DE102007016727A1

DE102007016727A1 - Verfahren und Vorrichtung zum mehrlagigen Bestapeln eines Trägers

Info

Publication number: DE102007016727A1
Application number: DE102007016727A
Authority: DE
Inventors: Roland Fritzsche
Original assignee: Dematic GmbH
Current assignee: Dematic GmbH
Priority date: 2007-04-07
Filing date: 2007-04-07
Publication date: 2008-10-09
Anticipated expiration: 2027-04-08
Also published as: WO2008122480A1; MX2009010829A; DE102007016727B4; CA2682537A1; AU2008235585A1; US20100178149A1; EP2144832A1

Abstract

Automatisches Verfahren zum mehrlagigen Bestapeln eines Trägers (P), insbesondere einer Palette, mit Packstücken (W), insbesondere unterschiedlichen Ausmaßes, in einer vorbestimmten räumlichen Anordnung, umfassend die Schritte: - rechnergestützte Bestimmung der Reihenfolge und räumlichen Position der Packstücke (W) auf dem Träger (P); - Herbeischaffen der vereinzelten Packstücke (W) in einer dazu benötigen Reihenfolge mittels Fördertechnik (2); - Übernahme der zu verladenden Packstücke (W) von der Fördertechnik (2) durch Handhabungsmittel (3, 4), die das jeweilige Packstück (W) an einer gewünschten räumlichen Position auf dem sich bildenden Stapel (S) auf dem Träger (P) ablegen; dadurch gekennzeichnet, dass die Packstücke (W) über mindestens zwei unabhängige Fördertechniken (2A, B) herbeigeschafft werden und dass die Handhabungsmittel (3, 4) zur wechselseitigen Packstück(W)-Übernahme von jeweils einer Fördertechnik (2A, B) und Verlagerung mindestens doppelt vorgesehen sind, sowie entsprechende Vorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Verfahren zum mehrlagigen Bestapeln eines Trägers, insbesondere einer Palette, mit Packstücken, insbesondere unterschiedlichen Ausmaßes, in einer vorbestimmten räumlichen Anordnung, sowie eine entsprechende Vorrichtung.
Das automatische Bestapeln eines Trägers, insbesondere einer Palette oder eines Rollwagens, mit Packstücken zum Ausbilden eines Stapels, also das Palettieren ist an sich bekannt. Hierbei werden jedoch Packstücke mit uniformer Größe bzw. Ausmaß durch Roboter, Greifer etc. auf rechnerisch bestimmte Plätze abgelegt.
Bei dem Prozess des automatischen Beladens eines Ladungsträgers mit Packstücken unterschiedlichen Ausmaßes zum Ausbilden eines Stapels handelt es sich dagegen um das sogenannte automatische „mixed-case" Palettieren.
Hierbei müssen unterschiedliche Aspekte berücksichtigt werden, die die Komplexität gegenüber dem „einfachen" Stapeln enorm erhöhen. So kann ein nachfolgendes Packstück nur gut auf ein vorheriges Packstück gestapelt bzw. abgelegt werden, wenn diese eine flache bzw. ebene Oberfläche aufweist, die zudem etwa waagerecht ausgerichtet sein sollte, und wenn das Packstück das Gewicht der auf ihm abgelegten weiteren Packstücke ohne Beschädigung tragen kann.
Ferner sollte der gebildete Stapel eine gewisse Stabilität aufweisen, u. a. damit er beim Transport nicht umfällt. Eine Umwicklung mit Folie hilft zwar, kann aber nicht alleine einen fehlerhaft gebildeten Stapel stabilisieren.
Zudem wird abnehmerseitig immer häufiger eine Optimierung der Stapel aufgrund der gewünschten Entladereihenfolge gewünscht.
Das Stapeln unterschiedlicher Packstücke bzw. Waren unterschiedlicher Größe bzw. Ausmaß erfolgt daher meist noch von Hand, da die Anforderungen an die Stabilität des Stapels, die Packungsdichte innerhalb des Stapels und die Reihenfolge der Beladung sowie die dabei bedingte Entladungsreihefolge und nicht zuletzt die Stapelbarkeit der Waren extrem hoch sind und bisher nicht auch nur teilweise von den bekannten Verfahren und Vorrichtungen erfüllt werden.
