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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pack- bzw. Stapelhilfe, die einen Packer beim Schichten von Artikeln eines Kommissionierauftrags unterstützt und die anschließend zumindest zeitweise während eines Prozesses eingesetzt wird, bei dem ein Versandkarton hergestellt wird, dessen Abmessungen auf den individuell vom Packer hergestellten Artikelstapel abgestimmt sind. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Packverfahren sowie eine entsprechend ausgerüstete Pack-Arbeitsstation und eine Lager- und Kommissionieranlage.
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Aufgrund einer erhöhten Verfügbarkeit von (Konsum-)Gütern im Lichte eines globalisierten Markts und des E-Commerce, hat die Anzahl von Warensendungen in jüngster Zeit stetig zugenommen. Händler versenden die bestellten Artikel üblicherweise in Versandkartons mit vorkonfektionierten Größen an ihre Kunden. Die Kartons sind hinsichtlich ihrer Abmessungen (Höhe, Breit, Länge) vorkonfektioniert. Bisher haben sich Versandkosten im Wesentlichen durch ein Gewicht der Warensendung bestimmt. In jüngerer Zeit bestimmen sich die Versandkosten zunehmend auch volumenabhängig und nicht mehr gewichtsabhängig. Daher gibt es Bestrebungen, Versandeinheiten bzw. -kartons hinsichtlich ihrer Größe an ein Volumen der bestellten Artikel so gut wie möglich anzupassen, um ungenutzte Hohlräume (Luft) im Inneren der Versandkarton zu vermeiden. Da ein Packvolumen immer von den Volumina der bestellten Artikel abhängt, ist eine Verwendung von vorkonfektionierten Kartons nachteilig. Deshalb wurden in der Vergangenheit bereits Maschinen entwickelt, die auf Abruf Verpackungen mit individualisierten Abmessungen schnell und zeitnah herstellen konnten. Anbieter derartiger Maschinen sind unter anderem die Firmen Packsize, T-ROC Equipment und Packaging Sales & Consulting. Eine Maschine dieser Art ist exemplarisch in dem Dokument
WO 2011/072253 A1 beschrieben.
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In der Praxis werden die Artikel, die zu einem Kommissionierauftrag gehören, in einem Lager- und Kommissioniersystem zu einem Kommissionier- und Pack-Arbeitsplatz gebracht, wo die Artikel von einem Menschen manuell zu einem Artikelstapel geschichtet werden. Ein minimales (rechnerisch vorherbestimmbares) Versandvolumen ergibt sich aus der Summe der Volumina der einzelnen Artikel, die zu dem Kommissionierauftrag gehören, vorausgesetzt die Einzelvolumen sind datentechnisch hinterlegt. Dieses minimale Volumen wird beim Schichten und Verpacken aber nie erreicht, weil die Artikel nie dicht, d. h. ohne Luft dazwischen, geschichtet werden kann. Außerdem gibt es viele verschiedene Möglichkeiten, wie der Packer die Artikel des Kommissionierauftrags zu einem Artikelstapel schichten kann. Dies hängt z. B. davon ab, welche der Artikel unten und welche der Artikel oben in dem Artikelstapel angeordnet werden. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Höhe, die Breite und die Länge eines Artikelstapels variieren kann, weil es dem Packer freisteht, wie er die Artikel des Auftrags schichtet. Natürlich wird der Packer immer versuchen, die Artikel so dicht wie möglich zu packen. Studien belegen, dass ein Luftanteil innerhalb von Versandkartons im Durchschnitt 40% beträgt. Dies ist bei volumenabhängigen Versandkosten extrem nachteilig.
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Abmessungen eines Artikelstapels können auf verschiedene Weisen bestimmt werden. Der Artikelstapel kann z. B. mit einem 3D-Scanner vollständig abgetastet werden. Alternativ können Einzelmessungen (Höhe, Breite und Länge) durchgeführt werden. Die so bestimmten Abmessungen werden dann an eine Verpackungsproduktionsmaschine übermittelt, die den Versandkarton automatisch mit den gewünschten Abmessungen herstellt.
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In der
WO 2012/082980 A1 ist ein Handgerät zum Messen der Abmessungen einzelner Artikel oder eines Artikelstapels gezeigt. Das Handgerät weist eine Reflexionsabstandsmesseinheit sowie einen fest damit verbundenen Anlegwinkel auf. Der Anlegwinkel wird an den Artikelstapel angelegt. Ein Abstand zu einem gegenüberliegend angeordneten Anschlag wird bestimmt. Der Anschlag kann ein integraler Bestandteil eines Packtischs sein und z. B. senkrecht aus einer Packoberfläche des Tischs hervorstehen. Der zu vermessende Artikel wird während der Messung zwischen dem Anschlag und dem Handgerät bzw. dem Winkel des Handgeräts eingespannt. Der Anschlag kann zwei miteinander rechtwinklig verbundene Seiten aufweisen, die zusammen mit der Packfläche einen dreidimensionalen rechten Winkel bilden, d. h. eine räumliche Ecke zum Anlegen des Artikels oder des Artikelstapels bilden.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Pack-Arbeitsplatz und ein verbessertes Packverfahren bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Pack-Arbeitsplatz zum Packen von Artikeln, die zu einem Kommissionierauftrag gehören, in eine Versandeinheit, insbesondere in einen Versandkarton, mit: einer Packeinrichtung, die eine, vorzugsweise horizontal orientierte, Packebene aufweist, auf der die Artikel zu einem Artikelstapel schichtbar sind; einer Stapelhilfe mit mehreren seitlichen Seiten, an die die Artikel zwecks Bildung des Artikelstapels anlegbar sind, wobei die Stapelhilfe auf der Packebene positionierbar ist; und einer Messeinrichtung zum Bestimmen von Abmessungen des Artikelstapels, um die Versandeinheit individuell gemäß den so bestimmten Abmessungen zu erzeugen; dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Seiten der Stapelhilfe in sich geschlossen in einer Umfangsrichtung der Stapelhilfe miteinander verbunden sind; dass die seitlichen Seiten eine offenen Unterseite sowie eine offene Oberseite der Stapelhilfe definieren, wobei die, vorzugsweise jede der, seitlichen Seiten zumindest entlang der Umfangsrichtung längenverstellbar sind bzw. ist, um die seitlichen Seiten umfänglich dicht an einen geschichteten Artikelstapel anzulegen; und dass die Messeinrichtung eingerichtet ist, eine Länge, vorzugsweise jeder, der seitlichen Seiten der Stapelhilfe zu messen sowie eine maximale Höhe des Artikelstapels zu bestimmen und die gemessenen Längen sowie die so bestimmte Höhe an eine Verpackungsproduktionseinrichtung zu senden, die die Versandeinheit gemäß den gemessenen Längen und der bestimmten Höhe erzeugt.
