DE102006061571A1

DE102006061571A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Umsetzen von Stückgütern

Info

Publication number: DE102006061571A1
Application number: DE200610061571
Authority: DE
Inventors: Roland Czuday; Emil Hueppi
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-07-03
Also published as: EP2117733A1; WO2008080760A1; US20100326893A1

Abstract

In einem Verfahren werden Stückgüter, welche in mindestens einer Eigenschaft voneinander abweichen, von mindestens einem Stückgutförderer in Ablagepositionen mindestens eines Ablagepositionsförderers umgesetzt, um bezüglich dieser Eigenschaft vordefinierte Gruppen zu bilden. Der mindestens eine Ablagepositionsförderer transportiert diese Ablagepositionen mindestens im Bereich der Übergabe der Stückgüter in diese Ablagepositionen parallel, aber in entgegengesetzter Richtung zur Förderrichtung des mindestens einen Stückgutförderers. Der in Förderrichtung des mindestens einen Ablagepositionsförderers jeweils letzte Picker vervollständigt dabei die Gruppen. Dieses Verfahren ermöglicht eine flexible und zeitoptimierte Umsetzung von Verpackungsstrategien.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umsetzen von Stückgütern, insbesondere zum gewichtsgenauen Verpacken, gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik
Empfindliche Stückgüter, insbesondere Lebensmittel, werden im Stand der Technik von Hand, mittels mechanischen Portioniervorrichtungen oder in so genannten Roboterstrassen verpackt. EP 0 250 470 offenbart derartige Roboter, auch Picker oder Deltaroboter genannt, welche für den Einsatz in Verpackungsstrassen geeignet sind. Es handelt sich um einen Roboter mit einem Grundkörper, an den über drei zweiteilige Arme ein Arbeitsteil angelenkt ist, an welchem wiederum Greifer oder Saugerelemente angeordnet sind. Aus US 6 543 987 und US 6 896 473 sind Weiterentwicklungen bekannt, in welchen der Deltaroboter über eine längenveränderbare vierte Achse verfügt. Anstelle der Deltaroboter sind auch andere Pick & Place Roboter geeignet, beispielsweise auch die so genannten Scara Roboter oder 6-Achs-Roboter.
Im Falle von Biskuit, Schokolade oder anderen industriell hergestellten Artikeln ist es dabei relativ einfach, alle Packungen gleich zu füllen, so dass die Endprodukte identisch sind. Bei natürlichen Produkten, wie beispielsweise Fleischprodukten, Geflügel, Fisch, Früchte oder Gemüse ist dies kaum möglich, da die einzelnen Stückgüter in ihrer Form und ihrem Gewicht zu unterschiedlich sind. Ein gewichtsgenaues Verpacken hat Vortei le im Verkauf: die Preisauszeichnung ist vereinfacht, da alle Packungen mit demselben Preis beschriftet werden können. Das Kaufverhalten des Kunden wird positiv beeinflusst, da er stets dieselbe Menge erhält. Der Kunde wird unter anderem seltener mehrere Packungen in die Hand nehmen, bis er sich zum Kauf einer der Packungen entschliesst.
Eine Lösung wäre, die Produkte entsprechend zu verkleinern, um gleich schwere Endpackungen zu erhalten. Dies wird von den Konsumenten aber nicht immer geschätzt, da sie dadurch nie wissen können, ob sie nur ganze oder auch geteilte Produkte erhalten. Falls möglichst gleiche Grösse oder Form gewünscht wird, könnten nicht konforme Stückgüter über eine Kamera detektiert und aussortiert werden. Dies führt jedoch zu einem zu grossen Ausschuss an nicht verwendeten Stückgütern.
WO 2005/106405 offenbart deshalb ein computerunterstütztes Verfahren zum Verpacken von Stückgütern unterschiedlicher Grösse, bei welchem die Grösse jedes Stückguts zuerst geschätzt bzw. das Gewicht bestimmt wird, dann seine Lage auf dem Förderband registriert wird. Anschliessend wird bestimmt, in welchen Behälter das Stückgut abgelegt werden soll.
In WO 01/22043 wird vorgeschlagen, das Stückgut mit einem Roboterarm in den Behälter zu legen, wobei der Roboterarm beim Anheben des Stückguts gleich dessen Gewicht bestimmt.
