DE102012109040A1 - Device for performing operations on cuboidal objects, has frame, which is adapted to shape of object, where climbing device is provided, with which frame is movable on stacks of objects along in or against stacking direction - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausführen von Tätigkeiten an, vorzugsweise quaderförmigen, Gegenständen, welche zu einem Stapel gestapelt sind, sowie ein Verfahren zum Ausführen von Tätigkeiten an gestapelten Gegenständen.The invention relates to a device for carrying out activities on, preferably parallelepiped, objects, which are stacked in a stack, and a method for performing activities on stacked objects.
Vorrichtungen zum Ausführen von Tätigkeiten an Gegenständen im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind als Roboter bekannt, die Gegenstände mit Werkzeugen in vielfältiger Weise manipulieren können. Dabei verfügt diese Art von Vorrichtung über mindestens drei frei bewegliche Achsen. So verfügen Roboter üblicherweise über einen oder mehrere Antriebe, beispielsweise Elektromotoren, um Bewegungen auszuführen, eine interne oder externe Steuereinheit und eine Energieversorgung. Ein Roboter kann weiter autonom oder ferngesteuert tätig sein.Devices for carrying out activities on objects in the context of the present invention are known as robots that can manipulate objects with tools in a variety of ways. In this case, this type of device has at least three freely movable axes. For example, robots typically have one or more drives, such as electric motors, to perform movements, an internal or external control unit, and a power supply. A robot can continue to operate autonomously or remotely.
Die Erfindung befasst sich ganz allgemein mit einer Vorrichtung, insbesondere einem Roboter, zum Ausführen von Tätigkeiten an Gegenständen, welche in gestapelter oder aufgeschichteter Form angeordnet sind.The invention relates generally to a device, in particular a robot, for carrying out activities on objects which are arranged in stacked or stacked form.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird zwischen drei verschiedenen Roboterarten unterschieden. Dabei kann ein Roboter entweder stationär, also als fest installierte Einrichtung, semi-stationär oder mobil, beispielsweise auf Basis eines Fahrzeugs, ausgeführt sein.In the present invention, a distinction is made between three different types of robots. In this case, a robot can be either stationary, ie permanently installed, semi-stationary or mobile, for example based on a vehicle.
Stationäre Roboter befinden sich üblicherweise an Fördereinrichtungen, die die Gegenstände, die manipuliert werden sollen, beispielsweise aus einem Lager zu dem Roboter und/oder auch wieder von diesem weg in das Lager zurück befördern. Ein Beispiel hierfür ist der Roboter des
Weiter kann man Roboter als semi-stationär bezeichnen, die mit Hilfe von, oftmals komplexen, Führungs-Installationen, beispielsweise mit Hilfe von Schienen- oder Seilsystemen, in einem örtlich begrenzten Bereich bewegt werden, um Tätigkeiten an oder mit Gegenständen auszuführen. Dies führt zu den Nachteilen einer erhöhten Komplexität des Systems, der Einschränkung des Bewegungsbereichs auf die Örtlichkeit der Installation und eines Zusatzaufwands für die Installation.Furthermore, robots may be termed semi-stationary, which are moved in a localized area by means of often complex guide installations, for example by means of rail or cable systems, to carry out activities on or with objects. This leads to the disadvantages of increased complexity of the system, restriction of the range of motion to the location of the installation and additional expense for the installation.
Mobile Roboter bewegen sich zu den Gegenständen hin, die gehandhabt oder manipuliert werden sollen. So weisen diese Roboter ein fahrbares Roboterchassis und einen oder mehrere Roboterarme auf. Der Roboterarm kann ein daran angebrachtes Manipulations- oder Handhabungswerkzeug zu der jeweilig erforderlichen Position bewegen. Dabei wird durch den Roboterarm die Distanz zwischen dem Roboterchassis und dem zu manipulierenden oder zu handhabenden Gegenstand überbrückt und die erforderliche Flexibilität in der Positionierung des Werkzeugs geschaffen.Mobile robots move toward the objects that are to be handled or manipulated. Thus, these robots have a mobile robot chassis and one or more robot arms. The robot arm can move a manipulation or handling tool attached thereto to the respective required position. In this case, the distance between the robot chassis and the object to be manipulated or handled is bridged by the robot arm and the required flexibility in the positioning of the tool is created.
Beispielsweise offenbart die
So ist die Arbeitsreichweite bei einem herkömmlichen mobilen Roboter insbesondere in der Höhe beschränkt, die dieser mit seinen Werkzeugen erreichen kann. Nachteilhaft ist hier also, dass die Reichweite des mobilen Roboters in seiner Höhe grundsätzlich durch die Länge des Roboterarms beschränkt ist, da das Roboterchassis auf dem Boden verbleibt. Zudem kann ein mobiler Roboter oftmals nicht von allen Seiten an einen Gegenstand heranfahren. Zwar wird bei mobilen Robotern ein oft mehrachsiger Roboterarm eingesetzt, um die Reichweite und Flexibilität zu erhöhen, jedoch mit dem Nachteil, dass ein Roboterarm eine komplexe und aufwändige Einrichtung ist. Dabei ist die Ausgestaltung des Roboterarms immer ein Kompromiss zwischen Komplexität und Flexibilität. Je höher die Reichweite des Roboterarms und je beweglicher dieser ist, umso aufwändiger wird die mechanische und steuerungstechnische Umsetzung des Roboterarms.Thus, the working range is limited in a conventional mobile robot in particular in the amount that can reach this with his tools. The disadvantage here is that the range of the mobile robot is basically limited in its height by the length of the robot arm, since the robot chassis remains on the ground. In addition, a mobile robot often can not approach an object from all sides. While mobile robots often use a multi-axis robotic arm to increase range and flexibility, it has the disadvantage that a robotic arm is a complex and expensive device. The design of the robot arm is always a compromise between complexity and flexibility. The higher the range of the robot arm and the more mobile it is, the more complex the mechanical and control technology implementation of the robot arm.
Auch müssen bei mobilen Robotern zusätzlich zu dem Roboterarm noch eine oder mehrere Einrichtungen zur Bewegung des Roboters als solchen koordiniert werden, um das Werkzeug zu einer geeigneten Arbeitsposition an dem Gegenstand zu bewegen, um das Fehlen eines festen Positionsverhältnisses zwischen Gegenstand und Werkzeug zu kompensieren. Dies führt zu einer vielachsigen Bewegungssteuerung inklusive der dazu notwendigen Sensorik, beispielsweise zur Positionsbestimmung des Arms, und auch der mechanisch komplexen Ausgestaltung des Roboterarms an sich mit Gelenken, Motoren, etc.Also, in mobile robots, in addition to the robotic arm, one or more means for moving the robot as such must be coordinated to move the tool to a suitable working position on the object to avoid the absence of a fixed one Position ratio between object and tool to compensate. This leads to a multi-axis motion control including the necessary sensor technology, for example for determining the position of the arm, and also the mechanically complex design of the robot arm itself with joints, motors, etc.