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Die vorliegende Erfindung kommt insbesondere im E-Commerce zum Einsatz. Dort werden in der Regel weniger als fünf Artikel bestellt, aber mit zum Teil sehr stark differierenden Abmaßen. Ein Gesamtvolumen der Artikel ist relativ klein. Jedoch werden immer wieder verschiedene Artikelkonstellationen bestellt, so dass die Verwendung von vorkonfektionierten Versandkartons bei volumenabhängigen Versandkosten nicht optimal ist. Mit der vorliegenden Erfindung ist ein optimales Packmaß erreichbar. Insbesondere Menschen packen die Artikel intuitiv in die Stapelhilfe. Die Stapelhilfe hat vorzugsweise die Form eines Korbes, der unten und oben offen ist. Die Stapelhilfe ist vorzugsweise aus Kunststoff. Die seitlichen Seiten der Stapelhilfe lassen sich auf eine individuelle Verpackungsabmessung zusammenschieben. Auf diese Weise lassen sich möglichst kleine Verpackungsgrößen erreichen. Begleitpapiere und Werbematerial kann ohne Probleme beigefügt werden.
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Die Stapelhilfe unterstützt die Bildung einer optimalen Packung, da von allen (vier) Seiten eine Unterstützung gegeben ist. Der Artikelstapel kann nicht mehr an einer offenen Seite auseinanderfallen oder abrutschen. Dennoch kann die Stapelhilfe aufgrund der offenen Unterseite inklusive dem Artikelstapel bewegt werden. So ist es möglich, die Stapelhilfe inklusive dem Artikelstapel auf einen individuell hergestellten Verpackungsrohling zu bewegen, den Verpackungsrohling um die Stapelhilfe herum aufzubauen und die Stapelhilfe anschließend aus dem halbfertigen Versandkarton herauszuziehen. Danach kann der Versandkarton endgültig verschlossen werden. Falls es gewünscht ist, können weitere Beigabematerialien zuvor hinzugegeben werden. Alternativ kann z. B. auf eine dünne Trägerplatte gepackt werden, die dann mit dem Artikelstapel von diesem manuellen Arbeitsplatz zu einer Kartonmaschine überführt wird. Dies bedeutet, dass die Trägerplatte mit dem darauf befindlichen Artikelstapel auf einen nach flachen Verpackungsrohling bewegt wird, die Trägerplatte dann seitlich herausgezogen wird und die entsprechenden Teile des Verpackungsrohlings dann hochgeklappt werden.
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Füll- und Verpackungsmaterial kann in einem erheblichen Umfang eingespart werden. Innerhalb des Versandbehältnisses sind die Artikel gegen ein Verrutschen gesichert, so dass Beschädigungen während eines Transports vermieden werden. Die Verpackung ist heute generell ein wichtiger Werbeträger und wird gerade im E-Commerce immer hochwertiger, so dass die Verpackung einen Kostentreiber darstellt. Die vorliegende Erfindung hilft, Verpackungsmaterial einzusparen und somit Kosten zu sparen.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist zumindest eine der seitlichen Seiten, vorzugsweise jede, ferner höhenverstellbar und die Messeinrichtung ist außerdem eingerichtet, eine Höhe der höhenverstellbaren seitlichen Seiten zu messen, um aus der gemessenen Höhe der seitlichen Seiten die maximale Höhe des Artikelstapels zu bestimmen.
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Die seitlichen Seiten können auch Öffnungen, bevorzugt vertikale Schlitze, aufweisen, durch welche von außen mittels eines z. B. optischen Messverfahrens die Höhe des Artikelstapels ermittelt wird. Damit kann der Schritt einer Höhenverstellung der seitlichen Seiten entfallen.
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Durch die höhenverstellbaren seitlichen Seiten der Stapelhilfe können beliebig hohe Artikelstapel gebildet werden. Somit ist die Stapelhilfe nicht nur in Umfangsrichtung an den individuellen Artikelstapel anpassbar, sondern auch in der Höhenrichtung. Es wird verhindert, dass die Artikel bei einem hohen Artikelstapel seitlich herunterfallen. Ferner lässt sich die Höhe des geschichteten Artikelstapels einfach messen, indem die höhenverstellbaren Seiten an die maximale Höhe des Artikelstapels angepasst werden, z. B. durch Ausziehen oder Zusammenschieben, und anschließend vermessen werden.
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Ferner ist es bevorzugt, wenn die seitlichen Seiten einen oberen und unteren umlaufenden Rand der Stapelhilfe bilden, wobei der obere und/oder der untere Rand an Schnittpunkten der seitlichen Seiten mit Markern versehen ist.
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Die Marker unterstützen eine Längenmessung der Seiten, insbesondere wenn ein Kamerasystem eingesetzt wird, das senkrecht über der Stapelhilfe angeordnet sein kann. Auf eine relativ aufwändige Bildauswertung kann verzichtet werden. Die Bestimmung von Punkten in einem Bild ist sehr einfach. Der Abstand zwischen den Punkten lässt sich leicht bestimmen. Aus dem Punktabstand ergibt sich die Länge der seitlichen Seiten.
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Insbesondere sind genau vier seitliche Seiten vorgesehen, die die Unterseite und die Oberseite vorzugsweise rechtwinklig umgeben.
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Heutzutage sind die meisten Versandkartons quaderförmig. Nur beim Versand von sehr speziellen Artikeln, die eine sehr spezielle Geometrie aufweisen, wird ausnahmsweise von der Quaderform abgewichen. Deshalb wird die Stapelhilfe vorzugsweise aus vier seitlichen Seiten gebildet, wobei benachbarte Seiten einen rechten Winkel definieren.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die seitlichen Seiten gelenkig miteinander verbunden.