Aus der EP 1 462 394 B1 ist z. B. eine Vorrichtung zum automatischen Beladen eines Ladungsträgers mit einem Ladestapel bildenden Packeinheiten, also eine Vorrichtung zum Palettieren bekannt. Bei der Vorrichtung werden die Packeinheiten auf Tablaren lagernd zugeführt und von diesen auf einen Packtisch abgelegt. Dort wird die Packeinheit auf dem Tisch liegend von einem Pusher entlang der Breitseite der zu beladenden Palette verschoben, bis die Beladungskoordinaten in X-Richtung erreicht sind. Anschließend schiebt ein weiterer Pusher und eine Beladezunge die Packeinheit in Richtung der Ladetiefe über die Palette bis die Beladungskoordinaten in Z-Richtung erreicht sind. Anschließend fährt die Beladezunge zurück, wobei der Pusher stehen bleibt und als Abstreifer dient, so dass die Packeinheit auf der Palette an der gewünschten Stelle „frei fallend" abgesetzt wird. Dabei wird der sich bildende Stapel von einer Beladehilfe an den übrigen drei Seiten gestützt. Es wird also quasi "gegen die Wand" gestapelt.
Diese Vorrichtung und das damit verbundene Verfahren sind nachteilig, da die Palette bzw. ein Rollwagen nur von einer Seite zugänglich sind. Zudem muss die Palette nach jedem Beladevorgang für die Beladung des nächsten freien Platzes in der Höhe justiert werden, wenn die Palette im sogenannten „mixed-case" Verfahren, also mit unterschiedlichen Packeinheiten beladen wird. Das Verschieben auf dem Packtisch ist zeitaufwendig und hat aufgrund der eingeschränkten Zugänglichkeit Nachteile bei der Bildung der Packmuster. Zusätzlich fallen aufgrund der konstruktiven Gestaltung der Vorrichtung lange Wartezeiten für den Wechsel der Paletten bzw. Rollwagen an. Dies erniedrigt nochmals die insgesamt erzielbare Leistung bzw. den Durchsatz pro Stunde.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen mehrlagigen Bestapeln eines Trägers mit Packstücken unterschiedlichen Ausmaßes in einer vorbestimmten räumlichen Anordnung bereitzustellen, das bzw. die auf flexible Weise eine mixed-case Bestapelung mit hohem Durchsatz erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Verfahren sowie der in Anspruch 15 angegebenen Vorrichtung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
Dadurch, dass die Packstücke über mindestens zwei unabhängige Fördertechniken herbeigeschafft werden und dass die Handhabungsmittel zur wechselseitigen Packstück Übernahme von jeweils einer Fördertechnik und Verlagerung mindestens doppelt vorgesehen sind, ist es möglich, die Bestapelung des Trägers flexibel und mit hoher Leistung durchzuführen. Insbesondere kann ein breites Spektrum an unterschiedlichen Packstücken kontinuierlich gestapelt werden. Es können also neben den selbstverständlich ebenfalls handhabbaren gleichförmigen wenig anspruchsvollen Packstücken Packstücke mit unterschiedlichsten Abmessungen nacheinander auf den Träger gestapelt werden.
Als Packstücke kommen unterschiedlichste Waren, verpackte Waren, in Gruppen verpackte Waren, wie Kartons, Kisten, Kästen, Behälter, Waren auf Tablaren, als auch unverpackte Ware aller Art usw. in Frage.
Als Träger kommen neben Paletten auch Rollwagen oder ähnliche Unterlagen für Stückgüter und deren Verpackungen in Frage.
Unter Fördertechnik werden Förderer im Allgemeinen und insbesondere Rollenförderer, Förderbänder und Fördersysteme verstanden. Diese können manuell oder automatisch beschickt werden. Die Packstücke werden vereinzelt und in der richtigen Reihenfolge für die gewünschte Packsequenz auf der Fördertechnik angedient. Die richtige Reihenfolge etc. wird rechnerisch bei der Abarbeitung eines Auftrags ermittelt. Entsprechende Software dazu ist bekannt.
Die Packstücke werden also vereinzelt angeliefert. Für die Handhabung können die Packstücke dann einzeln ergriffen bzw. gehandhabt werden. Es ist jedoch auch möglich, Gruppen von identischen oder sehr ähnlichen verpackten oder unverpackten Packstücken zur gemeinsamen Handhabung zu gruppieren. Diese Gruppierung erfolgt dann im Bereich der Übernahme der Packstücke von der Fördertechnik durch die Handhabungsmittel.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Handhabungsmittel die Packstücke in mindestens zwei, vorzugsweise drei Raumrichtungen bei der Ablage auf dem sich bildenden Stapel auf dem Träger verlagern können. Dies erlaubt eine große Freiheit der Positionierung der Packstücke, was wichtig ist, um eine gute Raumausnutzung beim Stapeln zu erreichen und die rechnerischen Vorgaben möglichst genau umzusetzen. Somit können insbesondere auch solche Packstücke verladen werden, die mit den bekannten Systemen, z. B. der EP 1 462 394 B1 , nicht handhabbar sind.
