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Die Erfindung betrifft ein Warenlagersystem nach Anspruch 1.
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Es ist bekannt, Warenlager zur Lagerung von Artikeln z. B. zur Verwendung bei der Auftragsabarbeitung zu verwenden. Meist unterscheidet man dabei zwischen Hochregallagern und automatischen Kleinteilelagern oder Fachbodenregallagern, die beide gemeinsam haben, dass sie fest installierte und somit vorgegebene Strukturen umfassen. Somit muss zu deren Auslegung bekannt sein, wie der maximale Bedarf an Lagerfläche, Durchsatz etc. sein wird und wie sich dieser im Laufe des Betriebs verändert, um eine optimierte Auslegung bei der Konstruktion zu berücksichtigen, da diese nicht ohne weiteres später veränderbar ist.
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Daneben sind auch Lager mit mobilen Regalen z. B. von der Firma Kiva bekannt. So beschreibt z. B.
EP 1 590 272 A2 ein System für eine Lager- bzw. Vorratsverwaltung in einem Warenhaus, umfassend eine oder mehrere mobile Antriebseinheiten und eine Mehrzahl von bewegbaren Lagermagazinen, wobei jedes bewegbare Lagermagazin als regalartige Konstruktion Artikel enthält und für eine Anbringung über einen Ankopplungsmechanismus an die mobilen Antriebseinheiten gestaltet ist, wobei die mobile Antriebseinheit an einem bewegbaren Lagermagazin ankoppelt und diese anhebt, um das bewegbare Lagermagazin auf die Befehlssignale hin durch das Warenhaus zu Kommissionierstationen zu transportieren, wo direkt aus den Lagermagazinen kommissioniert wird.
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Ein solches System ist zwar schnell in einem Warenlager zu implementieren und gut skalierbar, um die Leistung im Bedarfsfall zu erhöhen.
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Allerdings ist die Raumausnutzung schlecht und die mobilen Lagermagazine sind ergonomisch unvorteilhaft, da die in den Lagermagazinen enthaltenen Artikel auf unterschiedlichsten Ebenen/Höhen angeordnet sind und der Kommissionierer sich bücken und/oder strecken oder sogar eine Leiter nutzen muss, um alle Artikel zu erreichen. Zusätzlich ist das Auffüllen der Lagermagazine aufwendig.
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Daneben sind Mischformen bekannt, in denen mobile Regale mit fest installierter Infrastruktur kombiniert werden. So offenbart
EP 2 353 778 A2 ein Regalmagazin zum Speichern und Übergeben von Werkzeugen zur Verwendung in einer Werkzeugmaschine. Das Regalmagazin ist versehen mit zumindest einem Regalgrundgerüst mit einer Vielzahl an Regalfächern, wobei jedem Regalfach eine seitlich einschiebbare Aufnahmeeinrichtung zuweisbar ist, und wobei jede Aufnahmeeinrichtung mindestens eine Werkzeugaufnahmekonstruktion für die sichere Ablage eines Werkzeugs aufweist. Es umfasst ferner eine Hubeinheit zur Aufnahme einer aus dem Regalfach herausgeschobenen Aufnahmeeinrichtung und zum vertikalen Versetzen der Aufnahmeeinrichtung und eine Übergabeeinheit zur Aufnahme/Abgabe des Werkzeugs von/zu der Aufnahmeeinrichtung und zur weiteren Handhabung des Werkzeugs.
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Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein System für eine Lager- bzw. Vorratsverwaltung in einem Warenhaus bereitzustellen, das eine bessere Raumausnutzung aufweist und gleichzeitig skalierbar und redundant ist.
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Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene System gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
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Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass, wenn ein Warenlagersystem mit einem Lagerbereich bestehend aus auf Aufstellflächen frei stapelbaren Behältereinheiten, die mehrfach zu Türmen aufeinandergestapelt sind; mit mehreren beweglichen Ständern, auf denen jeweils ein Turm steht; mit mindestens einer automatisierten, vorzugsweise autonomen, Transporteinheit zur Bewegung der Türme, wobei die Transporteinheit als flurgebundenes Fördermittel mit eigenem Fahrantrieb ausgestaltet ist und automatisch gesteuert und berührungslos geführt wird; wobei die beweglichen Ständer von der Transporteinheit als unterfahrbar ausgestaltet sind und die Transporteinheit ausgestaltet ist, einen Ständer samt Turm von unten zum Transport anzuheben; und mit mindestens einer Be- und Entladestation, die ausgestaltet ist, um gezielt Behältereinheiten aus einem Behältereinheitenstapel bzw. Turm zu entnehmen oder in einen Behältereinheitenstapel bzw. Turm einzufügen, es möglich wird, die Variabilität und Skalierbarkeit der mobilen Lagermagazine der bekannten Systeme mit besserer Raumausnutzung und Ergonomie zu verbinden.