Die Gegenstände, die durch den Roboter manipuliert werden, können beispielsweise Paletten, Produkte in ihren Verpackungen, Kartonagen, Plastikkisten oder auch Fertigteile sein, die vorzugsweise quaderförmig und stapelbar sind. Diese können zur Lagerung in einem Lager, beispielsweise einem Industrie-Lager, gestapelt sein. Dabei können die Stapelhöhen der Gegenstände, beispielsweise in Hochlagern, erheblich sein. Dies führt zu dem Problem, dass herkömmliche mobile Roboter nicht alle im Lager vorhandenen Gegenstände erreichen können, um diese zu manipulieren, und/oder einen sehr komplexen Roboterarm aufweisen, während stationäre Roboter eine Beförderung des Gegenstands aus dem Lager erfordern und semi-stationäre Roboter eine lagerspezifische Zusatzinstallation benötigen. Bei einer Tätigkeit in einem Lager weisen somit alle drei Robotertypen das gemeinsame Problem einer hohen Komplexität und damit eines hohen Aufwandes auf.The objects that are manipulated by the robot, for example, pallets, products in their packaging, cardboard, plastic boxes or prefabricated parts may be, which are preferably cuboid and stackable. These may be stacked for storage in a warehouse, such as an industrial warehouse. The stack heights of the objects, for example in high-altitude storage, can be considerable. This leads to the problem that conventional mobile robots can not reach all of the inventory items to manipulate them and / or have a very complex robotic arm, while stationary robots require conveyance of the item from the warehouse and semi-stationary robots require warehouse-specific additional installation need. When working in a warehouse, therefore, all three types of robots have the common problem of high complexity and thus a high cost.
Eine bekannte Tätigkeit für einen Roboter besteht weiter in dem Anbringen von Kennzeichnungsmitteln an Gegenständen. Beispielsweise werden Gegenstände mit Barcodes versehen, welche auch mit Laserbeschriftungseinrichtungen erstellt bzw. geschrieben werden können, oder es werden daran Transponder angebracht. Solche Transponder, wie beispielsweise RFID-(Radio Frequency Identification)-Transponder, ermöglichen eine, insbesondere automatische, Identifizierung und/oder Lokalisierung eines Gegenstandes. Hierdurch wird die Erfassung und Speicherung von relevanten Daten erleichtert. Ein RFID-Transponder ist Bestandteil eines RFID-Systems. Hierbei befindet sich der Transponder am oder im Gegenstand. Ein RFID-Transponder kann einen festen oder einen veränderlichen (Daten-)Inhalt aufweisen. Ein weiterer Bestandteil des RFID-Systems ist ein RFID-Lesegerät zum berührungslosen Auslesen des Inhalts des RFID-Transponders, mit dem ein RFID-Transponders mit einem veränderlichen Inhalt auch inhaltlich verändert bzw. beschrieben werden kann. Transponder werden in großen Stückzahlen verwendet. So müssen sehr viele Transponder in möglichst kurzer Zeit an vielen Gegenständen befestigt werden.A known activity for a robot is further in attaching tagging means to items. For example, objects are provided with barcodes, which can also be created or written using laser marking devices, or transponders are attached thereto. Such transponders, such as RFID (Radio Frequency Identification) transponders, enable, in particular automatic, identification and / or localization of an object. This facilitates the collection and storage of relevant data. An RFID transponder is part of an RFID system. In this case, the transponder is located on or in the object. An RFID transponder may have fixed or variable (data) content. Another component of the RFID system is an RFID reader for contactless reading of the contents of the RFID transponder, with which an RFID transponder with a variable content can also be changed or described in terms of content. Transponders are used in large quantities. So many transponders have to be attached to many objects in the shortest possible time.
Ein Anwendungsfall für ein Anbringen von Transponder an Gegenständen, auch Tagging genannt, in hoher Stückzahl ist das Anbringen von RFID-Transpondern an Paletten. Mit derart gekennzeichneten Paletten kann man das Palettenmanagement sowie die Verfolgung von darauf gelagerten Waren verbessern. So können die Paletten über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg automatisch identifiziert werden, was beispielsweise Verwendung in einem Bestandsmanagement von Paletten findet. So gibt es beispielsweise herkömmliche Kunststoffpaletten, in denen schon bei der Herstellung ein RFID-Transponder fest integriert wird. Allerdings ist der weitaus größere Markt der Holzpaletten bisher kaum durch RFID-Technik erschlossen. So gibt es große Bestände an Holzpaletten, die keine RFID-Transponder aufweisen. Weiter gibt es häufig, beispielsweise in der RTI (Pallet Tagging) Guideline, genaue Vorgaben, an welchen Stellen ein RFID-Transponder an den Holzpaletten zu befestigen ist. So sieht die Guideline im Detail vor, jeweils einen Transponder, also zwei pro Palette, mit einem identischen Dateninhalt am mittleren Längs- und Querbrett anzubringen. Ebenso wird in der RTI-Guideline vorgeschlagen, zusammen mit dem RFID-Transponder einen inhaltsgleichen Barcode anbringen. Ein Problem besteht nun darin, dass ein manuelles Anbringen des RFID-Transponders oder auch des Barcodes an den Paletten zeitaufwändig und kostenintensiv ist. Auch müssen die RFID-Transponder und Barcodes mit einer gewissen Positionierungsgenauigkeit an der Palette angebracht werden, was wiederum bei einem manuellen Anbringen zusätzliche Zeit erfordert.One application case for attaching transponders to objects, also called tagging, in large quantities is the attachment of RFID transponders to pallets. With such labeled pallets can improve the pallet management and the tracking of stored goods. This allows the pallets to be automatically identified throughout their lifecycle, which, for example, can be used in an inventory management of pallets. For example, there are conventional plastic pallets in which an RFID transponder is already firmly integrated during production. However, the much larger market for wooden pallets has hardly been developed using RFID technology. So there are large stocks of wooden pallets that have no RFID transponder. Furthermore, there are frequently specifications, for example in the RTI (Pallet Tagging) guideline, on which points an RFID transponder can be attached to the wooden pallets. Thus, the Guideline provides in detail, one transponder, so two per pallet, with an identical data content on the middle longitudinal and transverse board to install. Likewise, it is proposed in the RTI Guideline to install a content-identical barcode together with the RFID transponder. A problem now is that a manual attachment of the RFID transponder or the barcode to the pallets is time-consuming and costly. Also, the RFID transponders and barcodes must be attached to the pallet with some positioning accuracy, which in turn requires additional time for manual attachment.
Weiter werden einmal mit RFID-Transpondern nach der RTI-Guideline versehene Holzpaletten regelmäßig überprüft, beispielsweise, ob ein RFID-Transponder durch den täglichen Einsatz der Palette beschädigt ist. Ist ein RFID-Transponder beschädigt, werden beide Transponder an einer Palette entfernt und durch einen neuen ersetzt, damit die Holzpalette nur einen übereinstimmenden Satz von RFID-Transpondern aufweist. Alternativ kann bei RFID-Transpondern mit einem veränderlichen Inhalt nur der beschädigte RFID-Transponder ersetzt und der noch funktionierende RFID-Transponder passend inhaltlich verändert werden. Bei dieser Alternative müssen zudem die Barcodes auf oder bei den RFID-Transpondern derart mit einer Laserbeschriftungseinrichtung angepasst werden, dass diese wieder inhaltsgleich sind. Eine manuelle Durchführung dieser Arbeitsvorgänge ist zeitintensiv und aufwändig.Furthermore, wooden pallets once provided with RFID transponders according to the RTI guideline are regularly checked, for example, whether an RFID transponder is damaged by the daily use of the pallet. If an RFID transponder is damaged, both transponders on a pallet are removed and replaced with a new one so that the wooden pallet has only one matching set of RFID transponders. Alternatively, in the case of RFID transponders with a variable content, only the damaged RFID transponder can be replaced and the still functioning RFID transponder can be suitably changed in content. In this alternative, moreover, the barcodes on or at the RFID transponders must be adapted in such a way with a laser marking device that they are again identical in content. Manual execution of these operations is time consuming and expensive.