In US 6 722 506 werden die Stückgüter mehreren Empfangsstationen zugeordnet, wobei nach dem Wiegen der Stückgüter diese einer bevorzugten Empfangsstation zugeordnet und nach Überprüfung einer simulierten Effizienz des Zuordnungsprozesses Änderungen in der Zuordnung vorgeschlagen werden. Auch US 6 321 135 versucht das Problem mit einem relativ komplizierten Algorithmus zu lösen.
In WO 99/28057 geht es darum, Würste, welche in zufälliger Anordnung angeliefert werden, automatisch auszurichten und zu gruppieren. Die Würste werden hierzu bereits auf dem Zuführband gruppiert und in Gruppen weitergefördert. Eine Steuereinheit wer tet den zufälligen Ordnungszustand auf dem Zuführband aus und bestimmt die zufällig gegebene Lage der Gruppe auf dem Zuführband, damit die Gruppe nachher als Ganzes in korrekter bzw. optimaler Lage in den Behälter abgelegt werden kann.
Diese Verfahren weisen alle den Nachteil auf, dass sie entweder eine relativ komplizierte Steuerung benötigen und/oder relativ langsam und somit ineffizient sind.
Üblicherweise werden Stückgutförderer und Behälterförderer parallel zueinander im Gleichstrom betrieben, d. h. ihre Förderrichtung verläuft parallel zueinander mit Anfangs- und Endpunkt auf jeweils derselben Seite. EP 0 865 465 beschreibt jedoch eine Anlage mit Gegenstromprinzip, d. h. die Behälterförderer verlaufen zwar parallel zum Stückgutförderer, jedoch in Gegenrichtung zur Förderrichtung des Stückgutförderers.
EP 1 285 851 schlägt ein Verfahren vor, um die Lebens- bzw. maximale Einsatzdauer der Pickerroboter, welche entlang derartiger Pickerstrassen im Gleich- oder Gegenstromprinzip eingesetzt werden, zu erhöhen. Die Roboter werden hierfür nach Massgabe der Anordnung der Stückgüter auf dem Zufuhrförderer so gesteuert, dass sie zeitlich möglichst gleichmässig ausgelastet sind und keinen starken Leistungsschwankungen ausgesetzt sind.
In EP 1 352 831 wird die Relativgeschwindigkeit zwischen der Zufuhr der Behälter und der Zufuhr der Stückgüter im Bereich der Pickerstrasse gesteuert. Die Steuerung der Relativgeschwindigkeit erfolgt dabei in Abhängigkeit eines Füllstandes mindestens eines Speicherelements. Dieses Verfahren ermöglicht eine effiziente Umsetzung von Stückgütern in Behälter bei möglichst vollständiger Befüllung.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umsetzen von Stückgütern, insbesondere zum gewichtskontrollierten Verpacken, zu ermöglichen, welche möglichst effizient sind.
Diese Aufgabe lösen ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 20.
Im erfindungsgemässen Verfahren werden Stückgüter, welche in mindestens einer Eigenschaft voneinander abweichen, von mindestens einem Stückgutförderer in Ablagepositionen mindestens eines Ablagepositionsförderers umgesetzt. Die genannte Eigenschaft wird dabei zu irgendeinem Zeitpunkt des Verfahrens registriert. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
Fördern der Stückgüter auf dem mindestens einen Stückgutförderer entlang einer Pickerstrasse mit mindestens zwei in Förderrichtung der Stückgüter nacheinander angeordneten Picker,
Ergreifen der Stückgüter durch die Picker und Übergeben derselben in Abhängigkeit der erfassten Eigenschaft der einzelnen Stückgüter in eine der Ablagepositionen und Bilden einer bezüglich der genannten Eigenschaft vordefinierten Gruppe in der Ablageposition.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Ablagepositionsförderer die Ablagepositionen mindestens im Bereich der Übergabe der Stückgüter in diese Ablagepositionen parallel, aber in entgegen gesetzter Richtung zur Förderrichtung des mindestens einen Stückgutförderers transportiert und dass mindestens einer der in Förderrichtung des mindestens einen Ablagepositionsförderers jeweils letzten Picker die Gruppen vervollständigt.
