DE102022118969A1

DE102022118969A1 - Handhabungsroboter für Ladungsträger und Verfahren zum Betreiben eines Handhabungsroboters

Info

Publication number: DE102022118969A1
Application number: DE102022118969.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Irrenhauser; Christian Poss; Benedikt Hoffmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-07-28
Filing date: 2022-07-28
Publication date: 2024-02-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Handhabungsroboter (1) für Ladungsträger (2) mit einer Bewegungseinheit (3) und einer an dieser angeordneten Hubeinheit (4), durch welche ein zum Ablegen des Ladungsträgers ausgebildetes Aufnahmeelement (5) anhebbar ist und mit einer Greifvorrichtung (6), welche wenigstens ein Greifelement (7) aufweist, durch welches der Ladungsträger (2) anhebbar ist und welches relativ zum Aufnahmeelement (5) zum Laden (Aufnehmen/Abgeben) des Ladungsträgers (2) verlagerbar ist, wobei eine Kopplungseinrichtung (8) vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ein Routenzugregal (9) für einen Transport zu fixieren. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Handhabungsroboters (1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Handhabungsroboter für Ladungsträger gemäß dem Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Handhabungsroboters gemäß dem Patentanspruch 8.
In der Produktion beispielsweise von Kraftfahrzeugen kommen häufig Produktionsbänder, an welchen Werker Teile verbauen, zum Einsatz. Um diese Teile vorhalten zu können, ist eine Logistik notwendig. Beispielsweise werden die Teile, insbesondere Bauteile, in Kleinladungsträgern, kurz KLT, bereitgestellt, welche beispielsweise Kisten mit einer Grundfläche von 60 mal 80 Zentimetern sein können. Diese Kleinladungsträger können in Bereitstellungsregalen bereitgestellt werden. Ist ein Kleinladungsträger leer, nimmt ihn ein Werker aus dem Fach und stellt ihn beispielsweise in ein Leergutfach. Die Bereitstellungsregale werden von Routenfahrern, insbesondere von hinten, immer wieder aufgefüllt, wobei die Kleinladungsträger in Richtung Band beziehungsweise Produktionsband rutschen, sodass der Werker am Band auf die benötigten Teile zugreifen kann. Dabei nimmt der Routenfahrer das Leergut wieder mit. Der Routenfahrer ist mit einem Routenzug unterwegs, welcher als Transportmittel für horizontalen Materialtransport, bei planbaren, standardisierten Intralogistikprozessen verwendet wird. So ist in der Regel der Routenzug ein kleines Einmannfahrzeug, mit dem auf mehreren Anhängern Regale mit verschiedenen Kleinladungsträgern transportiert werden können. Der Routenzug bewegt sich durch die Produktionsstätte, beispielsweise eine Produktionshalle, und befüllt unter anderem die Bereitstellungsregale an mehreren Stellen der Produktionsstätte. Die einzelnen Regale des Routenzugs können beispielsweise von einem automatischen Kleinteilelager kommissioniert und beladen werden. Neuerdings werden in einigen Bereichen befüllte Regale bereits durch autonome Transportroboter (Englisch: Smart Transport Robots, kurz STR) transportiert.
Durch die Umstellung auf fahrerlose Routenzüge in der Produktion entfällt der Werker, der die Kleinladungsträger in die Bereitstellungsregale am Band sortiert. Roboterlösungen sind aktuell beispielsweise noch deutlich langsamer als der Werker.
So zeigt die CN 207 903 268 U einen Handhabungsroboter, welcher eine Lagereinheit und eine Transfereinheit umfasst.
