DE10039629A1 - Process for the automatic loading and unloading of transport units, in particular units for transporting goods - Google Patents

Process for the automatic loading and unloading of transport units, in particular units for transporting goods

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Abstract

The invention relates to a method for automatically loading and unloading transport units (1), especially units for transporting goods, and preferably metallic products in the form of rolled sheet metal known as coils. According to the invention, the positions, dimensions and structure of the goods to be transported (7) and the transport unit are three-dimensionally cartographically detected, independently of the respective location thereof and preferably from above, by means of a known, mobile laser scanner (6); the data obtained is transmitted to a central control unit; said data is compared and aligned with the specific data pertaining to the transport unit and obtained by means of a transponder (9) and a reading unit (10); and is sent to a removal unit, by means of which the goods are removed and transported directly to the transport unit without having to implement an additional dispatch level. The goods are placed in a precisely predetermined area, the unloading process being carried out in the same way in said predetermined area.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Be- und Entladung von Transporteinheiten, insbesondere von Einheiten zum Transportieren von Gütern, vorzugsweise von Metallerzeugnissen in gewickelter Blechform, sogenannten Coils bzw. Paketware auch auf Paletten.The invention relates to a method for the automatic loading and unloading of Transport units, in particular units for transporting goods, preferably of metal products in wound sheet form, so-called coils or package goods also on pallets.

Der Einsatz lasergestützter fahrerloser Transportsysteme (FTS) repräsentiert zwar eine junge, aber doch eingeführte Technik. Ein wichtiger Anwendungsbereich dieser Technik ist die Automatisierung innerbetrieblicher Produkt- und Materialflüsse in definierten Sektoren. So können beispielsweise die Funktionsbereiche Hochregallager/Zwischenlager und Versandebene so miteinander verknüpft werden, daß durch FTS die rechnergestützte Bereitstellung von Transportgütern auf der Versandebene erfolgt. Von der Versandebene werden die Transportgüter bislang mit Hilfe konventioneller Verfahren in Güterwagen oder LKW verladen. Konventionell heißt an dieser Stelle, daß die Beladung durch fahrergesteuerte Kräne und/oder Gabelstapler erfolgt.The use of laser-based driverless transport systems (AGVs) does represent a young, but still established technique. An important area of application of this Technology is the automation of internal product and material flows in defined sectors. For example, the functional areas High-bay warehouse / intermediate storage and shipping level linked together be that by FTS the computer-aided provision of transport goods the shipping level. Up to now, the goods to be transported are from the shipping level loaded into freight wagons or trucks using conventional methods. Conventional at this point means that loading by driver-controlled cranes and / or Forklift is done.

Bekannt ist eine Vorrichtung zum seitlichen Be- und Entladen von Fahrzeugen, bei der gabelartige Tragarme eines Hubelementes in die Paletten der Ladeeinheiten eingeschoben werden, diese anheben, das Ladegut ausfahren und an anderen Orten absetzen, wobei an einer Be- und Entladestation ein Erkennungs- und Meßsystem installiert ist und ein auf einer Gleisanlage fahrbarer Verschiebewagen mit einer mit absenkbaren Gabeln mit verlängerbaren Gabelzinken und beiderseitig zu diesen verlaufenden Linearförderern versehene Be- und Entladevorrichtung bestückt ist (DE 196 35 858 A1). A device for the lateral loading and unloading of vehicles is known the fork-like support arms of a lifting element in the pallets of the loading units be pushed in, lift them, extend the load and in other places a detection and measurement system at a loading and unloading station is installed and a mobile carriage on a track system with a lowerable forks with extendable fork tines and on both sides of these linear loading and unloading device (DE 196 35 858 A1).  