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Insbesondere kann die Erfindung die drei wesentlichen Nachteile der bekannten Systeme beheben, die da wären i) niedrige Raumausnutzung aufgrund der geringen Höhe der mobilen Lagermagazine bzw. Regale; ii) schlechte Ergonomie, da der Kommissionierer sich bücken oder strecken muss (Artikel können in Höhen zwischen 40 cm und 2 m in den Lagermagazinfächern gelagert sein); iii) aufwendiges und somit kostenintensives Wiederauffüllen der Lagermagazine.
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Erfindungsgemäß wird nur eine freie Aufstellfläche (leere Halle, Bühne, etc.) benötigt, in die die frei stapelbaren Behältereinheiten zu Türmen auf Ständern gestapelt hineingestellt werden und auf deren Boden die Be- und Entladestation(en) angeordnet werden sowie Transporteinheiten autonom zwischen den Türmen und den Be- und Entladestation(en) sowie ggf. z. B. Kommissionierstationen fahren können.
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Die Kapazität und Leistung kann durch Hinzufügen bzw. Erhöhen der Zahl dieser Komponenten in einfacherweise gesteigert bzw. dem Bedarf angepasst werden, ohne dass es nötig wäre, eine festinstallierte Infrastruktur aufwendig umzubauen oder zu ergänzen.
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Vorliegend wird in den freistapelbaren Behältereinheiten gelagert und auf den mobilen Ständern der gesamte Stapel der Behältereinheiten bzw. Turm transportiert. Dies erlaubt es einerseits, sehr viel höhere Türme auszubilden (durch ein hohes Stapeln). Andererseits können die Behältereinheiten an beliebiger Stelle auf der Aufstellfläche bzw. im Warenlager (die auch ggf. wechseln kann) zum Stapel zusammengesetzt werden. Die einzelnen Behältereinheiten werden von den Be- und Entladestation(en) bereitgestellt und können in bekannter Weise an Kommissionierstationen verwendet bzw. präsentiert werden.
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Insbesondere erlauben die stapelbaren Behältereinheiten die Bildung dynamisch veränderbarer Lagerstrukturen, so dass die Änderung der Lagerstrukturen im laufenden Betrieb durch Umsetzen, Ergänzen, Umorganisieren etc. der Behältereinheiten bzw. deren Stapel möglich ist.
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Vorzugsweise weisen die stapelbaren Behältereinheiten ein gleichbleibendes Höhenraster auf und sind turmartig als Stapel nebeneinander angeordnet, zu variablen Lagerstrukturen mit Gassen frei gestapelt.
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Wenn die stapelbaren Behältereinheiten ausgestaltet sind, um beim Aufeinanderstapeln horizontal zueinander fixiert zu werden, sie also verschachtelt bzw. im Englischen „nested“ sind, kann deren Lagerung und insbesondere Transport ohne ein Verrutschen zueinander ausgeführt werden. Sie können sich also nicht gegeneinander verschieben. Eine einfache Ausgestaltung würde z. B. das geringfügige Eintauchen einer oberen Behältereinheit mit ihrer Unterseite in die Öffnung einer unteren Behältereinheit umfassen.
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Als Behältereinheit kommen insbesondere stapelbare Kisten oder Container in Frage.
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Grundsätzlich ist die Höhe des Turms der gestapelten Behältereinheiten beliebig. Vorzugsweise weisen die Türme Höhen von bis zu 3m, vorzugsweise 5m, insbesondere 6 - 8m auf. Somit kann in üblichen Hallen die Raumhöhe ausgenutzt werden.