Ein Nachteil des gezeigten Roboters ist, dass dieser selbst ein Regal aufweist, welches in der Regel händisch befüllt werden muss, was dem Prinzip des fahrerlosen Routenzugs widerspricht. Darüber hinaus ist ein Nachteil beim Stand der Technik, dass dieser nicht besonders wendig ausgebildet werden kann. So kann dieser nur bedingt in engeren Bereichen eingesetzt werden, und beispielsweise müssen die Regale zum Befüllen direkt an Routenstraße stehen, was nicht immer realisierbar ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Handhabungsroboter und ein Verfahren zum Betreiben des selbigen bereitzustellen, durch welche ein Zusammenspiel mit fahrerlosen Routenzügen vorteilhaft ermöglicht wird und kein Leerlauf und/oder Wartezeiten entstehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildung der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen sowie in der Beschreibung und in der Zeichnung angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Handhabungsroboter. Der erfindungsgemäße Handhabungsroboter für Ladungsträger, insbesondere Kleinladungsträger, welche beispielsweise als Kisten ausgebildet sind, umfasst eine Bewegungseinheit und eine an dieser angeordnete, insbesondere ausfahrbare Hubeinheit, durch welche ein zum Ablegen des Ladungsträgers ausgebildetes Aufnahmeelement anhebbar ist. Ferner umfasst der Handhabungsroboter eine Greifvorrichtung, welche wenigstens ein Greifelement aufweist, durch welches der Ladungsträger anhebbar ist und welches relativ zum Aufnahmeelement zum Laden, also insbesondere zum Aufnehmen und Abgeben, des Ladungsträgers verlagerbar ist, wobei eine Kopplungseinrichtung vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ist, ein Routenzugregal für einen Transport zu fixieren.
Mit anderen Worten ist ein Handhabungsroboter vorgesehen, welcher mittels der Bewegungseinheit insbesondere auch omnidirektional, das heißt in jede gewünschte Richtung, bewegbar und insbesondere fahrbar ist. Dabei umfasst der Handhabungsroboter eine insbesondere ausfahrbare Hubeinheit, das heißt der Handhabungsroboter kann so ausgebildet sein, dass in einem nicht ausgefahrenen Zustand der Hubeinheit eine Höhe des Handhabungsroboters geringer ist als bei ausgefahrener Hubeinheit. Die Hubeinheit kann zum Anheben des Aufnahmeelements, welches beispielsweise als Drehteller ausgebildet sein kann, und somit zum Anheben des Ladungsträgers in Hochrichtung, also insbesondere parallel zum Schwerkraftfeld der Erde, ausfahrbar und somit verlagerbar und insbesondere verlängerbar sein. So ist die Hubeinheit vorteilhafterweise nicht an einem starren Gestell, welches die Höhe des Handhabungsroboters bestimmt, ausgebildet, sondern kann die Höhe des Roboters insbesondere selbst verändern, beispielsweise durch einfahrbare Gliedelemente. Das Greifelement kann insbesondere translatorisch und/oder rotatorisch relativ zum Aufnahmeelement bewegt beziehungsweise verlagert werden, beispielsweise mittels Aktoren, wie einem Linealelement, wodurch das Positionieren des Ladungsträgers auf dem Aufnahmeelement besondrs flexibel durchgeführt werden kann.
Als Ladungsträger kommen insbesondere sogenannte Kleinladungsträger zum Einsatz, in welchem die Bauteile beispielsweise für eine Kraftfahrzeugproduktion bereitgestellt werden. Damit durch den Roboter besonders vorteilhaft eine Zeitersparnis beim Beladen beziehungsweise Bestücken von Bereitstellungsregalen ermöglicht wird und darüber hinaus eine besonders hohe Wendigkeit des Handhabungsroboters ermöglicht werden kann, ist erfindungsgemäß eine Kopplungseinrichtung vorgesehen und somit eine Möglichkeit, durch welche ein Routenzugregal quasi Huckepack und somit beispielsweise analog eines Rucksacks an den Handhabungsroboter geschnallt beziehungsweise fixiert werden kann, um durch den Handhabungsroboter mittransportiert zu werden. Dabei ist solch ein insbesondere standardisiertes Routenzugregal bereits serienmäßig in Einsatz und ist insbesondere mit einer rechteckigen Grundfläche ausgestattet, wobei an jeder Ecke eine insbesondere um 360 Grad drehbare Rolle beziehungsweise ein entsprechendes Transportelement vorgesehen ist. In Hochrichtung sind beispielsweise mehrere Regalböden vorgesehen, auf denen jeweils ein Kleinladungsträger abgestellbar ist.