Weiter werden auch stationäre Roboter verwendet, um Paletten mit RFID-Transpondern auszustatten. Beispielsweise offenbart die
So weisen die bekannten Roboterarten das gemeinsame Problem auf, dass diese entweder für Tätigkeiten an gestapelten Gütern, insbesondere dem Anbringen oder Überprüfen von RFID-Transpondern, nicht geeignet sind oder/und eine hohe Komplexität, beispielsweise in Form einer Transporteinrichtung oder einer Schieneninstallation aufweisen, und damit einen erheblichen Zusatzaufwand benötigen.Thus, the known robot types have the common problem that they are either unsuitable for activities on stacked goods, in particular the mounting or checking of RFID transponders, and / or have a high complexity, for example in the form of a transport device or a rail installation, and thus require a considerable additional effort.
So ist es in Anbetracht der vorstehend erläuterten Probleme die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, eine Vorrichtung zum Ausführen von Tätigkeiten, insbesondere dem Anbringen von Transpondern, an gestapelten Gegenständen mit einer niedrigen Komplexität anzugeben, sowie ein Verfahren, um an gestapelten Gegenständen, insbesondere Holzpaletten, Tätigkeiten durchzuführen, wobei die Tätigkeiten insbesondere das Anbringen, Überprüfen und Entfernen von Transpondern umfassen.Thus, in view of the problems discussed above, the object underlying the invention is to provide a device for carrying out activities, in particular the mounting of transponders, on low-complexity stacked objects, and a method for carrying out tasks on stacked objects, in particular wooden pallets The activities include, in particular, the mounting, checking and removal of transponders.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, welche einen Rahmen und eine Klettereinrichtung aufweist, mit der sich der Rahmen an dem Stapel von Gegenständen entlang in oder gegen Stapelrichtung bewegen kann, wobei der Rahmen zumindest zeitweise nur von dem Stapel getragen ist. Dabei ist unter Stapelrichtung die Richtung zu verstehen, in der die Gegenstände aufgestapelt sind, also vertikal nach oben.The object underlying the invention is achieved by a device of the type mentioned, which has a frame and a climbing device with which the frame can move along the stack of objects in or against the stacking direction, the frame at least temporarily only from the Pile is worn. In this case, the direction of stacking is understood to mean the direction in which the objects are stacked up, that is, vertically upwards.
Dadurch, dass der Rahmen zumindest zeitweise nur von dem Stapel von Gegenständen getragen ist, nutzt der Roboter die Vor-Ort vorhandenen Mittel, um seine Arbeits-Reichweite zu erhöhen. So nutzt der Roboter die Gegenstände als solche aus, um sich an diesen fortzubewegen und ist damit in der Höhe nicht eingeschränkt. Auch sind keine langen Roboterarme als Werkzeugträger erforderlich, damit der Roboter alle Gegenstände des Stapels bearbeiten kann, da sich die Roboterchassis bzw. der Rahmen sich zu dem Gegenstand hinbewegt. Weiter ist auf diese Weise die Distanz zwischen Rahmen und Gegenstand gering und auch konstant, was einen komplexen, vielachsigen, Roboterarm erübrigt. Damit ist die Komplexität des mobilen Roboters der vorliegenden Erfindung entsprechend niedrig.Because the frame is supported, at least temporarily, only by the stack of articles, the robot uses the on-site means to increase its working range. Thus, the robot exploits the objects as such, in order to move to these and is thus not limited in height. Also, no long robot arms are required as a tool carrier so that the robot can handle all the articles of the stack as the robot chassis or frame moves toward the article. Furthermore, in this way, the distance between the frame and the object is small and constant, which makes a complex, multi-axis robotic arm unnecessary. Thus, the complexity of the mobile robot of the present invention is correspondingly low.
An dem Rahmen des Roboters, der auch als Gestell bezeichnet wird, sind die Klettereinrichtung oder weitere Einrichtungen angebracht. Der Rahmen kann beispielsweise aus einem Metall- oder Plastikprofil bestehen. Das Profil kann beispielsweise innen hohl ausgebildet sein, um das Gewicht des Rahmens bei gleichzeitig ausreichender Stabilität zu reduzieren und Platz für die verschiedenen Einrichtungen des Roboters zu schaffen. Weiter ist der Rahmen an die Form des Gegenstands, an dem geklettert werden soll, derart angepasst, dass der Rahmen diesen zumindest teilweise umschließt. So kann der Rahmen für einen quaderförmigen Gegenstand, von oben gesehen, beispielsweise U oder O-förmig, ausgebildet sein. Bei einem Gegenstand mit einer dreieckigen Grundfläche kann der Rahmen entsprechend, von oben gesehen, auch V-förmig ausgebildet sein. Weiter kann ein O-förmiger Rahmen geschlossen, also im Umfang voll durchgängig, oder geöffnet, also im Umfang nicht durchgängig gestaltet sein. Nachdem nun viele Maße von Gegenständen, die beispielsweise als Container, Verpackung oder Materialträger dienen, genormt sind, kann ein mobiler Roboter mit einem solchermaßen angepassten Rahmen vielfältige Anwendung finden.On the frame of the robot, which is also referred to as a frame, the climbing device or other devices are attached. The frame may for example consist of a metal or plastic profile. For example, the profile may be hollow inside to reduce the weight of the frame while still providing sufficient stability and to accommodate the various devices of the robot. Further, the frame is adapted to the shape of the object to be climbed so that the frame at least partially encloses it. Thus, the frame for a cuboid object, seen from above, for example, U or O-shaped, be formed. In the case of an article with a triangular base, the frame can be designed to be V-shaped, as viewed from above. Furthermore, an O-shaped frame can be closed, that is, completely continuous in the circumference, or opened, that is, not designed to be continuous in the circumference. Now that many dimensions of objects that serve, for example, as a container, packaging or material carrier are standardized, a mobile robot with such a customized frame can find a variety of applications.
