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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit Fördervorrichtung.
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Es ist allgemein bekannt, dass ein Objekt mittels einer Förderbahn, insbesondere Fließband oder Förderrollenbahn, in eine Förderrichtung förderbar ist.
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Aus der
DE 10 2004 047 018 B4 ist als nächstliegender Stand der Technik eine Einrichtung zur positionsgenauen Übergabe von Gegenständen von einem Transportband auf ein mobiles Transportorgan bekannt.
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Aus der
EP 2 505 528 A1 ist ein Verfahren zum Übergeben von Artikeln in einem Transportsystem bekannt.
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Aus der
EP 1 431 237 A1 ist ein Lasttragegestell für ein Regalbediengerät bekannt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine effiziente belastungsarme und zeitoptimierte Förderung ausführbar zu machen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren nach den in Anspruch 1, 2 oder 5 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit insbesondere Regalbediengerät und Fördervorrichtung sind, dass die Fördervorrichtung einen ersten Antrieb und einen zweiten Antrieb aufweist,
insbesondere wobei jeder Antrieb ein elektromotorischer Antrieb ist,
insbesondere wobei der erste Antrieb ein rotatorischen Elektromotor, insbesondere einer Förderbahn, aufweist und der zweite Antrieb ein Linearaktor ist,
insbesondere wobei die durch den ersten Antrieb bewirkte Förderrichtung parallel, insbesondere kollinear, zur Förderrichtung des zweiten Antriebs ausgerichtet ist,
insbesondere wobei die vom ersten Antrieb angetriebene Förderstrecke und die vom Linearaktor angetriebene Förderstrecke zueinander angrenzend und/oder benachbart angeordnet sind, insbesondere sodass ein von dem ersten Antrieb gefördertes erstes Objekt übernehmbar ist vom Linearaktor,
wobei die Position, insbesondere Förderposition, des ersten Antriebs erfasst wird und die Position, insbesondere Förderposition, des zweiten Antriebs erfasst wird,
wobei die Position, insbesondere Winkelposition, des ersten Antriebs auf einen ersten zeitabhängigen Sollpositionsverlauf hingeregelt wird, indem dem ersten Antrieb als Stellgröße eine erste Sollgeschwindigkeit vorgegeben wird, insbesondere auf welche der erste Antrieb durch Stellen seines Drehmoments oder Motorstroms hinregelt,
wobei die Position, insbesondere Linearposition, des zweiten Antriebs auf einen zweiten zeitabhängigen Sollpositionsverlauf hingeregelt wird, indem dem zweiten Antrieb als Stellgröße eine zweite Sollgeschwindigkeit vorgegeben wird, insbesondere auf welche der zweite Antrieb durch Stellen seines Drehmoments oder Motorstroms hinregelt,
insbesondere wobei die jeweils aktuelle zeitliche Ableitung des ersten Sollpositionsverlaufs als Vorsteuerung der Stellgröße des ersten Antriebs beaufschlagt wird und die jeweils aktuelle zeitliche Ableitung des zweiten Sollpositionsverlaufs als Vorsteuerung der Stellgröße des zweiten Antriebs beaufschlagt wird,
insbesondere wobei mittels der Fördervorrichtung ein erstes Objekt bewegbar ist,
wobei,
insbesondere vor oder bei Inbetriebnahme, der erste Sollpositionsverlauf derart bestimmt wird, dass zu einem ersten Zeitpunkt eine Übergabeposition mit einer Synchrongeschwindigkeit erreicht wird, insbesondere also mit einem ersten Wert des Quotienten aus Sollpositionsänderung pro Zeitschritt, erreicht wird,
und wobei,
insbesondere vor oder bei Inbetriebnahme, der zweite Sollpositionsverlauf derart bestimmt wird, dass zu dem ersten Zeitpunkt die Übergabeposition ebenfalls mit der Synchrongeschwindigkeit erreicht wird, insbesondere also mit dem ersten Wert des Quotienten aus Sollpositionsänderung pro Zeitschritt, erreicht wird,
und wobei
der erste Sollpositionsverlauf und der zweite Sollpositionsverlauf derart bestimmt sind, dass vom ersten Zeitpunkt bis zu einem zweiten Zeitpunkt, insbesondere an welchem beide Antriebe eine Übernahmeposition erreichen, stets der erste Sollpositionsverlauf identische Positionsänderungen pro Zeitschritt aufweist wie der zweite Sollpositionsverlauf
insbesondere wobei die Anlage eine Sicherheitsvorrichtung aufweist, welche bei Detektion eines sicherheitsrelevanten Ereignisses die Regelung des ersten Antriebs und die Regelung des zweiten Antriebs unterbrochen werden, indem die Stellgröße, insbesondere erste Sollgeschwindigkeit, des ersten Antriebs auf Null gesetzt wird und die Stellgröße, insbesondere zweite Sollgeschwindigkeit, des zweiten Antriebs auf Null gesetzt wird,
wobei nach Wegfall des sicherheitsrelevanten Ereignisses zumindest für eine Zeitspanne die beiden Vorsteuerungen abgeschaltet werden und die Regelung somit ohne die Vorsteuerungen fortgesetzt wird, insbesondere ohne Positionsversatz zwischen den beiden Antrieben
und/oder wobei nach Wegfall des sicherheitsrelevanten Ereignisses, insbesondere nach Wegfall eines Notaus, anhand der Istpositionen der Antriebe Ausrichtungsbewegungen durchgeführt werden, um den Positionsbezug der Antriebe zueinander wiederherzustellen und damit den Ablauf positionsgenau zu beenden.