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Die beweglichen Ständer sind ausgelegt, die so verursachte Last zu tragen und gleichzeitig ein Unterfahren und Anheben durch die Transporteinheiten zu ermöglichen. Im einfachsten Fall handelt es sich um Traversen oder Tische, also eine Tragfläche mit vier Beinen oder Stützen.
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Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Traversen Laschen aufweisen, in die die Transporteinheit verriegelnd eingreifen kann, um Transporteinheit und Traverse formschlüssig zueinander z. B. für den Transport zu fixieren.
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Analog kann die Traverse Verriegelungsmittel aufweisen, die die unterste Behältereinheit, die also auf der Traverse aufliegt, mit der Traverse verriegelt. Diese Verriegelungsmittel können z. B. ebenfalls von der Transporteinheit betätigt werden. Somit wird in der Transportbewegung ein Verrutschen verhindert. Alternativ, kann die Traverse eine Vertiefung bzw. Erhöhung aufweisen, in die die aufliegende Behältereinheit fixierend eintaucht.
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Sowohl die Traversen als auch die Behältereinheiten können codiert sein. Insbesondere die Traversen sollten codiert sein, so dass diese von den Transporteinheiten gezielt identifiziert und angefahren bzw. unterfahren werden können. Daher ist es sinnvoll, wenn zumindest auf der Unterseite der Traverse eine Codierung angeordnet ist.
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Um hohe Türme vor einem Umfallen insbesondere beim Transport zu schützen, kann es sinnvoll sein, wenn die Türme von einem mobilen vertikalen Stützgestell gestützt sind. Ein solches mobiles Stützgestell kann z. B. seitliche verstrebte Flacheisen aufweisen, die in einer geringfügig breiteren Grundfläche beabstandet sind, um die Behältereinheiten umgebend zu stützen und gleichzeitig deren Handhabung durch die Be- und Entladestationen zu erlauben.
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Die Traversen können von den Transporteinheiten unterfahren werden. Mittels einer Hebeeinrichtung können die Transporteinheiten die Traversen samt darauf befindlichen Behältereinheiten bzw. Turm also anheben und verfahren.
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Die Transporteinheiten sind demnach als flurgebundene Fördermittel mit eigenem Fahrantrieb ausgestaltet und automatisch gesteuert und werden berührungslos geführt.
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Die Transporteinheiten verfügen über transportfahrzeugübliche Teilsysteme bzw. Module:
- - ein Energiesystem, z. B. Li-lon-Batterie mit Ladesystemen und Überwachung;
- - ein Fahrantriebssystem mit Rädern, Getriebe, Antriebsmotor, Umrichter, Antriebsregelungselektronik, Drehzahlsensoren, ggf. Strom-/Spannungssensoren, ggf. Temperatursensoren für die Elektronik und/oder das Energiesystem;
- - ein Hubsystem mit Führung einer Hubplatte, Hubplatten-Verfahreinrichtung (z. B. Spindel, Scherenmechanik etc.), ggf. Getriebe, Antriebsmotor, Umrichter, Antriebsregelungselektronik, ggf. Drehzahl-/Spannungs-/Temperatursensoren, zusätzlich ggf. Lastsensoren, ggf. getrennt für vorne und hinten zur Bestimmung der Last absolut wie auch deren Schwerpunktlage in Fahrtrichtung;
- - eine Steuerungseinheit zur Auftragsabarbeitung durch geeignete Ansteuerung der Teilsysteme wie auch zur Eigendiagnose;
- - ein Kommunikationssystem zum Austausch von Informationen wie Aufträge, Abarbeitungsstatus, Diagnosestatus, Ladezustand mit einer zentralen Steuerung (WMS). Vorzugsweise erfolgt die Kommunikation drahtlos.
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In einer möglichen Variante weisen die Transporteinheiten eine angetriebene Mittelachse (mittig angeordnete Antriebsachse) auf, die sowohl eine geradlinige Bewegung der Transporteinheiten wie auch die Rotation um die Hochachse gestattet. Eine auf der Oberseite angeordnete Hubplattform ermöglicht das Anheben der Traverse. Die Formgebung des Chassis ermöglicht eine Rotation des Chassis um eine Antriebsache zur dynamischen Stabilisierung der Last.
