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Die Erfindung betrifft ein führerloses Transportsystem zum Bewegen von Backgestellen in einer Backstube. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung aus wenigstens einem Backofen und einem erfindungsgemäßen führerlosen Transportsystem.
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In Backstuben werden häufig Backöfen eingesetzt, die in ihrem Backraum wenigstens ein Backgestell aufnehmen können. Ein Backgestell umfasst ein Gestell mit darin horizontal übereinander angeordneten Blechen zur Aufnahme von Backwaren. Das Backgestell kann auf einem rollbaren Rahmen angeordnet sein oder selbst Bodenrollen aufweisen. In beiden Fällen lässt sich das Backgestell so in der Backstube verschieben. Sobald das Backgestell im Backraum eines Backofens eingebracht worden ist, können die auf den Blechen des Backgestells befindlichen Backwaren gebacken werden. Nach Beendigung des Backvorgangs kann das Backgestell aus dem Backraum des Backofens entfernt werden.
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Aufgrund des teilweise sehr hohen Gewichtes der Backgestelle gibt es im Stand der Technik Bestrebungen, die Beschickung der Backöfen mit Backgestellen zu automatisieren. So ist unter anderem eine Beschickungsvorrichtung bekannt, bei der an einer linearen Führungsschiene ein Greifer aufgehängt ist, der die Backgestelle an ihrem oberen Ende greifen und entlang der Führungsschiene bewegen kann. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass die Backöfen und die Aufgabenstelle zur Übergabe der Backgestelle an die Beschickungsvorrichtung in einer Linie parallel zur Führungsschiene angeordnet sein müssen. Gerade bei engeren Backstuben ist dies nicht immer möglich. Außerdem muss für die Beschickungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik eine große Deckenhöhe vorhanden sein, damit die Führungsschiene in ausreichender Höhe montiert werden kann. Auch ist der Aktionsradius einer entsprechenden Beschickungsvorrichtung auf den Bereich um die Führungsschiene begrenzt, so dass sich das System gemäß dem Stand der Technik nicht zur innerbetrieblichen Backlogistik zur Versorgung der vor- oder nachgeschalteten Produktionsstufen eignet.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung sowie Anordnung zum Beschicken von Backöfen mit Backgestellen zu schaffen.
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Ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch sowie eine Anordnung gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Demnach betrifft die Erfindung ein führerloses Transportsystem zum Beschicken von Backöfen mit Backgestellen, wobei ein Transportfahrzeug mit einer Antriebseinheit, einer Kopplungsvorrichtung zum lösbaren Verbinden des Transportfahrzeuges mit einem Backgestell und einer programmierbaren Steuerungseinheit vorgesehen ist, wobei das Transportfahrzeug schienenungebunden und die Steuerungseinheit zum Steuern der Antriebseinheit und der Kopplungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass der Transportwagen durch die Steuerungseinheit führerlos verfahr- und koppelbar.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung umfassend wenigstens ein führerloses Transportsystem und wenigstens einen Backofen, wobei das führerlose Transportsystem erfindungsgemäß ausgebildet ist.
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Da das erfindungsgemäße System schienenungebunden ist, müssen für den Einsatz des erfindungsgemäßen Transportsystems keine oder nur sehr geringe bauliche Vorbereitungsmaßnahmen in der Backstube getroffen werden. Insbesondere wird – anders als im Stand der Technik – vollständig auf eine Führungsschiene verzichtet. Das erfindungsgemäße Transportsystem kann frei in der Backstube verfahren. Dabei weist das erfindungsgemäße Transportsystem eine Antriebseinheit auf, die durch eine programmierbare Steuerungseinheit gesteuert wird. Durch die programmierbare Steuerungseinheit ist es möglich, dass das erfindungsgemäße Transportsystem führerlos betrieben wird und die Logistik innerhalb der Backstube somit wenigstens teilweise automatisiert werden kann. Nicht ausgeschlossen ist es selbstverständlich, dass an der programmierbaren Steuerungseinheit auch noch manuelle Bedienelemente vorgesehen sind, die den Betrieb des Transportsystems bei Ausfall des programmierbaren Teils der Steuerungseinheit ermöglichen. Ebenso kann die Steuerungseinheit Bedienelemente zum Abrufen und Ausführen einzelner abgespeicherter programmierter Bewegungsabläufe umfassen. Das Transportfahrzeug kann weiterhin über mechanische Bedienelemente verfügen, die es ermöglichen, bei Ausfall der Steuerungseinheit, der Antriebseinheit und/oder der Kopplungsvorrichtung das Transportfahrzeug manuell zu bewegen und/oder ein mit dem Transportfahrzeug gekoppeltes Backgestell und entkoppeln.