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Von Vorteil ist dabei, dass nach einer sicherheitsbedingten Unterbrechung, wie Notaus oder dergleichen, die Bewegung positionsgenau fortgesetzt wird. Es kann sich somit kein Positionsversatz zwischen den beiden Achsen einstellen, wie es beim Stand der Technik sich ergibt. Somit ist der Schlupf unter dem Objekt verhindert, der sich ansonsten einstellen würde, wenn einer der Antriebe einen Positionsversatz beibehalten würde. Durch zeitabschnittsweises Abschalten der Vorsteuerung wird die Regelung vorübergehend stabilisierbar.
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Wichtige Merkmale des Verfahrens zum Betreiben einer Anlage mit Fördervorrichtung nach Anspruch 1,
wobei die Fördervorrichtung einen ersten Antrieb und einen zweiten Antrieb aufweist,
insbesondere wobei jeder Antrieb ein elektromotorischer Antrieb ist,
insbesondere wobei der erste Antrieb einen rotatorischen Elektromotor, insbesondere einer Förderbahn, aufweist und der zweite Antrieb ein Linearaktor ist,
insbesondere wobei die durch den ersten Antrieb bewirkte Förderrichtung parallel, insbesondere kollinear, zur Förderrichtung des zweiten Antriebs ausgerichtet ist,
insbesondere wobei die vom ersten Antrieb angetriebene Förderstrecke und die vom Linearaktor angetriebene Förderstrecke zueinander angrenzend und/oder benachbart angeordnet sind, insbesondere sodass ein von dem ersten Antrieb gefördertes erstes Objekt vom Linearaktor übernehmbar ist und umgekehrt,
wobei die Position, insbesondere Förderposition, des ersten Antriebs erfasst wird und die Position, insbesondere Förderposition, des zweiten Antriebs erfasst wird,
insbesondere wobei mittels der Fördervorrichtung ein erstes Objekt bewegbar ist,
wobei
- - in einem ersten Verfahrensschritt der erste Antrieb von seiner Startposition ausgehend mit einem derartigen ersten zeitlichen Geschwindigkeitsverlauf bewegt wird, dass in möglichst kurzer Zeit eine Übergabeposition mit einer Synchrongeschwindigkeit erreicht wird, und der zweite Antrieb von seiner Startposition ausgehend mit einem derartigen zweiten zeitlichen Geschwindigkeitsverlauf bewegt wird, dass in möglichst kurzer Zeit eine Übergabeposition mit einer Synchrongeschwindigkeit zum gleichen Zeitpunkt wie vom ersten Antrieb erreicht wird,
- wobei der erste zeitliche Geschwindigkeitsverlauf derart bestimmt ist, dass der Ruck, die Beschleunigung und die Geschwindigkeit des ersten Antriebs einen für den ersten Antrieb vorgebbaren jeweiligen Grenzwert, insbesondere an Ruck, Beschleunigung oder Geschwindigkeit, betragsmäßig nicht überschreitet und
- wobei der zweite zeitliche Geschwindigkeitsverlauf derart bestimmt ist, dass der Ruck, die Beschleunigung und die Geschwindigkeit des zweiten Antriebs einen für den zweiten Antrieb vorgebbaren jeweiligen Grenzwert, insbesondere an Ruck, Beschleunigung oder Geschwindigkeit, betragsmäßig nicht überschreitet,
- insbesondere sodass die Übergabe des ersten Objekts von dem ersten Antrieb, insbesondere von der Förderbahn, an den zweiten Antrieb, insbesondere an den Linearaktor, schlupffrei startbar ist,
- insbesondere wobei das zeitliche Integral des ersten Geschwindigkeitsverlaufs dem Abstand zwischen der Startposition des ersten Antriebs und der Übergabeposition gleicht und wobei das zeitliche Integral des zweiten Geschwindigkeitsverlaufs dem Abstand zwischen der Startposition des zweiten Antriebs und der Übergabeposition gleicht,
- - in einem zweiten Verfahrensschritt der erste und der zweite Antrieb synchron bewegt werden, insbesondere zur schlupffreien Übergabe des ersten Objekts vom ersten Antrieb zum zweiten Antrieb, insbesondere von der Förderbahn auf den Linearaktor, insbesondere wobei die Grenzwerte betragsmäßig wiederum nicht überschritten werden,
- - und in einem dritten Verfahrensschritt, insbesondere nach der vollständigen Übergabe des ersten Objekts vom ersten Antrieb an den zweiten Antrieb, der erste Antrieb mit einem derartigen dritten zeitlichen Geschwindigkeitsverlauf bewegt wird, dass in möglichst kurzer Zeit der erste Antrieb an einer Endposition des ersten Antriebs zum Stillstand gebracht wird, und der zweite Antrieb mit einem derartigen vierten zeitlichen Geschwindigkeitsverlauf bewegt wird, dass in möglichst kurzer Zeit eine Endposition des zweiten Antriebs erreicht, insbesondere wobei die Grenzwerte betragsmäßig wiederum nicht überschritten werden, insbesondere wobei das zeitliche Integral des dritten Geschwindigkeitsverlaufs dem Abstand zwischen der Übernahmeposition und der Endposition des ersten Antriebs gleicht und wobei das zeitliche Integral des vierten Geschwindigkeitsverlaufs dem Abstand zwischen der Startposition des zweiten Antriebs und der Übergabeposition gleicht.
