DE102016107665A1

DE102016107665A1 - Transportmodul und Transportmodulgruppe

Info

Publication number: DE102016107665A1
Application number: DE102016107665.1A
Authority: DE
Inventors: Ludger Overmeyer; Tobias Krühn; Simon Sohrt; Frederik Roloff; Dirk-Andreas Vahlsing
Original assignee: Leibniz Universitaet Hannover
Current assignee: Leibniz Universitaet Hannover
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2016-04-25
Publication date: 2017-10-26

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Transportmodul (1) zur Beförderung einer Transporteinheit (4) mit wenigstens einer Transportrolle (11), vorzugsweise genau einer Transportrolle (11), welche ausgebildet und angeordnet ist, die Transporteinheit (4) gemeinsam auf sich zu befördern, und mit wenigstens einem ersten Antrieb (12), welcher ausgebildet und angeordnet ist, die Transportrolle (11) um eine horizontale Drehachse (A) anzutreiben. Das Transportmodul (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Antrieb (12) ferner ausgebildet ist, durch eine Steuerungseinheit (20) gesteuert zu werden, welche außerhalb des Transportmoduls (1) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Transportmodul zur Beförderung einer Transporteinheit gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 1, eine Transportmodulgruppe gemäß des Anspruchs 4, eine Transportmodulmatrix gemäß des Anspruchs 11 sowie ein Verfahren zur Beförderung einer Transporteinheit mittels einer Mehrzahl von Transportmodulen gemäß des Anspruchs 12.
Es sind verschiedenste Anwendungsgebiete bekannt, bei denen Güter zu transportieren sind. Hierzu gehört auch die Intralogistik, welche als die Organisation, Steuerung, Durchführung und Optimierung des innerbetrieblichen Materialflusses, der Informationsströme sowie des Warenumschlags in Industrie, Handel und öffentlichen Einrichtungen definiert ist. Insbesondere gehört hierzu die Handhabung von Stückgut wie von z.B. Paketen, Transportbehältern oder dergleichen sowohl in Dienstleistungsunternehmen wie in Versandhäusern, bei Paketzustellern etc. als auch in der produzierenden Industrie. Ebenso gehört hierzu z.B. die Handhabung von Koffern z.B. in Flughäfen. Derartige Systeme bzw. Anlagen können als Logistiksysteme bzw. Förderanlagen bezeichnet werden.
Logistiksysteme werden bis heute vorwiegend aus einzelnen Elementen gebildet, welche jeweils auf eine bestimmte Aufgabe wie z.B. das Sortieren, Sequenzieren, Ausschleusen, Drehen oder Transportieren von Gütern spezialisiert sind, d.h. ausschließlich diese Aufgabe ausführen können.
Ein Beispiel hierfür ist der DE 10 2005 027 687 A1 zu entnehmen, welche ein Fördersystem für Gepäck an Flughäfen mit einer Vielzahl von lokalen Materialflusssteuerungen und einem Materialflussmonitor beschreibt. Die einzelnen Förderteilstrecken werden aus spezialisierten Elementen wie Geraden, Kurven oder Verzweigungsstellen bzw. Zusammenführungen gebildet. Die lokalen Materialflusssteuerungen sind jeweils einzelnen Verzweigungsstellen im Fördersystem zugeordnet und führen für jedes Fördergut bei dessen Ankunft im Bereich der Verzweigungsstelle eine Berechnung der Förderroute zum jeweils gewünschten Ziel unter Berücksichtigung etwaiger Störungen einzelnen Förderteilstrecken durch. Diese Informationen werden für den Materialflussmonitor im gesamten System ausgetauscht.
Nachteilig ist bei derartigen Logistiksystemen mit spezialisierten Elementen, dass diese nur bedingt flexibel sind. Die Flexibilität einer bestehenden Förderanlage wird dabei als Ausdruck für die Reaktionsfähigkeit und -schnelligkeit definiert, um sich auf veränderte Rahmenbedingungen einzustellen, insbesondere hinsichtlich Menge, Zeit und Varianten, ohne dass hierfür eine verbindliche messbare Größe angegeben werden kann. So wird zwar in der DE 10 2005 027 687 A1 eine dezentrale Steuerung verwendet, um die Komplexität der Gesamtsteuerung zu reduzieren, die Datenkommunikation zu vereinfachen und insbesondere auf Störungen schneller reagieren und Änderungen im Materialfluss schneller umsetzen zu können. Diesen Maßnahmen sind jedoch aufgrund der konkreten und damit eingeschränkten Einsatzmöglichkeiten der spezialisierten Elemente des Systems enge Grenzen gesetzt, so dass nicht auf alle Änderungen und bzw. oder Erweiterungen reagiert werden kann.
Damit stellt sich die Frage nach der Wandlungsfähigkeit von Logistiksystemen. Die Wandlungsfähigkeit einer Förderanlage beschreibt deren Möglichkeit, kosteneffizient und kurzfristig umgebaut werden zu können. Dieser Wandlungsfähigkeit widerspricht üblicherweise der aus mechanischer und steuerungstechnischer Sicht vergleichsweise unflexible Aufbau heutiger Logistiksysteme, insbesondere bei einem Aufbau aus spezialisierten Elementen wie z.B. bei der DE 10 2005 027 687 A1 .
Eine mangelnde Wandlungsfähigkeit eines Logistiksystems wird jedoch zunehmend zu einem immer gravierenden Nachteil derartiger Förderanlagen. Denn immer kleiner werdende Losgrößen sowie eine zunehmende Individualisierung von Produkten führen in der Produktion und Logistik zu steigenden Anforderungen im Hinblick auf Flexibilität und Wandelbarkeit der verwendeten Materialflusstechniken. Heutige innerbetriebliche Fördersysteme sind diesen Herausforderungen aus den zuvor bereits beschriebenen Gründen nur noch bedingt gewachsen. Die Produktlebenszyklen werden dabei zunehmend kürzer, während die Vermarktung, unterstützt durch moderne Kommunikationsmittel und den Onlinehandel, immer schneller erfolgt. Als Folge bleiben produzierenden Unternehmen und Logistikdienstleistern entlang der Lieferkette immer kürzere Reaktionszeiten, um auf veränderte Anforderungen wie Nachfrageschwankungen und veränderte Produkte zu reagieren. Die Intralogistik stellt dabei einen Schlüsselfaktor zur Gewährleistung kurzer Reaktionszeiten der Unternehmen dar. Die Flexibilität sowie insbesondere die Wandlungsfähigkeit von intralogistischen Systemen werden dadurch zu einer maßgeblichen Größe im Wettbewerb.
Eine Möglichkeit zur Steigerung der Wandlungsfähigkeit derartiger Systeme ist der DE 21 2006 000 033 U1 zu entnehmen, dessen Fördersystem aus einer Mehrzahl unterschiedlicher unidirektionaler Fördermodule besteht. Diese Fördermodule sind jeweils mit einer Mehrzahl von Transportrollen ausgebildet, welche gemeinsam eine Bewegung einer auf ihnen befindlichen Transporteinheit in den beiden Richtungen „vor“ und „zurück“ bewirken können. Jedes Fördermodul weist eine eigene elektrische Steuerungsvorrichtung auf. Die elektrischen Steuerungsvorrichtungen mehrerer derartiger Fördermodule können über einen Datenbus mit einem zentralen Materialflussrechner als steuerungstechnisch übergeordnetem Kontrollrechner verbunden werden. Auf diese Weise können die Fördermodule zu einem System kombiniert werden, ohne dass das hierfür notwendige Steuerungssystem unüberschaubar oder unwirtschaftlich wird. Insbesondere ist durch die einfache datentechnische Koppelbarkeit der Steuervorrichtung eines ersten Fördermoduls mit einem zweiten Fördermodul ein durchgängiges Datennetzwerk problemlos aufbaubar.
