní zařízení (11) vydá příkaz k navezení nového skladovacího zásobníku (1) s díly téhož druhu dílů.

3. Způsob automatizovaného vychystávání dílů ze skladového prostoru podle kteréhokoliv z nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že do míst (2) umístění skladovacích zásobníků (1) s díly jsou umisťovány skladovací zásobníky (1) s díly, přičemž informace identifikující druh dílů uložených ve skladovacím zásobníku (1) s díly, uložená ve strojově čitelném kódu skladovacího zásobníku (1) s díly, je načtená čtečkou strojového kódu snímačem okolí robotického manipulátoru (4) a je předána vzdálenému výpočetnímu zařízení (11) nebo řídicí jednotce (9) robotického pracoviště.

4. Způsob automatizovaného vychystávání dílů ze skladového prostoru podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že nové skladovací zásobníky (1) s díly jsou robotickým manipulátorem (4) umisťovány do míst (2) umístění skladovacích zásobníků (1) s díly.

5. Způsob automatizovaného vychystávání dílů ze skladového prostoru podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že řídicí jednotka (9) robotického pracoviště na základě informace o sekvenci dílů, které mají být umístěny na montážní zásobník (3) vychystávaných dílů umístěný na platformě (5), a na základě informace o umístění skladovacích zásobníků (1) vydává instrukci pro platformu (5) s robotickým manipulátorem (4) k umístění dílů do definovaných pozic pro umístění dílů na montážním zásobníku (3) vychystávaných dílů v takovém pořadí, že dráha uražená platformou (5) na jeden díl při aktuální sekvenci je nejkratší z možných tras.

6. Způsob automatizovaného vychystávání dílů ze skladového prostoru podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že díly jsou robotickým manipulátorem (4) umisťovány v následující sekvenci v libovolném pořadí na mezi-zásobník, který je součástí platformy (5), přičemž díly jsou robotickým manipulátorem (4) přemístěny z mezi-zásobníku na definované pozice do montážního zásobníku (3) vychystávaných dílů po splnění alespoň jedné z následujících podmínek:

mezi-zásobník je plně obsazen;

čas potřebný pro umístění dalších dílů do mezi-zásobníku je větší nebo roven času zbývajícímu do plánovaného odjezdu montážního zásobníku (3) vychystávaných dílů;

dráha, již musí platforma (5) urazit v současné kombinaci, je v přepočtu na jeden díl vyšší než dráha na jeden díl, kterou plošina (5) urazí pro další kombinaci dílů;

- 8 CZ 310019 B6 čas, za který musí platforma (5) urazit v současné kombinaci do mezi-zásobníku, je v přepočtu na jeden díl vyšší než čas na jeden díl, kdy je současná sekvence umístěna přímo do montážního zásobníku (3) vychystávaných dílů.

7. Způsob automatizovaného vychystávání dílů ze skladového prostoru podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že obalový materiál ze skladovacích zásobníků (1) s díly je odebírán robotickým manipulátorem (4).

8. Způsob automatizovaného vychystávání dílů ze skladového prostoru podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že řídicí jednotka (9) robotického pracoviště získá snímačem okolí informaci o přesné pozici skladovacího zásobníku (1) s díly v horizontálním směru.

9. Robotické pracoviště pro automobilový průmysl pro provádění způsobu podle nároku 1, zahrnující řídicí jednotku (9) robotického pracoviště komunikačně spojenou se vzdáleným výpočetním zařízením (11) a robotický manipulátor (4) osazený koncovým efektorem uzpůsobeným pro uchopení dílů automobilů a snímačem okolí, přičemž robotický manipulátor je umístěn na platformě (5) pohybující se v horizontálním a vertikálním směru, přičemž u dráhy vymezené možným pohybem platformy (5) jsou alespoň na jedné straně místa (2) umístění skladovacích zásobníků (1) s díly a alespoň na jednom místě u dráhy vymezené možným pohybem platformy (5) je umístěn montážní zásobník (3) vychystávaných dílů, vyznačující se tím, že místa (2) umístění skladovacích zásobníků (1) s díly jsou umístěna v regálu (7), přičemž snímač okolí je proveden jako kamera.

10. Robotické pracoviště podle nároku 9, vyznačující se tím, že robotický manipulátor (4) je robotickým ramenem s alespoň třemi stupni volnosti.

11. Robotické pracoviště podle kteréhokoliv z nároků 9 až 10, vyznačující se tím, že skladovací zásobníky (1) s díly jsou umístěny na vozících nebo paletách, a že skladovací zásobníky (1) s díly jsou opatřeny kódem pro strojové zpracování.

12. Robotické pracoviště podle kteréhokoliv z nároků 9 až 11, vyznačující se tím, že montážní zásobník (3) vychystávaných dílů je proveden jako manipulační vozík opatřený kolečky a definovanými pozicemi pro umístění dílů.

13. Robotické pracoviště podle kteréhokoliv z nároků 9 až 12, vyznačující se tím, že platforma (5) je uzpůsobena pro umístění alespoň jednoho montážního zásobníku (3) vychystávaných dílů.

14. Robotické pracoviště podle kteréhokoliv z nároků 9 až 12 vyznačující se tím, že platforma (5) dále zahrnuje mezi-zásobník vychystávaných dílů.

15. Robotické pracoviště podle kteréhokoliv z nároků 9 až 14, vyznačující se tím, že vzdálené výpočetní zařízení (11) je uzpůsobeno k uchování informací o požadovaných vychystávaných dílech.