So ist eine der Grundideen des erfindungsgemäßen Handhabungsroboters, einen besonders kleinen und wendigen Roboter zu konstruieren, welcher gleichzeitig die Möglichkeit hat, durch den Transport des Routenzugregals bexiehungsweise Regals erweitert zu werden, sodass der Handhabungsroboter besonders vorteilhaft beispielsweise ein Produktionsband in der Fertigung autonom mit Material versorgen kann.
Der erfindungsgemäße Handhabungsroboter kann so beispielsweise mit einem oder mehreren autonomen Transportrobotern (Englisch: Smart Transport Robots, kurz STR), welche insbesondere als Routenzug zum Einsatz kommen, zusammenarbeiten. Dabei beliefert der STR befüllte Regale und kann mehrere Regale mitnehmen, welche durch den Handhabungsroboter aufgrund der Kopplungseinrichtung sicher zu einem benötigten Standort bewegt werden können. Dadurch kann dem Handhabungsroboter zu jedem Zeitpunkt ein befülltes Regal beziehungsweise Routenzugregal, welches ersetzt werden kann sobald es leer ist, zur Verfügung stehen. In der Zeit, die der Handhabungsroboter zum Verteilen braucht, kann somit durch die Logistik beziehungsweise den zugehörigen STR im Lager das nächste automatisch befüllte Regal abgeholt werden. Dadurch ist beispielsweise ein Vorteil des erfindungsgemäßen Handhabungsroboters, dass dieser mit besonders geringen oder ohne Leerlaufzeiten betrieben werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die Aufnahme beziehungsweise die Transportmöglichkeit des Routenzugregals keine weiteren Puffermöglichkeiten für Regale vorgehalten werden brauchen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Kopplungseinrichtung zum Fixieren des Routenzugs einen insbesondere als Elektromagneten ausgebildeten Magneten auf. Mit anderen Worten ist das Routenzugregal durch die Kopplungseinrichtung mittels eines Magneten fixierbar. So sind in der Regel zumindest Teile des Routenzugregals, welche sich insbesondere in Bodennähe befinden, aus Metall ausgebildet und somit magnetisch. Dadurch wird es für den Handhabungsroboter auf einfache Weise möglich, ein unmodifiziertes standardisiertes Routenzugregal zu greifen beziehungsweise zu fixieren und für den Transport zu bewegen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Handhabungsroboter besonders kompakt und/oder ausfallsicher ausgebildet werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Kopplungseinrichtung zwei verlagerbare Bolzenelemente zum Hintergreifen beziehungsweise zum Verspannen des Routenzugregals, um dieses für den Transport zu fixieren. Mit anderen Worten sind zwei Stabelemente vorgesehen, welche zwischen einer Nichtgebrauchs- und einer Gebrauchsposition verlagerbar sind, wobei in der Gebrauchsposition die Stabelemente insbesondere unter oder durch einen Regalboden des Routenzugregals reichen und diesen beispielsweise mit einem kleinen jeweils an den Stabenden der Stabelemente angebrachten Hakenelement beziehungsweise einem jeweiligen Anschlag durch Bewegen der Stabelemente in die Nichtgebrauchsstellung an sich ziehen können. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Handhabungsroboter besonders einfach in bestehende Produktionsstraßen integriert werden kann, da beispielsweise keine besondere Modifikation im standardisierten Routenzugregal durchgeführt werden braucht.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist durch die Kopplungseinrichtung und/oder eine weitere Kopplungseinrichtung an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Routenzugregal fixierbar. Mit anderen Worten ist der Handhabungsroboter derart ausgebildet, dass er ein Regal sowohl links- als auch rechtsseitig aufnehmen kann. So kann er die Kleinladungsträger rechts- und linksseitig beziehungsweise an zwei sich insbesondere gegenüberliegenden Seiten aufnehmen beziehungsweise abgeben. So kann der Roboter beispielsweise besonders effizient zwei Routenzugregale dorthin transportieren, wo diese benötigt werden. Anschließend kann er eines der beiden entkoppelen beziehungsweise unfixieren, um auf dieser Seite ein Bestückungsregal bestücken zu können und wechselt dann für ein weiteres Bestücken die Regale. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Handhabungsroboter besonders effizient eingesetzt werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Aufnahmeelement einen Drehteller auf beziehungsweise ist das Aufnahmeelement als Drehteller ausgebildet. Mit anderen Worten ist der Handhabungsroboter so ausgebildet, dass durch die Greifvorrichtung der Ladungsträger beziehungsweise Kleinladungsträger auf eine drehbare Plattform des Handhabungsroboters transferiert werden kann, auf welcher der Kleinladungsträger durch den Handhabungsroboter transportierbar und/oder platzierbar ist. Dabei ist der Drehteller insbesondere um 360 Grad vollständig drehbar, sodass der Ladungsträger in richtiger Orientierung in das Bestückungsregal einsortiert werden kann. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Handhabungsroboter eine Bestückung besonders vorteilhaft durchführen kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist eine Erfassungseinrichtung mit wenigstens einer an der Greifvorrichtung angeordneten Kamera zum Erfassen des Ladungsträgers vorgesehen. Mit anderen Worten weist die Greifvorrichtung eine Kamera auf, welche insbesondere das Aufnahmeelement und/oder einen Bereich in einer Umgebung, welcher insbesondere einem Aufnahmebereich zugewandt ist, erfassen kann. Die Bilder beziehungsweise Aufnahmen der Kamera werden der Erfassungseinrichtung bereitgestellt, wobei diese und/oder die Kamera selbst beispielsweise mittels maschinellen Sehens (Englisch: Computer Vision) Bildinformationen aus den Bildern extrahieren beziehungsweise analysieren kann. So können die erfassten Bilder mittels maschinellen Sehens dazu dienen, dass der Handhabungsroboter seine Umgebung dergestalt erfassen kann, dass dieser selbstständig Ladungsträger erkennt und deren Position insbesondere relativ zur Greifvorrichtung beziehungsweise zu sich selbst bestimmen kann. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Handhabungsroboter besonders autonom betrieben werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Routenzugregal vorgesehen und an dem Handhabungsroboter über die Kopplungseinrichtung fixiert. Mit anderen Worten ist das Routenzugregal mit dem Handhabungsroboter verbunden und somit bereit für den Transport. Dabei bilden der Handhabungsroboter und das Routenzugregal insbesondere eine Einheit. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Handhabungsroboter vorteilhaft betrieben werden kann.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Handhabungsroboters. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Handhabungsroboter betrieben, wobei dieser für Ladungsträger ausgebildet ist und eine Bewegungseinheit umfasst mit einer an dieser angeordneten, ausfahrbaren Hubeinheit, durch welche ein zum Ablegen des Ladungsträgers ausgebildetes Aufnahmeelement anhebbar ist und mit einer Greifvorrichtung, welche wenigstens ein Greifelement aufweist, durch welches der Ladungsträger anhebbar ist und welches relativ zum Aufnahmeelement zum Laden, insbesondere zum Aufnehmen und/oder Abgeben, des Ladungsträgers verlagert wird, wobei mittels einer Kopplungseinrichtung ein Routenzugregal für einen Transport fixiert wird.
Dabei sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des ersten Aspekts der Erfindung als vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das Routenzugregal, welches bestückt beziehungsweise befüllt ist, insbesondere mittels der Bewegungseinheit angefahren und mittels der Kopplungseinrichtung fixiert, wobei das Anfahren durch einen Laserscanner und/oder mittels maschinellen Sehens gesteuert wird. Mit anderen Worten ist ein Laserscanner und/oder eine Einrichtung, durch welche maschinelles Sehen ermöglicht wird, vorgesehen, durch welche der Handhabungsroboter in die Lage versetzt ist, beispielsweise seine Position im Raum zu bestimmen und/oder darüber hinaus das Routenzugregal zu erkennen, um somit dieses anfahren zu können. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Verfahren besonders vorteilhaft durchgeführt werden kann.