Dank des Gegenstromprinzips stehen demjenigen Picker, welcher noch die letzten Leerstellen der Gruppe bzw. im Behälter zu füllen hat, ein grosse Auswahl an Stückgütern zur Verfügung. Dadurch ist es einfacher, die Behälter bzw. die Gruppen zu füllen. Das gewünschte Gewicht bzw. anderweitige zu erfüllende Kriterien lassen sich mit grosser Präzision erzielen. So ist es beispielsweise möglich, Gruppen mit einer maximalen Abweichung von ±3G% (Gewichtsprozent) zum gewünschten Gesamtgewicht zu bilden. Es lassen sich praktisch alle Stückgüter verwerten. Der Ausschuss ist relativ gering. Die meisten Produkte lassen sich beim ersten Durchgang durch die Pickerstrasse bereits verpacken, so dass ihre Verweilzeit in der Pickerstrasse minimiert wird. Dies senkt nicht nur die Betriebskosten sondern erhöht auch die Qualitätssicherung bei Lebensmitteln.
Es sind keine aufwendigen, zeit- und kostenintensiven Steuerungsprogramme notwendig. Die Lösung der Aufgabe lässt sich für die einzelnen Ablagepositionen einzeln erzielen, ohne dass zwingend eine Gesamtübersicht der Vorrichtung notwendig ist. In einer einfachen Variante des Verfahrens füllen die Picker die Behälter ohne Berücksichtigung des jeweiligen Gewichts der einzelnen Stückgüter. Erst der jeweils letzte oder die letzten Picker in Förderrichtung der Behälter füllt bzw. füllen die Behälter noch so, dass das gewünschte Totalgewicht des Behälterinhalts erzielt wird. In anderen Ausführungsformen berücksichtigen auch die vorangestellten Picker die entsprechenden Gewichte.
Erfindungsgemäss suchen die letzten Picker ein passendes Stückgut für einen bestimmten Behälter. Die in Förderrichtung der Behälter jeweils ersten bzw. vorderen Picker suchen für die wenigen noch zur Verfügung stehenden Stückgüter einen passenden Behälter. Je nach Art der Anlage findet der Wechsel dieser zwei unterschiedlichen Füllstrategien in der Mitte der Förderstrecke statt. Dabei können die mittleren Picker je nach Angebot der Stückgüter die Füllstrategie selber bzw. durch Massgabe einer zentralen Steuerung wechseln.
Die einzelnen Strategien zur Füllung der einzelnen Behälter bzw. Gruppen lassen sich lokal auf den einzelnen Pickern oder Robotern implementieren, so dass auch hier wiederum eine aufwändige und komplexe Optimierung und Steuerung der Gesamtanlage entfällt. Dadurch wird die Anlage nicht nur kostenoptimierter sondern auch stabiler und weniger störungsanfällig. Fällt ein Picker aus, kann zudem die restliche Anlage nach wie vor betrieben werden.
Des Weiteren können während des Verpackens Optimierungsdaten für den Produktionsprozess der Stückgüter gewonnen werden. Insbesondere vorverarbeitete Lebensmittel wie Fleisch, Fisch oder Geflügel in Grössen zugeschnitten werden, wie sie gerade beim Verpackungsprozess dringend benötigt werden. Da sie relativ schnell an die gewünschte Stelle geliefert werden, ist die Wartezeit minimal.
Weitere vorteilhafte Varianten des Verfahrens gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Verpackungsstrasse gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Darstellung einer Verpackungsstrasse gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und
3 ein Flussdiagramm eines möglichen Arbeitsablaufes eines einzelnen Pickers und
4 eine schematische Darstellung eines Auswahlkriteriums der einzelnen Picker.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt, anhand welchem das erfindungsgemässe Verfahren erläutert wird.