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Auf diese Weise ist es möglich, die seitlichen Seiten in einem unbenutzten Zustand der Stapelhilfe raumsparend aufeinander zu klappen.
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Bei einer besonderen Ausgestaltung weist jede der seitlichen Seiten eine, vorzugsweise geradlinige, Führung sowie mindestens zwei Wandelemente auf, die in der Führung längenverstellbar ineinander beweglich gelagert sind.
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Auf diese Weise ist es möglich, die jeweilige seitliche Seite hinsichtlich ihrer Länge zu verstellen. Die Wandelemente sind so ausgebildet, dass sie ineinander ein- und ausfahrbar sind. Durch die Führung ist gewährleistet, dass eine vorgegebene Geometrie (z. B. Quaderform) beim Verstellen der seitlichen Seiten eingehalten wird.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn jede der seitlichen Seiten einen Rastmechanismus aufweist, um die jeweilige seitliche Seite in, vorzugsweise fest vorgegeben Intervallen, in ihrer Länge zu verstellen.
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Die Verpackungsproduktionseinrichtung stellt die Verpackungsrohlinge üblicherweise nach einem fest vorgegebenen Raster mit individuellen Längen her. Dieses Raster wird durch den Rastmechanismus abgebildet. Somit werden Zwischenmaße vermieden, die die Verpackungsproduktionseinrichtung möglicherweise nicht herstellen kann.
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Insbesondere sind die seitlichen Seiten flache Ebenen.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn zusätzlich ein Förderer vorgesehen ist, auf welchen der geschichtete Artikelstapel zusammen mit der Stapelhilfe transferierbar ist und der die Packebene mit der Verpackungsproduktionseinrichtung verbindet, wobei der Förderer eingerichtet ist, den geschichteten Artikelstapel zusammen mit der Stapelhilfe auf einen flachen Verpackungsrohling zu bewegen, der in einem gefalzten Zustand die Versandeinheit bildet und der einen Boden, Seitenwände und einen Deckel aufweist.
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Diese Ausgestaltung kommt insbesondere beim manuellen Packen zum Einsatz. Der Packer muss die Stapelhilfe inklusive dem Artikelstapel nicht manuell auf den Verpackungsrohling bewegen. Die Bewegung erfolgt automatisiert. Dies kann z. B. erreicht werden, indem der Förderer, auf dem die Stapelhilfe inklusive dem Artikelstapel steht, leicht erhöht gegenüber dem bereitgestellten Verpackungsrohling angeordnet ist, um die Stapelhilfe inklusive dem Artikelstapel auf den Verpackungsrohling zu fördern.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der Pack-Arbeitsplatz ferner einen Verpackungsmaterialspender auf, der an die Packeinrichtung angrenzt und der eingerichtet ist, eine Verpackungsmaterialbahn auf die Packebene zu liefern.
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Auf diese Weise ist es möglich, dass die Stapelhilfe direkt auf die Verpackungsmaterialbahn gestellt wird, um anschließend mit den Artikeln gefüllt zu werden. Dies vereinfacht den Transfer der Stapelhilfe inklusive dem Artikelstapel auf den Verpackungsrohling, weil der Verpackungsrohling aus der Verpackungsmaterialbahn hergestellt wird. Der Packer schneidet lediglich einen Abschnitt der Materialbahn ab, auf dem die Stapelhilfe inklusive dem Artikelstapel steht, bevor dieser Verbund zur Verpackungsproduktionseinrichtung transferiert wird.
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Insbesondere weist der Pack-Arbeitsplatz ferner die Verpackungsproduktionseinrichtung auf.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Pack-Arbeitsplatz ferner eine Artikelzuführung auf, die an die Verpackungsproduktionseinrichtung gekoppelt ist, um die Artikel zur Packebene zu verbringen.
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Die oben genannte Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Packen von Artikeln, die zu einem Kommissionierauftrag gehören, in eine Versandeinheit, insbesondere in einen Versandkarton, der individuell für die Artikel des Auftrags volumenoptimiert hergestellt wird, mit den Schritten: Verbringen der Artikel zu einer Packeinrichtung, die eine Packebene aufweist; Positionieren einer Stapelhilfe auf der Packebene, wobei die Stapelhilfe mehrere seitliche Seiten aufweist, die in sich geschlossen in einer Umfangsrichtung der Stapelhilfe miteinander verbunden sind und eine offene Unterseite sowie einen offene Oberseite definieren, wobei jede der seitlichen Seiten zumindest längenverstellbar ist; Schichten der Artikel innerhalb der Stapelhilfe auf der Packfläche zu einem, vorzugsweise volumenoptimierten, Artikelstapel, indem die Artikel durch die offene Ober- oder Unterseite bewegt und auf die Packfläche oder einen bereits geschichteten Artikel möglichst dicht gesetzt werden; Zusammenschieben der seitlichen Seiten, so dass die seitlichen Seiten so nah wie möglich an dem Artikelstapel anliegen; Messen einer Länge der seitlichen Seiten der Stapelhilfe im zusammengeschobenen Zustand; Bestimmen einer maximalen Höhe des Artikelstapels; Herstellen eines flachen Verpackungsrohlings, der in einem gefalzten Zustand die Versandeinheit bildet, gemäß den gemessenen Längen und der bestimmten Höhe, wobei der Verpackungsrohling einen Boden, Seitenwände und einen Deckel aufweist; Vorsehen des Bodens unter dem Artikelstapel und der Stapelhilfe; Aufrichten der Seitenwände des Verpackungsrohlings in eine Position, so dass die Seitenwände des Rohlings an den seitlichen Seiten der Stapelhilfe anliegen; Verbinden der aufgestellten seitlichen Seitenwände miteinander; Entfernen der Stapelhilfe; und Schließen des Deckels.
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Vorzugsweise weist der Schritt des Vorsehens des Bodens auf: Bewegen des Artikelstapels, der sich innerhalb der Stapelhilfe befindet, zusammen mit der Stapelhilfe auf den Boden des Verpackungsrohlings.