Zusätzlich ist ein Vorteil, dass der Handhabungsroboter besonders effizient betrieben werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird eine Bestückungseinrichtung beziehungsweise insbesondere ein Bestückungsregal angefahren, wobei insbesondere die Bewegungseinrichtung des Handhabungsroboters verwendet wird, und der wenigstens eine Ladungsträger durch die Greifvorrichtung an die Bestückungseinrichtung beziehungsweise das Bestückungsregal abgegeben. Mit anderen Worten wird bei dem Verfahren das Bestückungsregal durch den Handhabungsroboter unter Zuhilfenahme dessen Greifvorrichtung befüllt, wobei ein insbesondere aus dem Routenzugregal durch die Greifvorrichtung auf das Aufnahmeelement beförderter Ladungsträger von dort an die Bestückungseinrichtung beziehungsweise das Bestückungsregal weitergegeben wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Handhabungsroboter besonders vorteilhaft ein Verfahren zum Bestücken der Bestückungseinrichtung durchführen kann.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

1 schematische Perspektivansicht eines Handhabungsroboters mit einem Routenzugregal;
2 schematische Perspektivansicht des Handhabungsroboters und des Bestückungsregals gemäß 1, wobei eine Kopplungseinrichtung beide miteinander fixiert;
3 weitere schematische Perspektivansicht des Handhabungsroboters mit dem Kopplungselement zum Fixieren des Routenzugregals gemäß 2;
4 schematisches Ablaufdiagramm anhand mehrerer schematischer Perspektivansichten zum Betreiben des Handhabungsroboters.

1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht einen Handhabungsroboter 1 für in 4 gezeigte Ladungsträger 2, wobei der Handhabungsroboter 1 eine Bewegungseinheit 3 und eine an dieser angeordnete, insbesondere ausfahrbare Hubeinheit 4, durch welche ein zum Ablegen des Ladungsträgers ausgebildetes Aufnahmeelement 5 anhebbar ist, umfasst und mit einer Greifvorrichtung 6, welche wenigstens ein Greifelement 7 aufweist, durch welches der Ladungsträger 2 anhebbar ist und welches relativ zum Aufnahmeelement 5 zum Laden, also insbesondere zum Aufnehmen und/oder Abgeben, des Ladungsträgers 2 verlagerbar ist, wobei eine Kopplungseinrichtung 8 vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ist, ein Routenzugregal 9 für einen Transport zu fixieren.
Der Handhabungsroboter 1 ist insbesondere derart ausgebildet, um in engen Gängen und Bereichen insbesondere als Kleinladungsträger ausgebildete Ladungsträger 2 von Routenzügen abzuladen und in Bereitstellungsregale zu füllen. Dabei ist der Handhabungsroboter 1 insbesondere auch derart ausgebildet, um unabhängig vom Routenzug agieren zu können. Ein wesentliches Merkmal des Handhabungsroboters 1 ist die Kopplungseinrichtung 8, durch welche die Verknüpfung des Handhabungsroboters 1 mit einem austauschbaren, insbesondere standardisierten Routenzugregal beziehungsweise einem Regal ermöglicht wird.
So kann ein Einsatzzweck des Handhabungsroboters 1 sein, an bestimmten Abschnitten an einem Produktionsband die dort vorhandenen Bereitstellungsregale autonom aus einem Regal, dem Routenzugregal 9, zu befüllen. Dabei kann der Handhabungsroboter 1 von einem oder mehreren autonomen Transportrobotern (Englisch: Smart Transport Roboters, kurz STR) unterstützt werden, welche beispielsweise neue befüllte Routenzugregale 9 aus einem Kleinteilelager holen.
Das Lager kommissioniertje nach Bereich des Handhabungsroboters 1 ein Regal mit passenden Kleinladungsträgern und lädt diese auf den STR. Der STR kann nun das Routenzugregal 9 zum Handhabungsroboter 1 bringen, der sich daraufhin über die Kopplungseinrichtung 8 mit dem Routenzugregal 9 verbindet und autonom die Bereitstellungsregale befüllt. Sobald der STR sein Routenzugregal 9abgeladen hat, fährt er zurück zum Lager und holt das nächste Routenzugregal 9. Somit ist der Bereich des Handhabungsroboters unabhängig von Routenzügen und der Handhabungsroboter 1 kann somit insbesondere ohne Leerlaufzeit betrieben werden, weil er insbesondere nicht aufwendig mit Ladungsträgern befüllt werden muss. So kann unter Einsparung des Routenzugs der Handhabungsroboter somit direkt von Bestückungsregal zu Bestückungsregal fahren und verbringt keine Zeit damit, einzelne Ladungsträger 2 von dem Routenzug abzuladen.
