DE102008027695A1

DE102008027695A1 - Verfahren für die Lagerpositionsansteuerung bei Flurförderzeugen

Info

Publication number: DE102008027695A1
Application number: DE102008027695A
Authority: DE
Inventors: Volker Viereck; Daniel Lecking
Original assignee: STILL GmbH
Current assignee: STILL GmbH
Priority date: 2008-04-20
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2028-06-12
Also published as: DE102008027695B4

Abstract

Bei einem Verfahren für die Lagerungspositionsansteuerung bei Flurförderzeugen mit zumindest einem Sensor zur Erfassung der Umgebung im Bereich vor einem Lastaufnahmemittel (5), mit einem Hubgerüst (4), an dem das Lastaufnahmemittel (5) anhebbar angeordnet ist, und einer Steuervorrichtung, vermisst, wenn das Flurförderzeug sich vor einer gewählten Lagerungsposition (15) befindet oder diese anfährt, in einem ersten Schritt die Steuervorrichtung aus den Sensordaten die Lagerungsposition (15). In einem zweiten Schritt bestimmt die Steuervorrichtung eine Sollposition des Lastaufnahmemittels (5) zum Anfahren dieser Lagerungsposition (15) und in einem dritten Schritt korrigiert die Steuervorrichtung eine Istposition des Lastaufnahmemittels (5), bis sie mit der Sollposition des Lastaufnahmemittels übereinstimmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Lagerungspositionsansteuerung bei Flurförderzeugen.
Bei fahrerlosen Flurförderzeugen, auch als fahrerlose Transportsysteme (FTS) bezeichnet, wird die transportierte Last an der durch Koordinaten vorgegebenen und basierend auf diesen Koordinaten angesteuerten Übergabeposition übergeben. Dabei wird anhand der Daten eines Navigationssystems des Flurförderzeugs davon ausgegangen, dass die gewünschte Übergabeposition ausreichend exakt erreicht wurde. Es kann jedoch zu Ungenauigkeiten beim Ansteuern kommen. Aus diesem Grund sind oft entsprechend große Freiräume zwischen den Lastträgern, z. B. Paletten, in einem Regal oder Führungen, die die Lastträger zentrieren oder in die exakte Position lenken, notwendig.
Sowohl große Freiräume, als auch zusätzliche Führungen sind jedoch nicht wünschenswert, da dadurch die effiziente Nutzung des Regals und Lagers beeinträchtigt wird, oder zusätzliche Bauteile erforderlich werden, wodurch höhere Kosten entstehen.
Zusätzlich kann es auch zu Fehlern beim Ansteuern einer Lagerungsposition durch Verschiebungen abhängig vom Lastgewicht des Flurförderzeugs kommen. Beim Einlagern in größere Höhen mit Flurförderzeugen verformt sich das Hubgerüst unter der Last, so dass die tatsächliche Lastposition nicht der theoretischen Lastposition entspricht. Die Last befindet sich durch die Verformung vor der theoretischen Position und bei außermittigem Schwerpunkt der Last kann es zusätzlich zu einer seitlichen Verschiebung kommen. Mit der tatsächlichen Hubhöhe der Last vergrößert sich daher der Bereich, in dem sich die Last befinden kann, aufgrund der Elastizitäten des Hubgerüstes und von Spiel in den Gelenken und Führungen des Hubgerüsts.
Im Gegensatz zur manuellen Ansteuerung ist daher eine automatische Positionsansteuerung in enge Regalplätze mit wenigen Zentimeter Freiraum zu jeder Seite in großen Höhen nicht möglich.