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Von Vorteil ist dabei, dass im ersten Verfahrensschritt die beiden Antriebe separat voneinander steuerbar sind, so dass unter Einhaltung der Grenzwerte die Synchrongeschwindigkeit rechtzeitig erreicht wird, wobei die aufgenommene Masse jeweils konstant ist, also die Masse des ersten Objekts vollständig auf dem ersten Antrieb und keine Masse auf dem zweiten Antrieb vorhanden ist. Im zweiten Verfahrensschritt wird dann vorteiligerweise die Masse des ersten Objekts immer mehr vom zweiten Antrieb übernommen, also eine veränderliche Masse beschleunigt bewegt und werden trotzdem beide Antriebe synchron zueinander bewegt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im zweiten Verfahrensschritt
- - der Quotient aus dem vom ersten Antrieb erzeugten Drehmoment und der Beschleunigung eine streng monoton fallendes Funktion der Zeit
- - und der Quotient aus dem vom zweiten Antrieb erzeugten, in Förderrichtung auf das erste Objekt wirkenden Kraft und der Beschleunigung eine streng monoton wachsende Funktion der Zeit.
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Von Vorteil ist dabei, dass die synchrone Bewegung trotz der Veränderung der zu fördernden Masse ausgeführt wird. Der erste Antrieb weist einen rotatorischen Elektromotor auf, der ein Fließband oder eine Kette antreibt oder eine Förderrolle einer Rollenbahn. Daher erzeugt der erste Antrieb ein Drehmoment zum Fördern des ersten Objekts. Der zweite Antrieb hingegen erzeugt als Linearaktor eine in Förderrichtung auf das erste Objekt wirkende Kraft.
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Wenn die geförderte Masse konstant wäre, dann wäre der jeweilige Quotient eine konstante Funktion der Zeit. Erfindungsgemäß ist der jeweilige Quotient aber keine konstante Funktion der Zeit.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird im zweiten Verfahrensschritt nach Erreichen einer ersten Position ein möglichst starkes negatives Beschleunigen, insbesondere also Abbremsen, des ersten Antriebs und des zweiten Antriebs ausgeführt, wobei die Grenzwerte betragsmäßig nicht überschritten werden, wobei der Abstand zwischen der ersten Position und der Endposition des ersten Antriebs dem zeitlichen Integral desjenigen Geschwindigkeitsverlaufs gleicht, welcher nach Überschreiten der ersten Position bis zur Endposition des ersten Antriebs angewendet wird.
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Von Vorteil ist dabei, dass die Endposition des ersten Antriebs derart wählbar ist, dass der Abbremsweg nur sehr kurz ist und somit verhinderbar ist, dass ein zweites Objekt, welches vom ersten Antrieb mitförderbar ist, vom zweiten Antrieb übernommen wird.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren nach Anspruch 4 sind, dass das Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit Fördervorrichtung vorgesehen ist,
wobei die Fördervorrichtung zumindest eine Förderbahn und einen Linearaktor aufweist,
insbesondere wobei die Förderrichtung der Förderbahn parallel zur Förderrichtung des Linearaktors ausgerichtet ist,
insbesondere wobei die Förderbahn und der Linearaktor zueinander angrenzend und/oder benachbart angeordnet sind, insbesondere sodass ein von der Förderbahn gefördertes erstes Objekt vom Linearaktor übernehmbar ist,
wobei die Position, insbesondere Förderposition, der Förderbahn, insbesondere eines Antriebs der Förderbahn, erfasst wird und die Position, insbesondere Förderposition, des Linearaktors erfasst wird,
insbesondere wobei mittels der Fördervorrichtung ein erstes Objekt bewegbar ist,
wobei
- - in einem ersten Verfahrensschritt die Förderbahn derart beschleunigt und nach einer Zeitspanne derart abgebremst wird, dass eine Übergabeposition mit einer Synchrongeschwindigkeit erreicht wird, und der Linearaktor derart beschleunigt wird, dass die Übergabeposition ebenfalls mit der Synchrongeschwindigkeit erreicht wird, insbesondere sodass die Übernahme des ersten Objekts von der Förderbahn auf den Linearaktor schlupffrei startbar ist,
- - in einem zweiten Verfahrensschritt Förderbahn und Linearaktor synchron bewegt werden, insbesondere zur schlupffreien Übernahme des ersten Objekts von der Förderbahn auf den Linearaktor,
- - und in einem dritten Verfahrensschritt die Förderbahn abgebremst wird und der Linearaktor beschleunigt wird und danach, insbesondere abhängig vom Restweg, mit einer insbesondere gleichförmigen Geschwindigkeit bewegt wird und danach abgebremst wird,
oder wobei - - in einem ersten Verfahrensschritt der Linearaktor derart beschleunigt und nach einer Zeitspanne derart abgebremst wird, dass eine Übergabeposition mit einer Synchrongeschwindigkeit erreicht wird, und die Förderbahn derart beschleunigt wird, dass die Übergabeposition ebenfalls mit der Synchrongeschwindigkeit erreicht wird, insbesondere sodass die Übernahme des ersten Objekts von dem Linearaktor auf die Förderbahn schlupffrei startbar ist,
- - in einem zweiten Verfahrensschritt Förderbahn und Linearaktor synchron bewegt werden, insbesondere zur schlupffreien Übernahme des ersten Objekts vom Linearaktor auf die Förderbahn,
- - und in einem dritten Verfahrensschritt der Linearaktor abgebremst wird und die Förderbahn beschleunigt wird und danach mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt wird und danach abgebremst wird.
