DE102008009841B3

DE102008009841B3 - Elektronische Durchschubsicherung und Verfahren zum Verhindern eines unbeabsichtigten Durchschiebens oder Herausziehens von Paletten in einem Lagerregal

Info

Publication number: DE102008009841B3
Application number: DE102008009841A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Schäfer
Original assignee: SSI Schaefer Noell GmbH Lager und Systemtechnik
Current assignee: SSI Schaefer Noell GmbH Lager und Systemtechnik
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2009-08-06
Anticipated expiration: 2028-02-09
Also published as: ES2407961T3; EP2088116B1; EP2088116A2; EP2088116A3; PL2088116T3; SI2088116T1

Abstract

Es wird vorgeschlagen eine elektronische Durchschubsicherung für ein Regalbediengerät (20), welches ein Ladehilfsmittel (38), insbesondere eine Palette (38) oder einen Behälter, automatisiert an einen Stellplatz (40) in einem Lagerregal (42, 44) abgibt oder von dort abholt, wobei das Regalbediengerät (20) einen im Wesentlichen vertikal verfahrbaren Hubwagen (28) mit einem im Wesentlichen horizontal verfahrbaren Lastaufnahmemittel (30) aufweist, mit einer Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung (24), wobei die Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung (24) mit einer Positionserfassungseinrichtung (22) verbunden ist, um eine Position eines einzulagernden oder auszulagernden Ladehilfsmittels (38) relativ zum Stellplatz (40) zu erfassen, wobei die Positionserfassungseinrichtung (22) eingerichtet ist, eine Abweichung einer Ist-Position von einer Soll-Position des Ladehilfsmittels (38), vorzugsweise mittels einer Abstandsmessung, zu erfassen, um ein Abweichungssignal an die Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung (24) auszugeben, und wobei die Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung eingerichtet ist, bei einem Empfang des Abweichungssignals eine horizontale Bewegung des Lastaufnahmemittels (30) zu stoppen (Fig. 2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Sicherung gegen unabsichtli ches Verschieben eines Ladehilfsmittels relativ zu einem Stellplatz in einem Lagerregal für ein Regalbediengerät nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Verhindern eines unbeabsichtigten Verschiebens eines Ladehilfsmittels, wie z. B. einer Palette, relativ zu einem Stellplatz in einem Lagerregal nach Anspruch 11.
Im Stand der Technik sind Regalbediengeräte (RBG) als schienengeführte Fahrzeuge zur Handhabung von Waren in einem Hochregallager bekannt. Ein RBG hat üblicherweise drei Bewegungsfreiheitsgrade, nämlich entlang einer x-Achse (Gassenrichtung; Bewegungsrichtung Fahreinheit), einer y-Achse (vertikale Richtung; Bewegungsrichtung Hubeinheit) und einer z-Achse (Gangquerrichtung; Bewegungsrichtung Lastaufnahmemittel).
Ein RBG ist üblicherweise ein Fahrzeug, welches ein bodengebundenes, frei bzw. auf oder entlang einer Schiene verfahrbares Fördermittel darstellt, welches im Wesentlichen einem horizontalen und vertikalen innerbetrieblichen Transport von Waren, Artikeln, Lasten und/oder – bei Vorhandensein entsprechender Einrichtungen – von Personen dient. Das RBG wird oft in einem Gang bzw. einer Gasse zwischen zwei Regal auf Schienen geführt verfahren. Es sind jedoch auch regalgebundene RBG bekannt. Genauere Informationen zum Aufbau eines RBGs finden sich in DE 10 2006 037 719 A1 .
Ein RBG umfasst normalerweise ein Fahrwerk, einen Mast, ein Hubwerk, einen Hubwagen sowie ein Lastaufnahmemittel. Mit dem Fahrwerk lässt sich das RBG entlang der Gasse verfahren. Ein Hubwagen, der das Lastaufnahmemittel aufweist, wird mittels des Hubwerks im Wesentlichen in vertikaler Richtung entlang des Masts verfahren. Das Lastaufnahmemittel dient zur Aufnahme und Abgabe von Lagereinheiten, die üblicherweise auf einem Ladehilfsmittel gelagert sind.
Unter einem Lastaufnahmemittel (LAM) wird ein Teil des RBGs verstanden, der Lagereinheiten aufnimmt und abgibt. Ein typisches LAM für Paletten ist z. B. eine Hubgabel. Eine Lagereinheit stellt eine Handhabungseinheit (beladene Palette, Behälter, Tablare, etc.) dar, die z. B. in einem Hochregallager oder einem AKL gelagert werden. Ein Ladehilfsmittel wird zur Bildung von Lagereinheiten eingesetzt. Hierbei unterscheidet man – abhängig von ihrer Funktion – Ladehilfsmittel mit tragender Funktion (z. B. Paletten), tragender und umschließender Funktion (z. B. Gitterboxpaletten, Behälter, Tablare, etc.) sowie tragender, umschließender und abschließender Funktion (z. B. Container). Artikelreine Lagereinheiten enthalten nur Artikel eines Typs oder einer Sorte.
Bei Verwendung von Paletten als Ladehilfsmittel erfolgt eine Lastaufnahme der Lagereinheiten im Allgemeinen über ein teleskopierbares Gabelpaar, bei Behältern über z. B. ein Aufwälzen per Gurtförderer, Zugeinrichtungen, wie Haken, Lasso oder Schwenkarm, oder mit einem Hubtisch oder Shuttle.