Ebenfalls bekannt ist eine Vorrichtung für das seitliche Be- und Entladen von Fahrzeugen, vorzugsweise von Lastkraftwagen mit palettierten Ladeeinheiten, bestehend aus einem verfahrbaren Wagen mit einem Lastaufnahmemittel und einer Gabel-Kettenförderkombination, wobei
Also known is a device for the lateral loading and unloading of vehicles, preferably trucks with palletized loading units, consisting of a movable carriage with a load handling device and a fork-chain conveyor combination, wherein

  • - zur automatischen Be- und Entladung des Fahrzeuges die Position des Fahrzeuges und/oder der Ladeeinheit mittels einer Meßvorrichtung ermittelt wird,- For automatic loading and unloading of the vehicle, the position of the Vehicle and / or the loading unit is determined by means of a measuring device,
  • - das Be- und Entladen des Fahrzeuges mittels einem parallel zum Fahrzeug auf mindestens zwei Schienen auf einer Seite des Fahrzeuges mit verfahrbaren Verschiebewagen mit Hubtisch erfolgt, wobei der Hubtisch aus einem weiteren Linearführungssystem mit einem Gabelschlitten mit Gabel besteht, der quer zur Längsachse des Fahrzeuges verfahrbar ist,- The loading and unloading of the vehicle by means of a parallel to the vehicle at least two rails on one side of the vehicle with movable Transfer carriage with lifting table takes place, the lifting table from another Linear guidance system with a fork carriage with fork, which is transverse to Longitudinal axis of the vehicle is movable,
  • - und das Fahrwerk des Verschiebewagens über Gegendrückrollen und seitlichen Führungsrollen an beide Schienen verfügt- And the carriage of the transfer carriage over counter-pressure rollers and side Has guide rollers on both rails
  • - und der Gabelantrieb sowie der Kettenförderantrieb gleichzeitig bei einer Be- bzw. Entladung eingeschaltet werden und die Last von dem Kettenförderer an die Gabel bzw. der Gabel an den Kettenförderer übergeben wird, wobei das Förderniveau des Kettenförderers höher als das der Gabel liegt (DE 195 03 198 C1).- and the fork drive and the chain conveyor drive simultaneously when loading or Discharge can be switched on and the load from the chain conveyor to the Fork or the fork is passed to the chain conveyor, the Delivery level of the chain conveyor is higher than that of the fork (DE 195 03 198 C1).

Weiterhin ist eine Vorrichtung für das seitliche Be- und Entladen von Fahrzeugen, vorzugsweise Lastkraftwagen, bekannt, bei der das Be- und Entladen des Fahrzeuges mittels eines parallel zum Fahrzeug auf mindestens zwei Schienen verfahrbaren Verschiebewagenfahrwerkes mit einem Kugeldrehkranz, einem Linearführungssystem mit Schütten und einem Hubsystem mit Gabel erfolgt, wobei das Linearführungssystem mit Schlitten und Hubsystem mit Gabel um den Kugeldrehkranz drehbar ist, die Schienen sich nur auf einer Seite des Fahrzeuges befinden und das Fahrwerk des Verschiebewagens über Gegendruckrollen und seitliche Führungsrollen an mindestens zwei Schienen verfügt (DE 195 03 199 C2).Furthermore, a device for the lateral loading and unloading of vehicles, preferably trucks, known in which the loading and unloading of the Vehicle by means of a parallel to the vehicle on at least two rails movable sliding carriage chassis with a ball slewing ring, one Linear guide system with chutes and a lifting system with fork takes place  the linear guide system with slide and lifting system with fork around the Ball slewing ring is rotatable, the rails are only on one side of the vehicle are located and the carriage of the sliding carriage over counter pressure rollers and has lateral guide rollers on at least two rails (DE 195 03 199 C2).