Auf mindestens einem Stückgutförderer 1 werden Stückgüter entlang einer Pickerstrasse geführt. Sie werden üblicherweise ungeordnet transportiert. Die Pickerstrasse ist durch mindestens zwei, vorzugsweise mehrere in Förderrichtung des Stückgutförderers 1 hintereinander angeordneten Picker oder Roboter gebildet. In den Figuren sind nicht die Picker selber sondern ihre jeweiligen Arbeitsbereiche 5 mit Kreisen dargestellt. Ferner ist mindestens ein Ablagepositionsförderer 2 vorhanden, welcher parallel, aber in Gegenrichtung zum Stückgutförderer 1 betrieben wird. Auf dem Ablageförderer 2 werden üblicherweise Behälter 4 geführt. Er kann jedoch auch Kavitäten oder andere vordefinierte Positionen zur Ablage der Stückgüter aufweisen. Die Stückgüter können auch einfach auf einen Förderer ohne vorgängig gekennzeichnete Ablagepositionen abgelegt und gruppiert werden. Diese Gruppen können anschliessend geordnet in einen Behälter oder eine Kavität umgesetzt werden. Sie können jedoch auch einfach ungeordnet gemeinsam in einen Beutel oder einen anderen Behälter gefüllt werden.
Die Förderer 1, 2 sind üblicherweise aber nicht zwingend Band- oder Kettenförderer. Sie können kontinuierlich oder schrittweise bewegt werden bzw. nach Massgabe einer Steuerung beschleunigt und verlangsamt werden. Die Roboter sind vorzugsweise Deltaroboter der eingangs genannten Art. Es lassen sich aber auch andere automatisch gesteuerten Roboter oder Picker verwenden. Sie können über eine Steuerung bzw. ein Steuersystem bekannter Art verfügen. Insbesondere könne sie eine gemeinsame übergeordnete Steuerung aufweisen, Teile der Steuerung einzeln aufweisen und Daten an eine zentrale Steuerung übermitteln oder gleichgestufte Steuerungen ohne Master aufweisen und somit direkt miteinander kommunizieren. Die Roboter können über Sauggreifer, Klemmgreifer oder andere geeignete Erfassungs- und Umsetzungsmittel verfügen. Die Picker können so gestaltet sein, dass sie die Stückgüter einzeln aufnehmen und umsetzen, sie einzeln aufnehmen, gruppieren und in Gruppen umsetzen oder sie in Gruppen aufnehmen und einzeln absetzen.
In der Ausführungsform gemäss 1 erstreckt sich der einzige Ablagepositionsförderer 2 über die gesamte Länge der Pickerstrasse parallel zum Stückgutförderer 1. In 2 sind entlang der Pickerstrasse mehrere Ablagepositionsförderer 2 in Förderrichtung hintereinander angeordnet. Vorzugsweise ist pro Picker ein eigener Ablagepositionsförderer 2 vorhanden.
Ziel des Umsetzverfahrens in beiden Ausführungsformen ist, die auf dem Stückgutför derer 1 angelieferten Stückgüter, welche sich in mindestens einer Eigenschaft unterscheiden, mittels der Picker so in die Behälter 4 bzw. auf die Ablagepositionen umzusetzen, dass sie Gruppen bilden, welche bezüglich dieser Eigenschaft vordefiniert sind.
Beispielsweise können sie Gruppen bilden, welche ein bestimmtes gemeinsames Gewicht aufweisen. Sie können auch Gruppen bilden, in welchem jeweils ein schweres und ein oder mehrere leichte Stücke angeordnet sind. Die Behälter werden vorzugsweise alle bis zu demselben Gewicht gefüllt. Sie können aber auch vordefinierte unterschiedliche Gesamtgewichte aufweisen. Es ist auch möglich, dass alle Stückgüter innerhalb einer Gruppe annähernd dasselbe Gewicht aufweisen und die Gruppen untereinander unterschiedliche Gewichte aufweisen.
Sie können auch entsprechend ihrer Form gruppiert sein, beispielsweise zwei grosse Stückgüter und zwei kleine Stückgüter bilden eine gemeinsame Gruppe. Sie können auch entsprechend ihrer Form angeordnet werden. Beispielsweise gerade Stücke im Innenbereich der Gruppe und krumme aussen. Es können auch optisch ansprechende Stücke, z. B. Fleischteile mit möglichst wenig Fettanteil, zuoberst bzw. zuunterst in der Gruppe angeordnet sein und weniger optisch ansprechende Stücke können innerhalb der Gruppe von den übrigen Stücken verdeckt angeordnet werden. Das Erscheinungsbild kann ein Kriterium bzw. eine Eigenschaft sein, beispielsweise die Färbung. Der Art der Gruppenbildung bzw. der Wahl der bestimmten Eigenschaft sind kaum Grenzen gesetzt, solange diese Eigenschaft der Stückgüter erfassbar und für die Picker verarbeitbar ist.