Eine Koordinierung der Bewegungsabläufe in einem Regallager, das mit einem RBG automatisiert betrieben wird, erfolgt üblicherweise durch einen Lagerverwaltungsrechner (LVR). Dem LVR sind eine Vielzahl von hierarchisch strukturierten Steuereinheiten untergeordnet. Ein RBG erhält seine Befehle zum Ein- und Auslagern von LHM z. B. von einer speicherprogrammierbaren Steuereinheit (SPS). Eine SPS ist eine Baugruppe, die allgemein zur Steuerung und/oder Regelung von Maschinen eingesetzt wird. In der Regel ist eine solche Baugruppe elektronisch ausgeführt und ähnelt Baugruppen eines Computers. Üblicherweise sind Geber (Sensoren) und Stellglieder (Aktoren) mit dieser Baugruppe verbunden. Ein zugehöriges Betriebssystem (Firmware) stellt sicher, dass einem Anwenderprogramm immer ein aktueller Zustand eines Gebers zur Verfügung steht. Anhand dieser Informationen kann das Anwenderprogramm die Stellglieder so ein- oder ausschalten, dass das RBG in der gewünschten Weise funktioniert, z. B. eine Palette ein- oder auslagert.
Da die Abgabe und Aufnahme von Paletten wünschenswerterweise automatisiert erfolgen soll, ist es erforderlich, sog. Durchschubsicherungen vorzusehen, die z. B. ein Durchschieben einer Palette, bei Abgabe der Palette an das Regal, verhindert. Zum Verhindern des Durchschiebens werden üblicherweise mechanische Anschläge verwendet, wie sie exemplarisch in dem deutschen Gebrauchsmuster DE 90 13 721 U1 offenbart sind.
Eine weitere Möglichkeit, ein Durchschieben zumindest zu detektieren, besteht bei der Verwendung z. B. einer Teleskopgabel darin, ein erforderliches Antriebsmoment beim Ein- oder Ausfahren der Gabel zu überwachen. Stößt eine abzugebende Palette an eine bereits im Regal befindliche Palette, weil die abzugebende Palette vom LAM zu weit ins Regal bewegt wird, steigt das erforderliche Drehmoment, da beide Paletten ins Regal bewegt werden. Auf diesem Prinzip der Drehmomentsüberwachung beruhen elektronische Durchschubsicherungen mit sog. Durchrastkupplungen bzw. mit Rutschkupplungen. Diese Art der elektronischen Durchschubsicherung hat aber den Nachteil, dass sie momentbegrenzt ist, d. h. unter anderem abhängig von einer Reibung zwischen den beteiligten Komponenten (Regal, Palette, Gabel, usw.) ist.
Es besteht deshalb ein Bedürfnis nach einer Durchschubsicherung ohne mechanischen Anschlag, die unabhängig von der Größe, dem verwendeten Material, der Dimensionierung und dem Gewicht des LHM bzw. der Lagereinheit ist und die schnellstmöglich bei einem Fehler reagiert. Ferner wäre es wünschenswert, nicht nur ein Durchschieben verhindern zu können, sondern auch ein unbeabsichtigtes Herausziehen verhindern zu können, da es grundsätzlich möglich ist, dass das LHM beim Zurückziehen des LAM von diesem mitgenommen wird, weil das LHM z. B. nicht richtig abgesetzt wurde.
Ferner ist es eine Aufgabe, ein Verfahren zum Verhindern eines unbeabsichtigten Durchschiebens oder Herausziehens eines LHM bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mit einer elektronischen Sicherung gelöst, wobei die elektronische Sicherung gegen unabsichtliches Verschieben eines Ladehilfsmittels relativ zum Stellplatz für ein Regalbediengerät, wobei das Regalbediengerät das Ladehilfsmittel, insbesondere eine Palette oder einen Behälter, automatisiert an den Stellplatz in dem Lagerregal abgibt oder von dort abholt, und wobei das Regalbediengerät einen im Wesentlichen vertikal verfahrbaren Hubwagen mit einem im Wesentlichen horizontal verfahrbaren Lastaufnahmemittel aufweist, mit einer Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung versehen ist, wobei die Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung mit einer Positionserfassungseinrichtung verbunden ist, um eine Position eines einzulagernden oder auszulagernden Ladehilfsmittels relativ zum Stellplatz zu erfassen, wobei die Positionserfassungseinrichtung eingerichtet ist, eine Abweichung einer Ist- Position von einer Soll-Position des Ladehilfsmittels mittels einer Abstandsmessung zu erfassen, um ein Abweichungssignal an die Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung auszugeben, und wobei die Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung eingerichtet ist, bei einem Empfang des Abweichungssignals eine horizontale Bewegung des Aufnahmemittels zu stoppen.
Ferner wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zum Verhindern eines unbeabsichtigten Verschiebens eines Ladehilfsmittels relativ zum Stellplatz in einem Lagerregal gelöst, wobei das Ladehilfsmittel mit einem Regalbediengerät an einen Stellplatz in einem Lagerregal abzugeben oder von dort abzuholen ist, wobei das Lagerbediengerät das Ladehilfsmittel automatisiert in den Stellplatz einlagert oder automatisiert aus dem Stellplatz auslagert, wobei das Regalbediengerät einen im Wesentlichen vertikal verfahrbaren Hubwagen mit einem im Wesentlichen horizontal verfahrbaren Lastaufnahmemittel aufweist, mit den folgenden Schritten: Bestimmen eines relativen Abstands zwischen dem auf dem Stellplatz abgestellten Ladehilfsmittel und dem Hubwagen, um eine Soll-Position des Ladehilfsmittels zu definieren; Aktivieren einer Positionsüberwachung, wenn der Hubwagen in einer Einlagerungsposition oder einer Auslagerungsposition vor dem Stellplatz positioniert ist, um eine Ist-Position des Ladehilfsmittels zu definieren; Verfahren des Lastaufnahmemittels derart, dass das Lastaufnahmemittel beim Auslagern des Ladehilfsmittels in den Stellplatz hinein gefahren wird, um das Ladehilfsmittel anschließend auf das ausgefahrene Lastaufnahmemittel zu heben, bzw. derart, dass das Lastaufnahmemittel beim Einlagern des Ladehilfsmittels nach einem erfolgten Absetzen des Ladehilfsmittels auf dem Stellplatz aus dem Stellplatz herausgefahren wird; Bestimmen, ob es während des Verfahrens des Lastaufnahmemittels zu einer signifikanten Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position kommt; und wenn eine signifikante Abweichung vorliegt, Erzeugen eines Abweichungssignals, um ein sofortiges Stoppen der Bewegung des Lastaufnahmemittels zu veranlassen; oder wenn keine signifikante Abweichung vorliegt, Fortsetzen der Bewegung des Lastaufnahmemittels.