Allen bekannten Lösungen ist gemeinsam, daß eine schienengebundene seitliche Be- und Entladung von Güterwagen oder LKW erfolgen soll. Die Verwendung von herkömmlichen Laserscannern zu Erfassung der Ladung und die Verwendung einer zusätzlichen Versand- und Verladeebene bei derartigen Einrichtungen bedeuten ein zusätzliches System, das spezifische Investitionen, eine Unterbrechung des Material- und Produktflusses und damit eine weitere Schnittstelle sowohl bei der physischen, als auch bei der Informationslogistik verursacht.All known solutions have in common that a rail-bound side Freight wagons or trucks are to be loaded and unloaded. The use of conventional laser scanners to detect the charge and use a additional shipping and loading levels at such facilities mean one additional system, the specific investments, an interruption of the material and product flow and thus a further interface both in the physical, as well as in information logistics.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Be- und Entladung von Transporteinheiten zu entwickeln, bei dem die Nachteile des Standes der Technik durch die Patentansprüche 1-11 beseitigt werden sollen, wobei insbesondere die bislang in jedem Falle vorhandene und notwendige Versandebene entfallen soll.The invention has for its object a method for automatic loading and Unloading of transport units to develop, with the disadvantages of the state the technology to be eliminated by claims 1-11, wherein in particular the shipping level that was previously available and necessary in any case should be eliminated.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zu transportierenden Güter und die Transporteinheit unabhängig von ihrem jeweiligen Standort mittels eines an sich bekannten, beweglich angeordneten Laserscanners, vorzugsweise von oben, in ihrer Lage, ihren Abmessungen und ihrem Aufbau dreidimensional kartografisch erfasst, die gewonnenen Daten einer zentralen Steuereinheit übermittelt, dort mit den über einen Transponder und eine Leseeinheit gewonnenen spezifischen Daten der Transporteinheit verglichen und abgeglichen sowie an eine Entnahmeeinheit weitergeleitet werden, durch welche die Güter entnommen und ohne die Notwendigkeit des Einschaltens einer zusätzlichen Versandebene direkt zur Transporteinheit befördert sowie dort an exakt vorbestimmter Stelle abgesetzt werden, wobei am Bestimmungsort der Entladeprozess in gleicher Art und Weise realisiert wird.This is inventively solved in that the goods to be transported and the transport unit, regardless of its respective location, by means of an intrinsic known, movably arranged laser scanners, preferably from above, in their Location, its dimensions and its structure are mapped three-dimensionally,  the data obtained is transmitted to a central control unit, there with the data a transponder and a reading unit obtained specific data of Transport unit compared and compared and to a removal unit are forwarded through which the goods are removed and without the Need to switch on an additional shipping level directly to Transport unit transported and deposited there at a precisely predetermined location the unloading process at the destination in the same way is realized.

Als Transporteinheit kann ein gleisgebundenes Schienenfahrzeug, vorzugsweise ein Güterwaggon oder ein straßengebundenes Fahrzeug, vorzugsweise ein LKW verwendet werden.A rail-bound rail vehicle, preferably a, can be used as the transport unit Freight car or a road-bound vehicle, preferably a truck be used.

Als Güter kommen insbesondere Metallerzeugnisse in gewickelter Blechform, vorzugsweise sogenannte Coils zur Erfassung, Ver- und/oder Entladung sowie zum Transportieren.In particular, metal products in wound sheet form come as goods, preferably so-called coils for recording, loading and / or unloading and for Transport.

Die Güter können auch in palettierter oder paketähnlicher Form erfasst, ver- und/oder entladen sowie transportiert werden.The goods can also be recorded in palletized or parcel-like form, and / or unloaded and transported.

Als Laserscanner kommt vorzugsweise ein berührungslos auf natürlichen Oberflächen messender Laser mit großem Leistungsniveau zum Einsatz, der für den geschilderten Anwendungsfall einen rotierenden Kopf aufweist und der vorzugsweise im Bereich der Kranbahn/-brücke von oben zum Einsatz kommt. Der Laserscanner bestreicht einen Winkel von 0-180° und wird ein- oder mehrfach über das zu transportierende Gut und über die Transporteinheit zur genauen dreidimensionalen Erfassung der Lage des Gutes im Lager einerseits und der Freiräume auf der Transporteinheit andererseits eingesetzt. The laser scanner is preferably a non-contact on natural Surface measuring lasers with a high level of performance are used described application has a rotating head and which preferably in the area of the crane runway / bridge from above. The laser scanner sweeps an angle of 0-180 ° and is applied one or more times over the transporting goods and via the transport unit to the precise three-dimensional Detection of the location of the goods in the warehouse on the one hand and the free spaces on the Transport unit used on the other hand.  