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Optional können die Ecken der Transporteinheiten abgerundet sein, um ein Drehen der Transporteinheit unterhalb der Traverse für eine Richtungsänderung ohne Rotation des Turms um die Hochachse zu ermöglichen, ohne dass die Transporteinheit mit den Füßen der Traverse kollidiert. Auch eine zylindrische Außenkontur ist denkbar.
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Das Verfahren der Traverse mit dem Turm muss entweder mit sehr geringen Anfahr- und Bremsbeschleunigungen der Transporteinheiten erfolgen, damit der Stapel bzw. Turm oberhalb der Traverse nicht umkippt. Dieses langsame Verfahren macht bei kleinen Strecken Sinn, z. B. beim Versetzen um einen Stellplatz. Für längere Strecken wäre dieses Vorgehen zu langsam und würde den Durchsatz beeinträchtigen. Wenn die Traverse samt Turm schneller verfahren werden soll, sollte dabei durch die Vorwahl geeigneter Trajektorien mit zusätzlicher überlagerter stabilisierender Regelung des Antriebs der Turm auf der Traverse stabil gehalten werden.
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Dazu können die Transporteinheiten jeweils mit einem dynamischen Balancierungsmodul und einer Stabilisierungssteuerung ausgestaltet sein.
Aus dem Warehouse Managementsystem können die Informationen über die Inhalte in den gestapelten Behältereinheiten dazu verwendet werden, den Schwerpunkt eines Turms (vertikal über dem Boden) zu ermitteln und als Ausgangsgröße für die vorzuwählende Trajektorie zu nutzen.
Damit kann abhängig von dem geplanten Beschleunigungsverlauf und dem Schwerpunkt des Turms eine Transporteinheit dynamisch so angekippt werden, dass der Turm stabil verfahren werden kann. Mit geeigneter Sensorik kann der Kippwinkel des Turms während des Verfahrens ständig erfasst werden und bei nicht vorhergesehenen Änderungen des Winkels (Abweichungen vom Sollwinkel) kann eine Regelung den Ankippwinkel der Transporteinheit nachjustieren oder die Beschleunigung der Einheit anpassen, so dass ein stabiler Fahrzustand erreicht wird.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, über geeignete Sensorik den momentanen und sich ggf. verändernden Schwerpunkt des Turms zu detektieren (z. B. Messung der Aufstandskräfte der untersten Kiste an der in Fahrtrichtung vorderen und hinteren Kante auf der Transporteinheit) und durch geeignete Berechnung in der Stabilisierungssteuerung in Verhaltensänderungen der Transporteinheit durch das dynamische Balancierungsmodul umzusetzen.
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In einer Ausführungsform kann die Transporteinheit eine zentrale Antriebsachse aufweisen, deren Lage in der Transporteinheit dynamisch mittels des dynamischen Balancierungsmoduls und der Stabilisierungssteuerung anhand des momentanen Schwerpunkts des Turms verschiebbar ausgestaltet ist.
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Alternativ kann die Transporteinheit ein oder mehrere höheneinstellbare Stützräder aufweisen, die durch das dynamische Balancierungsmodul und der Stabilisierungssteuerung in der Höhe eingestellt werden, um den Turm dynamisch während des Transports durch Veränderung der Neigung zu stabilisieren.
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Alternativ kann die Transporteinheit eine über das dynamische Balancierungsmodul und die Stabilisierungssteuerung veränderbare Winkeleinstellung der Hubplattform aufweisen, um dynamisch der Fehlstellung der Neigung des Turms entgegenzuwirken.
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Auch kann die Hub-Plattform der Transporteinheit kippbar ausgestaltet sein, so dass der Turm für die Stabilisierung vor dem Anfahren in Fahrtrichtung angekippt werden kann, analog bei Bremsen.
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Die Be- und Entladestation(en) dient/dienen zum Aufbau der Türme aus gestapelten Behältereinheiten sowie für den Zugriff auf die einzelnen Behältereinheiten im Turm.