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Über eine Kopplungsvorrichtung, die ebenfalls von der programmierbaren Steuerungseinheit gesteuert wird, ist es möglich, Backgestelle mit dem Transportfahrzeug lösbar zu verbinden.
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Das erfindungsgemäße Transportsystem ist also beispielsweise in der Lage, selbstständig zu einem in einer Backstube befindlichen Backgestell zu fahren, dieses Backgestell anzukoppeln und es anschließend in den Backraum eines Backofens in derselben Backstube zu bewegen. Nach erfolgtem Beschickungsvorgang, kann sich das Transportsystem von dem Backgestell entkoppeln und einen weiteren Transportvorgang vornehmen oder in eine Ruheposition verfahren, während die Backwaren auf dem Backgestell gebacken werden.
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Selbstverständlich ist das Transportsystem nicht auf die Beschickung von Backöfen beschränkt, sondern kann auch der innerbetrieblichen Backlogistik dienen, indem es Backgestelle von einer Produktionsstufe zur nächsten transportiert.
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Es ist bevorzugt, wenn die Kopplungsvorrichtung als Hubvorrichtung zum Anheben eines Backgestells ausgestattet ist, wobei die Hubvorrichtung vorzugsweise elektrisch oder pneumatisch antreibbar ist. Mit einer Hubvorrichtung ist es möglich, dass der Transportwagen zumindest mit dem Teil der Hubvorrichtung unter ein Backgestell fährt und dieses dann anhebt. Befindet sich das Backgestell lösbar auf einem rollbaren Rahmen, so kann das Backgestell von dem Rollwagen abgehoben werden. Sobald das Backgestell also über eine entsprechende Hubvorrichtung am Transportfahrzeug angekoppelt ist, steht der Rollwagen zur weiteren Verwendung zur Verfügung. Weist das Backgestell selbst Bodenrollen auf, so ist es bevorzugt, wenn die Hubvorrichtung das Backgestell soweit anhebt, dass die Bodenrollen keinen Kontakt mehr zum Boden haben.
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Es ist bevorzugt, wenn die Antriebseinheit als Panzerantrieb ausgebildet ist. Ein Panzerantrieb weist zwei parallel zueinander angeordnete Räder, Radsätze oder Ketten auf, die unabhängig voneinander angetrieben werden können. Eine entsprechende Antriebseinheit bietet den Vorteil, dass sich das Transportfahrzeug sehr flexibel bewegen lässt. Insbesondere ist die Drehung auf der Stelle möglich. Aufgrund der flexiblen Beweglichkeit des Transportfahrzeuges lässt sich außerdem die für den führerlosen Betrieb notwendige Steuerungslogik in der Steuerungseinheit einfach ausgestalten.
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Es ist bevorzugt, wenn die Antriebseinheit elektrisch ist und die Stromversorgung über einen Stromabnehmer und/oder Batterien gewährleistet ist. Auch eine Kombinationsmöglichkeit der beiden Energieversorgungssysteme ist möglich. So kann in Bereichen, in denen eine entsprechend notwendige bauliche Maßnahme für die Stromversorgung des Transportfahrzeuges über Stromabnehmer einfach möglich ist, die Versorgung über Stromabnehmer erfolgen, während in anderen Bereichen, wo dies nicht der Fall ist, die Stromversorgung über Batterien gewährleistet werden kann. Bevorzugt ist es, wenn als Stromabnehmer ein Bodenstromabnehmer Verwendung findet.