Die Verarbeitung der gewonnenen Informationen erfolgt dabei wie folgt:
Es werden die einzelnen Güter im Lager bzw. auf der Transporteinheit mit ihren Koordinaten und räumlichen Abmaßen abgespeichert. Bei Coils wird dazu noch der Mittelpunkt gerechnet. Dieses ist wichtig für die Kranzangenpositionierung. Anschließend erfolgt der Ver- und Abgleich dieser Daten mit den Daten eines Transponders, der an der Transporteinheit befestigt ist über ein Lesegerät, welches im Gleis- oder Straßenbereich angeordnet ist, in der zentralen Steuereinheit in der Weise, daß jetzt eine Liste der auf der Transporteinheit liegenden Güter, mit allen relevanten Daten, wie Abmessung und Lage sowie die eindeutige Identifikationsnummer der Transporteinheit erzeugt wird. Diese Informationen werden dem Lagerverwaltungssystem zur Verfügung gestellt und erlauben es die entsprechenden Fahraufträge für den Kran vollautomatisch zu generieren. Es wird somit eine vollkommen automatische Abfolge von Be- und Entladevorgängen durchgeführt, die keinen Eingriff von Personal erfordert.The information obtained is processed as follows:
The individual goods are stored in the warehouse or on the transport unit with their coordinates and spatial dimensions. In the case of coils, the center point is also added. This is important for the positioning of the crane tongs. This data is then compared and compared with the data of a transponder which is attached to the transport unit via a reader which is arranged in the track or road area in the central control unit in such a way that a list of those on the transport unit is now provided lying goods, with all relevant data such as dimensions and location as well as the unique identification number of the transport unit is generated. This information is made available to the warehouse management system and enables the corresponding driving orders for the crane to be generated fully automatically. A completely automatic sequence of loading and unloading processes is thus carried out, which does not require any intervention by personnel.

Die Umsetzung der Erfindung hängt maßgeblich von der technischen Zuverlässigkeit der lasergestützten Datenverarbeitungssysteme und den logistischen Vorteilen, die sich im Rahmen einer ganzheitlich definierten Logistikette als betriebswirtschaftliches Ergebnis sowohl beim Versender als auch beim Empfänger ab.The implementation of the invention depends largely on the technical reliability of laser-based data processing systems and the logistical advantages that as part of a holistically defined logistics chain as a business management Result from both the sender and the recipient.

Die Vorteile der Erfindung liegen sowohl im physischen Bereich, wie auch im Bereich der Informationslogistik, da der Material- und Produktfluss deutlich vereinfacht und ausgeweitet wird. Daraus erwachsen interessante Rationalisierungspotentiale, da in jedem Fall erstmals die Schnittstelle Versandebene vollständig entfällt.The advantages of the invention lie in the physical area as well as in the area information logistics, since the material and product flow is significantly simplified and is expanded. Interesting rationalization potentials arise from this, since in In any case, the interface shipping level is completely eliminated for the first time.

Der Datenfluß der Informationslogistik wird mit der Erfindung erheblich vereinfacht. Durch das direkte Einbeziehen der Transporteinheit in das Datenhandling entsteht ein durchgehender Datenfluß bis einschließlich des Transportgefässes. Diese Daten können so zum Empfänger weitergegeben werden, daß dort nicht nur die einzelnen Transportgüter eines Auftrages, sondern auch die jeweilige Zuordnung zur Transporteinheit bekannt ist. Das ermöglicht auf der Empfangsseite eine Entladung nach unternehmensspezifischen Kriterien, womit Voraussetzungen für eine dortige Optimierung geschaffen werden.The data flow of information logistics is considerably simplified with the invention. By directly including the transport unit in the data handling  a continuous flow of data up to and including the transport vessel. These dates can be passed on to the recipient in such a way that not only the individual Transport goods of an order, but also the respective assignment to Transport unit is known. This enables discharge on the receiving side according to company-specific criteria, which are prerequisites for a local Optimization can be created.

