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Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine vollautomatische Beladung eines Stauraumes mit Transportgütern, insbesondere die vollautomatisierte Beladung eines Stauraumes eins LKWs mit quaderförmigen Transportgütern, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
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Es ist grundsätzlich bekannt, Stauräume, zum Beispiel Ladeflächen oder LKWs oder Containern oder dergleichen, mit Transportgütern zu beladen. Im Regelfall ist der Stauraum umbaut (zum Beispiel mit festen Seitenwänden und einem Dach bei Containern oder mit Planen bei LKWs), wobei zumindest eine Seite zugänglich ist oder gemacht wird, um darüber die Transportgüter in dem Stauraum abzusetzen.
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Hierzu ist schon eine Handhabungsvorrichtung, wie beispielsweise ein Gabelstapler, bekannt, die von einer Person bedient wird. Die bereitgestellten Transportgüter werden von der Person erkannt und mittels der Handhabungsvorrichtung, die eine Greifvorrichtung aufweist, aufgenommen und mittels einer Bewegungseinrichtung der Handhabungsvorrichtung in Richtung des Stauraumes bewegt und dort abgesetzt. Beispielsweise werden Transportgüter auf Paletten, beispielsweise genormten Europaletten, abgesetzt, so dass diese Kombination mittels des Gabelstaplers aufgenommen, bewegt und in dem Stauraum abgesetzt werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Aufnahme, Bewegung und das Absetzen der Transportgüter zu vereinfachen.
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Diesbezüglich ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Handhabungsvorrichtung automatisiert betrieben wird, so dass eine Bedienperson der Handhabungsvorrichtung nicht mehr erforderlich ist. Die Handhabungsvorrichtung umfasst hierfür, wie auch schon im Stand der Technik bekannt, eine Greifvorrichtung zum Aufnehmen und Absetzen der Transportgüter sowie eine Bewegungsvorrichtung, mit der die Handhabungsvorrichtung zwischen dem Ort der Aufnahme der Transportgüter und dem Ort des Abladens und gegebenenfalls an andere Stellen bewegt werden kann. Diese Bewegung erfolgt automatisiert. Hierzu sind Erkennungsmittel vorhanden, mit denen es möglich ist, zu erfassen, wo sich das aufzunehmende Transportgut befindet und an welcher Stelle es abgesetzt werden soll. Alternativ kann auch die Handhabungsvorrichtung die Position, an der sich das aufzunehmende Transportgut befindet, und/oder der Ort, an dem das Transportgut abgesetzt werden soll, als Positionsdaten zur Verfügung gestellt werden, damit die Handhabungsvorrichtung sich zwischen diesen beiden Positionen bewegen und das Transportgut aufnehmen und wieder absetzen kann. Gegebenenfalls kann auch die Positionseingabe von außen und die selbstständige Erkennung der Positionen der Handhabungsvorrichtung kombiniert werden.
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Darüber hinaus kann, muss aber nicht, die Handhabungsvorrichtung über Mittel verfügen, die es ihr ermöglichen, den Weg zwischen der Position, an der das Transportgut aufgenommen wird, und der Position, an der das Transportgut abgesetzt werden soll, selbstständig zu erfassen. Damit ist ein beliebiger Weg der Handhabungsvorrichtung zwischen diesen beiden Positionen möglich. Ergänzend oder alternativ dazu ist es denkbar, dass die Handhabungsvorrichtung schienengeführt ist.
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Weiterhin weist die Handhabungsvorrichtung Erkennungsmittel auf, um zu erkennen, an welcher Position sich das abgesetzte Transportgut in dem Stauraum befindet. Damit kann der nächstmögliche Teilstauraum, an dem das nächste Transportgut abgesetzt werden soll, ermittelt werden. Auf dieser Basis kann dann die Handhabungsvorrichtung das nächste Transportgut aufnehmen und an der ermittelten Stelle des Teilstauraumes des Gesamtstauraumes absetzen. Dieser Vorgang lässt sich beliebig oft wiederholen, bis der Gesamtstauraum idealerweise vollständig, in der Praxis jedoch weitgehend mit Transportgütern belegt ist.