Somit wird des Weiteren anhand des hier vorgestellten Handhabungsroboters 1 ein Verfahren zum Betreiben des Handhabungsroboters 1 für Ladungsträger 2 vorgestellt, wobei der Handhabungsroboter 1 mit einer Bewegungseinrichtung 3 und mit einer an dieser angeordneten Hubeinheit 4, durch welche das zum Ablegen des Ladungsträgers 2 ausgebildete Aufnahmeelement 5 anhebbar ist und mit einer Greifvorrichtung 6 versehen ist, welche wenigstens ein Greifelement 7 aufweist, durch welches der Ladungsträger 2 anhebbar ist und welches relativ zum Aufnahmeelement 5 zum Laden des Ladungsträgers 2 verlagert wird, wobei mittels des Verfahrens durch eine Kopplungseinrichtung 8 das Routenzugregal 9 für einen Transport fixiert wird.
2 zeigt in einer weiteren schematischen Perspektivansicht den Handhabungsroboter 1 zusammen mit dem Routenzugregal 9, wobei die Kopplungseinrichtung 8 derart ausgebildet ist, dass diese über zwei Bolzenelemente 10 verfügt, welche beispielsweise als Stabelemente ausgebildet sein können und insbesondere einenends jeweils einen kleinen Haken beziehungsweise Anschlagelement 11 aufweisen, sodass ein Hintergreifen beziehungsweise Verspannen des Routenzugregals 9 durch die zwei Bolzenelemente 10 durchgeführt werden kann.
3 zeigt zur besseren Veranschaulichung die mit den zwei Bolzenelementen 10 versehene Kopplungseinrichtung 8. Dabei ist zu erkennen, wie die beiden Anschlagselemente 11 an dem Routenzugregal 9 insbesondere in einem Bodenbereich dessen beziehungsweise in einem fahrbaren Aufsatz dessen einhaken. Die Bolzenelemente 10 beziehungsweise Stabelemente können insbesondere zum Ausbilden der mechanischen Verbindung ausgefahren werden und befinden sich in einem eingefahrenen Zustand beispielsweise innerhalb der Bewegungseinheit 3, sodass der Handhabungsroboter 1 besonders manövrierbar bleibt. Für die Manövrierbarkeit ist es von Vorteil, wenn die standardisierten Routenzugregale 9, welche transportiert werden, frei um 360 Grad bewegliche Rollen 12 aufweisen.
Zusätzlich oder alternativ kann das Routenzugregal 9 durch die Kopplungseinrichtung 8 mittels eines, insbesondere als Elektromagneten ausgebildeten, Magneten fixiert werden beziehungsweise fixierbar sein.
Vorteilhafterweise kann durch das Verfahren beziehungsweise den Handhabungsroboter 1 das Routenzugregal, welches insbesondere befüllt beziehungsweise bestückt ist, mittels der Verwendung eines Laserscanners und/oder mittels der Verwendung durch maschinellen Sehens (Englisch: Computer Vision) angefahren werden. Dabei kann eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Handhabungsroboters 1 vorgesehen sein. Diese Steuerungseinrichtung kann vorteilhafterweise mit einer Erfassungseinrichtung verbunden sein, welche beispielsweise über eine Kamera zum Durchführen des maschinellen Sehens verfügt. Durch die Erfassungseinrichtung, welche mit der insbesondere an der Greifvorrichtung 6 angeordneten Kamera verbunden ist, kann ein Erfassen des Ladungsträgers durchgeführt werden.