Zweck der Klettereinrichtung ist eine unbeschränkte Bewegung der Vorrichtung bzw. des Roboters in oder gegen Stapelrichtung bzw. nach unten oder nach oben an dem Stapel entlang. Mit der Klettereinrichtung wird also ein neuer vertikaler Bewegungs-Freiheitsgrad des Roboters dort geschaffen, wo dieser erforderlich ist, also an den Gegenständen, die manipuliert werden sollen. Die Klettereinrichtung kann mit einer Mehrzahl von Kletterorganen, beispielsweise aus herkömmlichen Raupenketten oder Raupenbändern, arbeiten. Anstelle der Raupenketten können jedoch auch beispielsweise Räder Anwendung finden. Die Kletterorgane können mit oder ohne Vorsprünge ausgeführt sein, je nach Gegenstand, an dem geklettert werden soll. Ist der Gegenstand sehr glatt, beispielsweise ein Karton, so kann eine gummierte, glatte Raupenkette mit entsprechender Haftung Anwendung finden. Ist der Gegenstand grob strukturiert oder weist eine Oberfläche auf, in die man Eingriff nehmen kann, wie beispielsweise eine Holzpalette, so kann das Kletterorgan lamellen- oder zahnradartige Vorsprünge aufweisen, deren vertikaler Abstand an die Struktur des Gegenstand derart angepasst ist, so dass das Kletterorgan an dem Gegenstand oder dem Stapel von Gegenständen passend Eingriff nimmt. Dabei sind die Kletterorgane derart angeordnet, dass diese vertikale Vorschübe des Roboters ermöglichen und für den erforderlichen Halt sorgen. Die Kletterorgane der Klettereinrichtung sind von einem oder einer Mehrzahl von Antriebseinrichtungen, beispielsweise Elektromotoren, angetrieben. Auch wird die Klettereinrichtung mit üblichen, eingangs erwähnten, Mitteln angesteuert. Weiter sind die Klettereinrichtung und die Form des Rahmens so angepasst, dass die Kletterorgane an dem Gegenstand anliegen und damit für den Roboter ausreichend Halt vorhanden ist. Weiter können die Kletterorgane in ihrer vertikalen Lage in einem gewissen Maß flexibel, beispielsweise gefedert oder über Halterungen verstellbar, sein, damit die Kletterorgane an Gegenständen mit einer gewissen Toleranz kraftschlüssig anliegen. Dies ermöglicht zudem ein Klettern an einem Stapel von verschiedenen Gegenständen, die in ihren Abmessungen innerhalb eines bestimmten Größenbereichs liegen.Purpose of the climbing device is an unlimited movement of the device or the robot in or against the stacking direction or down or up along the stack. With the climbing device, therefore, a new vertical degree of freedom of movement of the robot is created where it is required, that is, on the objects that are to be manipulated. The climbing device can work with a plurality of climbing organs, for example conventional crawler tracks or crawler belts. But instead of caterpillars, for example, wheels can be used. The climbing organs can be designed with or without projections, depending on the object to be climbed on. If the article is very smooth, for example a cardboard, then a rubberized, smooth crawler with appropriate adhesion can be used. If the object is roughly textured or has a surface that can be engaged, such as a wooden pallet, the climbing organ may have lamellar or gear-like projections whose vertical distance is adapted to the structure of the article such that the climbing organ on the object or the stack of objects fittingly engages. The climbing organs are arranged so that they allow vertical feeds of the robot and provide the necessary support. The climbing members of the climbing device are driven by one or a plurality of drive devices, such as electric motors. Also, the climbing device is controlled with conventional, mentioned in the beginning, means. Next, the climbing device and the shape of the frame are adapted so that the climbing organs abut the object and thus sufficient support for the robot is present. Next, the climbing organs in its vertical position to a certain extent flexible, for example, sprung or adjustable on brackets, so that the climbing organs abut objects with a certain tolerance. This also allows a Climbing a pile of various objects that are within a certain size range in size.
Im Vergleich zu einem herkömmlichen mobilen Roboter ist der Roboter der vorliegenden Erfindung damit in einfacher Weise fähig, sich nicht nur in der Horizontalrichtung zu bewegen, sondern auch vertikal bzw. in oder gegen Stapelrichtung. Vorteilhaft ist hier auch, dass die Arbeitsreichweite des Roboters in Stapelrichtung grundsätzlich nicht eingeschränkt ist. Je höher der Stapel von Gegenständen ist, desto höher kann der Roboter folglich auch klettern, da der Gegenstand selbst als stützendes Element dient.As compared with a conventional mobile robot, the robot of the present invention is thus capable of easily moving not only in the horizontal direction but also vertically, or in or against the stacking direction. It is also advantageous here that the working range of the robot in the stacking direction is basically not restricted. Consequently, the higher the stack of objects, the higher the robot can climb because the object itself serves as a supporting element.
Im Vergleich zu einem stationären Roboter ist keine zusätzliche Fördereinrichtung erforderlich und im Vergleich zu einem Semi-stationären Roboter ist keine Führungs-Installation erforderlich. So kann der mobile Roboter der vorliegenden Erfindung auch zwischen verschiedenen Lagern verbracht werden, was dessen Einsatz flexibler macht.Compared to a stationary robot, no additional conveyor is required and no pilot installation is required compared to a semi-stationary robot. Thus, the mobile robot of the present invention can also be brought between different camps, which makes its use more flexible.
So weist die Vorrichtung gegenüber allen drei Arten von Robotern eine geringere Komplexität, eine höhere Flexibilität und damit verbundene niedrigere Kosten auf.Thus, compared to all three types of robots, the device has lower complexity, higher flexibility and associated lower costs.
Nach einer Weiterbildung weist der Rahmen einen oder mehrere Arme auf, welche derart schwenkbar sind, dass sich diese in einer offenen oder einer geschlossenen Position befinden. Dabei kann sich der Rahmen in Teilen derart verschwenken, dass der Rahmen eine andere Form annimmt. Dies ermöglicht es also die Form des Roboters umzustellen. Ein Vorteil besteht darin, dass der Roboter auch unter beengten Verhältnissen agieren kann, da sein horizontaler Platzbedarf geringer ist, wenn sich die Rahmenarme in der offenen Position befinden.According to a development, the frame has one or more arms, which are pivotable such that they are in an open or a closed position. In this case, the frame can pivot in parts such that the frame takes on a different shape. This makes it possible to change the shape of the robot. One advantage is that the robot can also operate in confined spaces, since its horizontal space requirement is less when the frame arms are in the open position.
Durch das Öffnen und Schließen der Rahmenarme wird es auch ermöglicht, dass der Rahmen einfach an den Gegenstand herangebracht werden kann. Beispielsweise kann ein O-förmiger Rahmen durch die Öffnung zweier Arme eine L-Form annehmen und so an den Stapel von beispielsweise quaderförmigen Gegenständen von zwei Richtungen aus heranbewegt werden. Durch das anschließende Schließen der Arme umschließt der Rahmen den Gegenstand nun wieder O-förmig von allen Seiten. So ermöglicht es die offene Position der Rahmenarme bei einer O-förmigen Ausbildung des Rahmens, dass der Roboter den Stapel von Gegenständen anfahren und die anschließende geschlossene Position der Arme ermöglicht es, dass der Rahmen den Gegenstand von vier Seiten umschließen kann. Dabei kann das Umschließen aus einem vollständigen Umschließen, bei dem der Rahmen einen durchgängigen Umfang ausweist, oder aus einem teilweisen Umschließen, bei dem der Rahmen in dem Umfang eine Lücke aufweist, bestehen. Beispielsweise können die zwei Arme in deren geschlossenen Position ineinander eingreifen oder einander berühren, um eine durchgängige O-Form des Rahmens auszubilden. Umgekehrt kann in der geschlossenen Position der Arme auch ein Luftspalt oder eine Lücke in dem Rahmen verbleiben. In ähnlicher Weise kann bei einem U-förmigen Rahmen, der durch die Öffnung eines Armes eine L-Form annimmt, der Rahmen nicht nur von einer Seite, beispielsweise der Längsseite, sondern auch von der Breitseite an den Gegenstand herangebracht bzw. angefahren werden.Opening and closing the frame arms also allows the frame to be easily attached to the item. For example, an O-shaped frame can assume an L-shape through the opening of two arms and thus be moved up to the stack of, for example, cuboid objects from two directions. By the subsequent closing of the arms, the frame encloses the object again in an O-shape from all sides. Thus, in the O-shaped configuration of the frame, the open position of the frame arms allows the robot to approach the stack of items and the subsequent closed position of the arms allows the frame to enclose the item from four sides. In this case, the enclosing may consist of a complete enclosing, in which the frame has a continuous circumference, or of a partial enclosing, in which the frame has a gap in the circumference. For example, the two arms may engage or contact each other in their closed position to form a continuous O-shape of the frame. Conversely, in the closed position of the arms, an air gap or gap may also remain in the frame. Similarly, in a U-shaped frame which assumes an L-shape through the opening of an arm, the frame can be brought to the object not only from one side, for example, the long side, but also from the broad side to the object.