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Eine Be- und Entladestation kann mobil oder fest installiert sein. Die fest installierte Variante muss nur mit Strom- und Datenleitungen an das System angebunden werden. Die mobile Variante muss einen Energiespeicher wie eine Batterie beinhalten und mittels Funktechnologien, wie WIFI oder 5G an das System angebunden sein. Die mobile Variante kann z. B. als ein Flurförderzeug ausgestaltet sein, das die benötigte Stabilität wie auch bereits eine Hubeinrichtung aufweist. Dabei können sowohl Gegengewichtsstapler genutzt werden, wie auch ein Fahrzeug, dessen Radarme den Turm umfassen und den Turm damit innerhalb der Radbasis aufnehmen. Die Be- und Entladestation dient nicht nur zum Entfernen von Behältereinheiten aus einem Turm oder umgekehrt dem Einfügen, sondern kann auch eine fördertechnische Schnittstelle an weitere Bereiche bereitstellen, in dem sie den Abtransport und/oder Antransport von Behältereinheiten über Fördertechnik ermöglicht. In einem einfachen Fall kann sie über eine zu- und abführende Rollenbahn auf Bodenniveau angeschlossen sein, die z. B. zu einer Kommissionierstation in einem Kommissionierbereich führt. Auch die Verwendung mit AGV, AMR oder FTS im Allgemeinen ist denkbar, um die Station zu ver- und entsorgen.
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Vorzugsweise weist die Be- und Entladestation ein vertikales Gestell auf, an dem ein vertikal verfahrbares Lastaufnahmemittel angeordnet ist, das eingerichtet ist, einen Teil-Turm anzuheben. Das Lastaufnahmemittel kann z. B. ausfahrbare Teleskoparme aufweisen, die an die entsprechende Behältereinheit seitlich angreifen und so beim vertikalen Verfahren den Teil-Turm oberhalb gemeinsam mit der Behältereinheit anheben. Somit wird die Ziel- Behältereinheit darunter frei und kann gehandhabt werden.
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Dazu kann die Be- und Entladestation eine zweites vertikal verfahrbares Lastaufnahmemittel aufweisen, das eingerichtet ist, eine Behältereinheit von der Oberseite eines Teil-Turms zu entnehmen oder an der Oberseite eines Teil-Turms abzulegen. Auch hierzu können z. B. ausfahrbare Teleskoparme dienen. Diese müssen jedoch nur die Last einer Behältereinheit tragen können und sind demgemäß schwächer auslegbar als das erste Lastaufnahmemittel. Auch denkbar ist es, dass die zweiten Lastaufnahmemittel am ersten Lastaufnahmemittel angeordnet und relativ zu diesem beweglich sind.
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Das vertikale Gestell besitzt somit sinnvollerweise eine Höhe, die etwas höher als die geplante maximale Turmhöhe ist.
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Die z. B. aus dem Turm abgenommene Behältereinheit kann auch an eine Transporteinheit übergeben werden.
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Denkbar ist es auch, das Entnehmen einer Behältereinheit mit dem Einfügen einer anderen Behältereinheit zu verknüpfen, also ein Doppelspiel zu erzeugen, wenn am zweiten Lastaufnahmemittel z. B. zwei seitlich verfahrbare Aushubschlitten angeordnet sind.
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Die Be- und Entladestation kann so ausgestaltet sein, dass die Transporteinheiten mit den Türmen beim Einfahren in die Station zentriert und stabilisiert werden. So können geeignete trichterförmig angeordnete Leitbleche vorgesehen sein.
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Weitere Details der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung, in der
- 1 eine schematische perspektivische Ansicht auf frei stapelbare Behältereinheiten, die mehrfach zu einem Turm aufeinandergestapelt sind;
- 2 eine schematische perspektivische Ansicht eines beweglichen Ständers;
- 3 eine schematische perspektivische Ansicht einer Transporteinheit;
- 4 eine Seitenansicht auf einen Turm aus 1, der auf einem Ständer aus 2 steht, unter dem eine Transporteinheit aus 3 angeordnet ist;
- 5 eine schematische Draufsicht auf ein Warenlagersystem nach der Erfindung;
- 6 - 8 schematische Seitenansichten auf eine Be- und Entladestation aus 5;
zeigen.