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Von Vorteil ist dabei, dass eine ruckfreie und schlupffreie Übernahme des von der Förderbahn geförderten Objekts und somit eine belastungsarme Übernahme ausführbar ist. Dabei sind maximale Beschleunigung und maximale Geschwindigkeit erreichbar. Denn bei Beginn der Übernahme, also dem ersten Kontakt des ersten Objekts mit dem Linearaktor, wird sowohl von der Förderbahn als auch von dem Linearaktor eine Synchrongeschwindigkeit erreicht. Somit ist eine ruckfreie Übernahme ermöglicht, wobei während der Übernahme sogar beide Antriebe beschleunigbar sind, da sie synchron beschleunigt werden. Solange das erste Objekt auf nur der Förderbahn oder nur dem Linearaktor bewegt wird, ist ein asynchroner Betrieb ermöglicht.
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Insbesondere oder alternativ werden die Bewegungen im ersten Verfahrensschritt energieoptimiert ausgeführt. Somit ist also der Linearaktor gleichzeitig mit der Förderbahn startbar und erreicht dann die Übergabeposition mit einer wesentlich geringeren oder verschwindenden Beschleunigung. Die Bewegung desjenigen Antriebs, dessen Bewegung zeitkritisch ist, ist Grundlage für die Bestimmung des Positionsverlaufs desjenigen Antriebs, dessen Bewegung jeweils nicht zeitkritisch ist. Im zweiten Verfahrensschritt werden jedoch beide Antriebe synchron verfahren, was im ersten und dritten Verfahrensschritt jedoch nicht gemacht wird.
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Insbesondere sind bei diesem Verfahren auch die Merkmale der zuvor genannten Verfahren anwendbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden im zweiten Verfahrensschritt Förderbahn und Linearaktor bewegt, insbesondere synchron beschleunigt, danach mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt werden und danach abgebremst werden. Von Vorteil ist dabei, dass das erste Objekt nicht gelichförmig bewegt werden muss, da die beiden Antriebe synchron betrieben werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden im ersten Verfahrensschritt die Förderbahn und der Linearaktor nicht synchron, insbesondere also asynchron, betrieben und/oder bewegt. Von Vorteil ist dabei, dass am Startzeitpunkt die Förderbahn einen anderen Abstand zur Übergabeposition aufweisen darf als der Linearaktor.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Förderbahn, insbesondere dem Antrieb der Förderbahn, ein zeitlicher Verlauf von Sollpositionen vorgegeben und die Förderbahn, insbesondere der Antrieb der Förderbahn, regelt seine jeweils erfasste aktuelle Istposition auf die jeweils aktuelle Sollposition hin, indem ein entsprechender Wert einer Stellgröße, insbesondere Geschwindigkeit oder Drehmoment, der Förderbahn, insbesondere des Antriebs der Förderbahn, bestimmt und/oder gestellt wird. Von Vorteil ist dabei, dass ein optimierter Positionsverlauf im Voraus bestimmbar ist, welcher derart berechnet ist, dass die maximal erlaubte Geschwindigkeit und die maximal erlaubte Beschleunigung nicht überschritten werden. Somit ist der Bewegungsablauf zeitoptimiert, also möglichst schnell ausführbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird dem Linearaktor, insbesondere dem Antrieb des Linearaktors, ein zeitlicher Verlauf von Sollpositionen vorgegeben und der Linearaktor, insbesondere der Antrieb des Linearaktors, regelt seine jeweils erfasste aktuelle Istposition auf die jeweils vorgegebene aktuelle Sollposition hin, indem eine entsprechender Wert einer Stellgröße, insbesondere Geschwindigkeit oder Kraft des Linearaktors, insbesondere des Antriebs des Linearaktors, bestimmt und/oder gestellt wird. Von Vorteil ist dabei, dass der Positionsverlauf im Voraus bestimmbar ist unter Einhaltung der maximal erlaubten Geschwindigkeit und der maximal erlaubten Beschleunigung.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die zeitlichen Sollpositionsverläufe von einer übergeordneten Steuerung der Anlage bestimmt und an die Förderbahn, insbesondere an den Antrieb der Förderbahn, sowie an den Linearaktor, insbesondere an den Antrieb des Linearaktors, übertragen. Von Vorteil ist dabei, dass eine hochgenaue und schnelle Bestimmung ausführbar ist. In Weiterbildung ist sogar die Positionsregelung mittels der übergeordneten Steuerung ausführbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Förderbahn, insbesondere der Antrieb der Förderbahn, seine erfasste Istposition auf die jeweils aktuell gültige Sollposition des jeweiligen Sollpositionsverlaufs hingeregelt wird, indem eine Stellgröße der Förderbahn gestellt wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Regelung ermöglicht wird, insbesondere mit einem PI-Regler.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Linearaktor, insbesondere der Antrieb des Linearaktors, seine erfasste Istposition auf die jeweils aktuell gültige Sollposition des jeweiligen Sollpositionsverlaufs hingeregelt, indem eine Stellgröße des Linearaktors gestellt wird. Von Vorteil ist dabei, dass abhängig von der Regelgüte eines Reglers der Sollpositionsverlauf automatisch durchfahren wird.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden im zweiten Verfahrensschritt Förderbahn und Linearaktor in Master-Slave-Regelung betrieben. Von Vorteil ist dabei, dass starke Störungen verbessert berücksichtigbar sind, insbesondere mit möglichst geringer Abweichung vom Sollpositionsverlauf.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung fungiert diejenige Achse, welche nach dem Synchronlauf, insbesondere also nach dem zweiten Verfahrensschritt, den kleineren Restweg zu fahren hat als Master und die andere Achse als Slave,
