DE19500290A1 - Verfahren zum Kommissionieren und Aufeinanderstapeln von Behältern sowie Greifeinrichtung und Lagersystem dafür - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kommissionieren und/oder Transportieren von nach oben offenen Behältern mit einem Unterboden sowie gegenüberliegenden Seiten­ wänden, insbesondere Getränkekästen mit etwa quaderartiger Grundform, wobei die Behälter in einem oder mehreren Lagerbereichen zu nebeneinander stehenden Stapeln aufeinander gestellt werden. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufeinan­ derstapeln von mit einer Greifeinrichtung erfaßbaren, derartigen Behältern, wobei die Behälter eine durch ihren oberen Rand gebildete Stützfläche sowie eine am Umfang ihres Unterbodens umlaufende Vertiefung insbesondere in Form einer Abstufung oder Hohl­ kehle aufweisen, um darin den die freie Öffnung umschließenden oberen Rand eines dar­ unter befindlichen Behälters zentrierend einsetzen zu können. Dieses Verfahren kann insbesondere im Rahmen des erstgenannten Kommissionier- und Transportverfahrens ablaufen. Ferner betrifft die Erfindung eine Greifeinrichtung für derartige Behälter, insbe­ sondere Getränkekästen, wobei die Greifeinrichtung längs eines oder mehrerer zum Bo­ den verlaufender Führungs- und Hubmittel verstellbar ist und mehrere Greifelemente aufweist, die durch steuerbare Stellmittel etwa quer zu den Hubmitteln verstellbar sind. Diese Vorrichtung kann sich insbesondere zur Durchfuhrung des erstgenannten Kom­ missionier- und/oder Transportverfahrens eignen. Schließlich betrifft die Erfindung ein Lagersystem für Behältnisse, insbesondere Getränkekästen, welches mit einem ersten, vorzugsweise in drei Raumrichtungen verfahrbaren Handhabungssystem versehen ist, das zur Kommissionierung und/oder zum Transport der Behältnisse eines ersten Behältnis-La­ gerbereichs angeordnet ist und eine Greifeinrichtung insbesondere der genannten Art aufweist.

In Getränkemärkten und Kaufhäusern ist es möglich, Getränke in Kästen zu kaufen. Hierbei mußte der Kunde bislang den erstandenen Kasten von der Kasse bis zu seinem mehr oder weniger nah geparkten Fahrzeug schleppen, was sich in den meisten Fällen als sehr umständlich und mühselig erwies. Aus diesem Grund sind in jüngster Zeit Getränke­ automaten entwickelt worden, die in der Lage sind, ganze Kästen auszugeben. Hierdurch ist es möglich, mit dem Auto direkt an das Terminal eines derartigen Automaten heran­ zufahren und einen ausgegebenen Kasten sozusagen mit einer Bewegung direkt in sein Auto zu heben.

Um innerhalb eines derartigen Automaten alle gewünschten Getränkesorten in ausrei­ chendem Umfang bevorraten und in kürzester Zeit aus dem Lagerbereich zum Terminal befördern zu können, werden lineare, vorzugsweise in drei Raumrichtungen verfahrbare Handhabungssysteme, sog. Linear-Handlings verwendet. Diese werden computergesteu­ ert genau über einen zu ergreifenden Getränkekasten gefahren, ergreifen diesen und transportieren ihn zum Ausgabeterminal oder - im Falle von zurückgehendem Leergut - auf eine bereitgestellte Transportpalette. Sowohl auf derartigen Transportpaletten wie auch in einem der Bevorratung dienenden Lagerbereich müssen die Getränkekästen dabei aus Platzgründen zu Stapeln von etwa vier bis sechs Kästen übereinander aufgetürmt werden. Ebenfalls zum Zweck der Platzersparnis muß der gegenseitige Abstand zweier benachbarter Kastenstapel so gering wie möglich bemessen werden und liegt daher be­ vorzugt im Bereich von einigen Millimetern. Andererseits müssen die Getränkekästen nach Inhalt auf unterschiedlichen Stapeln sortiert werden, so daß oftmals das Problem besteht, einen auf dem Boden stehenden Kasten zu ergreifen, der an mehreren Seiten von hohen Stapeln umgeben ist. Aus diesem Grund sind herkömmliche Greifeinrichtungen, wie sie bspw. in Verbindung mit eigens zu Kommissionierungszwecken konstruierten Behältern verwendet werden, ungeeignet.

Aus den oben beschriebenen Betriebsbedingungen innerhalb eines Vorratslagers für Ge­ tränkekästen resultiert das der Erfindung zugrundeliegende Problem, Verfahren zu schaffen, mit deren Hilfe auch innerhalb eines aus dichtgedrängten Behälterstapeln gebil­ deten Lagerbereichs einzelne Behälter kommissioniert sowie aufeinandergestapelt wer­ den können; eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine entsprechende Grei­ feinrichtung zu schaffen, die zur Durchfuhrung der erfindungsgemäßen Verfahren geeig­ net ist und vorzugsweise an ein lineares Handhabungssystem für Lagersysteme anbaubar sein soll.