Zur Steigerung der Wandlungsfähigkeit ist es ferner bekannt, ein Logistiksystem aus einer Mehrzahl identischer Moduleinheiten aufzubauen, welche nicht nur eine spezielle Aufgabe durchführen sondern verschiedene Aufgaben übernehmen können. Hierdurch kann der mechanische und steuerungstechnische Aufbau eines derartigen Logistiksystems bei einer Änderung der Transportaufgabe beibehalten und lediglich die Aufgaben der einzelnen Elemente verändert werden.
Ein Beispiel eines derartigen Logistiksystems, welches aus einer Mehrzahl identischer multidirektionaler Fördermodule besteht, ist der DE 10 2008 059 529 A1 zu entnehmen. Diese Fördermodule weisen jeweils eine eigene Steuerung sowie eine Schnittstelle zur Kommunikation mit anderen gleichartigen Fördermodulen auf. Hierdurch wird ein autonomes Fördersystem geschaffen, welches ohne zentrale Steuerung einen Materialfluss bewirken kann. Die einzelnen Fördermodule können sich zur Beteiligung an diesem Materialfluss reservieren und miteinander direkt verhandeln, wie der Materialfluss erfolgen soll. Dabei können Bewegungen des Warenpaketes durch jedes Fördermodul im Wesentlichen in vier Richtungen wie „vor“, „zurück“, „rechts“ und „links“ ausgeübt werden. Hierzu weist jedes Fördermodul motorisch angetriebene Fördermittel auf. Ferner weist jedes Fördermodul auch Identifikationsmittel zur Erkennung des Warenpaketes wie z.B. Barcodeleser, Gewichtssensoren, RFID-Transponder, Größensensoren, Farbsensoren oder Kameras auf.
Aus Krühn, T.; Radosavac, M.; Shchekutin, N.; Overmeyer, L. (2013): Decentralized and Dynamic Routing for a Cognitive Conveyor, International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM), S. 436–441. Wollongong, Australia: IEEE/ASME ist ein Transportmodul bekannt, welches eine einzige Transportrolle aufweist, welche mittels Dreh- und Antriebmotoren sowohl um die vertikale Achse (Hochachse) gedreht als auch um die horizontale Achse angetrieben werden kann. Das Transportmodul weist eine eigene Rechnereinheit inklusive Kommunikationssystem sowie der Frequenzrichter auf, welche zum Betrieb der beiden Antriebsmotoren erforderlich sind.
Eine Vielzahl derartiger Transportmodule kann zu einer Transportmodulmatrix zusammengeschlossen werden, um eine zweidimensionale Fläche mit nach oben ragenden Transportrollen zu bilden. Mit dieser Transportmodulmatrix können verschiedene transporttechnische Aufgaben gelöst werden. Im Einzelnen kann dies z.B. das Transportieren, Vereinzeln, Zusammenführen, Puffern, Sortieren, Palettieren und Sequenzieren von Stückgütern sein. Jedes auf der Transportmodulmatrix befindliche Gut kann dabei auf einer Bahn gefördert werden. Hierzu weist jedes Transportmodul ein Kommunikationssystem auf, um mit den direkt benachbarten vier Transportmodulen Nachrichten austauschen zu können. Dabei erfolgt dieser Datenaustausch, auch wenn er eigentlich nur vier weitere Transportmodule betrifft, über einen zentralen Datenbus, an dem alle Transportmodule der Transportmodulmatrix signalübertragend angeschlossen sind.
Nachteilig bei den zuvor beschriebenen modularen Fördersystemen ist, dass diese Modularität Aufwand und damit auch Kosten verursacht, da jedes Modul mehr Rechner- und Kommunikationsleistung aufweisen muss als für die aktuell zu übernehmende Aufgabe innerhalb der Transportmodulmatrix tatsächlich erforderlich sein können. Dies kann zu erheblichen Mehrkosten derartiger Logistiksysteme führen, welche trotz des Vorteils der hohen Wandlungsfähigkeit gegen einen Einsatz eines derart modularen Logistiksystems sprechen können. So wünschen sich zwar laut einer Studie der Bundesvereinigung Logistik (BVL) 81 % der befragten Handelsunternehmen bzw. 64 % der Industrieunternehmen flexible Logistikstrukturen. Auf der anderen Seite verfolgen 78 % der Unternehmen jedoch eine klassische Strategie der Kostenführerschaft oder der Differenzierung, d.h. des Einsatzes der spezialisierten Elemente des Logistiksystems. Somit können die Kosten flexibler bzw. wandlungsfähiger Logistiksysteme einen erheblichen Hinderungsgrund darstellen, warum modulare Fördersysteme trotz ihrer Vorteile bisher kaum in der Praxis genutzt werden.
Insbesondere bei den Transportmodulen bzw. der Transportmodulmatrix der „Decentralized and Dynamic Routing for a Cognitive Conveyor“ hat die Datenübertragungsrate des Datenbusses den größten Einfluss auf die Dauer der Berechnung der als nächstes auszuführenden Aktionen der Transportmodule wie Ausrichtung und Geschwindigkeit der beiden Antriebe. Ferner bleibt, während die Rechnereinheiten der Transportmodule auf Informationen von den umliegenden Transportmodulen warten, ihre Rechenkapazität ungenutzt.
Des Weiteren hat die Position der einzelnen Transportmodule im Gesamtverbund der Transportmodulmatrix einen großen Einfluss auf die benötigten Rechenkapazitäten des Transportmoduls. So müssen Transportmodule, die am Rande der Transportmodulmatrix angeordnet sind, vergleichsweise selten neue Berechnungen durchführen und benötigen daher wesentlich weniger Rechenkapazität als Transportmodule, die in häufiger genutzten Bereichen der Transportmodulmatrix liegen.
Eine vollständige Dezentralisierung eines Logistiksystems kann somit zu sehr hohen Anforderungen an die Datenübertragungsrate des Datenbusses der Transportmodulmatrix führen. Eine entsprechend hohe Datenübertragungsrate zur Verfügung zu stellen kann zu entsprechend hohen Kosten führen. Ferner bleibt hierdurch der Nachteil bestehen, dass die Rechenkapazitäten der Transportmodule insgesamt nicht optimal ausgenutzt werden können.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Transportmodul zur Beförderung einer Transporteinheit der eingangs beschriebenen Art mit einer gesteigerten Nutzbarkeit bereit zu stellen. Insbesondere soll der Einsatz eines Transportmoduls attraktiver werden als bei bisher bekannten derartigen Transportmodulen. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten Transportmodulen bereitgestellt werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1, durch die Merkmale des Anspruchs 4, durch die Merkmale des Anspruchs 11 sowie durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Transportmodul zur Beförderung einer Transporteinheit wie z.B. eines Stückguts wie z.B. eines Pakets. Das Transportmodul kann auch als Fördermodul bezeichnet werden. Das Transportmodul weist wenigstens eine Transportrolle auf, welche ausgebildet und angeordnet ist, die Transporteinheit auf sich zu befördern. Hierunter ist zu verstehen, dass die Transporteinheit oberhalb der Transportrolle und durch Kontakt mit der Transportrolle im Wesentlichen in der horizontalen Ebene bewegt und hierdurch befördert werden kann. Dabei kann die Transportrolle ein zylindrisches rollenartiges Profil aufweisen, jedoch auch kugelförmig ausgebildet sein. Ferner kann die Transportrolle auch durch ein Förderband oder durch einen Schrägscheibenmotor gebildet werden. Somit kann als Transportrolle jegliche Art der Bewegungsübertragung verwendet werden, welche geeignet ist, eine auf der Transportrolle befindliche Transporteinheit im Wesentlichen in der horizontalen Ebene zu bewegen.