wobei der Master seine jeweils aktuelle Istposition als Sollwertvorgabe an den Slave übermittelt, der einen derartigen Stellwert bestimmt, dass seine Istposition auf die Sollwertvorgabe hingeregelt wird. Von Vorteil ist dabei, dass Störungen verbessert berücksichtigbar sind und trotz Störungen die synchron auszuführenden Positionsverläufe möglichst präzise durchlaufen werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Förderbahn ein von einem Antrieb angetriebenes Förderband, ein von einem Antrieb angetriebene Förderkette und/oder eine Förderrollenbahn auf. Von Vorteil ist dabei, dass die Förderbahn einfach und kostengünstig ausführbar ist. Insbesondere umfasst die Förderstrecke der Fördervorrichtung also einerseits den von der Förderbahn bedienbaren Streckenanteil und den von dem Linearaktor bedienbaren Anteil. Ein Objekt ist also entlang der Förderstrecke beförderbar, wobei im ersten Verfahrensschritt die Förderposition des zu fördernden Objekts sich im von der Förderbahn befindenden Streckenanteil befindet und im dritten Verfahrensschritt im von dem Linearaktor bedienbaren Streckenanteil. Jedoch wird das Objekt im zweiten Verfahrensschritt an seiner Vorderkante vom Linearaktor befördert, da die Förderposition nach Überschreiten der Übergabeposition sich in dem von dem Linearaktor bedienten Streckenanteil befindet; jedoch wird das Objekt an seiner Hinterkante noch von der Förderbahn befördert, da sich diese Hinterkante noch im von der Förderbahn bedienten Streckenanteil befindet.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die maximalen Beschleunigungen des Linearaktors und der Förderbahn gleich groß. Von Vorteil ist dabei, dass das Objekt ruckfrei übernehmbar ist und die Bestimmung der Sollpositionsverläufe sehr einfach ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die maximalen Geschwindigkeiten des Linearaktors und der Förderbahn gleich groß. Von Vorteil ist dabei, dass das Objekt schlupffrei und ruckfrei übernehmbar ist und die Bestimmung der Sollpositionsverläufe sehr einfach ausführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden im ersten und dritten Verfahrensschritt Förderbahn und Linearaktor zeitoptimiert, insbesondere möglichst schnell, betrieben, insbesondere aber asynchron. Von Vorteil ist dabei, dass die Bewegung insgesamt möglichst schnell ausgeführt wird.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden im zweiten Verfahrensschritt Förderbahn und Linearaktor zeitoptimiert, insbesondere möglichst schnell, betrieben, insbesondere aber synchron. Von Vorteil ist dabei, dass die Bewegung schlupffrei erfolgt, insbesondere zwischen dem geförderten Objekt und dem jeweiligen Streckenanteil kein wesentlicher Geschwindigkeitsunterschied auftritt und somit Haftreibung statt Gleitreibung wirksam ist. Insbesondere bewirkt dies eine verbesserte Haftung.
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Wichtige Merkmale bei der Anlage sind, dass die Fördervorrichtung auf einem Regalbediengerät der Anlage angeordnet ist,
insbesondere auf einer Hubachse des Regalbediengeräts, insbesondere derart, dass die Fördervorrichtung in vertikaler Richtung von der Hubachse bewegbar ist,
insbesondere wobei die Förderrichtung des Linearaktors parallel ausgerichtet ist zur Förderrichtung der Förderbahn,
insbesondere wobei die Förderrichtung des Linearaktors und/oder horizontal die Förderrichtung der Förderbahn ausgerichtet ist,
insbesondere wobei ein von der Förderbahn gefördertes erstes Objekt vom Linearaktor übernehmbar ist.
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Von Vorteil ist dabei, dass im dritten Verfahrensschritt oder danach die Fördervorrichtung insbesondere vertikal absenkbar ist und somit das Objekt auf einer Doppelschiene eines Lagers auflagerbar ist. Danach ist das Regalbediengerät samt Fördervorrichtung parallel zur Förderrichtung der Fördervorrichtung herausführbar.
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Wichtig ist dabei, dass die Fördervorrichtung mittels des Regalbediengeräts mobil durch eine Anlage bewegbar ist und mittels einer Hubachse des Regalbediengeräts vertikal bewegbar ist. Somit ist dann die Fördervorrichtung zum Einlagern oder Auslagern von Objekten in einem Regallager verwendbar.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
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Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
- In der 1 ist die Arbeitsweise einer Fördervorrichtung anhand von vier Stellungen (S1, S2, S3, S4) eines Arbeitsablaufs der Fördervorrichtung dargestellt, wobei die Fördervorrichtung einen Linearaktor 3, insbesondere Teleskopantrieb, und eine Förderbahn 4 aufweist.
- In der 2 sind die zum Ablauf nach 1 zugehörigen zeitlichen Geschwindigkeitsabläufe des Linearaktors 3 und der Förderbahn 4 dargestellt.
- In der 3 ist ein Ablauf in umgekehrter Richtung dargestellt.
- In der 4 sind die zum Ablauf nach 3 zugehörigen zeitlichen Geschwindigkeitsabläufe des Linearaktors 3 und der Förderbahn 4 dargestellt.