Wenn deshalb vorgängig und nachfolgend von Gewicht, insbesondere von Geflügel, gesprochen wird, so entspricht dies lediglich einer bevorzugten Variante des Verfahrens. Die dabei vermittelte erfindungsgemässe Lehre lässt sich auch auf andere Eigenschaften umsetzen.
Im erfindungsgemässen Verfahren muss nun die jeweilige Eigenschaft, beispielsweise das Gewicht der Stückgüter bekannt sein. Hierzu kann das Gewicht der Stückgüter vor der Übergabe an den Stückgutförderer 1 erfasst, beispielsweise gewogen werden. Das Gewicht lässt sich auch durch optische oder mechanische Erkennung der Grösse und durch Umrechnung mit Hilfe der Dichte ermitteln. Es ist auch möglich, im Stückgutförderer 1 eine Waage zu integrieren oder über bzw. in der Förderstrecke ein entsprechendes optisches oder mechanisches Erkennungssystem anzuordnen. Des weiteren können die Picker selber mit einem Erkennungssystem, z. B. mit einem Wägearm versehen sein. Des Weiteren können auch die Behälter selber bzw. die Ablagepositionen Erkennungsmitteln ausgesetzt werden. Beispielsweise können teilgefüllte Behälter gewogen werden.
Im Folgenden wird anhand der 3 eine Variante des Verfahrens beschrieben, wie sie beispielsweise auf einer Anlage gemäss den 1 und 2 verwendet werden kann. Der Arbeitsbereich eines der letzten Roboter ist mit einem Kreis dargestellt. Die Stickgüter liegen auf dem Stückgutförderer bereit und die Behälter sind teilweise bereits befüllt. Die Behälter werden im Gegenstrom zu den Stückgütern gefördert. Die Stückgüter, welche innerhalb des Arbeitsbereichs des Roboters liegen, sind bzw. werden bezüglich ihrer zu berücksichtigen Eigenschaft erfasst. Diese Eigenschaft kann, wie in der Liste angegeben, das Gewicht, ihre Position oder ein anderes Kriterium sein. Die erfasste Eigenschaft wird gewichtet und mit einem Gewichtungsfaktor versehen. Dieses Wert wird in eine Eigenschaftsliste aller sich im Arbeitsbereich befindlichen Stückgüter bzw. Produkte erfasst. Des Weiteren werden die Eigenschaften der Ablagepositionen, zum Beispiel die Toleranz bezüglich der ausgewählten Eigenschaft des Stückguts, der Füllungsgrad und die Position des Behälters und gegebenenfalls andere bzw. weitere Eigenschaften erfasst bzw. vom Roboter angefragt. Auch diese Eigenschaften der Ablagepositionen werden gewichtet und mit einem Gewichtungsfaktor versehen, welcher in eine Eigenschaftsliste gespeichert wird. Nun nimmt die Robotersteuerung oder eine zentrale übergeordnete Steuerung eine Bewertung aller möglichen Produkt- und Ablagekombinationen vor. Diejenige Produkt-Ablagekombination mit der höchsten Bewertung wird nun berücksichtigt und der Roboter legt das entsprechende Stückgut in den entsprechenden Behälter ab. Der Roboter kann sich selber steuern und die Informationen auch selber erfassen. Vorzugsweise liefert und erhält er jedoch aber Informationen von den anderen Picker und/oder von einer Zentralsteuerung.
Bei seiner Umsetzungsstrategie kann der Picker Eigenschaftstoleranzlisten berücksich tigen, um möglichst genau an das Zielgewicht heranzukommen. Ist kein passendes Stückgut vorhanden, dann wartet er, bis ein entsprechendes in den Arbeitsbereich gelangt. Während dieser Zeit oder falls lange kein derartiges Stückgut angeliefert wird, wird der Behälter weitertransportiert.