Wenn das angesteuerte Regal kein ortsfestes Regal, sondern z. B. ein Verschieberegal ist, entstehen zusätzliche Ungenauigkeiten in der relativen Position von Verschieberegal zu Flurförderzeug, da auch das Verschieberegal seine Position nur innerhalb gewisser Toleranzen erreicht.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Lagerungspositionsansteuerung bei Flurförderzeugen zur Verfügung zu stellen, mit dem auch in großen Höhen eine genaue Positionierung und Ansteuerung von Lagerungspositionen möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Flurförderzeug nach Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen angegeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren für die Lagerungspositionsansteuerung bei Flurförderzeugen, die zumindest einen Sensor zur Erfassung der Umgebung im Bereich vor einem Lastaufnahmemittel, ein Hubgerüst, an dem das Lastaufnahmemittel anhebbar angeordnet sind, und eine Steuervorrichtung aufweisen, wenn das Flurförderzeug sich vor einer gewählten Lagerungsposition befindet oder diese anfährt, in einem ersten Schritt die Steuervorrichtung aus den Sensordaten die Lagerungsposition vermisst. In einem zweiten Schritt bestimmt die Steuervorrichtung eine Sollposition des Lastaufnahmemittels zum Anfahren dieser Lagerungsposition und in einem dritten Schritt korrigiert die Steuervorrichtung eine Istposition des Lastaufnahmemittels, bis sie mit der Sollposition des Lastaufnahmemittels übereinstimmt.
Damit wird ein automatisiertes Einlagern ermöglicht, da die Lastposition beim Einlagern abhängig von der Lagerplatzposition relativ etwa zu einem Regal bestimmt werden kann und zum Einfahren und Lastabsetzen kann das Lastaufnahmemittel ausgerichtet werden. Dadurch werden Beschädigungen und Kollisionen mit dem Regal vermieden. Durchbiegungen des Hubgerüstes durch die Last und Abweichungen der Lastaufnahmemittel von der theoretischen Position aufgrund des Spiels der Führungen werden korrigiert. Das Verfahren ist jedoch ebenso auch beim Aufnehmen einer Last anwendbar. Besonders vorteilhaft ist das Verfahren bei nicht ortsfesten Regalen wie z. B. bei Verschieberegalen anwendbar. Diese erreichen ihre Position nur innerhalb gewisser Toleranzen. Bei feststehenden Regalen werden auch Positionsverschiebungen aufgrund der Beladung des Regals ausgeglichen. Vorteilhaft sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einfache und übliche Regelalgorithmen ausreichend, die aus der Abweichung von Soll- und Istwert die jeweilige Stellgröße errechnen.
Vorteilhaft erfolgt eine Korrektur der Höhe des Lastaufnahmemittels durch die Ansteuerung einer Hubvorrichtung des Hubgerüsts und/oder einer Neigevorrichtung des Hubgerüsts.
Das Hubgerüst kann eine Seitenschubvorrichtung aufweisen und eine seitliche Korrektur durch Ansteuerung der Seitenschubvorrichtung erfolgen. Das Lastaufnahmemittel kann ebenfalls eine Seitenschubvorrichtung aufweisen und eine seitliche Korrektur durch Ansteuerung dieser Seitenschubvorrichtung der Lastaufnahmemittel erfolgen.
Insbesondere eine seitliche Verbiegung des Hubgerüstes durch eine asymmetrisch aufgesetzte oder einen nicht mittigen Schwerpunkt aufweisende Last kann dadurch korrigiert werden. Diese seitliche Verbiegung ist nur schwer zu messen und kann durch das erfindungsgemäße Verfahren gut ausgeglichen werden.
Vorteilhaft wird aus der Istposition eine erforderliche Einfahrtiefe für die Lagerungsposition bestimmt und die Steuervorrichtung steuert einen Fahrantrieb des Flurförderzeugs zum Erreichen der Einfahrtiefe an. Wenn das Flurförderzeug ein Schubmaststapler ist, kann die Steuervorrichtung einen Schubmastantrieb zum Erreichen der Einfahrtiefe ansteuern
In günstiger Ausführungsform kann der Sensor ein optischer Sensor sein, der mit den Lastaufnahmemitteln zusammen an dem Hubgerüst anhebbar montiert ist. Insbesondere können eine Kamera oder 3D-Sensoren eingesetzt werden.