Aufgrund des Vergleichs einer Ist-Position mit einer Soll-Position des LHM kann z. B. eine in den Sensor integrierte Logik ein unabsichtliches Verschieben des LHM relativ zum Stellplatz im Regal feststellen und ein entsprechendes Abweichungssignal generieren. Das Abweichungssignal wird auf, insbesondere direktem, Wege zu einer Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung, wie z. B. zu einem Umrichter, geleitet, der einen Antrieb des LAM regelt. Da der Umrichter auf solche Abweichungssignale wartet, kann die im Umrichter enthaltene Logik sofort reagieren und z. B. mittels einer sog. Null-Rampe die Energieversorgung vom Antrieb des LAM schnellstmöglich wegnehmen, indem die Energie auf Null heruntergefahren wird. Auf diese Weise ist es möglich, dass das LAM während des horizontalen Hineinbewegens in das Regal bzw. während des horizontalen Herausbewegens aus dem Regal sofort – ohne Verwendung einer (zusätzlichen) Bremseinrichtung – angehalten wird, so dass das LHM nicht aus dem Regal fällt bzw. ein anderes LHM nur unwesentlich tiefer in das Regal schiebt.
Die Kommunikation zwischen Sensor und Umrichter erfolgt vorzugsweise direkt, d. h. ohne Umweg über eine SPS, so dass das für die Auswertung und Umsetzung des Fehlersignals benötigte Zeitintervall äußerst kurz ist.
Mechanische Durchschubsicherungen, wie sie eingangs erwähnt wurden, werden nicht mehr benötigt, so dass die Investitionskosten bei der Anschaffung eines entsprechenden Regals entsprechend geringer sind. Zusätzlich zum Durchschieben, wie es von den mechanischen Durchschubsicherungen verhindert wird, verhindert die Vorrichtung bzw. das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zusätzlich auch ein unbeabsichtigtes Herausziehen eines LHM aus dem Regal.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Positionserfassungseinrichtung fest am Hubwagen und derart seitlich beabstandet zu dem LAM angebracht ist, dass sich die Positionserfassungseinrichtung beim horizontalen Verfahren des LAM nicht gegenüber dem Lagerregal bewegt und dass sich die Positionserfassungseinrichtung beim vertikalen Verfahren des Hubwagens synchron mit dem Hubwagen relativ zum Lagerregal bewegt.
Da ein unbeabsichtigtes Durchschieben oder Herausziehen durch das LAM des Regalbediengeräts hervorgerufen wird, empfiehlt es sich, den relativen Abstand zwischen dem Hubwagen und dem LHM zu bestimmen. Das LAM bewegt sich bekanntlich während eines Einlagerungs- bzw. Auslagerungsvorgangs. Das LAM kann somit nicht als Referenz dienen. Der Hubwagen dagegen ist in Ruhe.
Alternativ könnte die Positionserfassungseinrichtung, d. h. zum Beispiel ein Laserabstandssensor, auch an dem LAM, wie z. B. an einer Teleskopgabel, befestigt werden. Beim Ein- und Ausfahren der Gabel würde sich der relative Abstand zwischen Lasersensor und LHM, wie z. B. einer Palette, ändern. Da bekannt ist, mit welcher Geschwindigkeit die Gabel verfahren wird, könnte so der zu erwartende Abstand zwischen Sensor und Palette errechnet werden. Weicht der erwartete Wert vom tatsächlichen Wert ab, wird die Palette entweder unbeabsichtigt durchgeschoben oder herausgezogen. Diese Lösung ist jedoch etwas langsamer als die zuvor beschriebene Lösung, da permanent Daten zwischen Sensor und Steuereinrichtung ausgetauscht und berechnet werden müssen. Ferner sind Beschleunigungs- und Bremseffekte zu berücksichtigen, was die Überwachung aufwendiger macht.
Außerdem ist es von Vorteil, wenn beim Stoppen der Bewegung des LAM eine Antriebsenergie eines Lastaufnahmemittelantriebs auf Null heruntergefahren wird.
Aufgrund dieser Maßnahme ist es nicht erforderlich, zusätzlich aktiv mit Bremsen zu bremsen vorzusehen. Dies verringert den Verschleiß. Nichtsdestotrotz lässt sich die Bewegung des LAM schnell und zuverlässig stoppen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die LAM-Steuereinrichtung ein Umrichter mit integrierter Logik, in welchem eine Null-Rampe der Antriebsenergie zum Stoppen der Bewegung des LAM gespeichert ist.
Durch das Vorsehen eines Umrichters mit integrierter Logik erfolgt die Auswertung nicht mehr, wie üblich, in der SPS, sondern direkt beim RBG. Die Reaktionszeit bei festgestelltem Fehler ist sehr kurz.
Vorzugsweise ist das LAM eine teleskopierbare Gabel zur Palettenhandhabung oder ein in horizontaler Richtung verfahrbarer Hubtisch zur Behälterhandhabung. Insbesondere ist die Positionserfassungseinrichtung ein Abstandssensor, wie z. B. ein Lasersensor oder ein Lichttaster. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist eine weitere Steuereinrichtung zum globalen Koordinieren eines Einlagerungsvorgangs bzw. eines Auslagerungsvorgangs vorgesehen. Diese Steuereinrichtung ist z. B. eine übergeordnete speicherprogrammierbare Steuereinrichtung.
Außerdem hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die beiden Steuereinrichtungen über ein Bussystem miteinander verbunden sind.