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In den Figuren ist ein als Ganzes mit 1 bezeichnetes Warenlagersystem dargestellt. Das System umfasst im Wesentlichen vier Komponenten:
- - frei stapelbare Behältereinheiten 2, die mehrfach zu Türmen 3 aufeinandergestapelt sind, die in einem Lagerbereich 4 bestehend aus auf Aufstellflächen 5 (Boden) in Reihen 6 mit Gassen 7 stehen;
- - mehrere bewegliche Ständer 8, auf denen jeweils ein Turm 3 steht;
- - mehrere automatisierte autonome Transporteinheiten 9 zur Bewegung der Türme 3, wobei die Transporteinheit 9 als flurgebundenes Fördermittel ausgestaltet ist und automatisch gesteuert und berührungslos geführt wird und wobei die beweglichen Ständer 8 von der Transporteinheit 9 unterfahren werden und die Transporteinheit 9 ausgestaltet ist, einen Ständer 8 samt Turm 3 von unten zum Transport anzuheben;
- - mindestens einer Be- und Entladestation 10, die ausgestaltet ist, um gezielt Behältereinheiten 2 aus einem Behältereinheitenstapel bzw. Turm 3 zu entnehmen oder in einen Behältereinheitenstapel bzw. Turm 3 einzufügen.
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Die frei stapelbaren Behältereinheiten 2 sind vorliegend als Kisten ausgestaltet, die ineinander eingreifen, um beim Aufeinanderstapeln horizontal zueinander fixiert zu werden.
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So können die Kisten 2 frei aufeinandergestapelt werden und erlauben demnach die Bildung dynamisch veränderbarer Lagerstrukturen, z. B. der oben erwähnten Reihen 6 und Gassen 7 auf dem Boden 5.
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Dabei kann der Abstand der Türme 3 bzw. Ständer 8 zueinander minimiert werden, um die Fläche optimal zu nutzen.
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Die Kisten 2 können zu Türmen mit Höhen von bis zu 3m, vorzugsweise 5m, insbesondere 6 - 8m gestapelt werden. Die Höhe kann an die Höhe der Halle bzw. der Deckenhöhe angepasst werden.
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Sowohl die beweglichen Ständer 8 als auch die Kisten 2 sind codiert, so dass die Transporteinheiten 9 bzw. weitere Sensorik 11 eine Identifizierung und Nachverfolgung im System durch eine zentrale übergeordnete Steuerung 12 erlauben.
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Die Codierung der Ständer 8 ist dazu an der Unterseite 13 der Plattform 14 angebracht, so dass diese einfach von einer unterfahrenden Transporteinheit 9 ausgelesen werden kann.
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Die Transporteinheiten 9 sind als flurgebundene Fördermittel mit einem eigenem Fahrantrieb ausgestaltet und automatisch gesteuert und werden berührungslos geführt. Dies erfolgt u. a. durch drahtlose Kommunikation bzw. Interaktion mit der zentralen übergeordneten Steuerung 12.
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Die Transporteinheiten 9 verfügen über eine Hebeeinrichtung 21 und können die Ständer 8 samt darauf befindlichen Kiste 2 bzw. Turm 3 damit anheben und anschließend verfahren. Dazu kann die Hubplattform 22 mittels der Hebeeinrichtung 21 nach dem Unterfahren des Ständers 8 angehoben werden. Die Hebeeinrichtung 21 umfasst einen Scherenmechanismus zum Ausführen des Hubs und gleichzeitiger Stabilisierung der Hubplattform 22.
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Vorliegend weisen die Transporteinheiten 9 eine angetriebene Mittelachse 27 (mittig angeordnete Antriebsachse) auf, die sowohl eine geradlinige Bewegung der Transporteinheiten 9 wie auch die Rotation um die Hochachse 23 gestattet.
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Das Verfahren des Ständers 8 mit dem Turm 3 erfolgt auf kurzen Strecken mit sehr geringen Anfahr- und Bremsbeschleunigungen, damit der Stapel bzw. Turm oberhalb des Ständers 8 nicht umkippt. Dieses langsame Verfahren macht bei kleinen Strecken Sinn, z. B. beim Versetzen um einen Stellplatz in der Reihe 6 etc.
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Für längere Strecken, wenn der Ständer 8 samt Turm 3 schneller verfahren werden muss, wird durch die Vorwahl geeigneter Trajektorien mit zusätzlicher überlagerter stabilisierender Regelung des Antriebs der Turm 3 auf dem Ständer 8 stabil gehalten.
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Dazu sind die Transporteinheiten 9 jeweils mit einem dynamischen Balancierungsmodul 24 und einer Stabilisierungssteuerung 25 ausgestaltet.