So ist in 4 eine mögliche Ausführungsform des vorgestellten Verfahrens zum Betreiben des Handhabungsroboters 1 gezeigt. So fährt in 4 a) der Handhabungsroboter 1 das Fächergestell beziehungsweise das Routenzugregal 9 an, welches sich auf einem beweglichen Untersatz befindet beziehungsweise die drehbaren Rollen 12 aufweist. In 4 b) dockt der Handhabungsroboter 1 nun an das Fächergestell an, wobei dieser sich mit dem Regal fest verbindet, das heißt zum Transport ist das Routenzugregal 9 derart an dem Handhabungsroboter 1 fixiert, dass diese zueinander starr beziehungsweise nicht beweglich angeordnet sind.
In 4 c) ist zu sehen, dass der Ladungsträger 2 beziehungsweise der Kleinladungsträger mit dem Greifelement 7 der Greifvorrichtung 6 auf dem, insbesondere als Drehteller beziehungsweise drehbare Plattform ausgebildeten, Aufnahmeelement 5 angehoben beziehungsweise transferiert wird, wobei ferner durch das Drehsystem der Kleinladungsträger beziehungsweise der Ladungsträger 2 in eine Abgabeposition ausgerichtet wird. Schließlich zeigt 4 d), dass der Handhabungsroboter 1 sein Ziel, insbesondere ein Bestückungsregal, anfährt und dort den Kleinladungsträger an das Bestückungs- beziehungsweise Bereitstellungsregal abgibt.
Mit dem Handhabungsroboter 1 kann auch eine besonders hohe Flexibilität einer Lagerrouten STR-Infrastruktur reagiert werden. So können zum Beispiel Routenzugregale beziehungsweise das Routenzugregal 9 direkt in den Bereich des Handhabungsroboters 1 geliefert werden und/oder es werden mehrere Handhabungsroboter 1 und STRs in einem bestimmten Bereich verwendet.
Der Handhabungsroboter 1 erkennt sowohl das zu verbindende Routenzugregal 9 als auch die richtigen Fächer im Bereitstellungsregal mithilfe der genannten Computervision und/oder durch künstliche Intelligenz beziehungsweise mittels Algorithmen des maschinellen Lernens. Die Bewegungseinheit 3 ist insbesondere als omnidirektionale Bewegungseinrichtung beziehungsweise als omnidirektionaler Antrieb ausgebildet, sodass eine Feinpositionierung des Handhabungsroboters 1 möglich ist, wodurch die Verbindung mit dem Routenzugregal 9 besonders vorteilhaft ausgebildet werden kann. Insbesondere nach dem Verbinden zwischen Routenzugregal 9 und Handhabungsroboter 1 beziehungsweise dem Fixieren zieht der Handhabungsroboter beispielsweise mit einem als Vakuumgreifer ausgebildeten Greifelement 7 den Ladungsträger auf das insbesondere drehbar ausgebildete Aufnahmeelement 5 und richtet den Ladungsträger 2 dann entsprechend in der Abgabeposition im Bereitstellungsregal aus. Der Ladungsträger 2 wird dann beispielsweise über Rollen auf die drehbare Plattform in das Bereitstellungsregal geschoben.
Die Verbindung von Handhabungsroboter 1 und Routenzugregal 9 passiert wie beschrieben über eine mechanische Verbindung, wenn sich der Handhabungsroboter 1 am Routenzugregal 9 ausgerichtet hat, fährt er beispielsweise die zwei mechanischen Verbindungen in Form der Bolzenelemente 10 aus, die ihn fest mit dem Routenzugregal 9 verbinden. Durch die insbesondere als 360-Grad-Lenkrollen ausgebildeten Rollen 12 am Untersatz beziehungsweise am Boden des Routenzugregals 9 wird der Handhabungsroboter 1 insbesondere nicht in seiner Bewegungseinheit eingeschränkt.
Vorteilhafterweise ist der Handhabungsroboter 1 derart ausgebildet, dass er an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Routenzugregal 9 durch die Kopplungseinrichtung 8 beziehungsweise eine weitere Kopplungseinrichtung fixierbar ist.