Günstig ist es auch, wenn die Packstücke vor der Übernahme durch die Handhabungsmittel ausgerichtet werden. Dies erlaubt eine standardisierte Übernahme der Packstücke durch die Handhabungsmittel. Alternativ oder zusätzlich können auch entsprechende optische Verfahren zur Erkennung der Ausrichtung der Packstücke und Steuerung der Handhabungsmittel verwendet werden.
Es ist jedoch auch möglich, die Handhabungsmittels selbst bei entsprechender Ausgestaltung zum Ausrichten der Packstücke zu verwenden. Dies könnte entweder in einem getrennten Schritt oder sogar im Umlagerungsschritt von der Fördertechnik auf den Träger durchgeführt werden.
Sinnvoll ist es, wenn der Stapel auf dem Träger beim und/oder nach dem Stapeln stabilisiert wird. Somit behalten die einzelnen Schichten ihren Aufbau und der bestapelte Träger lässt sich sicherer transportieren. Hierzu kann der Stapel zusammen mit dem bestapelten Träger durch Umwickeln mit einer Folie, Netz oder dergleichen stabilisiert werden, wie dies dem Fachmann bekannt ist.
Das Stabilisieren, z. B. Umwickeln, kann dabei entweder schichtweise nach und nach beim Bestapeln bzw. nach dem Bestapeln einer Schicht erfolgen. Bei dieser Variante kann die Stabilisierung innerhalb der eigentlichen Vorrichtung zum Bestapeln stattfinden, z. B. durch schichtweises Absenken und Umwickeln des teil-bestapelten Trägers. Dies erspart Zeit.
Alternativ kann anschließend nach dem Ende des Bestapelns die Stabilisierung als ganzes erfolgen, wozu die Stabilisierung dann räumlich getrennt vom Bestapeln stattfindet.
Entsprechend der Erfindung ist die Vorrichtung zum automatischen mehrlagigen Bestapeln eines Trägers, insbesondere einer Palette, mit Packstücken, insbesondere unterschiedlichen Ausmaßes, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei unabhängige Fördertechniken vorgesehen sind, um die Packstücke herbeizuschaffen, und dass die Handhabungsmittel zur wechselseitigen Packstück Übernahme von jeweils einer Fördertechnik und Verlagerung mindestens doppelt vorgesehen sind.
Besonders bevorzugt ist es auch hier, wenn die Handhabungsmittel ausgestaltet sind, um die Packstücke in mindestens zwei, vorzugsweise drei Raumrichtungen bei der Ablage auf dem sich bildenden Stapel auf dem Träger zu verlagern. Dazu können die Handhabungsmittel mindestens ein automatisches Mehrachsengreifsystem umfassen. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von zwei Mehrachsengreifsystemen, deren Arbeitsbereiche sich überlappen. Somit können Packstücke abwechselnd von den Förderern bzw. der Fördertechnik entnommen und gestapelt werden. Bei entsprechender Steuerung können die Träger daher an zwei Stellen parallel bestapelt werden.
Insbesondere eignen sich Mehrachsengreifsysteme mit mindestens zwei Bewegungsfreiheitsgraden. Die Mehrachsengreifsysteme können z. B. zwei auf einer gemeinsamen Linearachse in einer Richtung (X) voneinander unabhängige Verfahreinheiten mit in zwei anderen Richtungen (Y und Z) bewegliche Packstückgreifmittel aufweisen.
Die Packstückgreifmittel können jeweils zusätzlich mindestens einen rotatorischen Bewegungsfreiheitsgrad aufweisen, also drehbar sein und bei Vorliegen von zwei Drehachsen auch kippbar sein.
Als Handhabungsmittel eignen sich insbesondere Portalroboter oder Knickarmroboter und insbesondere Doppel-Portalroboter oder Doppel-Knickarmroboter. Besonders bevorzugt ist, wie bereits angegeben, die Verwendung zweier Mehrachsengreifsysteme, so dass Doppelportale zum Einsatz kommen sollten, die zwei sich überlappende Arbeitsbereiche aufweisen.
Die Handhabungsmittel können also automatische Mehrachsengreifsysteme umfassen, die sich eine gemeinsame Horizontalverlagerungsstrecke teilen. Dies erlaubt auf einfache Weise überlappende Arbeitsbereiche auszubilden.