Ein Bussystem ermöglicht die adressierte Ansteuerung von mehreren Komponenten unter Beachtung besonderer Sicherheitsanforderungen, wie sie im Zusammenhang mit der automatisierten LHM-Handhabung existieren.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die LAM-Steuereinrichtung direkt mit der Positionserfassungseinrichtung verbunden, um das Abweichungssignal ohne Zwischenschaltung der weiteren Steuereinrichtung empfangen zu können.
Diese Maßnahme erhöht die Bearbeitungsgeschwindigkeit. Die fehlerhafte Betätigung des LAM wird direkt ohne Zwischenschaltung einer SPS verarbeitet. Die Reaktionszeit verkürzt sich dadurch. Reaktionszeiten im ms-Bereich sind möglich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Regalanlage mit elektronischer Durchschubsicherung gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt einzelne Schritte A bis C eines fehlerhaften Auslagerungsvorgangs.
3 zeigt zwei schematische Schritte eines fehlerhaften Einlagerungsvorgangs.
4 zeigt eine sog. Null-Rampe.
5 zeigt ein schematisches Blockdiagramm inklusive Signalaustausch zwischen beteiligten Komponenten gemäß der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt ein schematisches Flussdiagramm in einer LAM-Steuereinrichtung zur elektronischen Durchschubsicherung gemäß der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Funktionsablaufes in einer übergeordneten Steuereinrichtung zur Durchschubsicherung gemäß der vorliegenden Erfindung.
In den Figuren sind gleiche Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Wenn nachfolgend von einer "elektronischen Durchschubsicherung" gesprochen wird, so ist damit nicht nur das Verhindern eines unbeabsichtigten Durchschiebens eines LHMs, sondern auch das Verhindern eines unbeabsichtigten Herausziehens eines LHMs gemeint. Die Durchschubsicherung gemäß der vorliegenden Erfindung ist "elektronisch", weil es sich nicht um eine "mechanische" Durchschubsicherung der eingangs erwähnten Art, wie z. B. einen Anschlag, handelt.
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Regalanlage 10, wie sie z. B. in Kommissionieranlagen eingesetzt wird.
Die Regalanlage 10 wird von einem Lagerverwaltungsrechner (LVR) 12 gesteuert. Der LVR 12 koordiniert die Bewegung von Lagermaschinen, wie z. B. von RBG, innerhalb des Lagers. Der LVR 12 verwaltet ferner alle im Zusammenhang mit dem Lager stehenden Daten, wie z. B. Angaben darüber, welche Waren sich wo im Lager befinden, wie viele Waren eines bestimmten Typs im Lager gelagert sind, welche Kommissionieraufträge gerade abgearbeitet werden müssen, was die beste Reihenfolge zur Abarbeitung der Aufträge ist, usw. Zusätzlich können Materialflussrechner eingesetzt werden, die hier nicht dargestellt sind.
Der LVR 12 steht über verdrahtete Leitungen 14, und alternativ über drahtlose Verbindungen 15, die in 1 mit einem Doppelpfeil angedeutet sind, mit hierarchisch untergeordneten Steuereinrichtungen in Verbindung. In der 1 sind exemplarisch zwei speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) 16 als untergeordnete Steuereinrichtungen gezeigt. Der LVR 12 kann mit weiteren untergeordneten Steuereinrichtungen, die nicht zwingend SPS 16 sein müssen, in Verbindung stehen, wie es durch unvollendet dargestellte Verbindungen 14 angedeutet ist.
Die SPS 16 steht über Verbindungen 18 u. a. mit Regalbediengeräten (RBGs) 20 in Verbindung. Vorliegend handelt es sich bei den Verbindungen 18 um verdrahtete Leitungen, die ein Bussystem (z. B. Feldbus, CAN-Bus, etc.) implementieren.
Ein RGB 20 umfasst neben den eingangs erwähnten Komponenten, wie z. B. einem in z-Richtung verfahrbaren Fahrwerk, einem sich in y-Richtung erstreckenden Mast, einem entlang des Masts mit Hilfe eines Hubwerks verfahrbaren Hubwagen und einem Lastaufnahmemittel (LAM) auch eine Positionserfassungseinrichtung bzw. einen Sensor 22 und eine LAM-Steuereinrichtung 24, wie z. B. einen Umrichter. Der Umrichter 24 verfügt über Logik und regelt üblicherweise den Antriebstrom.
Der Umrichter 24 und der Sensor 22 können über eine Verbindung 26 direkt miteinander verbunden sein.
Bezug nehmend auf 2A bis C wird ein Auslagerungsvorgang beschrieben werden, bei dem ein Ladehilfsmittel (LHM) aus einem Stellplatz im Regal des RBG 20 abgeholt werden soll.
In 2A ist das RBG 20 in der unteren Hälfte der Zeichnung dargestellt. Das RBG 20 weist einen Hubwagen 28 auf, auf dem ein Lastaufnahmemittel (LAM) 30 angebracht ist. Das LAM 30 ist z. B. eine Teleskopgabel 32 mit zwei Zinken.
In der Darstellung der 2 blickt man von oben auf die bei einem Auslagerungsvorgang beteiligten Komponenten. Der Hubwagen 28 ist in der Regalanlage vertikal entlang des (nicht dargestellten) Masts verfahrbar. Die vertikale Richtung entspricht in der 2 der y-Richtung. Das ebenfalls nicht dargestellte Fahrwerk des RBG 20 wird in der Regalgasse entlang der y-Richtung verfahren. Die Teleskopgabel 32 ist quer zur Lagergasse in das Regal entlang der z-Richtung verfahrbar. Dies ist durch Doppelpfeile 34 veranschaulicht.
Die Positionserfassungseinrichtung 22, die hier exemplarisch ein Laserabstandssensor ist, ist zwischen den Zinken der Teleskopgabel 32 fest am Hubwagen 28 angebracht. Es versteht sich, dass der Sensor 22 auch links oder rechts von den Zinken angebracht sein könnte. Der Sensor 22 könnte auch entfernt vom Hubwagen 28 angeordnet sein, solange er fest mit dem Hubwagen 28 verbunden ist, um synchron, z. B. bei einer Vertikalfahrt des Hubwagens 28, mit demselben bewegt zu werden.