Vorzugsweise weist das Transportmodul genau eine Transportrolle auf, wie z.B. in „Decentralized and Dynamic Routing for a Cognitive Conveyor“ beschrieben. Hierdurch kann das Transportmodul sehr kompakt und seine Anordnung sehr platzsparend und wandlungsfähig gestaltet werden. Ferner kann die Nutzung von mehreren Transportmodulen mit jeweils einer Transportrolle dahingehend vorteilhaft sein, weil im Falle eines Ausfalls der Transportrolle eines der Transportmodule die Transportaufgabe durch die Transportrollen der übrigen Transportmodule noch ausgeführt werden kann. Hierdurch kann ein Gesamtausfall der Fördermöglichkeit vermieden werden.
Das Transportmodul weist ferner wenigstens einen ersten Antrieb auf, welcher ausgebildet und angeordnet ist, die Transportrolle um eine horizontale Drehachse anzutreiben. Hierdurch kann die horizontale Bewegung einer auf der Transportrolle befindlichen Transporteinheit bewirkt werden. Als Antrieb kommen insbesondere elektrische Antriebe in Betracht, weil diese einfach, sauber und geräuschlos mit Strom versorgt und betrieben werden können. Grundsätzlich können jedoch auch pneumatische oder hydraulische Antriebe verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Transportmodul ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Antrieb ferner ausgebildet ist, durch eine Steuerungseinheit gesteuert zu werden, welche außerhalb des Transportmoduls angeordnet ist. Unter außerhalb des Transportmoduls ist dabei zu verstehen, dass in dem Transportmodul selbst neben dem ersten Antrieb im Wesentlichen lediglich die Elemente vorhanden und vorzugsweise kompakt angeordnet sind, welche zur Positionierung und Befestigung des Transportmoduls sowie zum Betrieb der Transportrolle erforderlich sind.
Hierdurch kann ein kompakt und einfach aufgebautes sowie hierdurch günstiges Transportmodul geschaffen werden, weil die Kosten der Steuerung und insbesondere des Frequenzumrichters zum Betrieb des ersten Antriebs bei dem Transportmodul vermieden und auf andere Elemente wie z.B. eine zentrale Steuerungseinheit für mehrere derartige Transportmodule verlagert werden kann. Hierdurch können die bisher bekannten Funktionalitäten wie z.B. bei einem Transportmodul gemäß „Decentralized and Dynamic Routing for a Cognitive Conveyor“ beibehalten, jedoch die Kosten der Umsetzung reduziert werden, um die Attraktivität der Nutzung dieser Funktionalitäten unter dem Gesichtspunkt der Kosten zu erhöhen.
Ein derartiges Transportmodul kann in Kombination mit weiteren Elementen, vorzugsweise in der Kombination mit weiteren identischen Transportmodulen, zu einem Fördersystem wie einer Transportmodulmatrix zusammengefügt werden. Auch kann dies den Austausch eines Transportmoduls bei Wartung oder Reparatur vereinfachen. Ferner kann hierdurch eine einfach und schnell zu erweiternde Transportmodulmatrix geschaffen werden.
Vorzugsweise ist unter dem Steuern des ersten Antriebs durch eine externe Steuerungseinheit zu verstehen, dass diese Steuerungseinheit einen Frequenzumrichter steuern kann, welcher den ersten Antrieb des Transportmoduls bedarfsgerecht mit Spannung bzw. Strom versorgen und hierdurch betreiben kann. Hierbei ist der Frequenzumrichter aus den zuvor genannten Gründen vorteilhafterweise ebenfalls nicht Bestandteil des Transportmoduls sondern ebenso wie die Steuerungseinheit außerhalb des Transportmoduls angeordnet. Vorzugsweise ist der Frequenzumrichter gemeinsam mit der externen Steuerungseinheit angeordnet. Weiter bevorzugt ist der Frequenzumrichter ein Bestandteil der Steuerungseinheit. Sind mehrere Antriebe an dem Transportmodul vorhanden, kann dies für jeden Antrieb entsprechend gelten.
Hierdurch kann auch erreicht werden, dass gar keine Kommunikation mehr in dem Umfang wie bei bekannten Transportmodulen innerhalb des erfindungsgemäßen Transportmoduls erforderlich sein kann, weil das erfindungsgemäße Transportmodul von der Steuerungseinheit nicht mehr mit Steuerungsanweisungen, die noch umzusetzen sind, sondern direkt mit der für den Betrieb des Antriebs erforderlichen Spannung bzw. Strom versorgt werden kann. Dies kann den Kommunikationsaufwand deutlich reduzieren und zu entsprechenden Entlastungen führen.
Vorteilhaft ist auch, dass eine räumliche Trennung von Antrieb und Steuerungseinheit und bzw. oder Frequenzumrichter die Kühlung der Steuerungseinheit und bzw. oder des Frequenzumrichters vereinfachen kann. Mit anderen Worten kann insbesondere die Recheneinheit der externen Steuerungseinheit auf diese Weise vor einer thermischen Belastung durch den Antrieb des erfindungsgemäßen Transportmoduls geschützt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Transportmodul ferner wenigstens einen zweiten Antrieb auf, welcher ausgebildet und angeordnet ist, die Transportrolle um eine vertikale Drehachse zu drehen, wobei der zweite Antrieb ferner ausgebildet ist, durch die Steuerungseinheit gesteuert zu werden, welche außerhalb des Transportmoduls angeordnet ist. Dieser zweite Antrieb entspricht grundsätzlich von der Art der Ansteuerung bzw. des Betreibens her dem ersten Antrieb, wobei der erste Antrieb der Beförderung einer Transporteinheit im Wesentlichen in der horizontalen Ebene und der zweite Antrieb der Drehung der Transportrolle innerhalb der horizontalen Ebene, d.h. um die Drehachse des zweiten Antriebs als Hochachse, dient. Der zweite Antrieb nimmt hiermit die Drehstellung der Transportrolle um ihre Hochachse ein.
Hierdurch kann die Funktionalität des Transportmoduls einer reinen Bewegung einer Transporteinheit in einer Richtung in der horizontalen Ebene hin und her dahingehend erweitert werden, dass nun Bewegungen in alle Richtungen innerhalb der horizontalen Ebene ermöglicht werden können. Hierdurch kann eine Transporteinheit durch die Kombination mit anderen Elementen, vorzugsweise mit weiteren identischen Transportmodulen, in der horizontalen Ebene auf der Stelle gedreht, seitlich verschoben, um eine Kurve bewegt und dergleichen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Transportmodul ferner wenigstens einen Sensor auf, welcher ausgebildet und angeordnet ist, die Anwesenheit einer Transporteinheit zumindest teilweise oberhalb des Transportmoduls zu erkennen, wobei der Sensor ferner ausgebildet ist, durch die Steuerungseinheit ausgewertet zu werden, welche außerhalb des Transportmoduls angeordnet ist. Für die Steuerung und insbesondere für die Auswertung des Sensors können somit die gleichen Vorteile wie insbesondere eine Reduzierung der Kosten des Transportmoduls erreicht werden wie zuvor beschrieben.