Die Packstückgreifmittel können Hubgabeln, Kämme, Greifer, Sauger oder Klammergreifer und Kombinationen derer zum Erfassen der einzelnen Packstücke umfassen. Insbesondere eignen sich Packstückgreifmittel die Packstücke, insbesondere von unten stützend und von oben drückend, klemmend ergreifen. Dies erlaubt eine sichere Umlagerung von der Fördertechnik mit hoher Geschwindigkeit, ohne ein Verrutschen, Verlagern oder einem Absturz der Packstücke. Hierbei kann die Klemmung von oben über einen entsprechend verfahrbaren Stempel erfolgen. Dieser kann zur schonenden Behandlung der Packstücke mit einer weichen nachgiebigen Auflage zur Packstückseite hin versehen sein. Hierbei kann es sich z. B. um eine Schaumstoffauflage oder ein Luftkissen handeln.
Die Vorrichtung kann zusätzlich eine Einheit zur Ausrichtung der einzelnen Packstücke aufweisen. Diese kann eine Untereinheit zur horizontalen Verschiebung und eine Untereinheit zur Drehung der einzelnen Packstücke umfassen.
Eine weitere Erhöhung der Geschwindigkeit kann erreicht werden, wenn, die Träger derart zu- und abgeführt werden, dass gleichzeitig leere Träger nachgeführt werden können, während bestapelte Träger abgeführt werden. So ist es denkbar, dass der bestapelte Träger nach unten und zur Seite abgeführt wird, während gleichzeitig ein neuer leerer Träger in einer anderen Höhe zugeführt wird. Andererseits kann so der ggf. schwer beladene Träger langsamer abgeführt werden, ohne die Gesamtgeschwindigkeit des Systems zu beeinflussen.
Je nach zu stapelnden Packstücken kann es zu deren Schutz oder zur Erhöhung der Stapelbarkeit usw. notwendig sein, Lagen, z. B. aus Karton oder Pappe, zwischen, unterhalb oder oberhalb der Schichten einzulegen. Hierzu kann das flächige Material in geeigneter Weise bevorratet und/oder angeliefert sowie mit an den Handhabungsmitteln vorgesehenen Saugern aufgelegt werden.
Sowohl die Träger (z. B. Paletten) als auch die Lagen (Pappen) können über eine gesonderte Fördertechnik angeliefert und bereitgestellt werden. Die Übernahme bzw. Übergabe der Träger bzw. Lagen kann einerseits mit dedizierter Technik erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, die ohne hin schon vorhandenen Handhabungsmittel so auszugestalten und anzusteuern, dass diese die Übernahme selbst ausführen. So könnten Paletten z. B. stapelweise im Greifbereich der Handhabungsmittel gelagert werden, so dass die oberste Palette im Stapel von den Greifmitteln der Handhabungsmittel ergriffen und auf den Hubtisch abgelegt werden könnte. Entsprechendes gilt für die Lagen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Träger beim Beladen mit den Packstücken auf vier Seiten von einer, insbesondere mit einem trichterförmigen Einlauf versehenen, den sich bildenden Stapel bzw. jeweilige Schicht stützenden Beladehilfe umgeben ist. Dies ermöglicht eine besonders sichere und genaue Beladung bei großem Schutz der Umgebung. Diese Art der Beladehilfe ist nur möglich, wenn die Packstücke in mindestens drei Raumrichtungen bei der Ablage auf dem sich bildenden Stapel auf dem Träger verlagert werden. Im Querschnitt besehen ist die Beladehilfe an die Abmessungen des Trägers bzw. des Stapels angepasst, so dass "gegen die Wand" gestapelt werden kann.
Zur Ausbildung oder Bestapelung der nächsten Lage bzw. Ebene eines Stapels können die Handhabungsmittel so gesteuert sein, dass sie die entsprechenden Z Koordinaten anfahren. Hierzu ist die Vorrichtung dann natürlich so auszugestalten, das genügend Raum für den sich bildenden Stapel vorhanden ist.
Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung mit einer Einheit zum Absenken/Anheben des Trägers ausgestaltet sein. Dies erlaubt neben der Absenkung nach dem Stapeln einer Lage ggf. auch eine Niveauregulierung beim Stapeln selber. Dies führt zu einer erheblichen Leistungssteigerung, da längere Wege zum Ablegen der Packstücke im Mittel vermieden werden bzw. die Verfahrzeiten in Höhenrichtung während des Positioniervorgangs in X- und Z-Richtung erfolgen können.