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Die vorstehend beschriebene Automatisierung der Beladung des Stauraumes mit Transportgütern hat darüber hinaus den Vorteil, dass durch die automatisierte Erfassung der Form der Transportgüter und des zu beladenden Stauraumes der zur Verfügung stehende Stauraum optimal ausgenutzt werden kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei den Transportgütern um quaderförmige Transportgüter, insbesondere unterschiedlicher, jedoch vorzugsweise gleicher Größe. Damit ist aufgrund der vollautomatisierten Beladung des Stauraumes eine noch bessere Ausnutzung des gegebenen Stauvolumens möglich. Außerdem vereinfacht sich dadurch die Erfassung der Form beziehungsweise der Konturen der Transportgüter, die bei beliebig förmigen Transportgütern wesentlich aufwendiger wäre.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ermittelt, welcher Stauraum (welches Stauvolumen) zur Verfügung steht. Diese Ermittlung kann dadurch erfolgen, dass entweder schon bekannt ist, wie groß der Stauraum ist, das heißt, welche Abmessungen er aufweist. Dies ist oftmals bei LKWs, auf deren Anhänger oder Auflieger die Transportgüter aufgeladen werden sollen, vorbekannt. Es ist aber auch denkbar, den Stauraum, insbesondere wieder den Stauraum von Anhängern oder Aufliegern von LKWs, zusätzlich zu dem bekannten Stauraum oder zur Sicherheit zusätzlich dazu kurz vor der Beladung zu ermitteln. Dadurch kann sichergestellt werden, dass nur solche Transportgüter verladen werden, die in der Summe auch in den bereitgestellten Stauraum hineinpassen.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Handhabungsvorrichtung nur diejenigen Transportgüter, insbesondere diejenigen quaderförmigen Transportgüter bereitgestellt werden, die in ihrer Gesamtzahl auch in den bereitgestellten Stauraum hineinpassen. Dies vereinfacht die Beladung dahingehend, dass mittels der Handhabungsvorrichtung nur diejenigen bereitgestellten Transportgüter aufgenommen und transportiert sowie abgeladen werden müssen, so dass sich eine automatisierte Berechnung, welche der bereitgestellten Transportgüter in den bereitgestellten Stauraum passen könnten, entfallen kann.
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Das vorstehend genannte Verfahren ist anhand einer Figur näher dargestellt.
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Mit der Bezugsziffer 1 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, eine Beladungsvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Beispielsweise ist auf einer Grundfläche 2 eine Halle 3 aufgestellt, in die ein Lastkraftwagen (LKW) 4 einfahren kann, so dass die Beladung vollständig oder teilweise in der Halle 3, insbesondere geschützt vor äußeren Umwelteinflüssen, erfolgt. Die Beladung kann aber auch vollständig im Freien (also ohne Halle 3) erfolgen. Als Stauraum ist somit ein LKW 4 mit einem Auflieger dargestellt, wobei der Stauraum über eine Seitenwand, die geöffnet und verschlossen werden kann, zugänglich ist. Bei kürzeren Stauräumen kann auch daran gedacht werden, die Beladung nicht über die Seite, sondern stirnseitig zu realisieren.
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In der Figur ist als Handhabungsvorrichtung ein an sich bekannter Gabelstapler 5 vorgesehen, der jedoch nicht von einer Person bedient wird (also während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unbemannt ist), sondern nicht dargestellte Sensoren (insbesondere Positionserfassungsmittel wie zum Beispiel ein GPS- beziehungsweise Navigationssystem) und Aktoren (insbesondere für die Bewegung des Gabelstaplers selber und auch seiner Ladegabel) aufweist, die es ihm ermöglichen, zu erkennen, an welcher Stelle ein Transportgut (hier quaderförmig, insbesondere in verschiedenen Größen, dargestellt durch Transportgüter 6,7 und 8) aufgenommen und an welche Stelle es in dem Stauraum abgesetzt werden soll.