Gemäß einer Weiterbildung umschließt der Rahmen den Gegenstand in der geschlossenen Position der Arme zumindest von drei Seiten und während dieser den Gegenstand in der offenen Position der Arme nicht umschließt. So kann ein O-förmiger Rahmen oder ein U-förmiger Rahmen beispielsweise eine L-Form annehmen, wie vorstehend erläutert. Vorteilhaft ist es hierbei, dass auf dem O-förmigen Rahmen angebrachte Manipulationswerkzeuge den Gegenstand in der geschlossenen Position der Arme von allen vier Seiten erreichen können, ohne das ein komplexer Roboterarm als Werkzeugträger erforderlich ist. Auch bei der U-Form umschließt der Rahmen den Gegenstand von drei Seiten, was zu dem Vorteil führt, dass beispielsweise auf dem Rahmen angebrachte Manipulationswerkzeuge den Gegenstand von zumindest drei Seiten in einfacher Weise erreichen können. Ein Roboterarm eines herkömmlichen Roboters müsste eine vielachsige Beweglichkeit und damit eine hohe Komplexität aufweisen, um den Gegenstand ebenso von mehreren Seiten manipulieren zu können, wenn beispielsweise der Körper des herkömmlichen Roboters den Stapel nicht von mehreren Seiten anfahren kann.According to a further embodiment, the frame encloses the object in the closed position of the arms at least from three sides and while this does not surround the object in the open position of the arms. For example, an O-shaped frame or a U-shaped frame may take on an L-shape as explained above. It is advantageous in this case that mounted on the O-shaped frame manipulation tools can reach the object in the closed position of the arms from all four sides, without a complex robot arm is required as a tool carrier. Also in the U-shape, the frame encloses the object from three sides, which leads to the advantage that, for example, manipulation tools mounted on the frame can easily reach the object from at least three sides. A robot arm of a conventional robot would have to have a multi-axis mobility and thus a high complexity in order to be able to manipulate the object from several sides, for example if the body of the conventional robot can not approach the stack from multiple sides.
Weiter führt die beschriebene Formgebung des Rahmens in U- oder O-Form dazu, dass eine an dem Rahmen angebrachte Klettereinrichtung von mehreren Seiten mit dem Gegenstand interagieren bzw. Wechselwirken kann, was diese effektiver und zuverlässiger macht.Further, the described U-shape or O-shape frame design allows a climbing device attached to the frame to interact with the article from multiple sides, making it more effective and reliable.
Zusätzlich oder alternativ weisen die Arme zumindest ein, vorzugsweise zwei, Gegendruckorgane, insbesondere Kufen, auf, welche in der geschlossenen Position der Arme an dem Gegenstand oder der Mehrzahl von Gegenständen anliegen. Diese Gegendruckorgane können alternativ auch aus Rollen oder Kugeln bestehen, welche über eine Halterung rollbar oder drehbar an dem Arm oder den Armen angebracht sind. Die Kufen können beispielsweise so groß bzw. lang sein, dass diese an mehreren Gegenständen des Stapels gleichzeitig anliegen. Mittels dieser Gegendruckorgane wird der Rahmen an dem Gegenstand oder den Gegenständen ausgerichtet. Dadurch wird das Laufverhalten des Roboters an den Gegenständen verbessert. Auch kann bei einem Klettervorgang die Positionierung von nicht ganz exakt übereinander gestapelten Gegenständen durch die Gegendruckorgane kompensiert werden, da sich der Rahmen an die jeweilig leicht unterschiedliche Position des entsprechenden Gegenstands im Stapel anpassen kann. Auch sind die Gegendruckorgane vorzugsweise auf der den Kletterorganen durch den Gegenstand gegenüberliegenden Seite des Rahmens angeordnet, damit diese den horizontalen Anteil der Kraft aufnehmen können, der durch die Kletterorgane auf den Gegenstand ausgeübt wird. Damit wird der Gegenstand oder der Stapel nicht durch die von den Kletterorganen ausgehenden Kräfte verschoben oder verdreht. Auch wird damit ein Abrutschen des Roboters an dem Stapel, beispielsweise bei einem Klettervorgang, vermieden und die Anzahl der erforderlichen Kletterorgane sinkt.Additionally or alternatively, the arms have at least one, preferably two, back pressure elements, in particular runners, which abut against the object or the plurality of objects in the closed position of the arms. Alternatively, these counterpressure devices can also consist of rollers or balls, which are mounted on the holder in a rollable or rotatable manner on the arm or the arms. For example, the runners can be so long or long that they rest on several objects of the stack at the same time. By means of these counter-pressure organs, the frame is aligned with the object or objects. This improves the running behavior of the robot on the objects. Also can at a Climbing the positioning of not exactly exactly stacked objects are compensated by the counter-pressure elements, since the frame can adapt to the respective slightly different position of the corresponding item in the stack. Also, the back pressure means are preferably arranged on the climbing members through the object opposite side of the frame, so that they can absorb the horizontal portion of the force exerted by the climbing organs on the object. Thus, the object or the stack is not displaced or twisted by the forces emanating from the climbing organs. This also prevents slippage of the robot on the stack, for example during a climbing process, and reduces the number of climbing organs required.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung befindet sich der Massenschwerpunkt der Vorrichtung aus der Vertikalrichtung gesehen im Wesentlichen im Zentrum, insbesondere nahe an dem geometrischen Mittelpunkt, des Stapels. So ist der Roboter in seiner horizontalen Gewichtsverteilung derart ausgewichtet, dass das Lot des Massenschwerpunkts des Roboters zuverlässig in der unterstützenden Grundfläche des Gegenstands bzw. des Stapels von Gegenständen liegt, damit dieser nicht umkippt. Diese Gewichtsverteilung kann beispielsweise durch eine symmetrische Gestaltung des Rahmens und der daran angebrachten Einrichtungen oder durch eine Auswuchtung mit Hilfe von Gewichten, die in oder an dem Rahmen angebracht sind oder auch durch eine geeignete, ausgleichende Anordnung der Einrichtungen des Roboters erzielt werden. Vorteilhaft ist hierbei die erhöhte Stabilität des Stapels bei einem Klettervorgang des Roboters an dem Stapel. Je näher der Schwerpunkt des Roboters an dem Zentrum des Stapels liegt, umso stabiler wird der Stapel insbesondere bei Beschleunigungsvorgängen des Roboters sein, wenn der Roboter daran klettert.According to a development of the invention, the center of gravity of the device is seen from the vertical direction substantially in the center, in particular close to the geometric center of the stack. Thus, the robot is balanced in its horizontal weight distribution such that the solder of the center of mass of the robot is reliably in the supporting base of the object or the stack of objects so that it does not tip over. This weight distribution can be achieved for example by a symmetrical design of the frame and the devices attached thereto or by balancing with the aid of weights which are mounted in or on the frame or by a suitable balancing arrangement of the devices of the robot. The advantage here is the increased stability of the stack in a climbing process of the robot on the stack. The closer the center of gravity of the robot is to the center of the stack, the more stable the stack will be, especially when the robot is accelerating, when the robot climbs on it.