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Sofern die Stromversorgung über mitgeführte Batterien erfolgt, ist es bevorzugt, wenn der Transportwagen einen Ladeanschluss zum Aufladen der Batterien aufweist und die Steuerungseinheit vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass die Steuerungseinheit bei niedrigem Ladestand der Batterie oder nach Produktionsende den Transportwagen in einer Ladestation verfährt. In der Ladestation kann die Batterie dann über den Ladeanschluss aufgeladen werden.
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Es ist bevorzugt, dass die Steuerungseinheit eine Positionserkennungseinheit umfasst, wobei die Positionserkennungseinheit zur Orientierung an Magnetpunkten oder Fahrtkennzeichnungen oder mittels Laser ausgebildet ist. Durch eine entsprechende Positionserkennungseinheit ist es der Steuerungseinheit möglich, die Position des Transportwagens millimetergenau zu bestimmen. Die Steuerungseinheit kann also die genaue Position des Transportfahrzeuges in der Backstube ermitteln und mithilfe dieser Information das Transportfahrzeug sicher und zuverlässig steuern.
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Es ist bevorzugt, dass das Transportfahrzeug einen Staubsauger mit Bodendüse umfasst. Mithilfe dieses Staubsaugers kann während des normalen Betriebs des Transportsystems der Boden von Krümeln und anderen Unreinheiten befreien. Außerdem kann so sichergestellt werden, dass von dem Antriebssystem keine Krümel oder ähnliches aufgenommen und gegebenenfalls in das Antriebssystem gelangen kann, wo es zu Beschädigungen führen kann.
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Es ist bevorzugt, dass die Steuerungseinheit ein Funkmodul aufweist, mit dem das Transportfahrzeug fernüberwacht und/oder über die die Steuerungseinheit programmiert werden kann. Indem die Fernüberwachung und/oder Programmierung über ein Funknetzwerk, beispielsweise WLAN, möglich ist, kann am Transportfahrzeug selbst auf eigene Ein- und Ausgabegeräte verzichtet werden. Die Fernwartung und/oder Programmierung kann an einer standardmäßigen Rechnereinheit durchgeführt werden, wobei die Rechnereinheit Computer bereits vorhanden sein kann. Auch ist es möglich, bei Einsatz mehrerer erfindungsgemäßer Transportfahrzeuge ein und dieselbe Rechnereinheit Computer für die Fernüberwachung und/oder Programmierung aller Transportsysteme zu verwenden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung umfassend wenigstens ein erfindungsgemäßes Transportsystem und wenigstens einen Backofen. Zur Erläuterung der Anordnung wird auf oben stehende Ausführungen verwiesen.
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Es ist bevorzugt, wenn die Anordnung Farbmarkierungen, Magnetpunkte und/oder Spiegel zur Laserordnung umfasst. Diese Kennzeichnungen können von einer am Transportfahrzeug vorhandenen Positionserkennungseinheit zur Bestimmung der Position des Transportfahrzeuges genutzt werden.
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Die Anordnung umfasst weiterhin bevorzugt eine Ladestation, die dazu ausgebildet ist, die Batterie des Transportfahrzeuges über ein am Transportfahrzeug befindlichen Ladeanschluss zu laden, sobald das Transportfahrzeug in die Ladevorrichtung verfahren wird.
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Des Weiteren ist bevorzugt, wenn eine Ofentür des wenigstens einen Backofens einen Türöffnungsantrieb aufweist, mit dem sich die Tür öffnen und schließen lässt, wobei der Türöffnungsantrieb vorzugsweise über die Steuereinheit des Transportsystems ansteuerbar ist. Indem das Transportsystem die Backofentür des Backofens öffnen und schließen kann, ist ein vollautomatischer Beschickungsvorgang des Backofens möglich.
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Die Erfindung wird nun anhand vorteilhafter Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines führerlosen Transportsystems vor der Ankopplung eines Backgestells; und
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2 der schematische Grundriss einer beispielhaften erfindungsgemäßen Anordnung.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Transportsystem 1, sowie ein Backgestell 90 dargestellt. Das Backgestell 90 ist im dargestellten Zustand nicht an das Transportsystem 1 angekoppelt.