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In diesem Ausführungsbeispiel werden die quaderförmigen Transportgüter 6, 7, 8, die in den Stauraum des Aufliegers des LKWs 4 passen, passgerecht über eine Fördervorrichtung 9 (zum Beispiel ein Transportband) zugeführt. Das heißt, dass über diese Fördervorrichtung 9 (Transportvorrichtung) nur solche Transportgüter 6, 7, 8 und nur eine bestimmte Stückzahl von Transportgütern 6, 7, 8 zugeführt werden, die in den Stauraum passen. Hierzu ist vorher der zur Verfügung stehende Stauraum entweder vorbekannt oder zum Beispiel durch Ausmessung mittels der Handhabungsvorrichtung ermittelt worden. Dies erfolgt in dem Ausführungsbeispiel mit Bezug auf einen Bezugspunkt 10 über entsprechende Erkennungsmittel 11, beispielsweise eine Kamera. Mittels des erfindungsgemäßen automatisierten Verfahrens ist die Handhabungsvorrichtung (zum Beispiel der Gabelstapler 5) nun in der Lage, ein jedes Transportgut 6, 7, 8 , dass bei diesem Ausführungsbeispiel oberhalb des Aufliegers des LKWs 4 zugeführt wird (wobei auch andere Zuführungsorte denkbar sind) aufnehmen und an die geeignete Stelle, die von der Handhabungsvorrichtung selbsttätigt ermittelt wird, in dem Stauraum abgesetzt werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde zunächst die untere Ebene des Stauraumes mit verschieden großen Transportgütern 6, 7, 8 (auch gleichgroße Transportgüter wären möglich) aufgefüllt wurde, wobei danach mit der oberen Ebene begonnen wurde und erkennbar ist, dass der Beladungsvorgang noch läuft, das heißt, noch nicht abgeschlossen ist.
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Unter Zugrundelegung der Geometrie der in dem Ausführungsbeispiel gezeigten Transportgüter 6, 7, 8 wird somit gerade ein größeres Transportgut an der vorletzten Stelle in dem Stauraum positioniert. Nachdem dies erfolgt ist, wird die Handhabungsvorrichtung (der schematisch dargestellte Gabelstapler 5) selbst tätig zu dem nächsten größeren Transportgut, was sich an dem vorderen Ende der Transportvorrichtung befindet, bewegen, dieses dort bereitgestellte größere Transportgut aufnehmen und selbstständig wieder in Richtung des noch freien Teilstauraumes sich bewegen, um dort das letzte Transportgut oben rechts abzulegen.
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Nachdem dies erfolgt ist, kann noch eine Endkontrolle mittels Sensoren der Handhabungsvorrichtung oder separater Erkennungsmittel 12 (zum Beispiel eine Kamera) erfolgen, ob der zu beladende Stauraum vollständig beziehungsweise weitestgehend vollständig ausgefüllt ist. Ist dies der Fall, kann der LKW 4 von dieser Beladestation weggefahren werden.
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Die automatisierte Steuerung der Bewegung insbesondere des Gabelstaplers 5 erfolgt auf Basis von Positionsdaten, die über Positionserfassungsmittel 13, die vorzugsweise an dem Gabelstapler 5 angeordnet sind (alternativ aber auch losgelöst von dem Gabelstapler 5 seine Position erfassen können).
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Mit der Bezugsziffer 14 sind Erfassungsmittel (wiederum zum Beispiel eine Kamera) bezeichnet, die die Beladung des LKWs 4 mittels des Gabelstaplers 5 steuern und gegebenenfalls überwachen.
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Es versteht sich von selbst, dass die Erfassungs- sowie Erkennungsmittel 11-14, sowie gegebenenfalls weitere Erfassungsmittel, an einer Steuervorrichtung (nicht dargestellt, aber vorhanden) angeschlossen sind. Optional können diese Mittel teilweise oder alle zusammen untereinander vernetzt sein. Auf dieser Steuerungsvorrichtung läuft eine entsprechende Software, die die erfassten Daten, insbesondere Positionen, miteinander verknüpft und die automatisierte Beladung berechnet und steuert, insbesondere die Fördereinrichtung 9 sowie die Handhabungsvorrichtung, insbesondere den Gabelstapler 5. Handelt es sich bei den Erkennungsbeziehungsweise Erfassungsmitteln um Kameras, kommen Verfahren nach der Augmented Reality in Betracht, um die automatisierte Beladung zu steuern.
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Der in dem Ausführungsbeispiel dargestellte LKW mit seinem Auflieger kann selbstverständlich durch andere Transportmittel für Transportgüter, wie zum Beispiel Container (insbesondere genormte TEU-Container) und andere Transportmittel für den Landweg oder auch den Transport zu Wasser oder in der Luft ersetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Beladungsvorrichtung
- 2.
- Grundfläche
- 3.
- Halle
- 4.
- LKW
- 5.
- Gabelstapler
- 6.
- Transportgut
- 7.
- Transportgut
- 8.
- Transportgut
- 9.
- Fördereinrichtung
- 10.
- Bezugspunkt
- 11.
- Erkennungsmittel
- 12.
- Erkennungsmittel
- 13.
- Positionserfassungsmittel
- 14.
- Erfassungsmittel