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Alternativ weist der Schritt des Vorsehens des Bodens auf: Bereitstellen einer Verpackungsmaterialbahn auf der Packebene, aus der der Verpackungsrohling hergestellt wird, wobei die Stapelhilfe vor dem Schichten der Artikel auf der Verpackungsmaterialbahn positioniert wird.
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Weiter ist es von Vorteil, wenn der Schritt des Entfernens der Stapelhilfe aufweist: Herausziehen der Stapelhilfe aus den aufgestellten und miteinander verbundenen Seitenwänden.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockdiagramm eines Lager- und Kommissioniersystems;
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2 eine perspektivische Darstellung einer Stapelhilfe auf einer Packebene;
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3 eine Draufsicht auf einen Pack-Arbeitsplatz;
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4 eine Schnittansicht durch eine Seitenwand der Stapelhilfe der 2;
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5A und 5B ein Flussdiagramm zum Erzeugen, Packen und Versenden einer Versandeinheit bzw. eines Versandkartons;
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6 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Systems zur Erstellung von On-Demand-Verpackungen; und
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7 einen herkömmlichen Pack-Arbeitsplatz.
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Die vorliegende Erfindung kommt üblicherweise in einem Lager- und Kommissioniersystem 10, wie z. B. in einer Distributionsanlage, zum Einsatz. Das Lager- und Kommissioniersystem kann über einen nicht näher gezeigten Wareneingang, ein (Langzeit-)Lager, ein Kurzzeitlager bzw. einen Puffer, eine oder mehrere Fördertechniken, einen Sorter, einen Warenausgang und/oder eine Steuerung 24 aufweisen.
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In der 1 ist ein Lager- und Kommissioniersystem bzw. ein Distributionssystem 10 gezeigt. Das Lager- und Kommissioniersystem 10 weist eine Steuerungskomponente 12 zur Lagerverwaltung und zur Regelung eines Materialflusses auf. Der Materialfluss erfolgt in der Regel über hier nicht gezeigte Förderer (z. B. Band-, Rollen-, Ketten-, Hänge- oder Riemenförderer, Shuttle, Regalbediengeräte, fahrerlose Transportsysteme). Außerdem kann ein Kommissionierleitsystem 14 (Hard- und/oder Software) sowie eine Auftragsabwicklung 16 (Hard- und/oder Software) vorgesehen sein. Die Software kann wiederum auf einer zentralen Steuerung 24 oder auf dezentral verteilten Steuerungskomponenten ablaufen bzw. ausgeführt werden. Die Lagerverwaltung bzw. der Materialfluss, das Kommissionierleitsystem und die Auftragsabwicklung kommunizieren datentechnisch miteinander.
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Das Lager- und Kommissioniersystem
10 weist ferner mindestens einen Pack-Arbeitsplatz
18 auf, der zumindest eine Messeinrichtung
20 aufweist. Ferner kann er eine Verpackungsproduktionseinrichtung
22 aufweisen. Exemplarische Messeinrichtungen
20 und Verpackungsproduktionseinrichtungen
22 sind z. B. in der
WO 2011/072253 A1 und der
WO 2012/082980 A1 beschrieben. Eine nähere Beschreibung wird noch unter Bezugnahme auf die
6 und
7 folgen. Eine weitere exemplarische Messeinrichtung
20 ist in der
US 6,373,579 B1 beschrieben. Es versteht sich, dass die Messeinrichtung
20 und die Verpackungsproduktionseinrichtung
22 auch von anderen Anbietern in einer anderen Ausführungsform bezogen werden können.
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Die Steuerung 24 kann entweder drahtlos oder über feste Leitungen mit der Messeinrichtung 20 und der Verpackungsproduktionseinrichtung 22 verbunden sein. Artikel 26, die in der 1 nicht näher gezeigt sind, werden in größeren Mengen über einen Wareneingang an die Distributionsanlage 10 geliefert. Vom Wareneingang werden die Artikel normalerweise in ein Langzeitlager befördert. Dort dienen die Artikel 26 als Vorrat zur Bearbeitung von (Kommissionier-)Aufträgen.
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Ein Auftrag besteht aus einer oder mehreren Auftragspositionen, die auch als Auftragszeilen bezeichnet werden. Eine Auftragszeile gibt eine jeweilige Menge (Stückzahl) eines Artikeltyps an, den ein Kunde bestellt hat. Die Auftragsabwicklung 16 sorgt dafür, dass die Artikel 26, die zur Befriedigung eines Kommissionierauftrags zwischen den einzelnen Komponenten des System 10 rechtzeitig in der richtigen Anzahl am richtigen Ort vorhanden sind, Artikel nachbestellt werden und Ähnliches.
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Unter einem Artikel 26 wird nachfolgend ein Stückgut bzw. eine Verpackungseinheit verstanden. Ein Artikel 26 ist eine durch einen Artikeltyp unterscheidbare (kleinste) Einheit eines Artikelsortiments. Stückgüter sind individualisierte, unterscheidbare Güter, die einzeln gehandhabt werden und deren Bestand stückweise oder als Gebinde oder Verpackungseinheit geführt wird. Unter einem Gebinde oder einer Verpackungseinheit versteht man allgemein eine einzeln handhabbare Einheit, die manuell oder mittels technischen Geräts (Fördertechnik) bewegt werden kann. Auch eine Untermenge einer Ladeeinheit, wie z. B. ein Getränkekasten auf einer voll mit Getränkekästen beladenen Palette, wird als Gebinde bezeichnet. Im Nachfolgenden werden die Begriffe ”Artikel”, ”Gebinde”, ”Verpackungseinheit” und ”Stückgut” äquivalent verwendet.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Stapelhilfe 30, die bei einem Pack-Arbeitsplatz 18 zum Einsatz kommt, der unter Bezugnahme auf 3 noch näher beschrieben werden wird. Die Stapelhilfe 30 wird auf eine Packebene 32 gestellt, die ebenfalls unter Bezugnahme auf 3 noch näher erläutert werden wird. Die Stapelhilfe 30 weist mehrere seitliche Seiten 34 auf, die in einer Umfangsrichtung (in der XZ-Ebene) in sich geschlossen miteinander verbunden sind. Die Stapelhilfe 30 der 2 weist vier seitliche Seiten 34-1 bis 34-4 auf. Die Stapelhilfe 30 umgibt vorzugsweise ein im Wesentlichen quaderförmiges Stapelvolumen V, in welches die Artikel 26 geschichtet werden können, wie es durch einen Pfeil 36 angedeutet ist. Das Stapelvolumen V wird umfänglich durch die seitlichen Seiten 34 begrenzt.