Die gemäß Erfindung vorgesehene Problemiösung für das Kommissionierungsverfahren ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Indem die Greifeinrichtung vertikal abgesenkt wird und die Greifelemente in das Innere eines betreffenden Behälters eintauchen, diesen dem­ entsprechend von innen her greifen, ist es möglich, auch in schmale "Schluchten" zwi­ schen benachbarten Behälterstapeln hinabzufahren und einen Behälter aufzunehmen oder abzusetzen. Indem die Greifelemente zum Behälteräußeren beispielsweise verschwenkt und mit dem Behälter in Eingriff gebracht und verspannt werden, ergibt sich eine innige und feste Verbindung zwischen Greifeinrichtung und Behälter, so daß auch trotz der er­ höhten Trägheitskraft eines vollen Getränkekastens hohe Beschleunigungswerte möglich sind.

Die erfindungsgemäße Problemiösung zum Aufeinanderstapeln von Behältern ergibt sich aus dem Patentanspruch 2. Auf der Basis dieses Lösungsgedankens wird zunächst eine nicht exakt oberhalb eines bereits bestehenden Behälterstapels befindliche, in horizontaler Richtung geringfügig versetzte Position angefahren. Daraufhin wird der Behälter soweit abgesenkt, bis er auf dem obersten Behälter des angefahrenen Stapels aufsitzt. Dabei wird die zugehörige Behälterhöhe gemessen und in einem übergeordneten, compu­ tergestützten Steuerungssystem gespeichert. Sodann wird der Behälter wieder angeho­ ben und an die exakte horizontale (Soll-)Position des Behälterstapels gefahren und dort bis zum Aufsitzen abgesenkt. Dabei wird die neue Behälterhöhe ermittelt und mit der vorangehenden verglichen. Nur dann, wenn der zweite Höhenwert um einen vorgegebe­ nen Minimalwert von einigen Millimetern entsprechend der Tiefe der Abstufung am Be­ hälterboden niedriger ist als der erste Höhenwert, wird die Greifeinrichtung gelöst; an­ dernfalls wird eine wiederum versetzte Horizontalposition angefahren und der Absetzver­ such solange wiederholt, bis eine Horizontalposition gefunden ist, bei der eine um den Minimalwert erniedrigte Höhe festgestellt wird.

Durch ein derartiges Try-and-Error-Verfahren ist es einer vollautomatischen Kommis­ sionierungsanlage möglich, festzustellen, ob ein oben auf einem Behälterstapel aufge­ setzter Behälter tatsächlich mit seiner am Rand des Unterbodens umlaufenden Hohlkehle auf der durch den oberen Rand eines darunter befindlichen Behälters gebildeten Stützflä­ che vollflächig aufgesetzt und dadurch einerseits zentriert sowie andererseits eben aus­ gerichtet ist. Dies ist notwendig, um eine stabile und gerade Stapelung sicherzustellen, damit der ohnehin nur geringe Abstand zwischen benachbarten Stapeln erhalten bleibt und keine Gefahr besteht, daß sich ein Behälter beim Anheben oder Absenken an einem Nachbarstapel verhakt und diesen dadurch verschiebt oder anderweitig in Unordnung bringt.

