DE102007013448A1 - Handling and conveying equipment i.e. shelf access equipment, has measuring device to measure position of masts ends, and with optical receiver and optical transmitter that are positioned in region of free mast tip or in region of chassis - Google Patents

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Abstract

The equipment has a chassis (10) with a chassis frame (11) and a traction drive (12), and a measuring device for measuring a position of the chassis. Another measuring device measures a position of ends of masts (20, 20.1, 20.2), and includes an optical receiver (13) e.g. diode array or camera, and an optical transmitter (22) e.g. laser or projector, that are positioned in a region of a free mast tip or in a region of the chassis. Another chassis (30) with a chassis frame (31) and a traction drive (32) is provided at the mast tip, and the measuring devices are positioned inside the masts.

Description

3Die Erfindung betrifft Handhabungs- und Fördergeräte, insbesondere Regalbediengeräte, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.3The Invention relates to handling and conveying equipment, in particular storage and retrieval units, according to the Preamble of claim 1.

Regalbediengeräte mit einem Chassis, einem Fahrwerk, mindestens einem Fahrantrieb, mindestens einem senkrechten Mast mit mindestens einem daran auf und ab verfahrbaren Hubwagen und einer Messeinrichtung zum Messen der Position des Chassis sind bekannt. Man vergleiche z. B. DE 196 41 192 A , EP 1 193 194 A , DE 44 07 862 C oder DE 196 14 660 A . Nachteilig ist bei diesen Regalbediengeräten, dass die Beschleunigung und das Abbremsen während des Fahrvorgangs den Mast zu Schwingungen anregt, wobei diese Schwingungen um so stärker sind, je größer die Anfahr- und Bremsbeschleunigung, je länger der Mast und je schwerer das auf dem Hubwagen mitgeführte Fördergut ist. Bedingt durch die geringe Eigendämpfung und die begrenzte Steifigkeit des Mastes klingen diese Schwingungen nur langsam ab. Dadurch werden sowohl der Mast als auch das Regalbediengerät stark beansprucht, außerdem leidet die Positioniergenauigkeit.Stacker cranes with a chassis, a chassis, at least one traction drive, at least one vertical mast with at least one up and down movable pallet truck and a measuring device for measuring the position of the chassis are known. Compare z. B. DE 196 41 192 A . EP 1 193 194 A . DE 44 07 862 C or DE 196 14 660 A , A disadvantage of these stacker cranes that the acceleration and deceleration during the driving process stimulates the mast to oscillate, these vibrations are the stronger, the greater the starting and deceleration, the longer the mast and the heavier carried on the truck conveyed is. Due to the low internal damping and the limited rigidity of the mast, these vibrations are slow to decay. As a result, both the mast and the storage and retrieval unit are heavily stressed, also suffers the positioning accuracy.

Eine Möglichkeit, die Mastschwingungen zu reduzieren, ist die Verringerung der Massenträgheit des Mastes. So zeigt beispielsweise die DE 44 07 862 C einen Mast in Leichtbauweise, der nur eine geringe Masse bei gleichzeitig hoher Steifigkeit aufweist. Es hat sich jedoch gezeigt, dass auch diese Konstruktion nicht in der Lage ist, die bei zunehmender Anfahr- und Bremsbeschleunigung auftretenden Kräfte aufzufangen.One way to reduce mast vibration is to reduce the mass inertia of the mast. For example, shows the DE 44 07 862 C a light-weight mast with low mass and high rigidity. However, it has been shown that this design is not able to absorb the forces occurring with increasing acceleration and deceleration.

Um die Position der Mastspitze mit der Position des Mastfußes zu synchronisieren, ist es ferner bekannt, an der Mastspitze ein zweites motorisch angetriebenes Fahrwerk anzuordnen, welches auf einer entsprechend hoch positionierten Schiene läuft. Man vergleiche z. B. DE 196 14 660 A oder DE 44 07 862 C . Diese Konstruktionen müssen jedoch mit zwei Positionsmesseinrichtungen versehen werden. Das ist unbefriedigend.In order to synchronize the position of the mast top with the position of the mast base, it is also known to arrange at the mast top a second motor-driven landing gear, which runs on a correspondingly high-positioned rail. Compare z. B. DE 196 14 660 A or DE 44 07 862 C , However, these designs must be provided with two position measuring devices. That is unsatisfactory.