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Ein Schichtvorgang erfolgt durch eine offene Oberseite 38 der Stapelhilfe 30 hindurch, indem die Artikel 26 eines Kommissionierauftrags von oben in ein Inneres der Stapelhilfe manuell (Packer) oder automatisiert (Packroboter) eingeführt und dort geschichtet werden. Die (vollständig) offene Oberseite 38 der Stapelhilfe 30 wird umfänglich durch die seitlichen Seiten 34 begrenzt und liegt im Wesentlichen in der XZ-Ebene. Eine Unterseite 40 der Stapelhilfe 30 ist ebenfalls vollständig offen ausgebildet und wird in der 2 durch die Packebene 32 vorübergehend geschlossen. Die Artikel 26 werden primär auf der Packebene 32 und sekundär aufeinander abgestellt. Die Artikel 26 werden dabei vorzugsweise gegen eine der Ecken der Stapelhilfe ausgerichtet, die durch aneinandergrenzende seitliche Seiten 34 und die Packebene 32 definiert sind. Die Schichtung kann auch gegen eine oder mehrere der seitlichen Seiten 34 erfolgen, die ein Umstürzen eines so geschichteten Artikelstapels verhindern
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Die seitliche Seite 34-1 erstreckt sich im Wesentlichen in der vertikalen XY-Ebene. Die erste seitliche Seite 34-1 ist, vorzugsweise gelenkig um die Y-Achse drehend, mit der zweiten seitlichen Seite 34-2 verbunden, die sich in der vertikalen YZ-Ebene erstreckt. Die zweite seitliche Seite 34-2 ist wiederum, vorzugsweise gelenkig und um die Y-Achse drehend, mit der dritten seitlichen Seite 34-3 verbunden, die sich im Wesentlichen in der XY-Ebene erstreckt. Die dritte seitliche Seite 34-3 ist, vorzugsweise gelenkig und um die Y-Achse drehend, mit der vierten seitlichen Seite 34-4 verbunden, die sich im Wesentlichen in der YZ-Ebene erstreckt. Die vierte seitliche Seite 34-4 ist wiederum mit, vorzugsweise gelenkig und um die Y-Achse drehend, mit der ersten seitlichen Seite 34-1 verbunden. Die erste seitliche Seite 34-1 erstreckt sich im Wesentlichen parallel versetzt zur dritten seitlichen Seite 34-3. Das Gleiche gilt für die seitlichen Seiten 34-2 und 34-4. Es versteht sich, dass die Seiten 34 auch starr untereinander verbunden sein können. Die gelenkige Verbindung ermöglicht es aber, die Stapelhilfe 30 im ungenutzten Zustand raumsparend zusammenzuklappen. Um jedoch einen Quader zu bilden, müssen mindestens zwei diagonal gegenüberliegende Ecken einen starren rechten Winkel definieren, zumindest während eines Packvorgangs und solange bis die Stapelhilfe 30 aus dem Versandkarton entnommen ist.
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Die Stapelhilfe 30 ist in der 2 in einer auf gebauten, maximal ausgefahrenen Position gezeigt. Jede der seitlichen Seiten 34-1 bis 34-3 ist zumindest längenverstellbar und in der 2 maximal ausgefahren. Die erste und die dritte seitliche Seite 34-1 und 34-3 weisen jeweils drei aus- und einfahrbare Wandelemente 42 auf. Die zweite und vierte seitliche Seite 34-2 und 34-4 weisen jeweils zwei aus- und einfahrbare Wandelemente 42 auf. Von den Wandelementen 42 sind in der 2 lediglich die Wandelemente 42 der ersten und der zweiten seitlichen Seite 34-1 und 34-2 näher bezeichnet. Die Längen L1-1 bis L1-3 dieser Wandelemente 42 der ersten seitlichen Seite 34-1 sind so gewählt, dass sie in einem maximal ausgefahrenen Zustand die Gesamtlänge L1 der ersten Seite 34-1 ergeben. Die Längen L2-1 und L2-2 der Wandelemente 42 der zweiten seitlichen Seite 34-2 sind so gewählt, dass sie im maximal ausgefahrenen Zustand die Länge L2 der zweiten Seite 34-2 ergeben, wie es in der 2 gezeigt ist. Analoges gilt für die dritte seitliche Seite 34-3 und die vierte seitliche Seite 34-4. Die Wandelemente 42 können generell in Führungen 44 längsverschieblich ineinander geführt, wie es in der Schnittansicht der 4 exemplarisch für die erste seitliche Seite 34-1 der 2 gezeigt ist. Die Führungen 44 können z. B. Schienen sein, in denen obere und untere Kanten der Wandelemente 42 verschieblich gelagert sind. Durch die Verschieblichkeit wird die Längenverstellbarkeit der Seiten 34 gewährleistet.
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Die Wandelemente 42 der 2 sind vorzugsweise plattenförmig ausgebildet. Die Wandelemente 42 weisen geschlossene Flächen auf, um ein seitliches Herausfallen der Artikel 26 aus der Stapelhilfe 30 zu verhindern. Es versteht sich, dass die Wandelemente 42 ferner z. B. durch Gitterstrukturen oder Ähnliches transparent gebildet werden können, um für seitlich einfallende Strahlung (z. B. zwecks Höhenmessung des Artikelstapels) durchlässig zu sein.