Oberhalb des Regalbediengeräts 20 bzw. des Hubwagens 28 ist in den Abbildungen A bis C der 2 eine Palette 38 als LHM gezeigt. Die Palette 38 ist einem isolierten, schematisch dargestellten Stellplatz 40 zugeordnet. Der Stellplatz 40 ist ein Teil des hier nicht genauer dargestellten Regals, das aus einer Vielzahl von Querträgern 42 und Längsträgern 44 besteht, auf denen die Palette 38 zu Lagerzwecken abgestellt werden kann. Es versteht sich, dass mehrere Paletten 38 in z-Richtung hintereinander gelagert werden können. Man spricht dann von mehrfachtiefer Lagerung. Ferner versteht es sich, dass mehrere Stellplätze links und/oder rechts vom gezeigten Einzel stellplatz 40 angeordnet sein könnten. Zur Vereinfachung der Darstellung und der Erklärung wird nachfolgend lediglich der isolierte Stellplatz 40 betrachtet werden. Der Stellplatz 40 bzw. das Regal kann auch nur aus Längsträgern (Auflagerriegeln) bestehen. Der Aufbau des Stellplatzes 40 ist beliebig.
Der Sensor 22 misst einen Abstand bzw. eine Entfernung 36 zwischen dem in Position gebrachten Hubwagen 28 und der auf dem Stellplatz 40 abgestellten Palette 38. Es versteht sich, dass der Hubwagen 28 bzw. das Regalbediengerät 20 vor einem Einlagerungsvorgang bzw. Auslagerungsvorgang in eine vorbestimmte Übergabeposition gebracht wird, um das LAM 30 in z-Richtung bewegen zu können. Üblicherweise wird das RBG 20 von der SPS 16 der 1 (grob) zur Übergabeposition gesteuert. Am Regal können zusätzlich Bezugsmarken vorgesehen sein, um eine Feineinstellung des RBG 20 relativ zum Stellplatz 40 vorzunehmen, da immer Toleranzen beim Ansteuern von vorbestimmten Positionen berücksichtigt werden müssen. In 2A ist das RBG 20 in einer Übernahmeposition relativ zum Stellplatz 40 gezeigt.
Um die Palette 38 auslagern zu können, muss die Teleskopgabel 32 in z-Richtung unter die Palette 38 gefahren werden, wie es durch dunkle Pfeile innerhalb der Gabel der 2B angedeutet ist. Die Palette 38 weist dazu entsprechende, in z-Richtung verlaufende Ausnehmungen zur Aufnahme der Gabel 32 auf, die in den 2 nicht näher gezeigt sind. Wird ein Behälter als LHM verwendet könnten Greifarme oder ein Hubtisch (als LAM) in z-Richtung ausgefahren werden.
Wenn der Vorgang des Ausfahrens der Gabel 32 normal verläuft, ändert sich der Abstand 36 zwischen dem Sensor 22 und der Palette 38 nicht. Sobald die Gabeln 32 vollständig ausgefahren sind, kann der Hubtisch 28 inklusive dem Sensor 22 leicht angehoben werden, um die Palette 38 im Regal anzuheben. Anschließend wird die Gabel 32 in umgekehrter Richtung wieder eingezogen, um die Palette 38 auf den Hubwagen 28 zu holen. Das RBG 20 kann die Palette 38 an einer entfernt gelegenen Übergabeposition wieder abgeben.
Bezug nehmend auf 2C ist eine Situation gezeigt, bei der das Ausfahren der Gabel 32 jedoch nicht fehlerfrei abläuft. Bei der in der 2C gezeigten Situation schiebt die ausfahrende Gabel 32 die Palette 38 z. B. aufgrund eines vorstehenden Hindernisses unterhalb der Palette 38 tiefer in den Stellplatz 40 hinein. Dies ist mit einem Pfeil 46 angedeutet. Dieses Durchschieben erfolgt in der Regel unbeabsichtigt und ist zu verhindern.
Der Sensor 22 erfasst beim Durchschieben einen größer werdenden Abstand 36' zwischen dem Sensor 22 bzw. dem Hubwagen 28 und der Palette 38. Dieser Versatz ist zwischen den 2B und 2C schematisch mit V angedeutet. Die für die Steuerung des LAM 30 verantwortliche LAM-Steuereinrichtung 24 muss nun so schnell wie möglich die Bewegung der Gabeln 32 stoppen, um das Durchschieben der Palette 38 zu unterbinden.
Ähnlich verhält es sich bei Einlagervorgängen, wobei hier exemplarisch auf die 3A und 3B verwiesen wird. Die 3A und B zeigen einen Einlagerungsvorgang. Die Palette 38 ist in der 3A bereits auf dem Stellplatz 40 erfolgreich abgestellt worden. Der Abstand zwischen Sensor 22 und Palette 38 ist ebenfalls mit dem Bezugszeichen 36 angegeben.
Kommt es nun beim Zurückziehen der Gabeln 32 zu einem Fehler, weil sich z. B. eine der Gabeln 32 an der Unterseite der Palette verhakt, so bewirkt das Zurückfahren der Gabeln 32 ein unbeabsichtigtes Herausziehen der Palette 38. Dies äußert sich wiederum in einer Verkürzung des Abstands 36' zwischen dem Sensor 22 und der Palette 38 (vgl. auch Versatz V).
Sobald die LAM-Steuereinrichtung 24 (vgl. 1) eine derartige Situation, wie sie in den 2 und 3 dargestellt ist, erkennt, indem sie Abstandsänderungssignale vom Sensor 22 geliefert bekommt, unterbricht die LAM-Steuereinrichtung 24 das Ausfahren bzw. Zurückziehen der Gabel 32.