Aus der DE 196 41 192 ist ein Regalbediengerät bekannt, welches zusätzlich zu dem üblichen Wegmesssystem mit Abstandssensor auch über einen Geschwindigkeitssensor am Fahrwerk und zusätzlich einen Geschwindigkeitssensor am freien Mastende verfügt. Innerhalb einer ebenfalls vorgesehenen Positionsregeleinrichtung erfolgt eine Differenzbildung aus der jeweiligen Mastgeschwindigkeit des freien Mastendes und der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit der Fahreinheit. Die Sollgeschwindigkeitsvorgabe der Positionsregeleinrichtung ist zusätzlich mit einem aus dieser Geschwindigkeitsdifferenz gebildeten Geschwindigkeitskorrekturwert beaufschlagt. Zur aktiven Schwingungsdämpfung des Mastes wird die durch den an der Mastspitze positionierten Messwertaufnehmer erfasste Winkelgeschwindigkeit erfasst und zusammen mit dem Wert für die vom Fahrgeschwindigkeitssensor ermittelte Fahrgeschwindigkeit der Fahreinheit einem Pendeldämpfungsregler zur Bildung eines Geschwindigkeitskorrekturwertes zugeführt. Aufgrund der geringen Schwingungsamplitude der Mastschwingungen ist die Winkelgeschwindigkeit näherungsweise gleich der Geschwindigkeit des Mastes in Fahrtrichtung. Der Geschwindigkeitskorrekturwert wird aus der Differenz der momentanen Mastgeschwindigkeit des freien Mastendes und der momentanen Geschwindigkeit der Fahreinheit gebildet, wobei die Differenz zur besseren Mastschwingungsdämpfung mit einem konstanten Gewichtsfaktor multipliziert wird. Durch geeignete Verschaltung ist dafür gesorgt, dass der Gewichtsfaktor zu Null wird, wenn sich das Regalbediengerät in seiner Sollposition befindet. Das heißt, dass zur Dämpfung der Mastschwingung die Regelung in der Nähe der Sollposition quasi abgeschaltet wird, so dass nur noch die eigentliche Positionsregelungseinrichtung aktiv ist. Der Pendeldämpfungsregler ist als PID-Regler ausgebildet. Fuzzy-Regler oder Zustandsregler können ebenfalls verwendet werden. In allen Fällen handelt es sich um sogenannte unterlagerte Regler.From the DE 196 41 192 a storage and retrieval unit is known, which in addition to the usual distance measuring system with distance sensor also has a speed sensor on the chassis and additionally a speed sensor at the free end of the mast. Within a likewise provided position control device, a difference is formed from the respective mast speed of the free mast end and the respective travel speed of the drive unit. The desired speed specification of the position control device is additionally acted upon by a speed correction value formed from this speed difference. For active vibration damping of the mast, the angular velocity detected by the transducer positioned at the mast tip is detected and, together with the value for the travel speed determined by the vehicle speed sensor, fed to a pendulum damping controller to form a speed correction value. Due to the low vibration amplitude of the mast oscillations, the angular velocity is approximately equal to the speed of the mast in the direction of travel. The speed correction value is formed from the difference between the instantaneous mast speed of the free mast end and the current speed of the drive unit, the difference being multiplied by a constant weighting factor for better mast vibration damping. By suitable interconnection, it is ensured that the weight factor becomes zero when the storage and retrieval unit is in its setpoint position. This means that the control in the vicinity of the target position is quasi off to damp the mast oscillation, so that only the actual position control device is active. The pendulum damping controller is designed as a PID controller. Fuzzy controllers or state controllers can also be used. In all cases, these are so-called subordinate controllers.

Die beschriebene Einrichtung erfüllt ihre Aufgabe mit großer Genauigkeit. Nachteilig ist jedoch der damit verbundene erhebliche Aufwand an Sensoren und Regeleinrichtungen. Da diese Regeleinrichtungen miteinander kooperieren, müssen sie exakt aufeinander abgestimmt sein. Dies bedingt wieder einen hohen Einstellungsaufwand. Das ist unbefriedigend.The described device fulfills its task with great Accuracy. However, the disadvantage is the associated significant Expenditure of sensors and control devices. Because these control devices cooperate with each other, they must be exactly matched be. This again requires a high adjustment effort. This is unsatisfactory.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Auslenkungen und Schwingungen eines Mastes eines Handhabungs- und Fördergerätes mit geringem Aufwand zu erfassen.Of the present invention is based on the object, deflections and vibrations of a mast of a handling and conveying device to capture with little effort.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Handhabungs- und Fördergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1.These Task is solved by a handling and conveying device with the features of claim 1.