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Die seitlichen Seiten 34 bilden ferner einen oberen umlaufenden Rand 48 sowie einen unteren umlaufenden Rand 50. An Eckpunkten des oberen Rands 48, wo benachbarte seitliche Seiten 34 aneinanderstoßen, können Marker 46 vorgesehen sein, die mit der Messeinrichtung 20 zusammenwirken, um zumindest die Längen L1 und L2 der ersten seitlichen Seite 34-1 und der zweiten seitlichen Seite 34-2 anzuzeigen. Wenn man davon ausgeht, dass die seitlichen Seiten 34 einen Quader begrenzen, reicht es aus, die Längen L1 und L2 zu bestimmen bzw. zu messen, um das kleinste Packvolumen zu bestimmen, welches durch einen (nicht gezeigten) Artikelstapel definiert wird, der im Inneren der Stapelhilfe 30 geschichtet wird. Die Seiten 34 der Stapelhilfe 30 werden dazu nach erfolgter Schichtung der Artikel 26 zu einem Artikelstapel so weit wie möglich zusammengeschoben, wie es unter Bezugnahme auf 3 noch näher erläutert werden wird.
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Es versteht sich, dass das Packvolumen V nicht zwingend quaderförmig ausgebildet sein muss. Je nach Ausgestaltung der seitlichen Seiten 34 können auch andere geometrische Formen realisiert werden. Die Wandelemente 42 können z. B. auch rund ausgebildet sein, um ein zylinderförmiges Packvolumen zu definieren. In Abhängigkeit von der Form der Wandelemente 42 können die Marker 46 auch zwischen benachbarten Wandelementen 42 ein und derselben seitlichen Seite 34, insbesondere am oberen Rand 48, angeordnet werden. Die Seiten 34 können jeweils aus gleich vielen Wandelementen 42 aufgebaut sein.
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Die seitlichen Seiten 34 können zusätzlich auch höhenverstellbar ausgebildet sein, d. h. entlang der vertikalen Y-Achse der 2 aus- und einfahrbar ausgebildet sein. Dazu sind vorzugsweise wiederum entsprechende vertikale Führungen 44 vorgesehen. Mit den höhenverstellbaren seitlichen Seiten 34 kann die Höhe der Stapelhilfe 30 an eine maximale Höhe eines Artikelstapels angepasst werden.
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3 zeigt eine Draufsicht auf einen Pack-Arbeitsplatz 18. Der Pack-Arbeitsplatz 18 weist eine Packeinrichtung 60, eine Artikelzuführung 62, eine Stapelhilfe 30 und eine Messeinrichtung 20 auf. Die Packeinrichtung 60 kann als Tisch 64 ausgeführt sein, dessen Oberseite die (horizontale) Packebene 32 bildet. Die Stapelhilfe 30 steht vertikal auf dem Tisch 64 in einem ausgefahrenen Zustand. Die Artikelzuführung 62 ist exemplarisch als (Band-)Förderer 66 implementiert, um die Artikel 26 in Richtung der Packeinrichtung 60 zu fördern, wie es durch einen Pfeil 68 angedeutet ist. Der Förderer 66 ist oberhalb der Stapelhilfe 30 in einer Höhe angeordnet, die es einem Packer 70 erlauben, die zugeführten Artikel 26 zu greifen und in ein Inneres 72 der Stapelhilfe 30 zu einem Artikelstapel 74 zu schichten. Der Packer 70 richtet den Artikelstapel 74 z. B. an der linken unteren Ecke der Stapelhilfe 30 der 3 aus. Ferner kann eine Anzeige 76 (siehe auch Kommissionierleitsystem 14) vorgesehen sein, um dem Packer 70 z. B. eine Anzahl von zu schichtenden Artikeln 26 anzuzeigen. Im Beispiel der 3 bekommt der Packer 70 angezeigt, dass noch drei weitere Artikel 26 auf den Artikelstapel 74 zu schichten sind.
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Angrenzend an den Tisch 64, der einen Packplatz darstellt, ist ein Messplatz 78 vorgesehen, so dass der Packer 70 die Stapelhilfe 30 nach einem abgeschlossenen Schichtvorgang zusammen mit dem Artikelstapel 74 seitlich horizontal auf den Messplatz 78 schieben kann, wie es durch einen Pfeil 80 angedeutet ist. Der Packer 70 schiebt die seitlichen Seiten 34 der Stapelhilfe 30 zusammen, um den Artikelstapel 74 von allen Seiten her zu stützen. Das Zusammenschieben erfolgt vorzugsweise bevor der Packer 70 die Stapelhilfe 30 zusammen mit dem Artikelstapel 74 vom Packplatz auf den Messplatz 78 bewegt. Durch das Zusammenschieben der Seiten 34 der Stapelhilfe 30 wird das Packvolumen der später herzustellenden Versandeinheit (Versandkarton) zumindest in der Umfangsrichtung festgelegt. Das Zusammenschieben der Seiten 34 der Stapelhilfe 30 erfolgt vor einem Messvorgang, der von der Messeinrichtung 20 durchgeführt wird.
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Die Messeinrichtung 20 kann in Form einer Kamera 82 implementiert sein, die z. B. senkrecht über dem Messplatz 78 angeordnet ist. Ein Sichtfeld 84 der Kamera 82 ist so dimensioniert, dass die Kamera 82 die Seiten 34 der Stapelhilfe 30 auch in ihrem maximal ausgefahrenen Zustand gut erkennen kann. Sobald die Stapelhilfe 30 mit dem darin enthaltenen Artikelstapel 74 und maximal zusammengeschobenen Seiten 34 auf dem Messplatz 78 steht, erfolgt eine Messung der Längen der Seiten 34, vorzugsweise von jeder der Seiten 34 der Stapelhilfe 30. Ein Messvorgang kann manuell durch den Packer 70 ausgelöst werden, indem der Packer 70 einen entsprechenden Aktuator 86 (Drucktaste, Fußtaste oder Ähnliches) betätigt. Der Messvorgang kann auch automatisiert ausgelöst werden, indem z. B. ein Kamerabild mittels eines entsprechenden Bildauswertungsalgorithmus ausgewertet wird. Das Bild der Kamera 82 kann auch zur Bestimmung der Längen der Seiten 34 der Stapelhilfe 30 ausgewertet werden.
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Es versteht sich, dass die Messeinrichtung 20 auch direkt im Bereich der Packeinrichtung 60, z. B. vertikal senkrecht über dem Tisch 64, angeordnet sein kann. Die räumliche Entkopplung des Packplatzes vom Messplatz 78 hat den Vorteil, dass während eines Messvorgangs bereits ein neuer Artikelstapel 74 in einer anderen Stapelhilfe 30 gebildet werden kann.