Aus diesem Grund wird z. B. eine sog. "Null-Rampe" auf den Antrieb des LAM 30 angewendet. Eine entsprechende Null-Rampe ist exemplarisch in 4 gezeigt. Die Null-Rampe ist in einem nicht dargestellten Speicher der LAM-Steuereinrichtung 24 hinterlegt und bewirkt, dass die Antriebsenergie, hier in Form eines Stroms, so schnell wie möglich auf Null reduziert wird. In 4 geschieht dies exemplarisch zum Zeitpunkt t'. Zum Zeitpunkt t' erhält die LAM-Steuereinrichtung 24 ein Signal vom Sensor 22, dass eine Abstandsänderung, d. h. eine Abweichung der Ist-Position des LHM 38 von der Soll-Position des LHM 38, vorliegt.
5 zeigt die Verbindungen zwischen den einzelnen Komponenten der 1, die unmittelbar an einem Ein- oder Auslagervorgang beteiligt sind. Außerdem lassen sich aus der 5 Signale ablesen, die zwischen den einzelnen Komponenten ausgetauscht werden.
Bezug nehmend auf 5 und 6 ist der steuerungstechnische Ablauf im Wesentlichen für den Umrichter 24 exemplarisch gezeigt.
Die SPS 16 fordert das hier nicht dargestellte RBG 20 auf, an die Übergabeposition zu fahren. Sobald das RBG 20 die Übergabeposition erreicht hat, weist die SPS 16 den Sensor 22 an, den Abstand 36 zwischen sich und der Palette 38 zu bestimmen. Aus diesem Grund sendet die SPS 16 ein sog. Teach-Signal 48 an den Sensor 22. Bei einem Auslagerungsvorgang, wird das Teach-Signal 48 gesendet, wenn der Hubwagen 28 seine Übernahmeposition erreicht hat und bevor das LAM 30 ausgefahren wird. Bei einem Einlagerungsvorgang erfolgt die Übermittlung des Teach-Signals 48, sobald die Palette 38 auf dem Stellplatz abgesetzt ist und bevor das LAM 30 zum Hubwagen 28 zurückgezogen werden soll.
Der vom Sensor 22 aufgrund des Teach-Signals 48 bestimmte Abstand 36 zwischen dem Sensor 22/Hubwagen 28 und der Palette 38 stellt die Soll-Position der Palette 38 dar. Dieser Wert kann im Sensor 22 hinterlegt werden. Das Teach-Signal 48 veranlasst den Sensor 22 auch dazu, den Abstand 36 zu überwachen und bei einer signifikanten Änderung des Abstands eine entsprechende Sensorrückmeldung, d. h. ein Abweichungssignal 50, an die LAM-Steuereinrichtung 24 zu senden. Die LAM-Steuereinrichtung 24 erhält über den Bus 18 von der SPS 16 ein Signal, mit dem sie mitgeteilt bekommt, dass die LAM-Steuereinrichtung 24 auf Abweichungssignale 50 des Sensors 22 zu achten hat. Die Überwachung wird aktiviert.
Anschließend veranlasst die SPS 16 die LAM-Steuereinrichtung 24 zum Ein- oder Ausfahren der Gabeln 32. Dazu übermittelt die LAM-Steuereinrichtung 24 ein Signal an einen Motoranschluss eines Antriebs 51 des LAM 30. Der Antrieb 51 ist rückgekoppelt zur LAM-Steuereinrichtung 24, um Lagerückführsignale 52 und Drehzahlrückführsignale 54 an die LAM-Steuereinrichtung 24 zu übertragen.
Bezug nehmend auf 6 ist ein Ablauf in der LAM-Steuereinrichtung 24 gezeigt.
In einem ersten Schritt 60 bekommt die LAM-Steuereinrichtung 24 mitgeteilt, dass die Durchschubsicherung zu aktivieren ist, weil die Gabel 32 in Z-Richtung ein- oder auszufahren ist. Man unterscheidet dabei zwei Fälle, nämlich ob die Palette 38, in Bezug auf das RBG 20, nach links oder nach rechts abgegeben wird (positive oder negative Z-Richtung). Je nachdem, ob der Sensor 22 oder die LAM-Steuereinrichtung 24 für das Erkennen einer Abweichung verantwortlich ist, können in der LAM-Steuereinrichtung 24 Parameter für die Überwachung hinterlegt werden. Ein Parameter ist z. B. der Abstand 36, der vom Sensor 22 ermittelt wurde. Wenn die LAM-Steuereinrichtung 24 für das Erkennen eines Durchschiebens verantwortlich ist, liefert der Sensor 22 einen der Ist-Position der Palette 38 entsprechenden Wert an die LAM-Steuereinrichtung 24, die dann wiederum entscheidet, ob es zu einer signifikanten Abweichung gekommen ist oder nicht.
Es versteht sich, dass nicht jede Abweichung zwingend zu einer Notausschaltung führen muss. Üblicherweise definiert man ein gewisses Spiel, z. B. ± 15 mm, innerhalb dem noch keine Notausschaltung erfolgt. Erst wenn diese signifikante Grenze überschritten wird, kommt es zu einer Abschaltung des LAM-Antriebs 51.
Es versteht sich, dass die Schritte 62, 62' äquivalent durchgeführt werden, wenn die Positionsüberwachung vom Sensor 22 durchgeführt wird, wobei dann die entsprechenden Parameter im Sensor 22 hinterlegt werden.
Im Schritt 64 teilt die SPS 16 der LAM-Steuereinrichtung 24 über den Bus 18 mit, dass ein Ein- oder Ausfahren der Gabel 32 unmittelbar bevorsteht, d. h. die Überwachung wird auf Seiten der LAM-Steuereinrichtung 24 aktiviert.
Im Schritt 66 überwacht die LAM-Steuereinrichtung 24 dann einen Anschluss, über den das Abweichungssignal 50 gesendet wird. Da das Abweichungssignal 50 vorzugsweise direkt vom Sensor 22 an die LAM-Steuereinrichtung 24 übertragen wird, ist die Übertragung viel schneller als über den Umweg der SPS 16.