Zum Stabilisieren des Trägers kann eine Stabilisierungseinheit vorgesehen sein, wie z. B. eine Folienwickelvorrichtung (vgl. oben). Diese Einheit kann direkt in die Vorrichtung, wie z. B. Palettiermaschine, integriert werden. Das hat den Vorteil, dass der Träger mit gebildetem Stapel nicht gesondert bewegt werden muss. So kann z. B. nach jedem Absenken einer Lage oder Schicht bereits eine Stabilisierung erfolgen. Dies hat zur Folge, dass selbst bei eigentlich instabil bestapelten Trägern eine große Stabilität des Stapels erreicht werden kann. Dies erweitert auch die Möglichkeiten der Stapelbildung bezüglich der Waren und der wählbaren Reihenfolge erheblich.
Selbstverständlich können alternativ zur Folienwickeltechnik alle anderen bekannten Möglichkeiten der Stabilisierung verwendet werden. Dazu gehören z. B. Folienschrumpfen, Netze und andere dehnbare Materialien sowie Klett- und Klebeverbindungen usw.
Beim Bestapeln von Trägern spielt die Reihenfolge der Packstücke, ihre zwei- und dreidimensionale Anordnung sowie deren Bestimmung eine große Rolle. Im Prinzip ist eine optimale Stapelung nur möglich, wenn die Bestückung des Stapels im Vorhinein exakt bekannt ist. Große Probleme bereit es, wenn hiervon abgewichen werden muss, wie z. B. bei kurzfristigen Änderungen (just in time) der Kundenaufträge etc. So kann z. B. ein besonders schweres Packstück nicht auf zerbrechliche Packstücke gelegt bzw. gestapelt werden. Diese Problematik kann im Rahmen des vorliegenden Systems gemildert werden, wenn im Bedienungsbereich der Handhabungsmittel Pufferplätze für Packstücke vorgesehen sind. Dies ermöglicht es, Packstücke zwischenzulagern, wenn die eigentlich gewünschte und vorherbestimmte Reihenfolge der Stapelung nicht eingehalten werden kann. Auch kann so im begrenztem Umfang umgestapelt werden, ohne dass die Packstücke räumlich vollständig abtransportiert werden müssten, oder dass auf manuellen Betrieb umgestellt werden muss.
Weitere Vorteile, Eigenschaften und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, in der
1 eine schematische Draufsicht von oben einer Vorrichtung zum automatischen mehrlagigen Bestapeln von Paletten zeigt und
2 eine schematische Seitenansicht auf einen Schnitt entlang der Linie A-A durch die Vorrichtung aus 1.
In den 1 und 2 ist eine als Ganzes mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum automatischen mehrlagigen Bestapeln von Paletten P2 mit Packstücken W unterschiedlichen Ausmaßes in einer vorbestimmten räumlichen Anordnung gezeigt. Es handelt sich also um eine Vorrichtung zum „mixed-case" Palettieren. Natürlich können mit der Vorrichtung 1 auch lediglich gleichartige Packstücke W palettiert werden.
Die Vorrichtung 1 umfasst zwei unabhängige Fördertechniken 2A, B zum Zuführen der in der benötigten Reihenfolge vereinzelten Packstücke oder Waren W. Hierbei handelt es sich um beliebige Förderer. Vorzugsweise werden, wie im dargestellten Fall, Gurtförderer eingesetzt, die am Greifplatz in Rollenförderer übergehen. Die Förderer 2 sind gegenüber dem Boden auf einer erhöhten Ebene und voneinander beabstandet angeordnet.
Die Vorrichtung 1 umfasst ferner zwei Handhabungsmittel 3, 4, die die jeweils gerade zu verladende Packeinheit W von dem jeweiligen Förderer 2A, B übernehmen und abwechselnd an der gewünschten räumlichen Position auf dem sich bildenden Stapel S auf der jeweils in Arbeit befindlichen Palette P2 ablegen.
Bei den Handhabungsmitteln 3, 4 handelt es sich um automatische Mehrachsengreifsysteme, die mindestens drei Bewegungsfreiheitsgrade aufweisen. Diese weisen zwei auf einer gemeinsamen Horizontalverlagerungsstrecke 5 in einer Richtung X voneinander unabhängige Verfahreinheiten 6, 7 mit in zwei anderen Richtungen Y und Z beweglichen Packstückgreifmitteln 8, 9 auf, die jeweils zusätzlich einen rotatorischen Bewegungsfrei heitsgrad aufweisen. Die Packstückgreifmittel 8, 9 können also die jeweilige Ware W in drei Raumrichtungen X, Y, Z bewegen und gleichzeitig drehen. Somit kann die Ware W zusätzlich von den Handhabungsmitteln 3, 4 beim Verlagern auch ausgerichtet werden.