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Das Transportsystem 1 umfasst ein Transportfahrzeug 2 mit einer Antriebseinheit 10, einer Kopplungsvorrichtung 20 und einer programmierbare Steuerungseinheit 30. Die Steuerungseinheit 30 ist dazu ausgebildet, sowohl die Antriebseinheit 10 als auch die Kopplungsvorrichtung 20 zu steuern. Mithilfe der Antriebseinheit 10 ist es möglich, das Transportfahrzeug 2 frei auf dem Boden zu bewegen. Das Transportfahrzeug 2 ist dabei schienenungebunden, d. h. es sind keine strukturellen Elemente notwendig, um das Transportfahrzeug 2 in einer Spur zu führen.
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Mithilfe der Kopplungsvorrichtung 20 ist es möglich, ein Backgestell lösbar mit dem Transportfahrzeug 2 zu verbinden. Die Kopplungsvorrichtung ist als Hubvorrichtung 21 ausgebildet. Die Oberseite 22 der Hubvorrichtung 21 lässt sich durch die Antriebseinheit 23 vertikal verfahren. Die Hubrichtung ist durch den Doppelpfeil 24 angedeutet. Mithilfe der Hubvorrichtung 21 ist es möglich, ein Backgestell 90 soweit anzuheben, dass es zu einer kraftflüssigen Verbindung zwischen Backgestell 90 und Hubvorrichtung 21 kommt. Die Hubeinrichtung 21 bzw. ihre Antriebseinheit 23 wird elektrisch betrieben und ist durch die Steuerungseinheit 30 steuerbar.
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Die Steuerungseinheit 30 ist so programmierbar ausgestaltet, dass sie ein führerloses Verfahren des Transportwagens ermöglicht. Die Steuerungseinheit 30 kann dabei so programmiert sein, dass sie voll automatisch arbeitet. Daneben ist aber ein Bedienfeld 31 vorgesehen ist, über welches beispielsweise in der programmierbaren Steuerungseinheit 30 abgespeicherte Positionen des Transportfahrzeuges 2 aufgerufen werden können. Die Steuerungseinheit 30 ist so ausgebildet ist, dass das Transportfahrzeug 2 auf eine über das Bedienfeld 31 aufgerufene Position in der Backstube verfahren wird. Für die Programmierung weist die Steuerungseinheit 30 eine Rechnereinheit 32 auf, die einen veränderbaren Speicher für die Abspeicherung der Bewegungsabläufe umfasst.
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Die Steuerungseinheit 30 umfasst weiterhin ein Funkmodul 33, über die das Transportfahrzeug 2 fernüberwacht werden kann und/oder die Programmierung der Steuerungseinheit 30 verändert werden kann. Bei dem Funkmodul 33 kann es sich insbesondere um ein WLAN-Modul handeln.
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Des Weiteren umfasst die Steuerungseinheit 30 eine Positionserkennungseinheit 34. Mithilfe dieser Positionserkennungseinheit 34 wird es der Steuerungseinheit 30 ermöglicht, die Position und/oder die Orientierung des Transportfahrzeuges 2 innerhalb der Backstube millimetergenau zu bestimmen. Die Positionserkennungseinheit 34 kann sich dabei an in der Backstube vorhandenen Farbmarkierung oder Magnetpunkten orientieren. Es ist auch möglich, dass die Positionserkennungseinheit 34 über einen Laser verfügt, mit dessen Hilfe er nach dem Prinzip der optischen Peilung über in der Backstube verteilten Spiegel seine Position bestimmen kann. Je nachdem, wie die Positionserkennung durch die Positionserkennungseinheit 34 erfolgt, verfügt die Positionserkennungseinheit 34 über entsprechende, bspw. optische oder magnetische, Sensoren.
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Die Antriebseinheit 10 umfasst zwei voneinander getrennt ansteuerbare Elektromotoren 11, 12, die jeweils eine Räder 13, 14 antreiben. Die Räder 13, 14 sind beabstandet auf einer gemeinsamen virtuellen Drehachse 15 angeordnet. Indem sich die beiden Räder 13, 14 unterschiedlich und insbesondere auch in entgegen gesetzte Richtungen antreiben lassen, ist das Transportfahrzeug 2 besonders manövrierfähig. Insbesondere sind Drehungen auf der Stelle möglich.