Kommt es während des Bewegens der Gabel 32 in Z-Richtung zu keinen Störungen, so wird die Durchschubsicherung im Schritt 68 wieder deaktiviert.
Kommt es jedoch zu Störungen, so stellt die LAM-Steuereinrichtung 24 in einem Schritt 70 fest, dass der Sensor 22 das Abweichungssignal 50 gesendet hat. In der LAM-Steuereinrichtung 24 vorhandene Logik erkennt diese Situation und löst die Null-Rampe (vgl. 4) aus, um den Antrieb 51 möglichst schnell zu stoppen. Es versteht sich, dass alternativ zum isolierten Abschalten des Antriebs 51 zusätzlich auch Bremseinrichtungen verwendet werden können, die in den Figuren nicht gezeigt sind. Ferner versteht es sich, dass das Profil der Null-Rampe der 4 beliebig abänderbar ist, je nach spezifischer Anforderung.
Im Schritt 74 sendet die LAM-Steuereinrichtung 24 ein Signal an die SPS 16, um mitzuteilen, dass eine Störung (Durchschieben oder Herausziehen) vorliegt.
Bezug nehmend auf 7 sind verschiedene Arbeitsschritte gezeigt, die sich beim Ein- oder Auslagern einer LHM 38 ereignen. Im linken Ast der 7 ist ein Auslagerungsvorgang gezeigt. Im rechten Ast der 7 ist ein Einlagerungsvorgang gezeigt.
Die 7 zeigt im Wesentlichen solche Aktionen, die von der SPS 16 koordiniert werden.
In einem ersten Schritt 76 fragt die SPS 16 ab, ob ein Einlagerungsvorgang oder ein Auslagerungsvorgang anliegt.
Wird im Schritt 78 festgestellt, dass ein Auslagerungsauftrag vorliegt, wird der Hubwagen 28 in die Übernahmeposition verfahren. Anschließend wird der Sensor 22 instruiert, die Soll-Position des LHM 38 zu bestimmen (vgl. Schritt 80). Im Schritt 82 wird dann die Überwachung aktiviert, indem der Sensor 22 und/oder die LAM-Steuereinrichtung 24 entsprechende Signale von der SPS 16 gesendet bekommen. Anschließend wird in einem Schritt 84 das Ausfahren der Gabel 32 veranlasst. Die Gabel wird in der Regel sehr schnell ausgefahren, da sie zu diesem Zeitpunkt leer ist und nur unter die abzuholende Palette gefahren werden soll.
Im Schritt 86 wird überprüft, ob die Gabel 32 vollständig unter die Palette 38 gefahren wurde. Ist dies der Fall, kann die Überwachung im Schritt 88 deaktiviert werden. Die Gabel 32 wird dann angehoben und die Palette 38 sitzt sicher darauf.
Anschließend wird der Hubwagen 28 im Schritt 90 angehoben. Im Schritt 92 wird festgestellt, ob der Hubwagen 28 seine Hubendposition erreicht hat. Ist dies der Fall, so wird die Gabel 32 vorzugsweise langsam eingefahren (vgl. Schritt 94) da sie nunmehr mit dem LHM 38 beladen ist. Sobald die Gabel 32 in ihrer Mittelstellung, relativ zum RBG 20, ist (vgl. Schritt 96), ist die Auslagerung beendet (vgl. Schritt 98).
Liegt ein Einlagerungsauftrag vor (Schritt 78') wird der beladene Hubwagen 28 in die Übergabeposition gebracht. Im Schritt 100 wird die Gabel 32 ausgefahren. Im Schritt 102 wird überprüft, ob die Gabel 32 vollständig ausgefahren ist (vgl. Schritt 102). Ist die Gabel 32 vollständig ausgefahren, so erhält der Sensor 22 im Schritt 104 den Befehl, die Soll-Position des LHM 38 zu bestimmen. Im Schritt 106 wird der Hubwa gen 28 abgesenkt. Dies kann gleichzeitig zur Abstandsbestimmung des Schritts 104 erfolgen, da sich Hubwagen 28 und Sensor 22 synchron bewegen.
Anschließend wird in einem Schritt 108 überprüft, ob der Hubwagen 28 weit genug abgesenkt ist, um das LHM 38 auf dem Stellplatz 40 abzusetzen. Ist das LHM 38 auf dem Stellplatz 40 abgesetzt, wird in einem Schritt 110 die Positions- bzw. Abstandsüberwachung aktiviert. Im Schritt 112 wird dann die Gabel eingefahren. Wird im Schritt 114 festgestellt, dass die Gabel eingefahren ist, kann im Schritt 116 die Überwachung abgeschaltet werden. Der Einlagerungsvorgang ist dann im Schritt 118 beendet.
Es versteht sich, dass anstatt eines Lasersensor z. B. auch ein Lichttaster eingesetzt werden könnte, der feststellt, dass die Palette verschoben wurde. Der Lichttaster wäre dann einen einem geeigneten Ort vorzusehen, so dass ihn nicht unbeabsichtigt die Sicht verdeckt wird.

Claims

Elektronische Sicherung gegen unabsichtliches Verschieben eines Ladehilfsmittels (38) relativ zum Stellplatz (40) in einem Lagerregal (42, 44) für ein Regalbediengerät (20), wobei das Regalbediengerät (20) das Ladehilfsmittel (38), insbesondere eine Palette oder einen Behälter, automatisiert an den Stellplatz (40) in dem Lagerregal (42, 44) abgibt oder von dort abholt und das Regalbediengerät (20) einen im Wesentlichen vertikal verfahrbaren Hubwagen (28) mit einem im Wesentlichen horizontal verfahrbaren Lastaufnahmemittel (30) aufweist, mit einer Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung (24), wobei die Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung (24) mit einer Positionserfassungseinrichtung (22) verbunden ist, um eine Position eines einzulagernden oder auszulagernden Ladehilfsmittels (38) relativ zum Stellplatz (40) zu erfassen, wobei die Positionserfassungseinrichtung (22) eingerichtet ist, eine Abweichung einer Ist-Position von einer Soll-Position des Ladehilfsmittels (38) mittels einer Abstandsmessung zu erfassen, um ein Abweichungssignal an die Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung (24) auszugeben, und wobei die Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung (24) eingerichtet ist, bei einem Empfang des Abweichungssignals eine horizontale Bewegung des Lastaufnahmemittels (30) zu stoppen.