Sie umfassen jeweils sowohl einen Greifer 10, 11, der ausgebildet ist, um die Packstücke von oben drückend und von unten stützend klemmend zu ergreifen. Die Greifer 10, 11 umfassen dazu eine untere Gabel, die in bekannter Weise unterhalb der Ware W zwischen die Rollen des Förderers am Greifplatz bewegt wird. Zusätzlich wird die Ware W durch einen entsprechenden verfahrbaren Stempel von oben gegen die Gabel geklemmt. Somit ist die Ware W beim Verlagern mit hoher Geschwindigkeit sicher im Greifer 10, 11 festgelegt.
Die Handhabungsmittel sind im dargestellten Beispiel als Portalroboter R ausgeführt, dessen Aufbau 12 so ausgeführt ist, dass die Förderer 2A, B jeweils an einer Stirnseite 12A in seinen umbauten Bereich eintreten und dort enden. Somit können die angelieferten Waren W jeweils von dem zugeordneten Handhabungsmitteln 3 bzw. 4 übernommen und wechselseitig auf die Palette P2 bzw. dem sich darauf bildenden Stapel S abgelegt werden.
Die leeren Paletten P1 werden durch einen Palettenzulieferer 13 angefördert, der zwischen den Förderern 2A, B und etwa parallel zu diesen angeordnet ist. Allerdings ist er bezüglich der Höhe etwas unterhab des Niveaus der Förderer 2A, B angeordnet, was Vorteile bei der späteren Bestapelung mit sich bringt (vgl. unten). Der Palettenzulieferer 13 mündet an einen Palettenhubtisch 14, der beim Beladen der Palette P2 mit den Packstücken eine Niveauregulierung ermöglicht.
Die fertig bestapelte Palette P3 wird von einem fluchtend mit dem Palettenzulieferer 13 ausgerichteten Palettenabförderer 15 abgeführt, der dazu an der abgewandeten Stirnseite 12B aus dem Bereich des Portalroboters R austritt, jedoch in der Höhe auf einer niedrigeren Ebene als der Palettenzulieferer 13 angeordnet ist, so dass die Palette P2 beim Bestapeln abgesenkt werden kann und nach Beendigung des Stapelvorgangs quasi automatisch auf der Höhe des Palettenabförderers 15 angelangt.
Somit kann gleichzeitig eine neue leere Palette P1 oben nachgeführt werden, während unten die fertig bestapelte Palette P3 abgeführt wird. Im optimalen Fall entspricht der Höhenunterschied des Palettenabförderers 15 und des Palettenzulieferers 13 der Höhe des gebildeten Stapels, so der Hubtisch 14 keine gesonderte Bewegung zur Abgabe der Palette an den Palettenabförderer 15 vollziehen muss.
Daher kann der Palettenwechsel fast kontinuierlich erfolgen, ohne dass Zeit kostende zusätzliche Umlagerungen usw. notwendig wären.
Die dargestellte Variante umfasst weiter eine Folienwickeleinheit 16, die in die Vorrichtung integriert ist. Diese ist um den Hubtisch 14 herum ringförmig angeordnet, auf dem die Bestapelung der Palette P2 stattfindet. Die Folienwickeleinheit 16 entspricht im Aufbau bekannten räumlich vereinzelten Folienwickeleinrichtungen.
Nach dem Bestapeln der Palette P2 mit einer Schicht Waren W wird die Palette P2 um die mittlere Höhe der Schicht über den Hubtisch 14 abgesenkt. Somit gelangt die Schicht in den Bereich der Folienwickeleinheit 16 und kann dort schichtweise zur Stabilisierung umwickelt werden.
Daher ist die fertig bestapelte Palette bereits vollständig umwickelt und muss nicht zu einer räumlich getrennten Wickelstation gefahren werden. Gleichzeitig ermöglicht die Integration der Folienwickeleinheit 16 die ständige Stabilisierung des sich bildenden Stapels, wodurch die Möglichkeit der automatischen Stapelung einer breiteren Warenpalette eröffnet wird.
Nachfolgend wird das Verfahren zum Bestapeln unter Einsatz der vorhergehend beschriebenen Vorrichtung beschrieben werden.
Zunächst wird aufgrund des jeweiligen Auftrags die Liste der Waren bzw. Packstücke zusammengestellt und aufgrund deren bekannten Abmessung, Gewicht etc. rechnergestützt die Reihenfolge und räumlichen Position der Packstücke im Stapel S auf der Palette P bestimmt.
Anschließend werden die Waren aus dem Lager etc. vereinzelt in der benötigten Reihenfolge u. a. mittels der Förderer 2A, B herbeigeschafft, wobei die Waren auf die beiden Förderer 2A, B verteilt angeliefert werden.