Diese Pickstrategie wird mindestens von einem in Förderrichtung des Behälterförderers letzten Picker durchgeführt. Dieser bzw. diese Picker verfügen noch über eine relativ grosse Auswahl an Stückgütern, da sie ja am Beginn der Pickerstrasse angeordnet sind. Bei der Ausführungsform gemäss 2 ist/sind es jeweils der bzw. die letzte Picker des entsprechenden Behälterförderers. Je nach Dimensionierung der Anlage führt lediglich der letzte Picker diese Strategie durch. Ist es eine relativ lange Pickerstrasse von beispielsweise bis zu 10 Robotern, so können auch die letzten zwei oder drei Picker hierfür eingesetzt werden. Des weiteren kann die Pickerstrasse so dimensioniert sein, dass der letzte bzw. einige der letzten Picker praktisch immer in Bereitschaft, d. h. Standby stehen, um lediglich in Ausnahmefällen die letzten Produkte zu verpacken und dass weiter vorne angeordnete Picker als die oben genannten letzten Picker fungieren, welche die oben genannte Strategie verfolgen. Auch dies ist bei langen Strassen der Fall, aber auch in Fällen, bei welchen so viele Produkte angeliefert werden, dass die Roboter nicht genügend ausgelastet sind, so dass die vorangestellten Roboter bereits die Behälter füllen können.
Bei den in Förderrichtung der Behälter vorderen oder ersten Picker hingegen steht das Stückgut im Mittelpunkt. Das heisst, dass diese Picker sich für die wenigen noch auf dem Stückgutförderer zur Verfügung stehenden Stückgüter einen passenden Behälter suchen. Zum Beispiel können sie schwere Produkte in weit voneinander entfernte Behälter legen, so dass später nicht kurz hintereinander ein besonders leichtes Stückgut benötigt wird.
Irgendwo in der Pickerstrasse findet der Wechsel der Füllstrategie statt, vorzugsweise in der Mitte oder im hinteren Bereich des Behälterförderers. Vorzugsweise wird dieser Wechsel nicht an einem starren Ort durchgeführt sondern davon abhängig gemacht, wie das aktuelle Angebot an leeren Plätzen in den Behältern und die Anzahl der zur Verfü gung stehenden Stückgüter aussieht. Dies bedeutet, dass die mittleren Picker von einer Füllstrategie, bei welcher die Behälter im Mittelpunkt stehen, zur Füllstrategie wechseln, bei welcher den Stückgütern mehr Beachtung geschenkt wird.
In 4 ist dargestellt, wie die einzelnen Picker entlang einer Pickerstrasse mit unterschiedlichen bzw. variierenden Toleranzfeldern arbeiten können. Die Grösse der Toleranzfelder hängt dabei davon ab, wie viele Produkte bereits in den Behälter eingelegt worden sind. Die erlaubte Toleranz nimmt mit jedem eingelegten Produkt ab. Dies führt dazu, dass der erste Picker in Förderrichtung des Behälterförderers noch einen grossen Toleranzbereich aufweisen kann, d. h. er kann auch Stückgüter auswählen, welche sich in der gewählten Eigenschaft erheblich vom Zielwert entfernt befinden. Dieses Toleranzfeld nimmt in Förderrichtung des Behälterförderers zunehmend ab und ist üblicherweise für jeden nachfolgenden Picker kleiner als bei seinem Vorgänger. Das kleinste Feld weist meistens der mindestens eine letzte Picker auf, welcher die Stückgüter so auswählen muss, dass möglichst alle Behälter die gewünschte Zielgrösse erreichen.
Es gibt noch weitere mögliche Umsetzungsstrategien, welche alle darauf beruhen, dass der letzte Picker, da er die grösste Auswahl hat, die Behälter wenn möglich noch vollständig füllt. Es ist beispielsweise auch möglich, die besten Paare zu bilden, damit die Behälter möglichst genau mit dem Zielgewicht gefüllt werden können. Hier werden Gewichtsbewertungsparameter berücksichtigt und die einzelnen Paare in einer Skala bewertet. Auch diese Strategie wird mindestens vom jeweils letzten Picker bzw. den oben beschriebenen Pickern durchgeführt.