Dabei dient der Sensor vorzugsweise dem Erkennen, ob das Transportmodul durch eine Transporteinheit belegt ist. Diese Information kann der Steuerung der Beförderung der Transporteinheit bzw. dessen Planung und Organisation dienen. Der Sensor kann beispielsweise ein Infrarot-Sensor, eine Lichtschranke, ein RFID-Sensor oder dergleichen sein. Je nach Sensor kann die reine Anwesenheit bzw. Abwesenheit einer Transporteinheit allgemein oder die Transporteinheit z.B. mittels RFID-Chip individuell erkannt und identifiziert werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Transportmodulgruppe mit wenigstens zwei Transportmodulen wie zuvor beschrieben, wobei die beiden Transportmodule ausgebildet und angeordnet sind, eine Transporteinheit gemeinsam zu befördern, und mit einer Steuerungseinheit, welche mit den beiden Transportmodulen signalübertragend verbunden und ausgebildet ist, beide Transportmodule unabhängig voneinander gleichzeitig oder abwechselnd zu steuern, wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, wenigstens ein Transportmodul einer Nachbarschaft von Transportmodulen zuzuordnen. Die Transportmodulgruppe kann auch als Fördermodulgruppe, Transportmodulcluster oder Fördermodulcluster bezeichnet werden.
Durch die Bildung einer derartigen Transportmodulgruppe aus wenigstens zwei erfindungsgemäßen Transportmodulen in Kombination mit einer Steuerungseinheit, welche die Steuerung der beiden Transportmodule übernehmen kann, kann die Steuerung und der Betrieb der um diese Eigenschaften reduzierten Transportmodule ermöglicht werden. Dabei kann erfindungsgemäß eine zentrale Steuerungseinheit der Transportmodulgruppe genutzt werden, um beide Transportmodule zu steuern, so dass die erfindungsgemäße Transportmodulgruppe geringere Kosten verursachen kann als zwei bekannte miteinander kombinierte Transportmodule, die jeweils ihre eigene Steuerungseinheit aufweisen würden. Dies kann den Einsatz einer erfindungsgemäßen Transportmodulgruppe attraktiver machen als den Einsatz bekannter Transportmodule, so dass deren Funktionalitäten genutzt werden können. Die Steuerungseinheit kann insbesondere eine Steuerungsplatine sein. Die Steuerungseinheit kann ein Ein-Prozessor-System, ein Mehr-Prozessor-System oder ein Mehrkern-Prozessor-System sein.
Durch die Bildung einer Transportmodulgruppe durch wenigstens zwei Transportmodule können neben einer rein translatorischen Bewegung in eine Richtung hin und her auch Kurven oder Drehungen der Transporteinheit in der horizontalen Ebene durchgeführt werden, z.B. um plötzlich auftretende Staus auf einer Transportmodulmatrix zu umfahren.
Vorzugsweise können die Frequenzumrichter der Transportmodule ein Bestandteil der Steuerungseinheit sein, wobei hierzu einzelne Elemente mit unterschiedlichen Funktionen miteinander kombiniert als Steuerungseinheit eingesetzt oder die Frequenzumrichter auf einer Steuerungsplatine integriert angeordnet sein können. Insbesondere letzteres kann eine kompakte Steuerungseinheit ermöglichen, welche entsprechend platzsparend anzuordnen und einfach und schnell zu montieren oder auszutauschen sein kann. Über den Frequenzumrichter kann ferner der direkte Betrieb des Antriebs bzw. der Antriebe der Transportmodule derart erfolgen, dass gar keine Kommunikation zwischen der Steuerungseinheit und dem Transportmodul mehr erforderlich sein kann.
Diese Vorteile lassen sich bereits ab zwei zuvor beschriebenen Transportmodulen nutzen. Vorzugsweise werden jedoch vier oder sechzehn Transportmodule in Kombination mit einer entsprechenden zentralen Steuerungseinheit zu einer erfindungsgemäßen Transportmodulgruppe kombiniert. Hierdurch können die zuvor beschriebenen Vorteile entsprechend verstärkt werden, insbesondere hinsichtlich der Reduzierung der Kosten.
Vorteilhaft ist hierbei auch, dass eine Kommunikation sowie Interaktion der einzelnen Transportmodule einer Transportmodulgruppe innerhalb der Steuerungseinheit erfolgen kann. Auf diese Weise können die Kommunikationssysteme der Transportmodule in der Steuerungseinheit und damit getrennt von den Transportmodulen, vorzugsweise in die Steuerungseinheit integriert, angeordnet werden. Hierdurch kann auf eigene Kommunikationssysteme in den Transportmodulen verzichtet werden, was die Kosten der Transportmodule reduzieren kann. Ferner können die Kommunikationszeiten verkürzt werden, weil zumindest die Transportmodule einer Transportmodulgruppe über ihre gemeinsame Steuerungseinheit bzw. innerhalb ihrer gemeinsamen Steuerungseinheit miteinander schneller kommunizieren können als wie bisher über einen allgemeinen Datenbus der Transportmodulmatrix. Dabei ist zu beachten, dass eine Datenkommunikation insbesondere innerhalb einer Platine um ein Vielfaches schneller erfolgen kann als über einen Datenbus.
Auf diese Weise kann es ermöglicht oder begünstigt werden, mittel einer erfindungsgemäßen Transportmodulgruppe Bewegungen des Transportguts auszuführen, welche bisher aufgrund der hierfür erforderlichen Rechenleistung gar nicht oder zumindest lediglich langsam bzw. verzögert möglich waren. Dies können zum Beispiel Bewegungen bzw. Operationen des Transportguts wie das Ausrichten und bzw. oder das Gruppieren von Transportgütern sein. Unter einem Gruppieren von wenigstens zwei Transportgütern ist dabei zu verstehen, dass diese Transportgüter von einer einzelnen, d.h. jeweils individuellen, Handhabung mittels der Transportmodulgruppe zusammengeführt und anschließend als ein Transportgut behandelt werden. Hierzu können die Transportgüter einander auch berühren bzw. zumindest sehr eng aneinander bewegt werden, um Platz auf der Transportmodulgruppe zu sparen. Dies kann die Handhabung von mehreren Transportgütern vereinfachen, die z.B. gleichzeitig in die gleiche Richtung bewegt werden sollen.
Ebenso kann eine effizientere Ausnutzung der Rechenkapazitäten erreicht werden, falls innerhalb der Transportmodulgruppe sowohl Transportmodule mit einem geringeren Bedarf an Rechenkapazität als auch Transportmodule mit einem höheren Bedarf an Rechenkapazitäten angeordnet sind. Die Steuerungseinheit kann dann dynamisch die innerhalb der Transportmodulgruppe zur Verfügung stehenden Rechenkapazitäten verteilen. Neben einer besseren Ausnutzung der Rechenkapazitäten kann dies auch die Durchführung von Berechnungen beschleunigen.
Unter einer Nachbarschaft sind wenigstens zwei Transportmodule zu verstehen, die unmittelbar aneinander grenzen, ggfs. auch diagonal. Bezüglich der Definition sowie Bildung von Nachbarschaften wird beispielsweise auf die „Decentralized and Dynamic Routing for a Cognitive Conveyor“ verwiesen. Hierbei ist zu beachten, dass die Festlegung einer Nachbarschaft mit der Zuordnung eines Transportmoduls zu dieser Nachbarschaft begonnen werden kann. Danach können weitere Transportmodule dieser Nachbarschaft zugeordnet werden, beispielsweise indem Bedingungen geprüft und beim Erfüllen dieser Bedingungen die Nachbarschaft um diese Transportmodule erweitert wird, bis keine weiteren Transportmodule mehr diese Bedingungen erfüllen.
Bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Transportmodulgruppe ist zu beachten, dass sich eine Nachbarschaft auch über die Grenzen einer Transportmodulgruppe auf weitere einzelne bekannte Transportmodule oder einzelne erfindungsgemäße Transportmodule einer weiteren erfindungsgemäßen Transportmodulgruppe erstrecken kann. Die Entstehung einer selbstständig gebildeten Nachbarschaft kann dabei in Abhängigkeit der zu befördernden Transporteinheit durch die Transportmodule erfolgen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungseinheit ausgebildet, die beiden Transportmodule derselben Nachbarschaft von Transportmodulen oder unterschiedlichen Nachbarschaften von Transportmodulen zuzuordnen. Auf diese Weisen können die Funktionalitäten von Nachbarschaften bzw. diesen zugeordneten Transportmodulen, wie beispielsweise in der „Decentralized and Dynamic Routing for a Cognitive Conveyor“ beschrieben, auch auf erfindungsgemäße Transportmodule einer erfindungsgemäßen Transportmodulgruppe angewendet werden. Dabei können verschiedene Transportmodule derselben Transportmodulgruppe auch verschiedenen Nachbarschaften zugeordnet sein und jeweils dem Verhalten ihrer Nachbarschaft entsprechend unterschiedlich agieren. Hierdurch können die bekannten vorteilhaften Funktionalitäten kompakter Transportmodule beibehalten und mit den Vorteilen der vorliegenden Erfindung kombiniert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungseinheit ausgebildet, ein Transportmodul als Master-Transportmodul einer Nachbarschaft von Transportmodulen zu bestimmen. Das Master-Transportmodul zeichnet sich dadurch aus, dass es die Kontrolle über die übrigen Transportmodule der Nachbarschaft übernimmt. Die übrigen Transportmodule können als Slave-Transportmodule bezeichnet werden. Das Master-Transportmodul kann hierzu Befehle an die Slave-Transportmodule versenden und hierdurch z.B. die Routenplanung der Transporteinheit sowie die anschließende synchrone Ansteuerung aller Antriebe der Nachbarschaft realisieren.
Innerhalb einer Nachbarschaft kann es dabei lediglich ein Master-Transportmodul aber beliebig viele Slave-Transportmodule geben. Auf diese Weise kann ein durch das Master-Transportmodul koordiniertes Gesamtverhalten aller Transportmodule der Nachbarschaft bewirkt werden. Insbesondere kann eine selbststätige und durch das Master-Transportmodul kontrollierte Bewegung der Transporteinheit erfolgen. Auch kann z.B. eine Ressourcenanforderung und bzw. oder Ressourcenbelegung z.B. weiterer Transportmodule in der Bewegungsrichtung der Transporteinheit über das Master-Transportmodul erfolgen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungseinheit ausgebildet, die Bestimmung eines Transportmoduls als Master-Transportmodul auf ein anderes Transportmodul derselben Nachbarschaft von Transportmodulen zu übertragen. Hierdurch kann ein Slave-Transportmodul zum neuen Master-Transportmodul werden und das bisherige Master-Transportmodul den Status eines Slave-Transportmoduls erhalten. Auf diese Weise kann der Bewegung der Transporteinheit und der an die Transporteinheit gekoppelten Nachbarschaft Rechnung getragen und gleichzeitig das Master-Slave-Konzept beibehalten werden. Mit anderen Worten kann ein dynamisches Mitwandern des Status des Master-Transportmoduls mit der Transporteinheit erreicht werden. Ebenso kann auf diese Art und Weise berücksichtigt werden, dass durch die Bewegung der Transporteinheit fortlaufend neue Transportmodule der Nachbarschaft zugeordnet werden und andere die Nachbarschaft verlassen können, nachdem sie durch die Transporteinheit passiert wurden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Steuerungseinheit wenigstens zwei Prozessoren oder wenigstens einen Mehrkernprozessor mit wenigstens zwei Prozessorkernen auf, wobei jedes Transportmodul durch einen separaten Prozessor oder durch einen separaten Prozessorkern gesteuert werden kann. Hierdurch kann eine gleichzeitige Steuerung mehrerer Transportmodule durch die gemeinsame Steuerungseinheit erreicht werden, was durch die Parallelisierung insgesamt Rechenzeit sparen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Steuerungseinheit genau einen Prozessor mit genau einem Prozessor auf, wobei jedes Transportmodul durch einen separaten emulierten Prozessor des Prozessors gesteuert werden kann. Mit anderen Worten können softwareseitig in dem einen Ein-Kern-Prozessor jeweils ein Prozessor pro Transportmodul emuliert werden, indem die Aufgaben (Tasks) der einzelnen Transportmodule parallel bearbeitet werden. Dies kann, insbesondere bei steigender Anzahl von Transportmodulen, eine entsprechend schnelle Rechenleistung des Prozessor erfordern. Hierdurch kann jedoch auf weitere Prozessoren bzw. einen Mehr-Kern-Prozessor verzichtet werden, was die Kosten der Transportmodulgruppe reduzieren kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Transportmodulgruppe ferner wenigstens ein Transportmodul auf, welches antriebslos ausgebildet ist. Mit anderen Worten stellt die Transportmodulgruppe eine Mischung aus wenigstens zwei antreibbaren aktiven Transportmodulen und einem antriebslosen passiven Transportmodul dar.
Durch den Verzicht auf Antriebe seitens des antriebslosen Transportmoduls sowie durch den Verzicht auf die hierfür erforderliche Steuerung bzw. einen Frequenzumrichter können die Kosten eines antriebslosen Transportmoduls gegenüber einem antreibbaren Transportmodul reduziert werden. Durch die Kombination wenigstens eines antriebslosen Transportmoduls mit mehreren antreibbaren Transportmodulen im Rahmen einer Transportmodulgruppe kann dennoch eine Transportaufgabe weiterhin erfolgreich erledigt werden, da die Bewegung einer zu transportierenden Transporteinheit durch die antreibbaren aktiven Transportmodule erfolgen und das antriebslose passive Transportmodul lediglich unterstützend wirken kann. So kann die Transporteinheit von dem antriebslosen Transportmodul von unten gestützt werden, so dass die Gewichtsbelastung auf mehr Transportrollen verteilt und hierdurch die antreibbaren aktiven Transportmodule entlastet werden können, so dass diese die Bewegung mit weniger Energie bewirken können. Dies kann auch den Energieverbrauch der Transportmodulgruppe reduzieren.
Vorteilhaft ist weiterhin, dass die antreibbaren aktiven Transportmodule und die antriebslosen passiven Transportmodule bei identischen Abmaßen sowie Transportrollen einfach austauschbar sein können. Hierdurch kann die Transportmodulgruppe einfach umgerüstet werden, um sie der jeweiligen Transportaufgabe bedarfsgerecht anpassen zu können.