Vorteilhaft ist der optische Sensor ein Laserscanner.
Mit einem Laserscanner kann durch Abtasten nacheinander in mehreren Ebenen sehr gut ein Raumvolumen erfasst werden. In einer Ebene können sehr gut und genau Entfernungen bestimmt werden.
In günstiger Ausführungsform ist der Laserscanner in einer Position unterhalb der Lastaufnahmemittel angeordnet oder kann in diese Ebene bewegt werden und wird beim Vermessen der Lagerungsposition das Lastaufnahmemittel so hoch angehoben, dass der Laserscanner eine unterste Ebene der Lagerungsposition vermessen kann.
Der Laserscanner kann an dem Lastaufnahmemittel, z. B. einer Lastgabel so angebracht sein, dass er unter dieser hindurch die Lagerungsposition z. B. in einem Regal abtasten kann. Wenn der Laserscanner etwa an einer Führung höhenbeweglich ist, kann er auch nur zum Erfassen der Lagerungsposition unter die Lastgabel verfahren werden, und seine Position stört nicht, wenn die Lastgabel etwa am Boden eine Last aufnehmen soll. Beim Ansteuern einer Lagerungsposition muss diese zunächst mit geringfügig höherer Hubhöhe angesteuert werden, um dann die Last in der Lagerungsposition durch Absenken abzusetzen. Dadurch kann gut unter dem Lastaufnahmemittel hindurch die Lagerungsposition erfasst werden. Hierfür kann auch zunächst das Lastaufnahmemittel zusätzlich angehoben werden, und zum eigentlichen Einfahren in die Lastposition wieder abgesenkt werden, um ein Erfassen der Lagerungsposition zu ermöglichen.
Vorteilhaft ist der Laserscanner in eine Position oberhalb des Lastaufnahmemittels angeordnet oder kann in diese bewegt werden und wird beim Vermessen der Lagerungsposition das Lastaufnahmemittel so angehoben, dass der Laserscanner zumindest eine Ebene der Lagerungsposition beim Anheben vermessen kann.
Insbesondere bei flachen Lasten kann der Laserscanner oder ein optischer Sensor über die Last hinweg die Lagerungsposition vermessen. Es ist aber auch vorteilhaft möglich, schon beim Ansteuern einer Lagerungsposition, wenn das Lastaufnahmemittel an dem Hubgerüst angehoben wird, durch einen oberhalb der Last angeordneten optischen Sensor, etwa einen Laserscanner, im Vorbeifahren die Lagerungsposition zu vermessen. Insbesondere kann sich dadurch eine Zeitersparnis ergeben, da kein Anhalten des Bewegungsablaufs zum Vermessen der Lagerungsposition erforderlich ist.
In günstiger Ausführungsform werden Lagerungspositionen in mehr als 4 Meter Hubhöhe angesteuert.
Vor allem bei diesen hohen Lagerungspositionen wirken sich die Ungenauigkeiten durch die Verbiegungen des ausgefahrenen Hubgerüsts des Flurförderzeugs stark aus. In diesem Hubhöhenbereich wirkt sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft aus und ermöglicht erst ein automatisiertes Einlagern.
Vorteilhaft wird beim Vermessen der Lagerungsposition der zur Verfügung stehende Raum bestimmt und wird, wenn eine abzusetzende Last nicht in diesen Raum passt, ein Absetzvorgang abgebrochen.
Ergibt die Vermessung des Freiraums der Lagerungsposition, dass nicht genügend Platz für eine Einlagerung zur Verfügung steht, so kann der Einlagervorgang abgebrochen werden. Eine Kollision mit dem Regal oder benachbarten Ladungsträgern im Regal wird vermieden. In diesem Fall kann eine Meldung an einen zentralen Rechner abgegeben werden, der der Last eine neue Lagerungsposition zuweist. Zugleich kann eine Korrektur einer Datenbank über freie Lagerungspositionen und deren Abmessungen erfolgen.