Anhand eines Ausführungsbeispieles soll nachstehend die Erfindung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment become.

Dabei zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Lagerhalle mit Kranbahn und Laserscanner im Schnitt. Fig. 1 a warehouse with crane runway and laser scanner in section.

Die Transporteinheit 1 mit ihre speziellen Aufnahmen für das Transportgut 2 steht innerhalb der Lagerhalle 3 im Einzugsbereich des an der Katze 4 der Kranbahn/- brücke 5 befestigten Laserscanners 6, der ebenso das in der Halle 3 befindliche Transportgut 7 seinen Strahlen 8 erfassen kann. Unter der Transporteinheit 1 ist der Transponder 9 gefestigt, der mit dem Lesegerät 10 im Gleisbett kommuniziert. Auf der Kranbahn/-brücke 5 ist ein punktueller Laser 11 zur Vermessung der Kranfahrt- x-Achse befestigt.The transport unit 1 with its special receptacles for the transport goods 2 is located in the storage area 3 in the catchment area of the laser scanner 6 fastened to the cat 4 of the crane runway / bridge 5 , which can likewise detect the transport goods 7 located in the hall 3 from its rays 8 . The transponder 9 , which communicates with the reading device 10 in the track bed, is fastened under the transport unit 1 . A punctiform laser 11 for measuring the crane travel x-axis is attached to the crane runway / bridge 5 .

Alle Datenerfassungsgeräte sind mit einer nicht dargestellten Steuereinheit verbunden.All data acquisition devices are with a control unit, not shown connected.

Im Einzelnen erfolgt dabei folgende Abstimmung:
In der nicht dargestellten Steuereinheit (PC) sind nach dem Scannvorgang alle Transportgüter mit Abmessung und räumlicher Lage abgespeichert.The following coordination takes place:
In the control unit (PC), which is not shown, after the scanning process, all transport goods with dimensions and spatial position are stored.

Wird vom Lagerverwaltungssystem ein Fahrauftrag generiert, fährt der Kran, mit Hilfe seiner Laserdistanzmesser, an die in der Steuereinheit gespeicherten Koordinaten. Handelt es sich bei dem Gut um Coils, ist der Steuereinheit die Mittelpunktkoordinate bekannt und die Kranzange wird entsprechend positioniert. Nach Aufnahme des Transportgutes fährt der Kran auf die Zielkoordinaten und entlädt das Transportgut. Der Fahrauftrag ist abgeschlossen, eine entsprechende Meldung wird an das Lagerverwaltungssystem abgesetzt.If a movement order is generated by the warehouse management system, the crane also moves With the help of its laser distance meter, the ones stored in the control unit Coordinates. If the goods are coils, the control unit is the one The center coordinate is known and the crane tongs are positioned accordingly. After picking up the goods to be transported, the crane moves to the target coordinates and unloads the cargo. The motion task is completed, a corresponding one The notification is sent to the warehouse management system.

Claims (11)