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Die Motoren 11, 12 der Antriebseinheit 10, der Motor 23 der Hubvorrichtung 21, sowie die Steuerungseinheit 30 werden über eine Batterie 40 mit Strom versorgt. Die Batterie 40 lässt sich über einen von der Außenseite des Transportfahrzeuges 2 zugänglichen Ladeanschluss 41 aufladen.
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Die Steuerungseinrichtung 30 ist dazu ausgebildet, den Ladestand der Batterie 40 zu überprüfen und bei Feststellung eines niedrigen Ladestandes das Transportfahrzeug 2 zu einer in der Backstube vorhandenen Ladestation zu verfahren, in der die Batterie 40 des Transportfahrzeuges 2 aufgeladen werden kann. Bei dem Ladeanschluss 41 handelt es sich um eine Buchse, in die bei entsprechender Positionierung des Transportfahrzeuges 2 in der Ladestation automatisch ein Stecker eingeführt wird, wodurch ein elektrischer Stromkreis zum Laden der Batterie geschlossen wird.
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Das Backgestell 90 umfasst ein Gestell 91 mit wagerecht übereinander angeordneten Blechen 92. Auf diesen Blechen 92 können Backwaren (nicht dargestellt) abgelegt werden, wobei die Anordnung der Bleche 92 je nach Gestell 91 und zu backenden Backwaren unterschiedlich sein kann. Das Gestell 91 ist auf einem rollbaren Rahmen 93 abgestellt. Zwischen dem rollbaren Rahmen 93 und dem Gestell 91 liegt lediglich eine kraftschlüssige Verbindung vor. Insbesondere ist der rollbare Rahmen 93 nicht fest mit dem Gestell 91 verbunden. Der rollbare Rahmen umfasst in seiner Unterseite Bodenrollen 94, mit den der rollbare Rahmen 93 und das darauf befindliche Gestell 91 in der Backstube bewegt werden kann.
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Soll das in 1 dargestellte Backgestell 90 an das Transportfahrzeug 2 angekoppelt werden, so verfährt das Transportfahrzeug 2 gemäß der Steuerung über die Steuerungseinheit 30 so unter das Backgestell 90, dass die Hubvorrichtung 21 sich unterhalb des Gestells 91 befindet. Der rollbare Rahmen 93 ist dazu an einer Seite 95 offen ausgestaltet, so dass er das Transportfahrzeug nicht behindert. Der rollbare Rahmen 93 ist also U-förmig ausgeführt.
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Ist das Transportfahrzeug mit seiner Hubvorrichtung 21 unter den Gestell 91 des Backgestells 90 in Position gebracht, aktiviert die Steuerungseinheit 30 den Antrieb 22 der Hubvorrichtung, so dass es zu einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Hubvorrichtung 21 und dem Gestell 91 kommt. Das Gestell 91 wird dabei so angehoben, dass die kraftflüssige Verbindung zwischen Gestell 91 und rollbaren Rahmen 93 aufgehoben wird. Der rollbare Rahmen 93 kann dann entfernt und anderweitig verwendet werden.
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Das Absetzen eines angekoppelten Gestells 91 auf einem rollbaren Rahmen 93 erfolgt, indem die Steuerungseinheit 30 den Antrieb 22 der Hubvorrichtung 21 so antreibt, dass die Hubvorrichtung 21 in Richtung Boden verfährt und die kraftschlüssige Verbindung zwischen Gestell 91 und Hubvorrichtung 21 aufgehoben wird. Es ist auch möglich, das Gestell 91 auf einem nicht-rollbaren Rahmen, d. h. einen Rahmen, der keine Bodenrollen 94 sondern konventionelle Füße aufweist, abzustellen. Ebenfalls ist es möglich, das Gestell 91 auf einen manuell bewegbaren Gabenhubwagen abzustellen.