Elektronische Sicherung nach Anspruch 1, wobei die Positionserfassungseinrichtung (22) fest am Hubwagen (28) und derart seitlich beabstandet zu dem Lastaufnahmemittel (30) angebracht ist, dass sich die Positionserfassungseinrichtung (22) beim horizontalen Verfahren des Lastaufnahmemittels (30) nicht gegenüber dem Lagerregal (42, 44) bewegt und dass sich die Positionserfassungseinrichtung (22) beim vertikalen Verfahren des Hubwagens (28) synchron mit dem Hubwagen (28) relativ zum Lagerregal (40, 42) bewegt.
Elektronische Sicherung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei beim Stoppen der Bewegung des Lastaufnahmemittels (30) eine Antriebsenergie eines Lastaufnahmemittelsantriebs auf Null gefahren wird.
Elektronische Sicherung nach Anspruch 3, wobei die Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung (24) ein Umrichter mit integrierter Logik ist, in welchem eine Null-Rampe der Antriebsenergie zum Stoppen der Bewegung des Lastaufnahmemittels (30) gespeichert ist.
Elektronische Durchschubsicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lastaufnahmemittel (30) eine teleskopierbare Gabel (32) zur Palettenhandhabung oder ein in horizontaler Richtung verfahrbarer Hubtisch zur Behälterhandhabung ist.
Elektronische Durchschubsicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Positionserfassungseinrichtung (22) ein Abstandssensor, vorzugsweise ein Lasersensor oder ein Lichttaster, ist.
Elektronische Durchschubsicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine weitere Steuereinrichtung (16) zum globalen Koordinieren eines Einlagerungsvorgangs bzw. eines Auslagerungsvorgang vorgesehen ist.
Elektronische Durchschubsicherung nach Anspruch 7, wobei die weitere Steuereinrichtung (16) eine übergeordnete, speicherprogrammierbare Steuereinrichtung ist.
Elektronische Durchschubsicherung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die beiden Steuereinrichtungen über ein Bussystem (18) miteinander verbunden sind.
Elektronische Durchschubsicherung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung (24) direkt mit der Positionserfassungseinrichtung (22) verbunden ist, um das Abweichungssignal ohne Zwischenschaltung der weiteren Steuereinrichtung (16) übertragen zu können.
Verfahren zum Verhindern eines unbeabsichtigten Verschiebens eines Ladehilfsmittels (38) relativ zum Stellplatz (40) in einem Lagerregal (42, 44), wobei das Ladehilfsmittel (38) mit einem Regalbediengerät (20) an einen Stellplatz (40) in einem Lagerregal (42, 44) abzugeben oder von dort abzuholen ist, wobei das Regalbediengerät (20) das Ladehilfsmittel (38) automatisiert in den Stellplatz (40) einlagert oder automatisiert aus dem Stellplatz (40) auslagert, wobei das Regalbediengerät (20) einem im Wesentlichen vertikal verfahrbaren Hubwagen (28) mit einem im Wesentlichen horizontal verfahrbaren Lastaufnahmemittel (30) aufweist, mit den folgenden Schritten: Bestimmen eines relativen Abstands (36) zwischen dem auf dem Stellplatz (40) abgestellten Ladehilfsmittel (38) und dem Hubwagen (28), um eine Soll-Position des Ladehilfsmittels (38) zu definieren; Aktivieren einer Positionsüberwachung, wenn der Hubwagen (28) in einer Einlagerungsposition oder einer Auslagerungsposition vor dem Stellplatz (40) positioniert ist, um eine Ist-Position des Ladehilfsmittels (38) zu definieren; Verfahren des Lastaufnahmemittels (30) derart, dass das Lastaufnahmemittel (30) beim Auslagern des Ladehilfsmittels (38) in den Stellplatz (40) hinein gefahren wird, um das Ladehilfsmittel (38) anschließend auf das ausgefahrene Lastaufnahmemittel (30) zu heben, oder derart, dass das Lastaufnahmemittel (30) beim Einlagern des Ladehilfsmittels (38) nach einem erfolgten Absetzen des Ladehilfsmittels (38) auf dem Stellplatz (40) aus dem Stellplatz (40) heraus gefahren wird; Bestimmen, ob es während des Verfahrens des Lastaufnahmemittels (30) zu einer signifikanten Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position kommt; und wenn eine signifikante Abweichung vorliegt, Erzeugen eines Abweichungssignals (50), um ein sofortiges Stoppen der Bewegung des Lastaufnahmemittels (30) zu veranlassen; oder wenn keine signifikante Abweichung vorliegt, Fortsetzen der Bewegung des Lastaufnahmemittels (30).
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Abweichungssignal (50) direkt an eine Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung (24) übermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung (24) einen Lastaufnahmemittelantrieb (51) energielos schaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei in der Lastaufnahmemittel-Steuereinrichtung (24) eine Null-Rampe der Antriebsenergie hinterlegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Positionsüberwachung (22) nur während einem horizontalen Verfahren des Lastaufnahmemittels (30) aktiviert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei der Hubwagen (28) vor der Bestimmung der Soll-Position in eine Einlagerungs- bzw. Auslagerungsposition mittels einer übergeordneten Steuereinrichtung (16) vor den Stellplatz (40) verfahren wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei die Aktivierung der Positionsüberwachung von einer übergeordneten Regalbediengerät-Steuereinrichtung (16) initiiert wird, die vorzugsweise mit einem Lagerverwaltungsrechner (12) verbunden ist.