1. Verfahren zur automatischen Be- und Entladung von Transporteinheiten, insbesondere von Einheiten zum Transportieren von Gütern, wobei die Güter vollautomatisch aus einem Lager entnommen und auf der Transporteinheit verstaut sowie am Bestimmungsort wieder entladen und in einem anderen Lager deponiert werden, gekennzeichnet dadurch, daß die zu transportierenden Güter und die Transporteinheit unabhängig von ihrem jeweiligen Standort mittels eines an sich bekannten, beweglich angeordneten Laserscanners, vorzugsweise von oben, in ihrer Lage, ihren Abmessungen und ihrem Aufbau dreidimensional kartografisch erfasst, die gewonnenen Daten einer zentralen Steuereinheit übermittelt, dort mit den über einen Transponder und eine Leseeinheit gewonnenen spezifischen Daten der Transporteinheit verglichen und abgeglichen sowie an eine Entnahmeeinheit weitergeleitet werden, durch welche die Güter entnommen und ohne die Notwendigkeit des Einschaltens einer zusätzlichen Versandebene direkt zur Transporteinheit befördert sowie dort an exakt vorbestimmter Stelle abgesetzt werden, wobei am Bestimmungsort der Entladeprozess in gleicher Art und Weise realisiert wird.1. A method for the automatic loading and unloading of transport units, in particular units for transporting goods, the goods being removed fully automatically from a warehouse and stowed on the transport unit and unloaded again at the destination and deposited in another warehouse, characterized in that The goods to be transported and the transport unit are mapped three-dimensionally in their position, their dimensions and their structure, regardless of their respective location, using a known, movably arranged laser scanner, preferably from above, and the data obtained is transmitted to a central control unit, there with the Specific data of the transport unit obtained via a transponder and a reading unit are compared and compared and forwarded to a removal unit through which the goods are removed and directly to an additional shipping level without the need to switch on r Transport unit is transported and placed there at an exactly predetermined location, the unloading process being carried out in the same manner at the destination. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Transporteinheit ein gleisgebundenes Schienenfahrzeug, vorzugsweise ein Güterwaggon, verwendet wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that as a transport unit a track-bound rail vehicle, preferably a freight wagon, is used.   3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Transporteinheit ein straßengebundenes Fahrzeug verwendet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that as a transport unit a road vehicle is used. 4. Verfahren nach Anspruch 1-3, gekennzeichnet dadurch, daß als Güter, insbesondere Metallerzeugnisse in gewickelter Blechform, vorzugsweise sogenannte Coils, erfaßt, ver- und/oder entladen sowie transportiert werden.4. The method according to claim 1-3, characterized in that as goods, in particular metal products in a wound sheet form, preferably so-called coils, recorded, loaded and / or unloaded and transported. 5. Verfahren nach Anspruch 1-4, gekennzeichnet dadurch, daß die Güter auf Paletten oder in paketähnlicher Form erfaßt, ver- und/oder entladen sowie transportiert werden.5. The method according to claim 1-4, characterized in that the goods Pallets or in a package-like form recorded, loaded and / or unloaded as well be transported. 6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Laserscanner ein natürliche Ziele messender Laser mit rotierendem Kopf verwendet wird.6. The method according to claim 1, characterized in that as a laser scanner a natural rotating head aiming laser is used. 7. Verfahren nach Anspruch 1 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Laserscanner an einer Kranbahn/-brücke oder an einer separat zu verfahrenden Lineareinheit befestigt wird.7. The method according to claim 1 and 6, characterized in that the Laser scanner on a crane runway / bridge or on a separate one Linear unit is attached. 8. Verfahren nach Anspruch 1, 6 und 7, gekennzeichnet dadurch, daß durch den Laserscanner eine Fläche in einem Winkel von 0-180° ein- oder mehrfach bestrichen wird. 8. The method according to claim 1, 6 and 7, characterized in that by the Laser scanner an area at an angle of 0-180 ° one or more times is coated.   9. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Transponder vorzugsweise ein Microwellen-Transponder oder eine Telematik-Einheit oder eine Video-Einheit verwendet wird.9. The method according to claim 1, characterized in that as a transponder preferably a microwave transponder or a telematics unit or a video unit is used. 10. Verfahren nach Anspruch 1 und 9, gekennzeichnet dadurch, daß der Transponder unter der Tansporteinheit befestigt wird und mit der im Gleis- oder Straßenbereich angeordneten Leseeinheit kommuniziert.10. The method according to claim 1 and 9, characterized in that the Transponder is attached under the transport unit and with the in the track or Street area arranged communicating unit. 11. Verfahren nach Anspruch 1, 9 und 10, gekennzeichnet dadurch, daß die durch die Leseeinheit ermittelten spezifischen Daten der Transporteinheit in der Steuereinheit mit den eingescannten Daten verglichen und abgeglichen werden.11. The method according to claim 1, 9 and 10, characterized in that the through the reading unit determined specific data of the transport unit in the Control unit can be compared with the scanned data and compared.
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