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Das Bedienfeld 31 umfasst mehrere Bedienelemente, mit denen einzelne Funktionen des Transportfahrzeuges direkt angesteuert werden können, wie z. B. der Antrieb 22 der Hubvorrichtung. Daneben sind Bedienelemente angeordnet, die mit festen Positionen des Transportfahrzeuges innerhalb der Backstube verknüpft sind. Bei Betätigung eines dieser Bedienelemente wird das Transportfahrzeug 2 über die Steuerungseinrichtung 30 führerlos zu der gewählten Position innerhalb der Backstube verfahren. Auch sind Bedienelemente vorgesehen, mit denen sich Funktionen anderer in der Backstube befindlichen Geräte bedienen lassen. Die Übertragung der Steuerungssignale von der Steuerungseinheit 30 zu den entsprechenden Geräten kann über das Funkmodul 33 erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, dass Türöffnungsautomatiken an in der Backstube vorhandenen Backöfen über die Steuerungseinheit 30 gesteuert werden können.
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Das Bedienfeld 31 umfasst weiterhin Anzeigeelemente, über die die Funktionsfähigkeit der einzelnen Komponenten des Transportfahrzeuges 2 und/oder dem Ladestand der Batterie 40 Auskunft gegeben werden kann.
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Zusätzlich zu dem fest an dem Transportfahrzeug 2 installierten Bedienfeld 31 ist eine Fernsteuerung 35 vorgesehen, die im Wesentlichen dieselben Bedienelemente wie das Bedienfeld 31 am Transportfahrzeug 2 aufweist. Die Fernsteuerung 35 kann jedoch vom Transportfahrzeug 2 gelöst werden, womit eine Fernsteuerung des Transportfahrzeugs 2 möglich ist. Die Übertragung der Steuerungsbefehle von der Fernsteuerung 35 zum Transportfahrzeug 2 kann über Funk oder Infrarot erfolgen.
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In 2 ist der Grundriss einer Backstube wiedergegeben, in der eine erfindungsgemäße Anordnung 50 realisiert ist. Die Backstube umfasst mehrere Öfen 51, die mit Kombiwägen 90 beschickt werden können. Daneben sind mehrere Aufgabestationen 52 vorgesehen, an denen die Übergabe von Backgestellen 90 an das Transportfahrzeug 2 erfolgt. Ebenfalls vorgesehen ist eine Ladestation 53 für das Transportfahrzeug 2.
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Im Boden der Backstube sind Magnetpunkte eingelassen, die verschiedene Pfade 54 für das Transportfahrzeug 2 definieren. Jeder Backofen 51, jede Aufgabestation 52 und die Ladestation 53 befinden sich jeweils an einem Ende eines solchen Pfades 54. Die einzelnen Pfade 54 sind untereinander verbunden.
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An den Aufgabenstellen 51 können Backgestelle 90 positioniert werden, die dann von dem Transportfahrzeug 2 abgeholt werden können. Dazu verfährt das Transportfahrzeug 2 unter ein Backgestell 90 und koppelt dieses an. Anschließend kann das angekoppelte Gestell 91 des Backgestells 90 in einem Backofen verfahren werden.
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Die Ofentüren der einzelnen Backöfen 51 sind mit einer Türöffnungsautomatik ausgerüstet, die über die Steuerungseinheit 30 des Transportfahrzeuges 2 betätigt werden können. So ist es möglich, das Gestell 91 eines Backgestells 90 im Backraum eines Backofens 51 abzustellen, ohne dass ein manuelles Öffnen und Schließen der Backofentür notwendig wäre. Nach Beendigung des Backvorgangs kann das Gestell 91 des Backgestells 90 durch das Transportfahrzeug 2 aus dem Backraum des Backofens 51 abgeholt und zu einer Aufgabestelle 52 transportiert werden, wo es auf einem rollbaren Rahmen 93 abgesetzt werden kann.
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Der Ladezustand der Batterie 40 des Transportfahrzeuges 2 wird durchgehend von der Steuerungseinheit 30 überwacht. Ist der Ladezustand zu niedrig oder wird das Transportfahrzeug 2 für einen gewissen Zeitraum nicht benötigt, so verfährt die Steuerungseinheit 30 das Transportfahrzeug 2 in die Ladestation 53, wo das Transportfahrzeug 2 über den Ladeanschluss 41 aufgeladen wird.