Parallel dazu wird eine leere Palette P1 über den Palettenzulieferer 13 auf den Hubtisch 14 angeordnet.
Dann übernehmen die Handhabungsmittel 3, 4 abwechselnd die Waren W von dem jeweiligen Förderer 2A, B. Förderer 2A bedient die Handhabungsmittel 3 und entsprechend werden die Handhabungsmittel 4 vom Förderer 2B mit Ware versorgt.
Das jeweils zu verladende Packstück bzw. Ware W wird durch das entsprechende Handhabungsmittel 3 oder 4 an der gewünschten räumlichen Position auf dem sich bildenden Stapel auf dem Träger abgelegt, wozu die Packstücke üblicherweise in mindestens drei Raumrichtungen verlagert und gleichzeitig – soweit nötig – gedreht werden.
Für die Stapelung der ersten Schicht ist es möglich, die Palette so anzuordnen, dass lediglich eine Verlagerung der Packstücke in der Horizontalen, also in X und Y Richtung notwendig ist.
Nach dem Stapeln der ersten Schicht wird die Palette über den Hubtisch 14 um die mittlere Höhe der Oberflächen der Packstücke abgesenkt, so dass die Belegung der jeweils nächsten Schicht im Mittel mit optimierten Wegen beim Bestapeln erfolgen kann.
Gleichzeitig kann die Einwickeleinheit, so vorhanden, die Schicht unterhalb der Palettierebene zur Stabilisierung umwickeln. Alternativ erfolgt das Einwickeln komplett nach Beendigung des Bestapelns.
Parallel wird die Bestapelung der nächsten Schicht begonnen. Anschließend wiederholt sich der beschriebene Vorgang bis der gewünschte Stapel vollendet ist.
Nun befindet sich die bestapelte Palette im günstigsten Fall auf Höhe des Abförderers 15 und wird vom Hubtisch 14 auf diesen übergeben und abtransportiert.
Gleichzeitig wird oben eine neue leere Palette über den Palettenzulieferer angeliefert und von geeigneten Gabeln gehalten, bis der Hubtisch von unten zur Unterstützung und Anlage hoch gefahren wurde.

1: Vorrichtung
2: Fördertechniken
3, 4: Handhabungsmittel
5: Horizontalverlagerungsstrecke
6, 7: Verfahreinheiten
8, 9: Packstückgreifmittel
10, 11: Greifer
12: Aufbau
12A, B: Stirnseite
13: Palettenzulieferer
14: Hubtisch
15: Palettenabförderers
16: Folienwickeleinheit
P1, 2, 3: Paletten
R: Portalroboter
S: Stapel
W: Packstück

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1462394 B1 [0008, 0017]

Claims

Automatisches Verfahren zum mehrlagigen Bestapeln eines Trägers (P), insbesondere einer Palette, mit Packstücken (W), insbesondere unterschiedlichen Ausmaßes, in einer vorbestimmten räumlichen Anordnung, umfassend die Schritte: – rechnergestützte Bestimmung der Reihenfolge und räumlichen Position der Packstücke (W) auf dem Träger (P); – Herbeischaffen der vereinzelten Packstücke (W) in einer dazu benötigten Reihenfolge mittels Fördertechnik (2); – Übernahme der zu verladenden Packstücke (W) von der Fördertechnik (2) durch Handhabungsmittel (3, 4), die das jeweilige Packstück (W) an einer gewünschten räumlichen Position auf dem sich bildenden Stapel (S) auf dem Träger (P) ablegen; dadurch gekennzeichnet, dass die Packstücke (W) über mindestens zwei unabhängige Fördertechniken (2A, B) herbeigeschafft werden und dass die Handhabungsmittel (3, 4) zur wechselseitigen Packstück (W) Übernahme von jeweils einer Fördertechnik (2A, B) und Verlagerung mindestens doppelt vorgesehen sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsmittel (3, 4) die Packstücke (W) in mindestens zwei Raumrichtungen bei der Ablage auf dem sich bildenden Stapel (S) auf dem Träger (P) verlagern.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Packstücke (W) vor der Übernahme durch die Handhabungsmittel (3, 4) ausgerichtet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Packstücke (W) durch die Handhabungsmittel (3, 4) ausgerichtet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (P) beim und/oder nach dem Stapeln stabilisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bestapelte Träger (P2, 3) durch Umwickeln mit einer Folie, Netz oder dergleichen stabilisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der bestapelte Träger (P2, 3) schichtweise stabilisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierung innerhalb der eigentlichen Vorrichtung (1) zum Bestapeln stattfindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierung räumlich getrennt vom Bestapeln stattfindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsmittel (3, 4) die Packstücke (W), insbesondere von unten stützend und von oben drückend, klemmend ergreifen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger (P) derart zu- und abgeführt werden, dass gleichzeitig leere Träger (P1) nachgeführt werden können, während bestapelte Träger (P3) abgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Lagen wahlweise zwischen, oberhalb und unterhalb von Schichten einlegbar sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (P2) beim Beladen mit den Packstücken (W) auf vier Seiten von einer, insbesondere mit einem trichterförmigen Einlauf versehenen, Beladehilfe umgeben ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (P2) beim Beladen mit den Packstücken (W) eine Niveauregulierung erfährt.