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Aus dem Warehouse Managementsystem der übergeordneten Steuerung 12 werden die Informationen über die Inhalte in den gestapelten Kisten 2 dazu verwendet werden, den Schwerpunkt eines Turms 3 (vertikal über dem Boden) zu ermitteln und als Ausgangsgröße für die vorzuwählende Trajektorie zu nutzen.
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Damit kann abhängig von dem geplanten Beschleunigungsverlauf und dem Schwerpunkt des Turms 3 die Transporteinheit 9 dynamisch so angekippt werden, dass der Turm 3 stabil verfahren wird.
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Mit geeigneter Sensorik 26 wird der Kippwinkel des Turms 3 während des Verfahrens ständig erfasst werden und bei nicht vorhergesehenen Änderungen des Winkels (Abweichungen vom Sollwinkel) justiert die Regelung in der Stabilisierungssteuerung 25 den Ankippwinkel der Transporteinheit nach durch Beschleunigung oder Bremsen der Einheit, so dass ein stabiler Fahrzustand erreicht wird.
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Die Transporteinheiten 9 verfügen zudem über transportfahrzeugübliche Teilsysteme bzw. Module (nicht gezeigt):
- - ein Energiesystem, z. B. Li-lon-Batterie mit Ladesystemen und Überwachung;
- - ein Fahrantriebssystem mit Rädern, Getriebe, Antriebsmotor, Umrichter, Antriebsregelungselektronik, Drehzahlsensoren, ggf. Strom-/Spannungssensoren, ggf. Temperatursensoren für die Elektronik und/oder das Energiesystem;
- - eine Steuerungseinheit zur Auftragsabarbeitung durch geeignete Ansteuerung der Teilsysteme wie auch zur Eigendiagnose;
- - ein Kommunikationssystem zum Austausch von Informationen wie Aufträge, Abarbeitungsstatus, Diagnosestatus, Ladezustand usw. mit der zentralen Steuerung 12;
- - ein Navigationssystem, um sich im Lager zu orientieren und die eigene Position zu bestimmen.
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Der Aufbau der Kistenstapel bzw. der Zugriff auf einzelne Kisten findet an den Be- und Entladestationen 10 statt. Diese bestehen jeweils aus einem Gestell 16, das etwas höher ist als die maximale Höhe der Kistenstapel bzw. des Turms 3. An der Vorderseite des Gestells 16 ist ein Hubschlitten 17 montiert, der vertikal verfahren werden kann und die für einen Kisten-Stapel maximal vorgesehene Last anheben kann. Am Hubschlitten 17 befinden sich zwei ausfahrbare Greifarme 18, die ebenfalls auf diese Last ausgelegt sind. Unterhalb der Greifarme 18 ist der Hubschlitten mit dem Aushubschlitten 19 ausgestattet, der relativ zum Hubschlitten17 vertikal verfahren werden kann. Der Aushubschlitten 19 ist so dimensioniert, dass er das Gewicht von einer Kiste 2 heben kann. Am Aushubschlitten 19 befinden sich ebenfalls ausfahrbare Greifarme 20, ausgelegt auf das Gewicht einer Kiste 2.
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Der Zugriff auf eine einzelne Kiste läuft wie folgt ab:
- Eine Transporteinheit 9 fährt anhand eines von der zentralen übergeordneten Steuerung 12 erhaltenen Auftrags durch die Gassen 7 zu einer Reihe 6 und dort zu einem bestimmten Turm 3 bzw. dessen Ständer 8. Dann navigiert die Transporteinheit 9 unter den Ständer 8 und hebt diesen mittels der Hubplattform 22 und der Hebeeinrichtung 21 zusammen mit dem darauf stehenden Turm 3 an. Anschließend fährt die Transporteinheit 9 unter Einfluss des dynamischen Balancierungsmoduls 24 und der Stabilisierungssteuerung 25 zur Be- und Entladestationen 10.