In allen Varianten können aber auch bereits vorangestellte Picker bzw. alle Picker Umsetzungsstrategien aufweisen. Beispielsweise kann der in Förderrichtung des Behälters erste Picker zuerst einmal die eher aussergewöhnlichen Stückgüter umsetzen, beispielsweise die sehr schweren oder sehr leichten Stücke. Es ist dann einfacher, noch passende Stückgüter zu finden, als wenn diese Ausnahmestücke in schon teilgefüllte Behälter passen müssten.
Es kann auch frühzeitig bzw. durch den jeweils letzten Picker berücksichtigt werden, ob das Ziel bei einem bestimmten Behälter überhaupt zu erreichen ist. Die Umsetzungsstrategien können so gewählt werden, dass von optimalen Mittelwerten ausgegangen wird, um bei möglichst vielen Behältern das gewünschte Ziel zu erreichen. Die einzelnen Roboter können mit Toleranzkriterien versehen werden, so dass sie nur Stückgüter umsetzen, welche innerhalb dieser Toleranzgrenzen liegen. Dabei können diese Toleranzgrenzen entlang der Förderrichtung der Behälter immer mehr abnehmen, d. h. z. B. dass am Anfang noch Stückgüter mit einem Gewicht von plus/minus 10% eines Idealgewichts umgesetzt werden, bei nachfolgenden Pickern nur noch mit einem Gewicht von plus/minus 5% und gegen Ende der Strasse von plus/minus 3%.
Es ist auch möglich, bei der Zulieferung der Stückgüter zum Stückgutförderer oder während des Transports der Stückgüter auf diesem auf das Erreichen dieses Ziels hinzuarbeiten, indem einzelne Stückgüter bearbeitet, z. B. zugeschnitten werden. Auch ein allfällig vorgelagerter Herstellungsprozess der Stückgüter lässt sich entsprechend beeinflussen. Einzelne Stückgüter lassen sich auch in Zwischenspeicher ablegen, beispielsweise wenn eine zu grosse Anzahl an ausserhalb einer Norm liegende Stückgüter angeliefert wird. Am Ende der Pickerstrasse nicht mehr umgesetzte Stückgüter lassen sich vor ihrer Rückführung in den Umsetzprozess bezüglich ihrer Eigenschaft klassieren und bei Rückführung gezielt einem Picker zuführen, welcher gerade Stückgüter dieser Klasse benötigt. Dadurch wird ihre weitere Verweilzeit in der Pickerstrasse optimiert.
Gruppen, bei welchen sich die vordefinierte Eigenschaft nicht erreichen lässt, kann mindestens ein Teil der Stückgüter wieder entnommen und zurück auf den Stückgutförderer gelegt werden.
Als Randbedingung lässt sich zudem die maximale bzw. minimale Anzahl der Stückgüter pro Behälter vorgeben.
Es lassen sich verschiedene Ablagemuster zur Ablage der Stückgüter in den Ablagepositionen berücksichtigen, um die Stückgüter entsprechend ihrer genannten Eigenschaft und entsprechend ihrer Ablageposition optimiert abzulegen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht somit eine flexible und zeitoptimierte Umsetzung von Verpackungsstrategien.