Die vorliegende Erfindung misst die Position der Mastspitze relativ zum Mastfuß durch eine optische Messeinrichtung, bestehend aus einem optischen Sender und einem optischen Empfänger. Diese Konstruktion benötigt nur einen minimalen Aufwand, bietet jedoch eine optimale Genauigkeit. Die Anforderungen an die Positionierung von Sender und Empfänger sind minimal und können den jeweiligen Gegebenheiten leicht angepasst werden.The The present invention relatively measures the position of the mast top to the mast by an optical measuring device, consisting from an optical transmitter and an optical receiver. This construction requires only minimal effort, however, offers optimum accuracy. The requirements for the Positioning of transmitter and receiver are minimal and can easily be adapted to the respective circumstances.

Gemäß einer ersten Variante der Erfindung ist der optische Sender an der Mastspitze positioniert, der optische Empfänger am Chassis bzw. am Mastfuß.According to one The first variant of the invention is the optical transmitter at the top of the mast positioned, the optical receiver on the chassis or at the mast base.

Eine alternative Ausführungsform hierzu sieht vor, dass Sender und Empfänger ihre Position tauschen.A alternative embodiment for this provides that transmitter and recipients change position.

Vorteilhafterweise ist der optische Sender ein Laser. Laser senden einen gebündelten Lichtstrahl aus, der auch über längere Strecken nur wenig streut.advantageously, the optical transmitter is a laser. Lasers send a bundled Light beam out, even over longer distances only a little scatters.

Alternativ hierzu kann der optische Sender ein Projektor sein, der Hell-Dunkel-Kanten oder -Muster auf den Empfänger projiziert.alternative For this purpose, the optical transmitter can be a projector, the light-dark edges or pattern projected onto the receiver.

Als optischer Empfänger eignet sich ein lichtempfindliches Halbleiterelement, wie z. B. ein Diodenarray, insbesondere eine Diodenzeile. Diodenzeilen sind Bestandteil von Dokumentenscannern, digitalen Kopiergeräten usw. und daher in guter Qualität und in großen Stückzahlen günstig zu erwerben.When optical receiver is a photosensitive Semiconductor element, such as. B. a diode array, in particular a Diode array. Diode lines are part of document scanners, digital copying machines etc. and therefore in good quality and cheap in large quantities too purchase.

Eine alternative Ausführungsform sieht als optischen Empfänger eine Kamera vor.A alternative embodiment provides as an optical receiver a camera in front.

Um die optische Messeinrichtung gegen Fremdlicht, Verschmutzung und andere Umwelteinflüsse zu schützen, kann sie im Inneren des Mastes positioniert werden.Around the optical measuring device against ambient light, pollution and To protect other environmental influences, it can be used in the Inside the mast are positioned.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das erfindungsgemäße Handhabungs- und Fördergerät ein Regalbediengerät, bei dem auch an der Mastspitze ein weiteres Chassis mit einem Fahrwerk und einem Fahrantrieb vorgesehen ist. Auch in diesem Fall kann die erfindungsgemäße optische Messeinrichtung ohne Abstriche eingesetzt werden.According to one Another embodiment of the invention is the invention Handling and conveying device, a stacker crane, at the mast top also another chassis with a chassis and a traction drive is provided. Also in this case, the Optical measuring device according to the invention without Smears are used.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.Based the drawing is intended to illustrate the invention in the form of an embodiment be explained.