Ein antriebsloses passives Transportmodul kann hinsichtlich seines Kontaktes zu einer zu befördernden Transporteinheit identisch wie die antreibbaren aktiven Transportmodule ausgebildet sein oder auch anders. Insbesondere kann ein antriebsloses passives Transportmodul mehrere kleinere Transportrollen oder dergleichen aufweisen, welche in der horizontalen Ebene nebeneinander angeordnet sein und gemeinsam dieselbe Aufgabe erfüllen können wie die eine Transportrolle der antreibbaren aktiven Transportmodule. Dies kann den Vorteil aufweisen, dass kleinere Transportrollen z.B. als Kugellager flacher gebaut sein können, wodurch auch das abtriebslose passive Transportmodul flacher und kompakter aufgebaut sein kann als antreibbare aktive Transportmodule, zumindest in der Höhe.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Transportmodulmatrix mit wenigstens zwei Transportmodulgruppen wie zuvor beschrieben. Hierdurch können die zuvor beschrieben Vorteile einer Transportmodulgruppe bei einer Transportmodulmatrix angewendet und genutzt werden. Dabei ist die Bildung von Nachbarschaften übergreifend über die beiden Transportmodulgruppen möglich. Hierdurch können die gleichen Arbeitsweisen und Funktionalitäten bei einer erfindungsgemäßen Transportmodulmatrix wie bei einer Transportmodulmatrix mit bekannten Transportmodulen ohne Gruppenbildung, d.h. mit jeweils eigener Steuerungseinheit und eigenem Frequenzumrichter pro Transportmodul, genutzt werden. Dies kann es ermöglichen, die Vorteile einer gemeinsamen Steuerungseinheit pro Transportmodulgruppe unter Beibehaltung der bekannten Nachbarschaftsbildung und Routenplanung etc. anzuwenden. Hierzu können die beiden Transportmodulgruppen signalübertragend über einen Datenbus miteinander verbunden sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Beförderung einer Transporteinheit mittels einer Mehrzahl von Transportmodulen, vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Transportmodulen einer Transportmodulgruppe wie zuvor beschrieben, vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Transportmodulen einer Transportmodulmatrix wie zuvor beschrieben, mit den Schritten:

• Zuordnen wenigstens zweier Transportmodule zu einer gemeinsamen Nachbarschaft von Transportmodulen,
• Bestimmen eines der Transportmodule als Master-Transportmodul der Nachbarschaft von Transportmodulen, und
• Übertragen der Bestimmung des einen Transportmoduls als Master-Transportmodul auf das andere Transportmodul derselben Nachbarschaft von Transportmodulen.

Mittels eines derartigen Verfahrens, welches von einer Steuerungseinheit eines bekannten Transportmoduls ebenso durchgeführt werden kann wie von einer externen Steuerungseinheit eines erfindungsgemäßen Transportmoduls bzw. einer erfindungsgemäßen Transportmodulgruppe können die hiermit verbundenen Vorteile bei einer Mehrzahl von Transportmodulen wie vorzugsweise einer Transportmodulmatrix umgesetzt werden.
Ein Ausführungsbeispiel und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:
1 eine schematische perspektivische Darstellung eines bekannten Transportmoduls;
2 ein Transportsystem mit einer Mehrzahl von Transportmodulen gemäß der 1;
3 zwei erfindungsgemäße Transportmodulgruppen einer Transportmodulmatrix;
4 eine erste Ausdehnung einer Nachbarschaft einer Transporteinheit über vier erfindungsgemäße Transportmodulgruppen einer Transportmodulmatrix hinweg;
5 eine zweite Ausdehnung einer Nachbarschaft einer Transporteinheit über vier erfindungsgemäße Transportmodulgruppen einer Transportmodulmatrix hinweg;
6 eine Bewegung der Nachbarschaft einer Transporteinheit über vier erfindungsgemäße Transportmodulgruppen einer Transportmodulmatrix hinweg in einer ersten Situation;
7 eine Bewegung der Nachbarschaft einer Transporteinheit über vier erfindungsgemäße Transportmodulgruppen einer Transportmodulmatrix hinweg in einer zweiten Situation;
8 eine Bewegung der Nachbarschaft einer Transporteinheit über vier erfindungsgemäße Transportmodulgruppen einer Transportmodulmatrix hinweg in einer dritten Situation; und
9 eine Bewegung der Nachbarschaft einer Transporteinheit über vier erfindungsgemäße Transportmodulgruppen einer Transportmodulmatrix hinweg in einer vierten Situation.
1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines bekannten Transportmoduls 1. Das Transportmodul 1 weist ein rechteckiges Gehäuse 10 auf, welches sich stabartig in der Höhe erstreckt. Das Gehäuse 10 ist im unteren Bereich geschlossen und im oberen Bereich offen ausgebildet. Oben auf dem Gehäuse 10 drauf ist eine Transportrolle 11 angeordnet, welche sich um eine horizontale Drehachse A sowie um eine vertikale Drehachse B drehen kann. Dabei kann die vertikale Drehachse B auch als Hochachse B bezeichnet werden.
Die Drehung der Transportrolle 11 um die horizontale Drehachse A kann mittels eines ersten Antriebs 12 bewirkt werden, welcher im oberen offenen Bereich des Gehäuses 10 angeordnet ist. Dieser erste Antrieb 12 der Transportrolle 11 kann daher auch als Beförderungsantrieb 12 der Transportrolle 11 bezeichnet werden, da hierdurch eine Transporteinheit 4, welche auf der Transportrolle 11 vorhanden ist, in der Horizontalen, d.h. in der Ebene der X-Achse und der Y-Achse, befördert werden kann.
Die Drehung der Transportrolle 11 um die vertikale Drehachse B kann mittels eines zweiten Antriebs 13 bewirkt werden, welcher im unteren geschlossenen Bereich des Gehäuses 10 innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet ist (nicht dargestellt). Der zweite Antrieb 13 der Transportrolle 11 kann auch als Drehantrieb 13 der Transportrolle 11 bezeichnet werden, weil hierdurch die Drehstellung der Transportrolle 11 vorgegeben werden kann.
Im unteren Bereich des Gehäuses 10 sind ferner zwei Schnittstellen 14 des Transportmoduls 1 in Form zweiter Stecker 14 angeordnet. Über diese Stecker 14 kann die Steuerungseinheit des bekannten Transportmoduls 1 (nicht dargestellt), welche im unteren geschlossenen Bereich des Gehäuses 10 angeordnet ist, über einen Datenbus (nicht dargestellt) mit den Steuerungseinheiten weiterer identischer Transportmodule 1 signalübertragend verbunden werden, um eine Transportmodulmatrix 30 zu bilden, vgl. 2. Dabei werden alle Funktionen des Transportmoduls 1 von der Steuerungseinheit durchgeführt. Hierzu gehört auch die Betätigung der beiden Drehantriebe 12, 13 über jeweils einen Frequenzumrichter, die ebenfalls Bestandteil des bekannten Transportmoduls 1 sind (nicht dargestellt).
Auf der oberen Seite des Gehäuses 10 ist ein Sensor 15 angeordnet, welcher nach oben hin ausgerichtet und ausgebildet ist, die Anwesenheit einer Transporteinheit 4 in Form eines Stückguts 4 wie insbesondere eines Pakets 4 zu erkennen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Sensor 15 eine Lichtschranke 15, deren Unterbrechung auf die Anwesenheit einer Transporteinheit 4 hindeuten kann. Auch die Lichtschranke 15 ist signalübertragend mit der Steuerungseinheit verbunden.
2 zeigt ein Transportsystem 3 mit einer Mehrzahl von Transportmodulen 1 gemäß der 1. Das Transportsystem 3 besteht aus einer Transportmodulmatrix 30, welche aus einer Mehrzahl von Transportmodulen 1 gemäß der 1 aufweist. Um die Transportmodulmatrix 30 herum sind mehrere Transportbänder 31 angeordnet, welche Transporteinheiten 4 in Form von Stückgütern 4 wie insbesondere Pakete 4 zu der Transportmodulmatrix 30 hin sowie von der Transportmodulmatrix 30 weg befördern können. Die Transporteinheiten 4 können auf den Transportmodulen 1 der Transportmodulmatrix 30 bzw. auf den Transportrollen 11 den Transportmodule 1 bewegt werden, um die Transporteinheiten 4 z.B. von einem Transportband 31 zu einem anderen Transportband 31 zu befördern.