1: Stückgutförderer
2: Ablagepositionsförderer
3: Stückgut
4: Behälter
5: Arbeitsbereich eines Pickers

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0250470 [0002]
- US 6543987 [0002]
- US 6896473 [0002]
- WO 2005/106405 [0005]
- WO 01/22043 [0006]
- US 6722506 [0007]
- US 6321135 [0007]
- WO 99/28057 [0008]
- EP 0865465 [0010]
- EP 1285851 [0011]
- EP 1352831 [0012]

Claims

Verfahren zum Umsetzen von Stückgütern, welche in mindestens einer Eigenschaft voneinander abweichen, von mindestens einem Stückgutförderer in Ablagepositionen mindestens eines Ablagepositionsförderers, wobei die genannte Eigenschaft zu irgendeinem Zeitpunkt des Verfahrens registriert wird und das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Fördern der Stückgüter auf dem mindestens einen Stückgutförderer entlang einer Pickerstrasse mit mindestens zwei in Förderrichtung der Stückgüter nacheinander angeordneten Picker, Ergreifen der Stückgüter durch die Picker und Übergeben derselben in Abhängigkeit der erfassten Eigenschaft der einzelnen Stückgüter in eine der Ablagepositionen, Bilden einer bezüglich der genannten Eigenschaft vordefinierten Gruppe in der Ablageposition, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der mindestens eine Ablagepositionsförderer die Ablagepositionen mindestens im Bereich der Übergabe der Stückgüter in diese Ablagepositionen parallel, aber in entgegen gesetzter Richtung zur Förderrichtung des mindestens einen Stückgutförderers transportiert und dass mindestens einer der in Förderrichtung des mindestens einen Ablagepositionsförderers jeweils letzten Picker die Gruppen vervollständigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die genannte Eigenschaft das Gewicht ist, wobei die Gruppen ein vordefiniertes Gewicht aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei alle Gruppen annähernd dasselbe vorgegebene Gewicht aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Stückgüter innerhalb einer Gruppe annähernd dasselbe Gewicht aufweisen und die Gruppen untereinander unterschiedliche Gewichte aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Gewicht durch Wägen oder durch optische Erkennung der Grösse bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Eigenschaft mindestens eines der folgenden Merkmale ist: die Form der Stückgüter, die Grösse der Stückgüter, die Färbung der Stückgüter, das Erscheinungsbild der Stückgüter zwecks entsprechender Anordnung der Stückgüter innerhalb der Ablageposition.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Stückgüter in Ablagepositionen in Form von Kavitäten oder Behältern umgesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die genannte Eigenschaft der Stückgüter an mindestens einem Zeitpunkt der folgenden Gruppe bestimmt wird: bereits vor Förderung der Stückgüter auf dem Stückgutförderer; während der Förderung der Stückgüter auf dem Stückgutförderer; beim Umsetzen des Stückguts mittels des Pickers in der Ablageposition.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei mindestens der in Förderrichtung des mindestens einen Ablagepositionsförderers oberste Picker die Stückgüter ohne Berücksichtigung der genannten Eigenschaft umsetzt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei nur der genannte mindestens eine letzte Picker die Stückgüter unter Berücksichtigung einer in einer Ablageposition befindlichen von ihm noch zu vervollständigenden Gruppe und der genannten Eigenschaft der auf dem Stückgutförderer angelieferten Stückgütern umsetzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei bei der Umsetzung aller Stückgüter die genannte Eigenschaft und die Erreichbarkeit der vordefinierten Gruppe berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei Stückgüter vor oder während ihres Transports auf dem Stückgutförderer unter Berücksichtigung der bereits in Ablagepositionen abgelegten Stückgüter bearbeitet werden.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Stückgüter vor oder während ihres Transports auf dem Stückgutförderer geschnitten werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei einzelne Stückgüter in einen Zwischenspeicher abgelegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei am Ende der Pickerstrasse nicht mehr umsetzbare Stückgüter vor ihrer Rückführung in den Umsetzprozess bezüglich ihrer Eigenschaft klassiert werden und bei Rückführung gezielt einem Picker zugeführt werden, welcher gerade Stückgüter dieser Klasse benötigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei Gruppen, bei welchen sich die vordefinierte Eigenschaft nicht erreichen lässt, mindestens ein Teil der Stückgüter wieder entnommen und zurück auf den Stückgutförderer gelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Anzahl der Stückgüter pro Gruppe vordefiniert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei es verschiedene Ablagemuster zur Ablage der Stückgüter in den Ablagepositionen berücksichtigt, um die Stückgüter entsprechend ihrer genannten Eigenschaft und entsprechend ihrer Ablageposition optimiert abzulegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei mehrere Stückgüter gemeinsam von demselben Picker vom Stückgutförderer aufgenommen und ein zeln oder gemeinsam in die Ablagepositionen abgelegt werden.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss einem der Ansprüche 1 bis 19, mit einer Pickerstrasse umfassend mindestens zwei Picker, mindestens einen Stückgutförderer, welcher sich entlang der Pickerstrasse erstreckt und mindestens einen Ablagepositionsförderer, welcher sich entlang der Pickerstrasse erstreckt, wobei der mindestens eine Ablagepositionsförderer mindestens im Bereich der Pickerstrasse parallel zum Stückgutförderer verläuft aber in entgegen gesetzter Richtung zu diesem betrieben ist.