Die Figur zeigt rein schematisch ein Regalbediengerät als Beispiel für ein Handhabungs- und Fördergerät. Man erkennt ein auf einer Schiene 1 laufendes Chassis 10 mit Fahrwerk 11 und Fahrantrieb 12 mit zugehöriger Steuereinheit 35 für drehzahlvariable Ansteuerung sowie einem Mast 20. Der Mast 20 trägt einen Hubwagen 21, auf dem sich Fördergut 2 befindet. Befindet sich das Regalbediengerät in Ruhe, steht der Mast 20 senkrecht auf dem Chassis 10.The figure shows purely schematically a storage and retrieval unit as an example of a handling and conveying device. One recognizes one on a rail 1 running chassis 10 with suspension 11 and traction drive 12 with associated control unit 35 for variable speed control and a mast 20 , The mast 20 carries a pallet truck 21 on which is conveyed goods 2 located. If the storage and retrieval unit is at rest, the mast is stationary 20 perpendicular to the chassis 10 ,

Wird das Regalbediengerät beschleunigt, so verbiegt sich der Mast 20 unter dem Einfluss der Beschleunigungskräfte in die eine oder andere Richtung, was durch die entsprechenden Mastdarstellungen 20.1, 20.2 dargestellt ist. Um die jeweilige Auslenkung messen zu können, ist an der Mastspitze ein optischer Sender 22, beispielsweise ein Laser, positioniert. Dieser sendet einen Lichtstrahl 23 in Richtung Mastfuß, wo er auf einen am Chassis 10 montierten Lichtempfänger 13 trifft. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine Diodenzeile mit einer Vielzahl von Empfängerdioden. Befindet sich das Regalbediengerät in Ruhe, so beleuchtet der Laserstrahl 23 die zentrale Empfängerdiode 13. Sobald die Mastspitze jedoch ausgelenkt wird, wandert der Fußpunkt des Laserstrahls 23 von der Mittellinie weg. Ist die Mastspitze 20.1 nach links gebogen, so erreicht der von dem Laser 22.1 ausgehende Laserstrahl 23.1 die vom Zentrum entfernte Empfängerdiode 13.1. Ist die freie Mastspitze 20.2 nach rechts ausgelenkt, so erreicht der vom Laser 22.2 ausgesandte Laserstrahl 23.2 eine nach links vom Zentrum entfernte Empfängerdiode 13.2.If the stacker crane accelerates, the mast bends 20 under the influence of the acceleration forces in one direction or the other, as indicated by the corresponding mast representations 20.1 . 20.2 is shown. In order to be able to measure the respective deflection, an optical transmitter is at the top of the mast 22 , For example, a laser, positioned. This sends a beam of light 23 towards the mast base, where he points at one on the chassis 10 mounted light receiver 13 meets. This is, for example, a diode array with a plurality of receiver diodes. If the storage and retrieval unit is at rest, the laser beam illuminates 23 the central receiver diode 13 , However, as soon as the mast tip is deflected, the foot point of the laser beam moves 23 away from the center line. Is the mast top 20.1 bent to the left, then reaches the of the laser 22.1 outgoing laser beam 23.1 the receiver diode removed from the center 13.1 , Is the free mast top 20.2 deflected to the right, that reaches from the laser 22.2 emitted laser beam 23.2 a receiver diode to the left of the center 13.2 ,

Anhand der Position der jeweils beleuchteten Empfängerdiode sind Richtung und Stärke der jeweiligen Auslenkung der Mastspitze exakt bestimmt. Mit dieser Information wird die Steuereinheit 35 des Fahrantriebs 12 versorgt. Somit kann durch einfache Verarbeitung des Messsignals in Drehzahl und Lageregelkreis eine Auslenkung der Mastspitze und somit Schwingungen wirkungsvoll gedämpft werden.Based on the position of each illuminated receiver diode direction and strength of the respective deflection of the mast tip are determined exactly. With this information, the control unit 35 of the traction drive 12 provided. Thus, by simple processing of the measurement signal in the speed and position control loop deflection of the mast tip and thus vibrations can be effectively damped.