Insbesondere kann der Handhabungsroboter 1 dafür ausgebildet sein, Ladungsträger 2 beziehungsweise Kleinladungsträger bis zu einer Größe von 600 mal 800 Millimeter zu greifen, zu drehen und abzugeben. Das Greifen und Abgeben erfolgt in einem Bereich beispielsweise von 400 Millimeter Höhe bis Minimum 1700 Millimeter insbesondere mithilfe eines als Vakuumgreifer ausgebildeten Greifelements 7. Das Drehen der Kleinladungsträger erfolgt über das, insbesondere das als Drehteller ausgebildete Aufnahmeelement 5.
Dabei sind Vorteile des vorgestellten Handhabungsroboters 1 und des vorgestellten Verfahrens gegenüber konventionellen Handhabungsroboters, welche ein fest installiertes Regal aufweisen oder überhaupt kein Regal aufnehmen können, dass Leerlaufzeiten besonders vorteilhaft reduziert werden können, da beim Beladen der Regale diese komplett ausgetauscht werden. Darüber hinaus kann ein Wegfall eines Routenzugs realisiert werden, sodass beispielsweise auf besonders vorteilhafte Weise eine Kosteneinsparung ermöglicht wird.
Bezugszeichenliste

1: Handhabungsroboter
2: Ladungsträger
3: Bewegungseinheit
4: Hubeinheit
5: Aufnahmeelement
6: Greifvorrichtung
7: Greifelement
8: Kopplungseinrichtung
9: Routenzugregal
10: Bolzenelement
11: Anschlagelement
12: Rollen

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

CN 207903268 U [0004]

Claims

Handhabungsroboter (1) für Ladungsträger (2) mit einer Bewegungseinheit (3) und einer an dieser angeordneten Hubeinheit (4), durch welche ein zum Ablegen des Ladungsträgers ausgebildetes Aufnahmeelement (5) anhebbar ist und mit einer Greifvorrichtung (6), welche wenigstens ein Greifelement (7) aufweist, durch welches der Ladungsträger (2) anhebbar ist und welches relativ zum Aufnahmeelement (5) zum Laden (Aufnehmen/Abgeben) des Ladungsträgers (2) verlagerbar ist, wobei eine Kopplungseinrichtung (8) vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ein Routenzugregal (9) für einen Transport zu fixieren.
Handhabungsroboter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (8) zum Fixieren des Routenzugregals (9) einen Magneten aufweist.
Handhabungsroboter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (8) zwei verlagerbare Bolzenelemente (10) zum Verspannen des Routenzugregals (9) umfasst, um dieses für den Transport zu fixieren.
Handhabungsroboter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Kopplungseinrichtung (8) und/oder eine weitere Kopplungseinrichtung an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Routenzugregal (9) fixierbar ist.
Handhabungsroboter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (5) einen Drehteller aufweist.
Handhabungsroboter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Erfassungseinrichtung mit wenigstens einer an der Greifvorrichtung (6) angeordneten Kamera zum Erfassen des Ladungsträgers (2) vorgesehen ist.
Handhabungsroboter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Routenzugregal (9) an dem Handhabungsroboter (1) über die Kopplungseinrichtung (8) fixiert ist.
Verfahren zum Betreiben eines Handhabungsroboter (1) für Ladungsträger (2) mit einer Bewegungseinheit (3) und mit einer an dieser angeordnete Hubeinheit (4), durch welche ein zum Ablegen des Ladungsträgers (2) ausgebildetes Aufnahmeelement (5) anhebbar ist und mit einer Greifvorrichtung (6), welche wenigstens ein Greifelement (7) aufweist, durch welches der Ladungsträger (2) anhebbar ist und welches relativ zum Aufnahmeelement (5) zum Laden des Ladungsträgers (2) verlagert wird, und mittels einer Kopplungseinrichtung (8) ein Routenzugregal (9) für einen Transport fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Routenzugregal (9), welches bestückt ist, angefahren und mittels der Kopplungseinrichtung (8) fixiert wird, wobei das Anfahren insbesondere durch einen Laserscanner und/oder mittels maschinellen Sehen gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bestückungseinrichtung angefahren wird und der wenigstens eine Ladungsträger (2) durch die Greifvorrichtung (6) abgegeben wird.