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Ferner versteht es sich, dass die Messeinrichtung 20 auch durch ortsempfindliche Reflektionssensoren oder Ähnliches implementiert sein kann, die die relative Lage der Marker 46 (vgl. 2) erfassen können. Die Messeinrichtung 20 ist dazu eingerichtet, aus den gemessenen Längen, die Grundfläche der Stapelhilfe 30, und somit auch die Grundfläche des Artikelstapels 74, zu bestimmen. Dazu kann die Basisgeometrie der Stapelhilfe 30 als Zusatzinformation datentechnisch hinterlegt sein. Im Beispiel der 2 ist die Grundfläche der Stapelhilfe 30 ein Rechteck.
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Zur Bestimmung des Packvolumens ist es erforderlich, eine maximale Höhe des Artikelstapels 74 zu bestimmen. Die maximale Höhe des Artikelstapels 74 kann entweder durch Bildverarbeitungsalgorithmen aus dem Bild der Kamera 82 ermittelt werden. Alternativ und/oder ergänzend können im Bereich des Messplatzes 78 z. B. hier nicht näher gezeigte und bezeichnete vertikale Lichtgitter angeordnet sein, die dazu eingerichtet sind, transparente Seiten 34 der Stapelhilfe 30 zu durchdringen und die maximale Höhe des Artikelstapels 74 zu messen.
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Aus den gemessenen Längen der Seiten 34 der Stapelhilfe 30 sowie der gemessenen oder bestimmten (gerechneten) maximalen Höhe des Artikelstapels 74 lassen sich das Volumen und die Abmessungen einer Versandeinheit berechnen. Diese Information wird an eine Verpackungsproduktionseinrichtung 22 gesendet, wie es durch einen Pfeil 88 angedeutet ist. Die Verpackungsproduktionseinrichtung 22 stellt einen Verpackungsrohling 90 her und gibt diesen aus, wie es durch einen Pfeil 92 angedeutet ist. Die Versandeinheit ist vorzugsweise quaderförmig. Der Verpackungsrohling 90 weist einen Boden 92, Seitenwände 94 und einen Deckel 96 auf, die anfänglich in einer Ebene liegen und z. B. aus einer Kartonbahn herausgeschnitten werden. Ein Verschnitt kann in einem Verschnittspeicher 98 gesammelt werden, wie es durch einen Pfeil 100 angedeutet ist. Später kann der Verschnitt als Füllmaterial eingesetzt werden, bevor die Versandeinheit final verschlossen wird. Dies ist in der 3 durch einen Pfeil 102 angedeutet.
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Die auf dem Messplatz 78 vermessene Stapelhilfe 30 wird zusammen mit dem Artikelstapel 74 auf den Verpackungsrohling 90 transferiert, wie es in der 3 rechts vom Messplatz 78 gezeigt ist. Rechts vom Messplatz 78 ist ein Packplatz 104 angeordnet. Es versteht sich, dass sowohl der Messplatz 78 als auch der Packplatz 104 mit dem Tisch 64 bzw. der Packeinrichtung 60 übereinstimmen können. Es kann auch ohne seitliche Verschiebung an einem einzigen Ort gepackt, gemessen und zusammengebaut werden. Hier dient die räumliche Entkopplung lediglich dem Zweck, verschiedene Stufen des Packprozesses zu entkoppeln bzw. mehrere Versandeinheiten parallel bearbeiten zu können.
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Sobald die Stapelhilfe 30 mit dem Artikelstapel 74 auf dem Boden 92 des Verpackungsrohlings 90 angeordnet ist, können die Seitenwände 94 des Verpackungsrohlings 90 nach oben geklappt und miteinander verbunden werden. In diesem Zustand sind die seitlichen Seiten 34 der Stapelhilfe 30 von den Seitenwänden 94 des Verpackungsrohlings stützend und dauerhaft umgeben. In diesem Zustand kann die Stapelhilfe 30 nach oben aus dem gefalzten und aufgestellten Verpackungsrohling 90 herausgezogen werden. Anschließend kann ein verbleibender Hohlraum optional mit Verschnittmaterial (vgl. Pfeil 102) gefüllt werden. Am Ende des Packvorgangs wird auch der Deckel 96 mit einer oder mehreren der Seitenwände 94 verbunden. Das Packvolumen ist dann verschlossen. Die so gebildete und gefüllte Versandeinheit kann dann z. B. über einen weiteren Förderer 106 abtransportiert werden, wie es mit einem Pfeil 108 angedeutet ist. Es versteht sich, dass der weitere (Versandeinheit-)Förderer 106 direkt an dem Packplatz 104 angrenzen kann, so dass der Packer 70 die Versandeinheit nicht vom Packplatz 104 auf den Förderer 106 heben muss. Ferner versteht es sich, dass mehrere Pufferplätze zwischen den einzelnen Plätzen 60, 68 und 104 vorgesehen werden können. Der Transport der Stapelhilfe 30 mit dem Artikelstapel 74 kann durch weitere Förderer erfolgen. Dies bedeutet, dass die Packeinrichtung 60 selbst durch einen Förderer implementiert sein kann. Gleiches gilt für den Messplatz 78 und dem Packplatz 104.
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Ferner ist es möglich, eine Materialbahn, aus der der Verpackungsrohling 90 gebildet wird, bereits von Anfang an auf der Packebene 32 vorzusehen, so dass die Stapelhilfe 30 während des Schichtvorgangs auf der Materialbahn steht. Der Zuschnitt der Materialbahn erfolgt später. Die Stapelhilfe 30 wird dann zusammen mit der Materialbahn in Richtung der nachfolgend angeordneten Verpackungsproduktionseinrichtung 22 bewegt.