Wie die Figur weiter erkennen lässt, kann die freie Mastspitze mit einem deckenseitigen Chassis 30 elastisch oder fest verbunden sein. Das Chassis 30 ist mit einem Fahrwerk 31 ausgerüstet, welches auf einer deckenseitigen Fahrschiene 3 läuft und von einem Fahrantrieb 32 angetrieben wird. In diesem Fall dient das vom optischen Empfänger 13, 13.1, 13.2 ermittelte Auslenkungssignal dazu, den deckenseitigen Fahrantrieb 32 so zu korrigieren, dass die freie Mastspitze möglichst wenig ausgelenkt wird.As the figure shows, the free mast top can be fitted with a chassis on the ceiling 30 be elastic or firmly connected. The chassis 30 is with a landing gear 31 equipped, which on a ceiling-side rail 3 runs and from a traction drive 32 is driven. In this case, this is from the optical receiver 13 . 13.1 . 13.2 determined deflection signal to the ceiling-side drive 32 to correct so that the free mast tip is deflected as little as possible.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • - DE 19641192 [0005] - DE 19641192 [0005]

Claims (10)

Handhabungs- und Fördergerät, insbesondere Regalbediengerät, umfassend – ein Chassis (10), – ein Fahrwerk (11), – mindestens einen Fahrantrieb (12), – mindestens einen Mast (20, 20.1, 20.2), – mindestens einen Hubwagen (21), – eine Messeinrichtung zum Messen der Position des Chassis (10) – und eine Messeinrichtung zum Messen der Position des freien Mastendes, gekennzeichnet durch die Merkmale: – die Messeinrichtung zum Messen der Position des freien Mastendes umfasst – einen optischen Sender (22) – und einen optischen Empfänger (13), – Sender (22) und Empfänger (13) sind einerseits im Bereich der freien Mastspitze, andererseits im Bereich des Chassis (10) positioniert.Handling and conveying device, in particular storage and retrieval device, comprising - a chassis ( 10 ), - a chassis ( 11 ), - at least one traction drive ( 12 ), - at least one mast ( 20 . 20.1 . 20.2 ), - at least one pallet truck ( 21 ), - a measuring device for measuring the position of the chassis ( 10 ) - and a measuring device for measuring the position of the free end of the mast, characterized by the features: - the measuring device for measuring the position of the free mast end comprises - an optical transmitter ( 22 ) - and an optical receiver ( 13 ), - Sender ( 22 ) and receiver ( 13 ) are on the one hand in the area of the free mast top, on the other hand in the area of the chassis ( 10 ). Handhabungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale: – der optische Sender (22) ist an der Mastspitze positioniert, – der optische Empfänger (13) ist am Chassis (10) positioniert.Handling device according to claim 1, characterized by the features: - the optical transmitter ( 22 ) is positioned at the top of the mast, - the optical receiver ( 13 ) is on the chassis ( 10 ). Handhabungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale: – der optische Sender (22) ist am Chassis (10) positioniert, – der optische Empfänger (13) ist an der Mastspitze positioniert.Handling device according to claim 1, characterized by the features: - the optical transmitter ( 22 ) is on the chassis ( 10 ), - the optical receiver ( 13 ) is positioned at the mast top. Handhabungsgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch das Merkmal: – der optische Sender (22) ist ein Laser.Handling device according to claim 1, 2 or 3, characterized by the feature: - the optical transmitter ( 22 ) is a laser. Handhabungsgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch das Merkmal: – der optische Sender (22) ist ein Projektor für Hell-Dunkel-Kanten oder -Muster.Handling device according to claim 1, 2 or 3, characterized by the feature: - the optical transmitter ( 22 ) is a projector for chiaroscuro edges or patterns. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal: – der optische Empfänger (13) ist ein Diodenarray.Handling device according to one of claims 1 to 5, characterized by the feature: - the optical receiver ( 13 ) is a diode array. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal: – der optische Empfänger (13) ist eine Diodenzeile.Handling device according to one of claims 1 to 5, characterized by the feature: - the optical receiver ( 13 ) is a diode array. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal: – der optische Empfänger (13) ist eine Kamera.Handling device according to one of claims 1 to 5, characterized by the feature: - the optical receiver ( 13 ) is a camera. Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch das Merkmal: – Sender (22) und Empfänger (13) sind im Inneren des Mastes (20) positioniert.Handling device according to one of claims 1 to 8, characterized by the feature: - transmitter ( 22 ) and receiver ( 13 ) are inside the mast ( 20 ). Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch das Merkmal: – an der Mastspitze ist ein weiteres Chassis (30) mit einem Fahrwerk (31) und mindestens einem Fahrantrieb (32) vorgesehen.Handling device according to one of claims 1 to 9, characterized by the feature: - at the top of the mast is another chassis ( 30 ) with a chassis ( 31 ) and at least one drive ( 32 ) intended.
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