Vorteilhaft steuert die Steuervorrichtung das Flurförderzeug ohne Fahrer.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht erst den Einsatz fahrerloser Flurförderzeuge bei Einlagerungshöhen von mehr als 4 Meter und vereinfacht den Einsatz bei Verschieberegalen.
Vorteilhaft führt die Steuervorrichtung das Verfahren für die Lagerungspositionsansteuerung abhängig von einem Steuersignal eines durch einen Fahrers betätigbaren Schaltelements durch.
Dadurch kann das Verfahren als Assistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrers eingesetzt werden und der Fahrer muss die Feinkorrekturen beim Einlagern in ein Regal nicht nach Sicht vornehmen.
In günstiger Ausführungsform weist ein Flurförderzeugen zumindest einen Sensor zur Erfassung der Umgebung im Bereich vor einem Lastaufnahmemittel, ein Hubgerüst, an dem das Lastaufnahmemittel anhebbar angeordnet sind, und eine Steuervorrichtung auf. Die Steuervorrichtung führt ein zuvor beschriebenes Verfahren durch.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt.
1 ein Flurförderzeug in Perspektivansicht und
2 stark schematisch ein Regal mit einem Teil des Hubgerüsts des Flurförderzeugs der 1 in Seitenansicht.
In 1 ist ein Flurförderzeug in perspektivischer Ansicht dargestellt, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt. Bei dem Flurförderzeug handelt es sich um einen Hubmaststapler mit einem ersten Radarm 1 mit einer Laufrolle 2 und einem zweiten Radarm 3, ebenfalls mit einer Laufrolle 2. An einem Hubgerüst 4 ist eine Lastgabel 5 als Lastaufnahmemittel befestigt. Hinter dem Hubgerüst 4 ist eine Batterie 6 angeordnet. Die Lastgabel 5 kann an dem Hubgerüst 4 vertikal angehoben oder abgesenkt werden. Das Hubgerüst 4 kann zwischen den Radarmen 1, 3 nach vorne verschoben werden, um eine Last aufzunehmen. An dem in einer Fahrzeuglängsachse des Schubmaststaplers vorderen Ende des ersten Radarms 1 befindet sich über der Laufrolle 2 ein erstes Schutzblech 7 und über der Laufrolle 2 des zweiten Radarms 3 ebenfalls ein zweites Schutzblech 8. An dem ersten Schutzblech 7 ist ein Umgebungssensor 9 angeordnet. An der Lastgabel 5 ist ein optischer Sensor als Laserscanner 10 angeordnet.
2 zeigt stark schematisch ein Regal 11 mit einem Teil des Hubgerüsts 4 des Flurförderzeugs der 1 in Seitenansicht. Die Lastgabel 5 ist an dem Hubgerüst 4 über einen Lastgabelträger 12 und einen Seitenschub 13 befestigt, der ein seitliches Verschieben der Lastgabel 5 gegenüber dem Hubgerüst 4 ermöglicht. An dem Lastgabelträger 12 ist höhenbewegbar der Laserscanner 10 angebracht, der mit einem Laserstrahl 14 eine Lagerungsposition 15 oberhalb einer Lagerungsauflage 16 vermisst. Eine Last 17 ist auf einer Palette 18 angeordnet und liegt auf der Lastgabel 5 auf.
Wenn die nicht dargestellte Steuervorrichtung den fahrerlosen Schubmaststapler zu der Lagerungsposition 15 steuert, wird die Lastgabel 5 an dem Hubgerüst 4 soweit angehoben, dass der Laserscanner 10 mit einem sich in der Ebene der Lagerungsauflage 16 auffächernden Laserstrahl 14 die Lagerungsposition 15 vermessen kann. Anschließend bestimmt die Steuervorrichtung Korrekturwerte für die Höhe und den Seitenschub 13 und richtet die Lastgabel 5 so aus, dass beim Einfahren in die Lagerungsposition 15 die Last 17 nirgends anstößt. Weiter wird von der Steuervorrichtung die nötige Einfahrtiefe zum Absetzen der Last 17 bestimmt und der Mastvorschub des Schubmaststaplers entsprechend angesteuert.