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Unter Bezugnahme auf 5 wird nachfolgend ein Verfahren zum Erzeugen, Packen und Versenden einer Versandeinheit (z. B. Versandkarton) erläutert. In einem ersten Schritt S10 wird die Stapelhilfe 30 in eine Packstellung (Seiten 34 sind ausgefahren) gebracht, wie es in der 3 bei der Packeinrichtung 60 gezeigt ist. In einem Schritt S12 wird die Stapelhilfe 30 mit den Artikeln 26 gefüllt, d. h. ein Artikelstapel 74 wird gebildet. In einem Schritt S14 werden die Seiten 34 der Stapelhilfe 30, vorzugsweise maximal, zusammengeschoben, um den Artikelstapel 74 von allen Seiten zu stützen. In einem Schritt S16 werden die Längen L der Seiten 34 der Stapelhilfe 30 gemessen. Ferner wird eine (maximale) Höhe des Artikelstapels bestimmt, vorzugsweise gemessen. In einem Schritt S18 wird der Verpackungsrohling 90 mittels der Verpackungsproduktionseinrichtung 22 vorzugsweise aus einer Kartonbahn zugeschnitten. In einem Schritt S20 wird der Rohling 90 unter die gefüllte Stapelhilfe 30 gebracht. In einem Schritt S22 werden die Seitenwände 94 des Rohlings 90 aufgerichtet und (dauerhaft) miteinander verbunden. In einem Schritt S24 wird die Stapelhilfe 30 entfernt. In einem Schritt S26 wird (optional) Füllmaterial in den halbfertigen Versandkarton eingebracht. In einem Schritt S28 wird die Versandeinheit final verschlossen. In einem Schritt S30 kann die Versandeinheit adressiert werden. In einem Schritt S32 kann die adressierte Versandeinheit verschickt werden.
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Üblicherweise erfolgen die Schritte S10 und 12 und S20 bis S32 manuell, wohingegen die restlichen Schritte automatisiert durchgeführt werden. Es ist aber auch möglich, die Schritte S20 bis S32 automatisiert durchzuführen. Ein Rücktransport der entfernten Stapelhilfen 30 zum Packplatz erfolgt üblicherweise automatisiert. Die Schritte S10 bis S14 können aber auch automatisiert durchgeführt werden, z. B. mittels eines Roboters.
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Es versteht sich, dass neben den Artikeln 26 jederzeit weitere Elemente beigegeben werden können, wie z. B. Rechnungen oder Werbeprospekte.
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Die
6 zeigt ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Systems
1000 zur Erstellung von On-Demand-Verpackungen. Das System
1000 umfasst eine Packstation
1002, eine Messeinheit
1004 sowie eine Verpackungsproduktionsmaschine
1006 auf. Die Verpackungsproduktionsmaschine
1006 weist eine Verpackungs-Designmaschine
1008 sowie ein Produktionssystem
1010 auf. Für weitere Details wird auf die eingangs erwähnte
WO 2012/082980 A1 verwiesen.
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Die 7 zeigt einen herkömmlichen Pack-Arbeitsplatz 1200, der einen Tisch 1202 aufweist, auf dem ein Artikelstapel 1204 angeordnet ist. Der Artikelstapel 1204 besteht aus mehreren einzelnen Artikeln 1206, die zum Stapel 1204 geschichtet sind. An einen der Artikel 1206 wird die eingangs erwähnte Messeinheit 1004 angelegt. Die Messeinheit 1004 umfasst das eingangs erwähnte Handgerät 1208 und den daran angebrachten Winkel 1210. Das Handgerät 1208 sendet einen (Licht-)Strahl 1212 aus, der von dem eingangs erwähnten Anlagewinkel 1214 reflektiert wird zwecks Abstandsmessung einer Länge X.
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In der oben bestehenden Beschreibung der Figuren hat man sich bei der Wahl der Orientierung der Koordinatensysteme generell an die in der Lagerlogistik üblichen Bezeichnungen gehalten, so dass eine Längsrichtung mit X, eine Querrichtung mit Z und eine (vertikale) Höhe mit Y bezeichnet wurden.
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Des Weiteren wurden gleiche Teile und Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die in der Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sind sinngemäß auf gleiche Teile und Merkmale mit denselben Bezugszeichen übertragbar. Lage- und Orientierungsangaben (z. B. ”oben”, ”unten”, ”seitlich”, ”längs”, ”horizontal”, ”vertikal”, ”umfänglich” und Ähnliches) sind auf die unmittelbar beschriebene Figur bezogen. Bei einer Änderung der Lage oder Orientierung sind diese Angaben aber sinngemäß auf die neue Lage oder Orientierung zu übertragen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lager- und Kommissioniersystem
- 12
- LVR/MFR
- 14
- Kommissionierleitsystem
- 16
- Auftragsabwicklung
- 18
- Pack-Arbeitsplatz
- 20
- Messeinrichtung
- 22
- Verpackungsproduktionseinrichtung
- 24
- Steuerung
- 26
- Artikel
- 30
- Stapelhilfe
- 32
- Packebene
- 34
- seitliche Seiten
- 36
- Schichtvorgang
- 38
- Oberseite
- 40
- Unterseite
- 42
- Wandelement
- 44
- Führung
- 46
- Marker
- 48
- oberer Rand
- 50
- unterer Rand
- 60
- Packeinrichtung
- 62
- Artikelzuführung
- 64
- Tisch
- 66
- Förderer
- 68
- Förderrichtung
- 70
- Packer
- 72
- Inneres von 30
- 74
- Artikelstapel
- 76
- Anzeige
- 78
- Messplatz
- 80
- Verschiebebewegung
- 82
- Kamera
- 84
- Sichtfeld
- 86
- Aktuator
- 88
- Datenübertragung
- 90
- Verpackungsrohling
- 92
- Boden von 90
- 94
- Seitenwände von 90
- 96
- Deckel von 90
- 98
- Verschnittspeicher
- 100, 102
- Pfeile
- 104
- Packplatz
- 106
- Förderer
- 108
- Pfeil
- 110
- Förderer
- 112
- Pfeil
- 1000
- herkömmliches System
- 1002
- Packstation
- 1004
- Messeinheit
- 1006
- Verpackungsproduktionsmaschine
- 1008
- Verpackungs-Designmaschine
- 1010
- Produktionssystem
- 1200
- herkömmlicher Pack-Arbeitsplatz
- 1202
- Tisch
- 1204
- Artikelstapel
- 1206
- Artikel
- 1208
- Handgerät
- 1210
- Winkel
- 1212
- (Licht-)Strahl
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2011/072253 A1 [0002, 0046]
- WO 2012/082980 A1 [0005, 0046, 0071]
- US 6373579 B1 [0046]