In zweckmäßiger Ausbildung des erfindungsgemäßen Stapel-Verfahrens wird zunächst eine leicht versetzte Position angefahren, bei der die Hohlkehle des Behälters sich mit Sicherheit nicht über dem als Stützfläche ausgebildeten Rand des darunter befindlichen Behälters befindet, und der Unterboden somit nicht in die lichte Öffnung des darunter befindlichen Behälters eintauchen kann. Der oberste Behälter sitzt nun sozusagen "schief" auf dem Stapel auf. Nun wird diese "falsche" Höhe gemessen und abgespeichert. Daraufhin hebt das Kommissionierungssystem den an der Greifeinrichtung hängenden Behälter wieder an und versucht, ihn an dem exakten, im Speicher abgelegten Horizon­ tal-Positionswert des Behälterstapels abzusenken. Sofern der untere Behälter sich genau an seiner Sollposition befindet, gelingt das Absetzen, d. h., der von der Hohlkehle um­ grenzte Teil des Unterbodens des obersten Behälters fluchtet mit der lichten Öffnung des unteren Behälters und kann beim Absenken in diese Öffnung eintauchen, bis der obere Behälter mit seiner Hohlkehle auf dem als Stützfläche ausgebildeten Rand des unteren Behälters aufsitzt. Nun sitzt der obere Kasten "gerade" auf dem darunter befindlichen, und weil der Unterboden um die Höhe der Hohlkehle in die lichte Öffnung des unteren Kastens eingetaucht ist, ist seine Position nun um die Höhe der Hohlkehle niedriger als beim ersten Versuch. Ein Steuerungscomputer bildet nun die Differenz zwischen den beiden gemessenen Höhen und stellt fest, ob sich der resultierende Wert etwa in der Größenordnung der Hohlkehlen-Tiefe bewegt. Ist dies der Fall, erkennt der Computer, daß der Absetzvorgang gelungen ist, und gibt den Befehl zum Lösen der Greifeinrich­ tung. Ist der Absetzvorgang dagegen mißlungen, weil sich der untere Behälter nicht ge­ nau an seiner Sollposition befand, so konnte der Unterboden des oberen Behälters nicht in die Öffnung des unteren Behälters eintauchen, und der Behälter sitzt demzufolge abermals "schief" auf dem Behälterstapel. Der Computer erkennt nun, daß der Kasten nicht um ein etwa der Hohlkehlentiefe entsprechendes Mindestmaß niedriger sitzt als bei dem ersten Versuch, und muß nun an einem geringfügig verschobenen Ort einen neuen Absetzvorgang versuchen. Dabei werden die einzelnen Absetzversuche vorzugsweise an etwa kreisförmig um die exakte Sollposition verteilten Orten vorgenommen. Die Grei­ feinrichtung wird jedoch nicht gelöst, bis die für das "Einrasten" des Behälters charakte­ ristische Höhendifferenz festgestellt werden konnte.

Die erfindungsgemäße Greifeinrichtung ist in Anspruch 6 beschrieben. So braucht der maximale, horizontale Querschnitt der Greifeinrichtung den maximalen, horizontalen Querschnitt eines Behälters andernfalls um ein nur geringes Maß zu überragen. Die von den Greifelementen aufgespannte, horizontale Fläche liegt vollständig innerhalb der von dem oberen Rand umschlossenen, lichten Öffnung. Die Greifelemente sind innerhalb des Behälters nach außen bewegbar, beispielsweise verschwenkbar und können so in Anlage und/oder in Eingriff an bzw. mit gegenüberliegenden Innenwänden des Behälters ge­ bracht werden.

Diese Greifeinrichtung ist so konzipiert, daß sie in die "Schluchten" zwischen den Behäl­ terstapeln abgesenkt werden kann, ohne an den benachbarten Stapeln entlangzustreifen, selbst wenn der Abstand zwischen nebeneinanderstehenden Stapeln nur einige Millimeter beträgt. Ganz vorteilhaft ist daher die genannte Querschnittsbedingung. Weiterhin sind die Greifelemente so angeordnet, daß sie einen Behälter nicht von außen, sondern von innen ergreifen. Sie müssen daher beim Absenken der Greifeinrichtung in die lichte Öff­ nung des Behälters eintauchen können, wozu die genannte Flächenbedingung zweckmä­ ßig ist. Um mit dem Behälter von innen her verspannt werden zu können, müssen die Greifelemente nach außen bewegbar ausgebildet sein. Selbst in diesem, nach außen bei­ spielsweise geschwenkten Zustand dürfen die Greifelemente bspw. beim Durchgreifen von Grifföffnungen an den Behälterseiten allenfalls um ein geringes Maß über die Behäl­ tergrundfläche hinausragen. Zum Verspannen und/oder Einhaken der Greifelemente an den Behältern sind unterschiedliche Prinzipien denkbar. So ist es bspw. möglich, in allen vier Behälterecken je einen etwa senkrechten Stab mit Friktionsbelag anzuordnen, der etwa diagonal bezüglich der Kastengrundfläche nach außen geschwenkt wird und dabei reibschlüssig an der Innenwand des Behälters anliegt. Konstruktiv einfacher und überdies auch zuverlässiger ist dagegen eine Anordnung mit Haken, welche die Griffleisten, wel­ che bei Getränkekästen immer vorhanden sind, von innen umgreifen und im Bereich der Grifföffnung ihre Hakennase nach außen schwenken, um den Behältergriff auf diese Art ähnlich einer menschlichen Hand von innen zu untergreifen.