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Wie in den Figuren dargestellt, weist die Fördervorrichtung einen Linearaktor 3 auf, mit dem ein aufgenommenes Objekt 1 linear bewegbar ist, und eine Förderbahn 4, die auf ihr aufgenommene Objekte (1, 2) in Förderrichtung bewegt. Dabei ist die Fördervorrichtung der Förderbahn 4 parallel, insbesondere kollinear, zur Linearrichtung des Linearaktors 3.
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Wie in 1 dargestellt, weist in der ersten Stellung S1 der Linearaktor, insbesondere Teleskop, einen Abstand B zu einer Übergabeposition auf und das auf der Förderbahn 4 aufgenommene erste Objekt 1 einen Abstand A zu dieser Übergabeposition auf.
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In der 2 stellt der schraffierte Bereich, welcher im Bereich zwischen S1 und S2 mit dem Bezugszeichen A gekennzeichnet ist, den Abstand A dar, der durch zeitliche Integration des zeitlichen Geschwindigkeitsverlaufs bestimmbar ist.
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In der 2 stellt der schraffierte Bereich, welcher im Bereich zwischen S1 und S2 mit dem Bezugszeichen B gekennzeichnet ist, den Abstand B dar, der durch zeitliche Integration des zeitlichen Geschwindigkeitsverlaufs bestimmbar ist.
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Das erste Objekt 1 ist vorzugsweise sogar direkt berührend neben dem zweiten Objekt 2 angeordnet. Beide Objekte (1, 2) sind in Förderrichtung der Förderbahn 4 hintereinander angeordnet und auf der Förderbahn 4 aufgenommen.
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Die Förderbahn 4 weist einen umrichtergespeisten Antrieb auf, wobei auch die jeweils aktuelle Ist-Position von einem Sensor erfasst wird und dem Antrieb zugeführt wird, der eine Stellgröße, insbesondere das Drehmoment oder die Drehzahl des Antriebs, derart stellt, dass die Ist-Position auf eine Soll-Position hingeregelt wird.
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Die Vorgabe der Soll-Positionen erfolgt durch eine übergeordnete Steuerung, welche auch dem umrichtergespeisten Antrieb des Linearaktors 3 Soll-Positionen vorgibt, auf welche dieser seine Ist-Position hinregelt, indem er eine entsprechende Stellgröße, insbesondere das Drehmoment oder die Drehzahl des Antriebs, stellt.
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Der gesamte Bewegungsablauf wird also dadurch gesteuert, dass in der übergeordneten Steuerung der zeitliche Verlauf der Sollpositionen für die Förderbahn 4 und den Linearaktor 3 bestimmt wird und dann den umrichtergespeisten Antrieben übermittelt wird.
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Bei der Bestimmung der zeitlichen Verläufe der Sollpositionen werden die Verläufe derart bestimmt, dass die jeweilige Beschleunigung einen jeweiligen vorgegebenen, negativen oder positiven Beschleunigungsgrenzwert nicht überschreitet und die jeweilige Geschwindigkeit einen jeweiligen vorgegebenen Geschwindigkeitsgrenzwert nicht überschreitet. Außerdem ist der zeitliche Verlauf der Beschleunigung ruckbegrenzt ausgeführt, insbesondere wird also ein vorgegebener maximaler Ruck nicht überschritten.
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Die Stellung S2 kennzeichnet die Übergabeposition, bei welcher das erste Objekt 1 gleichzeitig mit dem Linearaktor 3 die Übergabeposition erreicht und danach somit die Übernahme des ersten Objekts 1 auf den Linearaktor 3 beginnt.
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Zur Erreichung der Übergabeposition bei gleichzeitiger Erreichung einer Synchrongeschwindigkeit V_sync wird die Förderbahn mit vom Startzeitpunkt an mit maximaler Beschleunigung, insbesondere also mit dem Beschleunigungsgrenzwert, beschleunigt und danach derart rechtzeitig ein Abbremsvorgang eingeleitet, dass nach Zurücklegen des Wegabstands A das erste Objekt 1 die Übergabeposition mit der Synchrongeschwindigkeit V_sync erreicht.
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Zur Erreichung der Übergabeposition zum gleichen Zeitpunkt wie auch die Förderbahn 4 wird der Linearaktor 3 zeitlich verzögert mit der maximalen Beschleunigung beschleunigt und erreicht dann zum gleichen Zeitpunkt die Übergabeposition mit derselben Synchrongeschwindigkeit V_sync. Somit ist danach dann das erste Objekt 1 schlupffrei übernehmbar von der Förderbahn 4 auf den Linearaktor 3.
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Ab der Übergabeposition wird bis zur vollständigen Übernahme des ersten Objekts 1, insbesondere also bis zum Erreichen der Übernahmeposition, an welcher das erste Objekt vollständig vom Linearaktor 3 übernommen ist, insbesondere also Stellung S3, sowohl die Förderbahn 4 als auch der Linearaktor 3 weiter beschleunigt, bis die maximal erlaubte Geschwindigkeit, also der Geschwindigkeitsgrenzwert, erreicht ist. Diese maximal erlaubte Geschwindigkeit wird für eine Zeitdauer konstant gehalten und danach wird der ein Abbremsvorgang eingeleitet, bis die Übernahmeposition, also Stellung S3, erreicht ist, also das erste Objekt 1 vollständig vom Linearaktor 3 übernommen ist.