Vorzugsweise liegen sich die Kletterorgane der Klettereinrichtung, die an den dem Gegenstand zugewandten Seiten des Rahmens angeordnet sind, durch den Gegenstand derart gegenüber, so dass sich deren Kräfte auf den Gegenstand gegenseitig zu einem großen Teil oder vollständig ausheben. Damit wird der Gegenstand zwischen den Kletterorganen eingeklemmt bzw. festgehalten. So wird der Gegenstand oder der Stapel nicht durch die von den Kletterorganen ausgehenden Kräfte verschoben oder verdreht und ebenso wird ein Abrutschen an dem Gegenstand vermieden. Dies führt zu einem vorteilhaften Klettervorgang ohne die Gefahr eines Absturzes des Roboters.Preferably, the climbing members of the climbing device, which are arranged on the sides of the frame facing the object, are so opposed by the object, so that their forces on the object mutually to a large extent or completely. Thus, the object between the climbing organs is clamped or held. Thus, the object or the stack is not displaced or twisted by the forces emanating from the climbing organs and also slipping on the object is avoided. This leads to an advantageous climbing process without the risk of a crash of the robot.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Roboter eine Bewegungseinrichtung auf, die eine horizontale Bewegung der Vorrichtung ermöglicht. So können beispielsweise an dem Rahmen angebrachte Räder ein Verfahren auf dem Boden ermöglichen. Weiter kann die Bewegungseinrichtung vorzugsweise durch Elektromotoren angetrieben sein. Damit wird der Transport des Roboters zu dem Stapel hin und von diesem weg erleichtert.According to a development of the invention, the robot has a movement device which allows a horizontal movement of the device. For example, wheels attached to the frame may allow for a grounding procedure. Furthermore, the movement device can preferably be driven by electric motors. This facilitates the transport of the robot to and from the stack.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zumindest eine Bearbeitungseinrichtung an dem Rahmen angebracht. Dies kann beispielsweise ein klassisches Manipulationswerkzeug wie eine Bohr- oder Fräsvorrichtung sein. Weitere Beispiele sind Einrichtungen zur Markierung des Gegenstands, vorzugsweise mindestens eine Lasermarkierungseinrichtung für Barcodes, Einrichtungen zum Anbringen von Transponder an dem Gegenstand oder Einrichtungen zum Entfernen von Markierungen oder Transponder an dem Gegenstand. Dadurch, dass sich der Rahmen direkt in der Nähe zu dem zu bearbeitenden Gegenstand befindet, erübrigt sich ein komplexer Roboterarm als Werkzeugträger, denn der Rahmen selbst kann als Werkzeugträger dienen. Auch können, beispielsweise bei einem O- oder U-förmigen Rahmen, die Bearbeitungseinrichtungen auf mehreren Seiten des Rahmens angebracht sein. Dies führt zu den Vorteilen, dass mehrere Tätigkeiten von mehreren Seiten simultan durchgeführt werden können, dass auf Seiten des Stapels gearbeitet werden kann, die von einem mobilen Roboter nur schwer erreichbar wären (beispielsweise die Hinterseite, bzw. die der Anfahrseite abgewandte Seite eines Staples), der Roboter aufgrund des fehlenden Roboterarms/Werkzeugträgers eine geringe Komplexität aufweist und die Positionierung der Bearbeitungseinrichtung relativ zu dem Gegenstand einfach ist, da diese Position durch die Klettereinrichtung und die Maße des Rahmens definiert ist.According to a development of the invention, at least one processing device is attached to the frame. This can be, for example, a classic manipulation tool such as a drilling or milling device. Further examples are means for marking the object, preferably at least one laser marking device for bar codes, devices for attaching transponders to the object or devices for removing markings or transponders on the object. The fact that the frame is located directly in the vicinity of the object to be machined, a complex robotic arm is unnecessary as a tool carrier, because the frame itself can serve as a tool carrier. Also, for example, in an O- or U-shaped frame, the processing means may be mounted on several sides of the frame. This leads to the advantages that several activities can be carried out simultaneously from several sides, that it is possible to work on sides of the stack which would be difficult to reach by a mobile robot (for example the rear side or the side of a stack facing away from the approach side). , the robot has a low complexity because of the missing robot arm / tool carrier and the positioning of the processing device relative to the object is simple, since this position is defined by the climbing device and the dimensions of the frame.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann der Rahmen eine oder mehrere Befestigungseinrichtungen und/oder eine oder mehrere Befestigungsvorbereitungseinrichtungen eine oder mehrere Erfassungseinrichtungen und/oder eine oder mehrere Entfernungseinrichtungen und/oder eine oder mehrere Laserbeschriftungseinrichtungen für Transponder, insbesondere RFID-Transponder, an Gegenständen, vorzugsweise an Paletten, tragen. In Kombination mit der Kletterfähigkeit des Roboters können damit automatisierte Tätigkeiten an Holzpaletten, wie zum Beispiel das Anbringen von RFID-Transpondern, direkt am Stapel im Lager durchgeführt werden. Zudem können Barcodes, die gemeinsam mit einem Transponder angebracht werden, mit der Laserbeschriftungseinrichtung im Code zusammenpassend beschrieben werden. Dies verringert die Komplexität des Roboters und des Arbeitsvorgangs an sich. Im Ergebnis ist beispielsweise sowohl das Herstellen einer Ausnehmung als auch das Einbringen des Transponders an jeder Palette des Palettenstapels ohne Einschränkung, beispielsweise durch die Stapelhöhe, automatisch durchführbar. Hierdurch sind beispielsweise mittlere und/oder größere Palettenpools auf einfache und kostengünstige Weise mit Transpondern ausrüstbar. Gerade bei größeren Stückzahlen ist der Einsatz von Transpondern, insbesondere RFID-Transpondern, mit oder ohne zugehörigen Barcode interessant. Hierbei führt der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu einer deutlichen Reduzierung des Zeit- und/oder Personalaufwandes und ermöglicht die Ausstattung von Gegenständen, beispielsweise Paletten, in hohen Stückzahlen zu niedrigen Kosten.According to a development of the invention, the frame may comprise one or more fastening devices and / or one or more attachment preparation devices one or more detection devices and / or one or more removal devices and / or one or more laser marking devices for transponders, in particular RFID transponders, to objects, preferably Pallets, carry. In combination with the climbing ability of the robot, automated activities on wooden pallets, such as the installation of RFID transponders, can be carried out directly at the stack in the warehouse. In addition, bar codes that are attached together with a transponder can be described matching the laser marking device in the code. This reduces the complexity of the robot and the work process itself. As a result, for example, both the production of a recess and the introduction of the transponder on each pallet of the pallet stack without restriction, for example by the Stack height, automatically feasible. As a result, for example, medium and / or larger pallet pools can be equipped in a simple and cost-effective manner with transponders. Especially with larger quantities, the use of transponders, especially RFID transponders, with or without associated barcode is interesting. Here, the use of the device according to the invention leads to a significant reduction of time and / or personnel costs and allows the equipment of objects, such as pallets, in large quantities at low cost.