3 zeigt zwei erfindungsgemäße Transportmodulgruppen 2 einer Transportmodulmatrix 30. Die beiden Transportmodulgruppen 2 sind Bestandteil einer erfindungsgemäßen Transportmodulmatrix 30, welche sich von der Transportmodulmatrix 30 der 2 dadurch unterscheidet, dass nicht eine Mehrzahl von identischen Transportmodulen 1 direkt miteinander signalübertragend verbunden ist, sondern mehrere Transportmodule 1 zu Transportmodulgruppen 2 zusammengeschlossen sind und die Transportmodulgruppen 2 dann die Transportmodulmatrix 30 bilden. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die Steuerungsfunktionen der einzelnen Transportmodule 1 auf eine gemeinsame Steuerungseinheit 20 der jeweiligen Transportmodulgruppe 2 ausgelagert sind. Dabei bestehen die beiden Transportmodulgruppen 2 der 3 aus jeweils 16 Transportmodulen 1, welche jeweils in einer 4×4-Matrix angeordnet sind.
Diese gemeinsame oder auch zentrale Steuerungseinheit 20 der jeweiligen Transportmodulgruppe 2 übernimmt die Steuerungsaufgaben, die bisher durch die jeweiligen integrierten Steuerungseinheiten der einzelnen bekannten Transportmodule 1 der 1 ausgeführt wurden, so dass die erfindungsgemäßen Transportmodule 1 gar keine eigenen Steuerungseinheiten mehr aufweisen müssen. Dies gilt ebenso für Frequenzumrichter und Kommunikationssysteme. Diese Funktionen sind allesamt auf die zentrale Steuerungseinheit 20 der jeweiligen Transportmodulgruppe 2 ausgelagert. Auf diese Weise kann die Anzahl der Steuerungseinheiten der Transportmodulmatrix 30 insgesamt verringert und damit die Kosten der Transportmodulmatrix 30 reduziert werden. Auch können die Signalübertragungszeiten innerhalb einer Transportmodulgruppe 2 reduziert werden.
Die Steuerungseinheit 20 einer Transportmodulgruppe 2 ist mit jedem Transportmodul 1 der Transportmodulgruppe 2 signalübertragend mit einer Datenverbindung 21 verbunden. Innerhalb der Steuerungseinheit 20 ist ein Mehrkernprozessor angeordnet, welcher einen Prozessorkern 22 für jedes zu steuerndes Transportmodul 1 aufweist. Auf diese Weise kann die Steuerung jedes Transportmoduls 1 der Transportmodulgruppe 2 durch einen Prozessorkern 22 des Mehrkernprozessors übernommen werden. Des Weiteren ist die Steuerungseinheit 20 über eine Schnittstelle 23 und eine Datenverbindung 24 mit einem Datenbus 25 verbunden, welcher alle Transportmodulgruppen 2 der Transportmodulmatrix 30 signalübertragend miteinander verbindet.
Erfindungsgemäß können auf diese Weise die Kosten der Transportmodulmatrix 30 reduziert werden, da der Betrieb der Antriebe 12, 13 der Transportmodule 1 einer Transportmodulgruppe 2 über die Frequenzumrichter der Steuerungseinheit 20 übernommen werden kann. Dies gilt ebenso für die Kommunikation der Transportmodule 1 dieser Transportmodulgruppe 2 untereinander und mit anderen Transportmodulgruppen 2 sowie die sonstigen Steuerungsaufgaben für alle Transportmodule 1 einer Transportmodulgruppe 2. Dies kann gleichzeitig die Kommunikation zwischen den Transportmodulen 1 der Transportmodulgruppe 2 sowie mit anderen Transportmodulgruppen 2 vereinfachen und beschleunigen. Des Weiteren können die Rechenkapazitäten der Steuerungseinheit 20 einer Transportmodulgruppe 2 besser als bei einzelnen Steuerungseinheiten ausgenutzt werden.
4 zeigt eine erste Ausdehnung einer Nachbarschaft N einer Transporteinheit 4 über vier erfindungsgemäße Transportmodulgruppen 2 einer Transportmodulmatrix 30 hinweg. 5 zeigt eine zweite Ausdehnung einer Nachbarschaft N einer Transporteinheit 4 über vier erfindungsgemäße Transportmodulgruppen 2 einer Transportmodulmatrix 30 hinweg. Die vier Transportmodulgruppen 2 bestehen, wie in der 3 dargestellt, jeweils aus 16 Transportmodulen 1, welche als 4×4-Matrix angeordnet sind. Dabei in den Darstellungen der 4 und 5 jeweils eine Transportmodulgruppe 2 rechts unten, rechts oben, links unten und links oben angeordnet, so dass sich eine 8×8-Transportmodulmatrix 30 mit insgesamt 64 Transportmodulen 1 bildet.
Auf dieser Transportmodulmatrix 30 ist etwa mittig ein Paket 4 angeordnet, dessen Anwesenheit oberhalb der 16 in der Mitte angeordneten Transportmodule 1 über die jeweiligen Sensoren 15 erkannt wird. Dies kommunizieren diese Transportmodule 1 derart miteinander, so dass sie eine erste Ausdehnung einer Nachbarschaft N bilden, welche dem Paket 4 zugeordnet ist, vgl. 4. Diese Nachbarschaft N wird jedoch in alle Richtungen X, Y um eine weitere Zeile bzw. Spalte von Transportmodulen 1 erweitert, siehe 5, um einen ausreichenden Abstand zu weiteren Nachbarschaften N und damit zu weiteren Paketen 4 zu bilden. Näheres zur Bildung von derartigen Nachbarschaften N ist beispielsweise der „Decentralized and Dynamic Routing for a Cognitive Conveyor“ zu entnehmen.
6 bis 9 zeigen eine Bewegung der Nachbarschaft N einer Transporteinheit 4 über vier erfindungsgemäße Transportmodulgruppen 2 einer Transportmodulmatrix 30 hinweg in vier Situationen. Dabei wird ein Transportmodul 1 der Nachbarschaft N als Master-Transportmodul M betrieben, welches die Kontrolle über die Nachbarschaft N ausübt. Alle übrigen Transportmodule 1 der Nachbarschaft N werden als Slave-Transportmodule 1 betrieben.
In der ersten Situation der 6 befindet sich das Paket 4 (nicht dargestellt) auf den mittleren vier Transportmodulen 1, von denen das Transportmodul 1 rechts oben das Master-Transportmodul M ist.
Wird nun das Paket 4 nach rechts in Richtung der X-Achse bewegt, so erkennen die nächsten beiden Transportmodule 1 in dieser Richtung die Anwesenheit des Pakets 4 mittels ihrer Sensoren 15 und ordnen sich der Nachbarschaft N zu. Dies gilt ebenso für die beiden Transportmodule 1 oberhalb und unterhalb, welche sich ebenfalls der Nachbarschaft N zuordnen, um weiterhin einen ausreichenden Abstand zu weiteren Nachbarschaften zu bilden. Hierdurch wird die Nachbarschaft N um eine Spalte von vier Transportmodulen 1 nach rechts hin erweitert.
Im Laufe der weiteren Bewegung des Pakets 4 nach rechts in Richtung der X-Achse verlässt das Paket 4 zwei Transportmodule 1, zu denen auch das Master-Transportmodul M gehört. Dies kann durch deren Sensoren 15 erkannt werden. Als Reaktion hierauf wird der linke Randbereich der Nachbarschaft N um eine Spalte von vier Transportmodulen 1 verkürzt, da die soeben freigewordenen Transportmodule 1 nun den linken Rand der Nachbarschaft N bilden, siehe 8.