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Während der Bewegung von der Übergabeposition bis zur vollständigen Übernahme durch den Linearaktor 3 wird von der übergeordneten Steuerung der Verlauf der Positionen der Förderbahn 4 und des Linearaktors 3 vorgegeben. Somit bewegen sich beide mit Synchronlauf, insbesondere also zueinander synchron.
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Die Übernahme ist bei Erreichen der Stellung S3 beendet, wobei diese Position hier als Übergabeposition bezeichnet wird, da nun das Objekt vollständig übergeben ist.
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In jedem Fall wird nach der vollständigen Übernahme des ersten Objekts 1 der Linearaktor noch möglichst schnell zu einer Endposition verfahren, wobei zunächst der Linearaktor maximal beschleunigt wird, danach die Geschwindigkeit konstant gehalten wird und danach abgebremst wird.
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Die Fördervorrichtung ist beispielsweise auf einem Regalbediengerät angeordnet und somit mittels einer Hubachse anhebbar beziehungsweise absenkbar. Nach Erreichen der Endposition ist dann das erste Objekt 1 auf einer Aufnahmeschiene abladbar, indem die Hubachse und somit die gesamte Fördervorrichtung abgesenkt wird.
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Nach der vollständigen Übernahme des ersten Objekts 1 wird die Förderbahn 4 noch abgebremst, wofür der Abbremsweg C benötigt wird.
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Die Endposition ist bei Stellung S4 erreicht.
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In der 2 stellt der schraffierte Bereich, welcher im Bereich zwischen S1 und S2 mit dem Bezugszeichen B gekennzeichnet ist, den Abstand B der Förderbahn4 zur Übergabeposition dar, der durch zeitliche Integration des zeitlichen Geschwindigkeitsverlaufs bestimmbar ist.
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B Abstand des Linearaktors 3 zur Übergabeposition
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C Abbremsweg des zweiten Objekts 2, insbesondere also Stoppweg der Förderbahn 4
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist ein entsprechender Ablauf auch umgekehrt ermöglicht.
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Hierbei weist in der obengenannten Endposition, also bei der Stellung S4, welche nun als Ausgangslage fungiert, das erste Objekt 1 einen Abstand AA zur Übergabeposition auf.
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Zuerst wird dann der Linearaktor 3 mit der maximal erlaubten Beschleunigung entgegengesetzt zur in 1 und 2 verwendeten Richtung, beschleunigt, bis die maximal erlaubte Geschwindigkeit betragsmäßig erreicht ist. Danach wird diese Geschwindigkeit beibehalten und nach Ablauf einer derartigen Zeitdauer mit der betragsmäßig maximal erlaubten Bremsbeschleunigung abgebremst, dass die Stellung S3, also die nun als Beginn der Übernahme fungierende Übernahmeposition, mit der Synchrongeschwindigkeit V_sync, insbesondere betragsmäßig, erreicht wird.
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Um die Übernahmeposition zum gleichen Zeitpunkt mit der Synchrongeschwindigkeit V_sync, insbesondere betragsmäßig, zu erreichen, wird die Förderbahn rechtzeitig vorher von einer Startposition an, welche einen Abstand BB zur Übergabeposition aufweist, mit der betragsmäßig maximal erlaubten Beschleunigung beschleunigt.
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Von der Übernahmeposition, also Stellung S3, an werden beide Antriebe mit maximal erlaubten Beschleunigung beschleunigt, bis die maximal erlaubte Geschwindigkeit betragsmäßig erreicht ist. Danach werden beide Antriebe mit der maximal erlaubten Geschwindigkeit weiterbewegt und dann abgebremst mit der maximal erlaubten Bremsbeschleunigung, bis sie beide die Übergabeposition, also Stellung S2, mit derselben Geschwindigkeit erreichen.
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Somit ist also wiederum die Bewegung zwischen der Stellung S3 und der Stellung S2 synchronisiert ausgeführt.
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Nach Erreichen der Übergabeposition, also Stellung S2, bei welcher das erste Objekt 1 vollständig übernommen ist von der Förderbahn 4, wird der Linearaktor 3 abgebremst und kommt nach an einer Position zum Stillstand, welche den Bremsweg CC als Abstand zur Übergabeposition aufweist.
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Die Förderbahn 4 wird jedoch nach Erreichen der Übergabeposition, also Stellung S2, mit maximaler Beschleunigung beschleunigt und dann derart abgebremst, dass das erste Objekt 1 seine Zielposition erreicht, insbesondere bei der Stellung S1.
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Der Endabstand DD des ersten Objekts 1 zur Übergabeposition, also Stellung S2, ergibt sich wiederum durch zeitliche Integration des zeitlichen Geschwindigkeitsverlaufs zwischen Stellung S2 und Stellung S1.
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Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist, um den Abstand zwischen dem ersten Objekt 1 und dem zweiten Objekt 2 zu eliminieren, am Ende der Förderbahn vorzugsweise ein in den Figuren nicht dargestelltes Begrenzungsmittel angeordnet, gegen das das zweite Objekt 2 angefahren wird, so dass das Förderband sich unterhalb des zweiten Objekts 2 schlupfbehaftet weiterbewegt. Auf diese Weise wird dann das erste Objekt 1 gegen die vom Begrenzungsmittel abgewandte Seite des zweiten Objekts 2 gefahren, sodass kein Abstand zwischen dem ersten Objekt 1 und dem zweiten Objekt 2 vorhanden ist.