Vorrichtung (1) zum automatischen mehrlagigen Bestapeln eines Trägers (P), insbesondere einer Palette, mit Packstücken (W), insbesondere unterschiedlichen Ausmaßes, in einer vorbestimmten räumlichen Anordnung, mit mindestens einer Fördertechnik (2) zum Zuführen der in der benötigten Reihenfolge vereinzelten Packstücke (W) und mit mindestens einem Handhabungsmittel (3, 4), die das zu verladende Packstück (W) von der mindestens einen Fördertechnik (2) übernehmen und an einer gewünschten räumlichen Position auf dem sich bildenden Stapel (S) auf dem Träger (P) ablegen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei unabhängige Fördertechniken (2A, B) vorgesehen sind, um die Packstücke (W) herbeizuschaffen, und dass die Handhabungsmittel (3, 4) zur wechselseitigen Packstück (W) Übernahme von jeweils einer Fördertechnik (2A, B) und Verlagerung mindestens doppelt vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsmittel (3, 4) ausgestaltet sind, um die Packstücke (W) in mindestens zwei, vorzugsweise drei Raumrichtungen (X, Y, Z) bei der Ablage auf dem sich bildenden Stapel (S) auf dem Träger (P) zu verlagern.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsmittel (3, 4) mindestens ein automatisches Mehrachsengreifsystem (6, 8, 10; 7, 9, 11) umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrachsengreifsysteme mindestens zwei Bewegungsfreiheitsgrade aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrachsengreifsysteme (6, 8, 10; 7, 9, 11) zwei auf einer gemeinsamen Linearachse (5) in einer Richtung (X) voneinander unabhängige Verfahreinheiten mit in zwei anderen Richtungen (Y und Z) bewegliche Packstückgreifmittel (10, 11) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Packstückgreifmittel jeweils zusätzlich mindestens einen rotatorischen Bewegungsfreiheitsgrad aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsmittel (3, 4) als Portalroboter (R) oder Knickarmroboter ausgeführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsmittel (3, 4) als Doppel-Portalroboter (R) oder Doppel-Knickarmroboter ausgeführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsmittel (3, 4) automatische Mehrachsengreifsysteme (6, 8, 10; 7, 9, 11) umfassen, die sich eine gemeinsame Horizontalverlagerungsstrecke (5) teilen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Packstückgreifmittel (10, 11) Hubgabeln, Kämme, Greifer, Sauger oder Klammergreifer und Kombinationen derer zum Erfassen der einzelnen Packstücke umfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einheit zur Ausrichtung der einzelnen Packstücke vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit zur Ausrichtung der Packstücke eine Untereinheit zur horizontalen Verschiebung und eine Untereinheit zur Drehung der einzelnen Packstücke umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einheit (14) zum Absenken/Anheben des Trägers vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einheit (16) zum Stabilisieren des sich auf dem Träger bildenden Stapels beim Stapeln vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine integrierte Wickeleinheit (16) umfasst, die ausgebildet ist, um den Träger schichtweise zur Stabilisierung zu umwickeln.
Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine, insbesondere mit einem trichterförmigen Einlauf versehene, Beladehilfe vorgesehen ist, die den Träger und den darauf bildenden Stapel beim Beladen mit den Packstücken auf vier Seiten umgibt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einheit zum Stabilisieren des Stapels auf dem bestapelten Träger nach dem Stapeln vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass eine gesonderte Wickelvorrichtung zum Einwickeln des Stapels auf dem bestapelten Träger vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Packstückgreifmittel Greifer umfassen, die ausgebildet sind, um die Packstücke, insbesondere von oben drückend und von unten stützend, klemmend zu ergreifen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Fördertechnik (13, 15) zum Zu- und Abführen der Träger (P1, P3) derart umfasst, dass gleichzeitig leere Träger (P1) nachgeführt werden können, während bestapelte Träger (P3) abgeführt werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einheit zum Zuführen von Lagen vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass im Bedienungsbereich der Handhabungsmittel Pufferplätze für Packstücke vorgesehen sind.