Zu diesen randseitigen Transportmodulen 1 gehört auch das Master-Transportmodul M. Um das Master-Transportmodul M und die damit verbundene Koordinierungsfunktion der Nachbarschaft N mit dem Paket 4 mitzuführen, wird der Status des Master-Transportmoduls M und die damit verbundenen Informationen und Funktionen nun auf das nächste in der Bewegungsrichtung rechts liegende Transportmodul 1 übertragen, welches dann das Master-Transportmodul M der Nachbarschaft N ist, siehe 9. Hierdurch wird erreicht, dass das Master-Transportmodul M wieder innerhalb der randseitigen Transportmodule 1 und unterhalb des Pakets 4 angeordnet ist. So kann sichergestellt werden, dass das Master-Transportmodul M durch die Bewegung des Pakets 4 nicht aus der Nachbarschaft N herausfällt.
Dies wird für die Bewegung des Pakets 4 über alle Transportmodule 1 fortgesetzt. Dabei ist erfindungsgemäß zu beachten, dass die Bildung von Nachbarschaften N über die Grenzen der Transportmodulgruppen 2 hinweg erfolgen und auch das Master-Transportmodul M über diese Grenzen hinweg wandern kann. Hierdurch können die durch die Master-Slave-Zuordnung der Transportmodule 1 erreichten Vorteile mit den Vorteilen der erfindungsgemäßen Transportmodulgruppen 2 kombiniert angewendet werden.
Bezugszeichenliste

A: horizontale Drehachse einer Transportrolle 11
B: vertikale Drehachse bzw. Hochachse einer Transportrolle 11
M: Master-Transportmodul 1 einer Nachbarschaft N von Transportmodulen 1
N: Nachbarschaft von Transportmodulen 1
X: X-Achse
Y: Y-Achse
1: Transportmodul
10: Gehäuse
11: (schwenkbare) Transportrolle
12: erster Antrieb bzw. Beförderungsantrieb
13: zweiter Antrieb bzw. Drehantrieb
14: Schnittstelle bzw. Steckeraufnahme
15: (Infrarot-)Sensor bzw. Lichtschranke
2: Transportmodulgruppe
20: Steuerungseinheit
21: Datenverbindung von Steuerungseinheit 20 zu Transportmodulen 1
22: Prozessoren bzw. Prozessorkerne eines Mehrkernprozessors
23: Schnittstelle bzw. Steckeraufnahme
24: Datenverbindung von Steuerungseinheit 20 zu Datenbus 25
25: Datenbus
3: Transportsystem
30: Transportmodulmatrix aus Transportmodulen 1 bzw. aus Transportmodulgruppen 2
31: Transportband
4: Transporteinheit, Stückgut, Paket

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005027687 A1 [0004, 0005, 0006]
DE 212006000033 U1 [0008]
DE 102008059529 A1 [0010]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Krühn, T.; Radosavac, M.; Shchekutin, N.; Overmeyer, L. (2013): Decentralized and Dynamic Routing for a Cognitive Conveyor, International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM), S. 436–441 [0011]

Claims

Transportmodul (1) zur Beförderung einer Transporteinheit (4), mit wenigstens einer Transportrolle (11), vorzugsweise genau einer Transportrolle (11), welche ausgebildet und angeordnet ist, die Transporteinheit (4) auf sich zu befördern, und mit wenigstens einem ersten Antrieb (12), welcher ausgebildet und angeordnet ist, die Transportrolle (11) um eine horizontale Drehachse (A) anzutreiben, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Antrieb (12) ferner ausgebildet ist, durch eine Steuerungseinheit (20) gesteuert zu werden, welche außerhalb des Transportmoduls (1) angeordnet ist.
Transportmodul (1) nach Anspruch 1, ferner mit wenigstens einem zweiten Antrieb (13), welcher ausgebildet und angeordnet ist, die Transportrolle (11) um eine vertikale Drehachse (B) zu drehen, wobei der zweite Antrieb (13) ferner ausgebildet ist, durch die Steuerungseinheit (20) gesteuert zu werden, welche außerhalb des Transportmoduls (1) angeordnet ist.
Transportmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, ferner mit wenigstens einem Sensor (15), welcher ausgebildet und angeordnet ist, die Anwesenheit einer Transporteinheit (4) zumindest teilweise oberhalb des Transportmoduls (1) zu erkennen, wobei der Sensor (15) ferner ausgebildet ist, durch die Steuerungseinheit (20) ausgewertet zu werden, welche außerhalb des Transportmoduls (1) angeordnet ist.
Transportmodulgruppe (2), mit wenigstens zwei Transportmodulen (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die beiden Transportmodule (1) ausgebildet und angeordnet sind, eine Transporteinheit (4) gemeinsam zu befördern, und mit einer Steuerungseinheit (20), welche mit den beiden Transportmodulen (1) signalübertragend verbunden und ausgebildet ist, beide Transportmodule (1) unabhängig voneinander gleichzeitig oder abwechselnd zu steuern, wobei die Steuerungseinheit (20) ausgebildet ist, wenigstens ein Transportmodul (1) einer Nachbarschaft (N) von Transportmodulen (1) zuzuordnen.
Transportmodulgruppe (2) nach Anspruch 4, wobei die Steuerungseinheit (20) ausgebildet ist, die beiden Transportmodule (1) derselben Nachbarschaft (N) von Transportmodulen (1) oder unterschiedlichen Nachbarschaften (N) von Transportmodulen (1) zuzuordnen.
Transportmodulgruppe (2) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Steuerungseinheit (20) ausgebildet ist, ein Transportmodul (1) als Master-Transportmodul (M) einer Nachbarschaft (N) von Transportmodulen (1) zu bestimmen.
Transportmodulgruppe (2) nach Anspruch 6, wobei die Steuerungseinheit (20) ausgebildet ist, die Bestimmung eines Transportmoduls (1) als Master-Transportmodul (M) auf ein anderes Transportmodul (1) derselben Nachbarschaft (N) von Transportmodulen (1) zu übertragen.
Transportmodulgruppe (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Steuerungseinheit (20) wenigstens zwei Prozessoren (22) oder wenigstens einen Mehrkernprozessor mit wenigstens zwei Prozessorkernen (22) aufweist, wobei jedes Transportmodul (1) durch einen separaten Prozessor (22) oder durch einen separaten Prozessorkern (22) gesteuert werden kann.
Transportmodulgruppe (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Steuerungseinheit (20) genau einen Prozessor mit genau einem Prozessor aufweist, wobei jedes Transportmodul (1) durch einen separaten emulierten Prozessor des Prozessors gesteuert werden kann.
Transportmodulgruppe (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, ferner mit wenigstens einem Transportmodul (1), welches antriebslos ausgebildet ist.
Transportmodulmatrix (3), mit wenigstens zwei Transportmodulgruppen (2) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 10.
Verfahren zur Beförderung einer Transporteinheit (4) mittels einer Mehrzahl von Transportmodulen (1), vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Transportmodulen (1) einer Transportmodulgruppe (2) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 10, vorzugsweise mittels einer Mehrzahl von Transportmodulen (1) einer Transportmodulmatrix (3) gemäß Anspruch 11, mit den Schritten: Zuordnen wenigstens zweier Transportmodule (1) zu einer gemeinsamen Nachbarschaft (N) von Transportmodulen (1), Bestimmen eines der Transportmodule (1) als Master-Transportmodul (M) der Nachbarschaft (N) von Transportmodulen (1), und Übertragen der Bestimmung des einen Transportmoduls (1) als Master-Transportmodul (M) auf das andere Transportmodul (1) derselben Nachbarschaft (N) von Transportmodulen (1).