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Nach dem exakten Positionieren eines Turms 3 vor der Be- und Entladestationen 10 wird dessen Hubschlitten 17 so weit hochgefahren, dass die Greifarme 18 in den Stapel ausgefahren werden können, unterhalb der Greifpunkte der Kiste 2, die sich direkt oberhalb der Zielkiste 2* befindet (6). Nach Ausfahren der Greifarme wird der Hubschlitten angehoben, die Greifarme heben die Kiste und den darüber befindlichen Stapel an den Greifpunkten der Kiste an. Diese Greifpunkte können z. B. als umlaufender Kragen an der Außenkontur der Kiste 2 ausgebildet sein. Es wird so weit angehoben, dass die sich darunter befindliche Zielkiste 2* ebenfalls ausgehoben und aus dem Stapel bzw. Turm herausgeführt werden kann (7).
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Im nächsten Schritt wird der Aushubschlitten 19 relativ zum Hubschlitten 17 verfahren, so dass die Greifarme 20 des Aushubschlittens 19 unterhalb der Greifpunkte der Zielkiste 2* ausgefahren werden können. Die Greifarme 20 werden ausgefahren und durch Verfahren des Aushubschlittens 19 relativ zum Hubschlitten 17 wird die Zielkiste aus dem Turm 3 gehoben.
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Im nächsten Schritt (8) wird die Zielkiste 2* aus dem Turm 3 herausgezogen durch Einfahren der Greifarme 20 des Aushubschlittens 19, Greifen der Kiste, Anheben der Kiste und Zurückziehen der Greifarme 20 samt gegriffener Kiste 2*. Anschließend wird der Hubschlitten 17 abgesenkt und der obere Teil des Kisten-Stapels wird auf den unteren Teil des Turm 3 abgesenkt. Durch Führungen in den Kisten 2 wird sichergestellt, dass die Kisten 2 formschlüssig ineinandergreifen (von Unterseite und Oberseite).
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Nach Einfahren der Greifarme 18 des Hubschlittens 17 wird der Aushubschlitten 19 abgesenkt und die Kiste 2* abgesetzt, z. B. auf einer am Fuß der Übergabestation angeordneten Rollenbahn 15 (vgl. gestrichelter Pfeil in 8). Alternativ kann die Kiste auch auf einem FTS abgesetzt werden für den Weitertransport an eine nachgelagerte Bearbeitungsstation.
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Die Greifarme 20 werden von der Zielkiste 2* weggefahren, z. B. seitlich, so dass die Kiste freisteht und weiterbewegt werden kann.
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Das Einfügen einer Kiste 2 in einen Turm 3 erfolgt analog zur Entnahme einer Kiste 2 aus einem Turm, wie zuvor beschrieben. Eine Kiste 2 wird z. B. auf der Rollenbahn 15 bereitgestellt. Die Greifarme 20 des Aushubschlittens 19 werden unterhalb der Greifpunkte der Kiste 2 angesetzt. Nach Anfahren der gewünschten Höhe von dem Hubschlitten 17 samt Aushubschlitten 19 und Kiste 2 werden die Greifarme 18 des Hubschlittens ausgefahren und der obere Teil des Kistenstapels (Turms) wird so weit mit der Hubschlittenbewegung ausgehoben, dass die Kiste 2 durch Ausfahren der Greifarme 20 des Aushubschlittens 19 in den Stapel bzw. Turm 3 einfügt werden kann.
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Nach Absetzen der Kiste 2 sowie des oberen Stapels steht die Station 10 für einen neuen Auftrag zur Verfügung.
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Die Be- und Entladestation 10A ist ortsfest und entsprechend an eine Fördertechnik 15 angeschlossen, die in weitere Bereiche des Warenlagersystems führt, wohingegen die Be- und Entladestation 10B durch gesonderte AMR 16 ver- und entsorgt wird, die eine sehr variable Routenführung und somit Weiterbehandlung erlauben.
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Die übergeordnete Steuerung 12 übernimmt nicht nur Funktionen eines WMS (vgl. https://de.wikipedia.org/wiki/Lagerverwaltungssystem), nämlich insbesondere Nachhalten aller Produkte und deren Lage sowie Steuerung und Verwaltung der Abläufe und Auftragserfüllung im Lager, sondern auch die Steuerung der Lage der mobilen Transporteinheiten 9 sowie der nicht fixen Be- und Entladestationen 10 sowie der Bereitstellung der Informationen über die Artikel in den Kisten 2 zur Schwerpunktbestimmung usw.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1590272 A2 [0003]
- EP 2353778 A2 [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- https://de.wikipedia.org/wiki/Lagerverwaltungssystem [0071]