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In der 4 ist
- - AA der Abstand des ersten Objekts 1 zur Übernahmeposition, also Stellung S3,
- - BB der Beschleunigungsweg des zweiten Objekts 2,
- - CC der Abbremsweg des Linearaktors und
- - DD der Endabstand des ersten Objekts 1 zur Übergabeposition, also Stellung S2.
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Bei weiteren alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden die Istpositionen der beiden Antriebe jeweils erfasst und einer Regelvorrichtung zugeführt, welche innerhalb der übergeordneten Steuerung angeordnet ist. Die Regelvorrichtung bestimmt damit die Abweichung zum zeitlichen Sollpositionsverlauf und daraus wiederum einen Stellwert, insbesondere eine jeweilige Sollgeschwindigkeit, welche den Antrieben übermittelt wird. Die Antriebe stellen ihr Drehmoment jeweils derart, dass die jeweilige Ist-Geschwindigkeit auf die jeweils aktuelle Sollgeschwindigkeit hingeregelt wird.
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Der Sollpositionsverlauf wird derart bestimmt, dass der Geschwindigkeitsverlauf, insbesondere wie in den Figuren gezeigt, einen Maximalwert für Geschwindigkeit aufweist und einen Synchronabschnitt, in welchem die zeitlichen Sollpositionsänderungen beider Antriebe stets exakt gleich sind.
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Somit werden die beiden Antriebe in diesem Ausführungsbeispiel dadurch synchron gesteuert, dass der Sollpositionsverlauf zentral vorgegeben wird und die Regelabweichung der Antriebe individuell bestimmt wird und daraus der Stellwert ebenfalls individuell bestimmt wird.
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Zwar weist die Positionsregelung eine Vorsteuerung auf, wobei als Vorsteuergröße die, insbesondere diskretisiert gebildete, zeitliche Ableitung des jeweiligen Sollpositionsverlaufs als Vorsteuerung zur jeweiligen Stellgröße des jeweiligen Antriebs addiert wird, jedoch ist nach einer Notabschaltung oder nach einer anderen durch ein sicherheitsrelevantes Ereignis ausgelösten Abschaltung die Regelung fortsetzbar, wobei die Vorsteuerungen zumindest zeitabschnittsweise abgeschaltet werden und somit eine stabiles Wiedereinregeln ermöglicht ist.
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Alternativ ist beim Synchronbetrieb, also bei der Hinfahrt von Stellung S2 nach Stellung S3 und bei der Rückfahrt von der Stellung S3 nach Stellung S2, aber auch eine Master-Slave-Regelung ausführbar, bei welcher die Förderbahn als Master fungiert und der Linearaktor als Slave. Auch in den anderen Bewegungsabschnitten ist die Master-Slave-Regelung ausführbar.
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Der Master erhält dabei den zeitlichen Sollpositionenverlauf, auf den er seine Istpositionen hinsteuert, indem er einen entsprechenden Stellwert, insbesondere Geschwindigkeit oder Drehmoment, bestimmt. Außerdem übermittelt der Master seine jeweils aktuelle Istposition an den Slave, welcher dies als Sollwert übernimmt und seine Istpositionen darauf hinregelt, indem er ebenfalls einen Stellwert, insbesondere Geschwindigkeit oder Drehmoment, bestimmt. Vorzugsweise erfolgt die Übermittelung der Daten über die übergeordnete Steuerung, die mit beiden Antrieben zum Datenaustausch verbunden ist.
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Insbesondere hängt die Endposition von der Positionierung und/oder dem Abstand des Regalbediengeräts relativ zu einem Lagerplatz der Anlage ab. Denn das erste Objekt 1 soll vom Linearaktor in eine Endposition gebracht werden oder von der Endposition aufgenommen werden, wobei der für das erste Objekt 1 vorgesehene Lagerplatz an der Endposition sich befindet. Beispielsweise wird das erste Objekt 1 am Lagerplatz aufgenommen oder abgesetzt durch Bewegen einer Vertikalachse des Regalbediengeräts, wobei die gesamte Fördervorrichtung von der Vertikalachse bewegt wird, also der Linearaktor zusammen mit der Förderbahn.
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Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist im zweiten Verfahrensschritt eine Master-Slave-Regelung verwendet, bei welcher der Linearaktor der Förderbahn folgt, wobei also die Istpositionen der Förderbahn erfasst werden, auf den Sollwerteverlauf hingeregelt werden und diese erfassten Istpositionen der Förderbahn dem Linearaktor als Sollpositionen vorgegeben werden. Im ersten und dritten Verfahrensschritt sind die Antrieb separat regelbar. Dies ermöglicht eine verbesserte Berücksichtigung von unterschiedlich hohen Beschleunigungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erstes Objekt
- 2
- zweites Objekt
- 3
- Linearaktor, insbesondere Teleskop
- 4
- Förderbahn, insbesondere Förderband oder Förderrollenbahn
- S1
- erste Stellung
- S2
- zweite Stellung
- S3
- dritte Stellung
- S4
- vierte Stellung
- A
- Abstand des ersten Objekts 1 zur Übergabeposition
- B
- Abstand des Linearaktors 3 zur Übergabeposition
- C
- Abbremsweg des zweiten Objekts 2
- AA
- Abstand des ersten Objekts 1 zur Übergabeposition
- BB
- Beschleunigungsweg des zweiten Objekts 2
- CC
- Abbremsweg des Linearaktors,
- DD
- Endabstand des ersten Objekts 1 zur Übergabeposition
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004047018 B4 [0003]
- EP 2505528 A1 [0004]
- EP 1431237 A1 [0005]