Des Weiteren kann die Vorrichtung gemäß einer Fortbildung dazu dienen, Transponder an dem Gegenstand auszulesen und auf Fehler zu überprüfen. Aufgrund der Vielzahl von Transpondern an den Gegenständen des Stapels ist es erforderlich, dass das Lesegerät in unmittelbare Nähe des Transponders gebracht wird, um eine eindeutige Identifizierung zu ermöglichen. Nachdem nun der Rahmen des Roboters einen gleichbleibenden, niedrigen Abstand zu dem Gegenstand einhält und sich an dem Stapel fortbewegt, kann ein auf dem Rahmen angebrachtes Lesegerät viele Transponder des Stapels effektiv und zuverlässig auslesen. Beispielsweise können RFID-Transponder an Stapeln von Holzpaletten überprüft werden. Damit kann auch diese Tätigkeit vorteilhaft automatisiert werden.Furthermore, according to a further development, the device can be used to read transponders on the object and to check for errors. Due to the large number of transponders on the objects of the stack, it is necessary that the reader is brought into the immediate vicinity of the transponder in order to enable unambiguous identification. Now that the frame of the robot maintains a constant, low distance to the object and moves on the stack, a reader mounted on the frame can effectively and reliably read many transponders of the stack. For example, RFID transponders can be checked on stacks of wooden pallets. Thus, this activity can be advantageously automated.
Ebenso kann eine Fortbildung der Vorrichtung dazu dienen, einen Transponder an dem Gegenstand zu überprüfen und in Folge bei einem festgestellten Fehler geeignet zu reagieren. Insbesondere kann die Vorrichtung den fehlerhaften Transponder entfernen und durch einen neuen ersetzen. Alternativ kann die Vorrichtung mehrere Transponder entfernen und durch neue ersetzen, wenn nur ein Transponder an dem Gegenstand defekt ist, beispielsweise um Paletten nach den Vorgaben der RTI-Guideline, die zwei Transponder mit ihren jeweiligen optionalem Barcodes aufweisen, instand zu halten. Dabei kann bei Bedarf zudem auch der zu den Transpondern gehörige Barcode mittels einer Laserbeschriftungseinrichtung geschrieben werden. Eine weitere Alternative bei der Instandhaltung von Paletten gemäß der RTI-Guideline ist, dass nur der eine, fehlerhafte Transponder der Palette entfernt und durch einen neuen ersetzt wird, während der andere Transponder unverändert bleibt. Dann wird der neue Transponder passend zu dem anderen Transponder, beispielsweise mittels einer RFID-Leseeinrichtung, beschrieben und weiter wird mittels der Laserbeschriftungseinrichtung der zu diesem neuen Transponder gehörige Barcode geschrieben, so dass auch dieser zu dem bestehenden anderen Barcode bei dem anderen Transponder passt. So wird ein komplexer Arbeitvorgang, also das Überprüfen, Entfernen und Neu-Anbringen von einem oder mehreren Transponder und der Abgleich dieser untereinander vorteilhaft automatisiert.Likewise, a further development of the device can be used to check a transponder on the object and to react appropriately in consequence of a detected fault. In particular, the device may remove the defective transponder and replace it with a new one. Alternatively, the device may remove multiple transponders and replace them with new ones if only one transponder on the object is defective, for example, to service pallets in accordance with the specifications of the RTI Guideline having two transponders with their respective optional barcodes. In addition, if necessary, the barcode belonging to the transponders can also be written by means of a laser inscription device. Another alternative in the maintenance of pallets according to the RTI Guideline is that only one, defective transponder of the pallet is removed and replaced by a new one, while the other transponder remains unchanged. Then, the new transponder is suitably described to the other transponder, for example by means of an RFID reading device, and further written by the laser marking device belonging to this new transponder barcode, so that this also fits to the existing other barcode at the other transponder. Thus, a complex operation, ie checking, removing and repositioning of one or more transponders and the comparison of these mutually advantageously automated.
Die Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann nunmehr autonom, also selbstständig, oder ferngesteuert, also mittels nicht in dem Roboter integrierter Steuereinheit, arbeiten. Im Falle der autonomen Tätigkeit kann der Roboter ohne Benutzerinteraktion tätig sein. Im Falle der Fernsteuerung kann ein Benutzer den Roboter mittels beispielsweise eines Bediengerätes steuern und einzelne Anweisungen erteilen.The device according to a further embodiment can now operate autonomously, ie independently, or remotely controlled, ie by means of a control unit which is not integrated in the robot. In the case of autonomous activity, the robot can operate without user interaction. In the case of remote control, a user can control the robot by means of, for example, an operating device and issue individual instructions.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung können die Innenmaße des Rahmens auf die Maße einer Euro-Palette abgestimmt sein. Damit ist die Vorrichtung insbesondere geeignet an Stapel von Euro-Paletten zu klettern.According to a development of the invention, the internal dimensions of the frame can be matched to the dimensions of a Euro pallet. This makes the device particularly suitable for climbing stacks of Euro pallets.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird nach Anspruch 14 ein Verfahren, insbesondere ein Verfahren zum Ausführen von Tätigkeiten an gestapelten Gegenständen mit einem Klettervorgang, vorgeschlagen, bei dem das Verfahren aus folgenden Schritten besteht: S1) Anfahren des Stapels, S2) Ausführen zumindest einer Tätigkeit an einem der gestapelten Gegenstände, S3) Ausführen zumindest einer Bewegung in oder gegen Stapelrichtung zu einem weiteren Gegenstand, wobei die Vorrichtung zumindest zeitweise nur an dem Stapel abgestützt ist, S4) Wiederholen der Verfahrensschritte S2) und S3) solange, bis alle Tätigkeiten der Vorrichtung an den Gegenständen vollzogen sind und S5) Wegfahren von dem Stapel. Damit können revolvierende Tätigkeiten nicht nur an einem Gegenstand, sondern an mehreren, gestapelten Gegenständen automatisiert durchgeführt werden. Dabei kann die Tätigkeit beispielsweise systematisch von unten nach oben, Gegenstand für Gegenstand, durchgeführt werden, oder aber auch in einer Reihenfolge die von der örtlichen Reihenfolge der Gegenstände in dem Stapel unabhängig ist und beispielsweise anwendungsspezifisch ist. So kann der Roboter beispielsweise erst die Gegenstände in einen Stapel nach einem Kriterium sensorisch erfassen und dann die Tätigkeiten nur an bestimmten Gegenständen des Stapels durchführen, die das Kriterium erfüllen. Das Anfahren und Abfahren an und von dem Stapel kann auch hier entweder durch die Vorrichtung selbst, beispielsweise mittels einer Horizontal-Bewegungseinrichtung, erfolgen oder kann dies mittels Fremdeinwirkung auf die Vorrichtung, beispielsweise durch einen Benutzer oder ein weiteres Hilfsmittel, erfolgen. Grundsätzlich ermöglicht es das Verfahren automatisierte Tätigkeiten an gestapelten Gegenständen vorteilhaft auszuführen. Weiter kann die Vorrichtung aufgrund des Verfahrens unabhängig arbeiten, beispielsweise kann diese automatisch Transponder an Paletten anbringen.According to a further aspect of the invention, according to claim 14, a method, in particular a method for carrying out activities on stacked objects with a climbing operation, is proposed, wherein the method consists of the following steps: S1) starting the stack, S2) carrying out at least one activity on at least one of the stacked objects, S3) carrying out at least one movement in or against the stacking direction to another object, the device at least temporarily supported only on the stack, S4) repeating the method steps S2) and S3) until all activities of the device at the objects are completed and S5) driving away from the stack. This means that revolving tasks can be carried out automatically not only on one object but on several stacked objects. For example, the activity may be performed systematically from the bottom up, item by item, or in an order that is independent of the local order of the items in the stack and is, for example, application specific. Thus, for example, the robot can first detect the objects in a stack according to a criterion by sensor and then carry out the activities only on certain objects of the stack that fulfill the criterion. The approach and departure to and from the stack can also be done either by the device itself, for example by means of a horizontal movement device, or this can be done by external influence on the device, for example by a user or another tool. In principle, the method makes it possible to advantageously carry out automated activities on stacked objects. Further, the device can operate independently due to the method, for example, this can automatically attach transponder to pallets.