Claims

Verfahren für die Lagerungspositionsansteuerung bei Flurförderzeugen mit zumindest einem Sensor zur Erfassung der Umgebung im Bereich vor einem Lastaufnahmemittel (5), mit einem Hubgerüst (4), an dem das Lastaufnahmemittel (5) anhebbar angeordnet ist, und einer Steuervorrichtung, wobei, wenn das Flurförderzeug sich vor einer gewählten Lagerungsposition (15) befindet oder diese anfährt, in einem ersten Schritt die Steuervorrichtung aus den Sensordaten die Lagerungsposition (15) vermisst, in einem zweiten Schritt die Steuervorrichtung eine Sollposition des Lastaufnahmemittels (5) zum Anfahren dieser Lagerungsposition (15) bestimmt und in einem dritten Schritt die Steuervorrichtung eine Istposition des Lastaufnahmemittels (5) korrigiert, bis sie mit der Sollposition der Lastaufnahmemittel übereinstimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Korrektur der Höhe des Lastaufnahmemittels (5) durch die Ansteuerung einer Hubvorrichtung des Hubgerüsts und/oder einer Neigevorrichtung des Hubgerüsts erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubgerüst eine Seitenschubvorrichtung aufweist und eine seitliche Korrektur durch Ansteuerung der Seitenschubvorrichtung erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastaufnahmemittel (5) eine Seitenschubvorrichtung (13) aufweist und eine seitliche Korrektur durch Ansteuerung der Seitenschubvorrichtung (13) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Istposition eine erforderliche Einfahrtiefe für die Lagerungsposition bestimmt wird und die Steuervorrichtung einen Fahrantrieb des Flurförderzeugs zum Erreichen der Einfahrtiefe ansteuert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flurförderzeug ein Schubmaststapler ist und durch die Steuervorrichtung aus der Istposition eine erforderliche Einfahrtiefe für die Lagerungsposition (15) bestimmt wird und die Steuervorrichtung einen Schubmastantrieb zum Erreichen der Einfahrtiefe ansteuert
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein optischer Sensor ist, der mit dem Lastaufnahmemittel zusammen an dem Hubgerüst anhebbar montiert ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor ein Laserscanner (10) ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserscanner (10) in einer Position unterhalb des Lastaufnahmemittels (5) angeordnet ist oder in diese bewegt werden kann und beim Vermessen der Lagerungsposition (15) das Lastaufnahmemittel so hoch angehoben wird, dass der Laserscanner (10) eine unterste Ebene der Lagerungsposition (15) vermessen kann.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserscanner in einer Position oberhalb des Lastaufnahmemittels angeordnet ist oder in diese bewegt werden kann und beim Vermessen der Lagerungsposition das Lastaufnahmemittel so angehoben wird, dass der Laserscanner zumindest eine Ebene der Lagerungsposition beim Anheben vermessen kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Lagerungspositionen (15) in mehr als 4 Meter Hubhöhe angesteuert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vermessen der Lagerungsposition der zur Verfügung stehende Raum bestimmt wird und wenn eine abzusetzende Last nicht in diesen Raum passt, ein Absetzvorgang abgebrochen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung das Flurförderzeug ohne Fahrer steuert.
Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung das Verfahren für die Lagerungspositionsansteuerung abhängig von einem Steuersignal eines durch einen Fahrer betätigbaren Schaltelements durchführt.
Flurförderzeugen mit zumindest einem Sensor zur Erfassung der Umgebung im Bereich vor einem Lastaufnahmemittel (5), mit einem Hubgerüst, an dem das Lastaufnahmemittel (5) anhebbar angeordnet ist, und einer Steuervorrichtung die ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 durchführt.