Des Weiteren kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Verfahrensschritt des Ausführens einer Tätigkeit folgende Schritte beinhalten: S2a) Vorbereiten zumindest einer Stelle an dem Gegenstand, an oder in welcher zumindest ein Transponder an dem Gegenstand angebracht werden soll; und S2b) Anbringen von zumindest einem Transponder an dem Gegenstand an oder in der zumindest einen Stelle. Damit kann beispielsweise ein Transponder in einer Ausnehmung versenkt angebracht werden. Furthermore, according to an embodiment of the invention, the step of carrying out an activity may include the steps of: S2a) preparing at least one location on the object, on or in which at least one transponder is to be attached to the object; and S2b) attaching at least one transponder to the article at or in the at least one location. Thus, for example, a transponder can be mounted sunk in a recess.
Auch kann bei einer Weiterbildung des Verfahrens der Verfahrensschritt des Ausführens der zumindest einen Tätigkeit folgende Schritte beinhalteten: S2c) Überprüfen von zumindest einem Transponder, welcher an oder in dem Gegenstand angebracht ist; S2d) Entfernen des zumindest einen Transponders von dem Gegenstand, wenn ein Fehler festgestellt wird; S2e) Anbringen des zumindest einen Transponders an dem Gegenstand als Ersatz.Also, in a further development of the method, the method step of carrying out the at least one activity may include the following steps: S2c) checking at least one transponder which is attached to or in the article; S2d) removing the at least one transponder from the object when an error is detected; S2e) attaching the at least one transponder to the object as a replacement.
Gemäß einer Fortbildung des Verfahrens kann der Verfahrensschritt des Ausführens zumindest einer Tätigkeit folgende Schritte zum Ersetzen von Transponder beinhalten: S2f) Überprüfen, ob an dem Gegenstand Transponder vorhanden sind; S2g) Entfernen des zumindest einen Transponders von dem Gegenstand, falls zumindest ein Transponder vorhanden ist; S2h) Anbringen von zumindest einem Transponder an dem Gegenstand.According to a further development of the method, the method step of performing at least one activity may include the following steps for replacing transponders: S2f) checking whether transponders are present on the object; S2g) removing the at least one transponder from the object if at least one transponder is present; S2h) attaching at least one transponder to the object.
Mit vorstehend beschriebenen Weiterbildungen des Verfahrens können, wie bei der Vorrichtung näher beschrieben, in vorteilhafter Weise Tätigkeiten mit Transponder an Paletten durchgeführt werden.With the above-described developments of the method, as described in more detail in the device, activities with transponder can be carried out on pallets in an advantageous manner.
Die vorstehend beschriebenen Merkmale und Funktionen der vorliegenden Erfindung sowie weitere Aspekte und Merkmale werden nachfolgend anhand einer detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren weiter beschrieben.The above-described features and functions of the present invention, as well as other aspects and features, will be further described below with reference to a detailed description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING
Hierbei zeigt:Hereby shows:
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN DETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES
Der Gegenstand
So ist die Form des Rahmens
So befindet sich der Gegenstand
Die Bearbeitungseinrichtung
Aufgrund dieser Form des Rahmens
Die Arme
Zudem befinden sich an den Armen
Der Rahmen
Weiter weist der Rahmen
Zudem befinden sich an den Armen
Weiter weist die Vorrichtung
Zu Beginn wird bei S1 der Stapel angefahren. Das Anfahren des Stapels bei S1 kann manuell, also mittels Fremdeinwirkung auf den Roboter, oder selbstständig, also mittels einer zusätzlichen horizontalen Bewegungseinrichtung des Roboters erfolgen. Sollte die Vorrichtung bewegliche Arme
Bei dem auf S1 folgenden Schritt S2 wird eine Tätigkeit an einem der gestapelten Gegenstände durchgeführt. Diese Tätigkeit kann beispielsweise durch eine an dem Rahmen
Bei S3 führt die Vorrichtung
Bei dem Schritt S4 wird festgestellt, ob alle (gewünschten) Tätigkeiten an dem Stapel erledigt sind. Dies kann bei einem autonomen Roboter eine Steuereinheit bestimmen oder bei einem ferngesteuerten Roboter ein Benutzer bestimmen. Sollen nun noch weitere Tätigkeiten an Gegenständen
Bei dem Schritt S5 fährt die Vorrichtung
Die Erfindung lässt neben den erläuterten Ausführungsformen weitere Gestaltungsansätze zu.The invention allows, in addition to the illustrated embodiments, further design approaches.
Obwohl der Gegenstand
Obschon bei den vorliegenden Ausführungsformen der Rahmen
Obwohl der in
Zwar weisen die Arme
Bei den vorliegenden Ausführungsformen ist die Bearbeitungseinrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 2020
- Vorrichtungcontraption
- 2121
- Rahmenframe
- 2323
- Gegenstandobject
- 23a23a
- Palettepalette
- 2424
- Kletterorganeclimbing organs
- 2525
- Bearbeitungseinrichtungprocessing device
- 2626
- Armpoor
- 26a26a
- erster Armfirst arm
- 26b26b
- zweiter Armsecond arm
- 2727
- Gelenkjoint
- 2828
- GegendruckorganeBackpressure organs
- 2929
- TransponderbefestigungseinrichtungTransponder fastening device
- 3030
- Transpondermagazintransponder Magazine
- 3131
- BefestigungsmittelmagazinFastener magazine
- 3232
- Präparationseinrichtungpreparation device
- 3333
- Bearbeitungswerkzeugprocessing tool
- 3434
- Halterung der GegendruckorganeSupport of the counterpressure organs
- 3535
- Gelenkachsejoint axis
- 3636
- Gelenkantriebjoint drive
- 3737
- RaupenbandThe track
- 3838
- Vorsprunghead Start
- 3939
- LaufradWheel
- 4040
- Transpondertransponder
- 4141
- Stapel von GegenständenPile of objects
- GRGR
- Massenschwerpunkt des RobotersMass center of gravity of the robot
- GSGS
- geometrisches Zentrum des Stapelsgeometric center of the pile
- Fk1, Fk2Fk1, Fk2
- Kraftrichtung der KletterorganeForce direction of the climbing organs
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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DE102012109040B4 (en) | 2014-12-11 |
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Legal Events
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