Ein bevorzugtes Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Greifeinrichtung nennt Anspruch 23. Denn beim gegenwärtigen Stand der Technik sind sog. "Linear-Handlings" in standar­ disierten Bauformen erhältlich. Durch Anbau der erfindungsgemäßen Greifeinrichtung an ein derartiges Linear-Handling mit einer langen, schlanken Z-Achse läßt sich ein Linear-Roboter fertigen, der in der Lage ist, computergesteuert großflächige Lagerbereiche von aufeinandergestapelten Getränkekästen zu verwalten und zu bedienen, je nach Wunsch eines Kunden und von dessen Tastendruck gesteuert einen Kasten mit einer bestimmten Getränkesorte auszuwählen, zu ergreifen und zu einem Rollenförderer zu transportieren, von wo der betreffende Kasten zum Ausgabeterminal rollt, wie auch zurückgegebenes Leergut in Form von leeren oder vollen Getränkekästen von einem anderen Rollenförde­ rer zu entnehmen und auf einer eigens zur Aufnahme des Leerguts bereitgestellten Palet­ te abzusetzen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Aus­ führungsbeispiele der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:

Fig. 1 in schematischer Vorderansicht ein Linear-Handling-System gemäß der Erfindung zur Kommissionierung von Getränkekästen,

Fig. 2 das Detail II aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Fig. 2 in Richtung des Pfeils III in Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Fig. 3 in Richtung des Pfeils IV in Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 2,

Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf ein vollautomatisches Getränketerminal mit erfindungsgemäßem Lagersystem, und

Fig. 7 einen groben Ablaufplan für einen beispielhaften Abstapel-Algorithmus gemäß Erfindung.

Das Linear-Handling-System 1 gemäß Fig. 1 kann Teil sein eines Getränkeautomaten zur vollautomatischen Ausgabe von Getränkekästen, wie beispielsweise aus der EP 0 590 646 A2 bekannt. Es besteht im vorliegenden Fall aus zwei Linear-Robotern 2. Jeder Li­ near-Roboter 2 umfaßt eine, von etwa vier bis fünf Säulen 3 mit einer Höhe von je etwa 2,5 m getragene horizontale Fahrschiene 4 mit einer Länge von etwa 20 bis 25 m. Ent­ lang der Schiene 4 ist der obere, bewegliche Teil des Linear-Roboters 2 verfahrbar ange­ ordnet. Dieser Teil umfaßt eine Führung 5 für einen im rechten Winkel zur Fahrschiene 4, jedoch ebenfalls horizontal sowie parallel zu seiner Längsachse verfahrbaren Tragbal­ ken 6. An einem Ende 7 des Tragbalkens 6 ist eine weitere Führungseinrichtung 8 ange­ ordnet, in der die vertikale z-Achse 9 des Linear-Roboters 2 heb- und senkbar aufge­ nommen ist. Am unteren Ende 10 der z-Achse 9 befindet sich eine erfindungsgemäße Greifeinrichtung 11 für einen Getränkekasten 12. Die Greifeinrichtung 11 ist in den Fig. 2 bis 5 in einem größeren Maßstab dargestellt.

Die Greifeinrichtung 11 weist an ihrem oberen Abschluß eine Befestigungsplatte 13 auf, die an das untere Ende 10 der z-Achse 9 planparallel angeschraubt wird. An der Unter­ seite 14 ist in allen vier Ecken der rechteckigen Befestigungsplatte 13 je ein Führungszy­ linder 15 mit vertikal nach unten weisender Längsachse 16 angeschraubt. In diesen Füh­ rungszylindern ist je eine Führungsstange 17, die als vertikal nachgiebiges Aufprall-Dämp­ fungselement dient, längsverschieblich aufgenommen. An die unteren Stirnseiten 18 der vertikalen Kolbenstangen 17 ist eine ebenfalls horizontale Tragplatte 19 ange­ schraubt.

An der Unterseite 20 der Tragplatte 19 wiederum sind zwei zueinander parallele Reihen von Führungselementen 21 befestigt, in denen je ein Führungsprofil 22 horizontal ver­ schiebbar aufgenommen ist. Mit der Unterseite der Profile 22 ist eine weitere, horizontale Platte 23 verschraubt, die aufgrund der geführten Verbindung 21, 22 gegenüber der Tragplatte 19 horizontal verschiebbar ist. Die horizontale Verstellmöglichkeit zwischen den Platten 19, 23 dient zur Anpassung der Greifeinrichtung an Getränkekästen mit un­ terschiedlichen Grundflächen-Formaten.

Um die untere Platte 23 gegenüber der Tragplatte 19 computergesteuert und vollauto­ matisch verfahren zu können, ist ein Elektromotor 24 (vgl. Fig. 5) vorgesehen, der mit vertikal ausgerichteter Drehachse 25 oben auf der Tragplatte 19 befestigt ist. An dem unteren, durch die Tragplatte 19 hindurchgeführten Wellenende des Elektromotors 24 befindet sich ein Zahnrad 26, welches mit einer Zahnstange 27 kämmt, die sich parallel zu den Führungsprofilen 22 erstreckt und mit der unteren Platte 23 verschraubt ist.

Während die Tragplatte 19 die Befestigungsplatte 13 in Längsrichtung der Profile 22 an einer Seite überragt, ragt die darunter befindliche Platte 23 an der gegenüberliegenden Seite der Befestigungsplatte 13 über diese hinaus. An den jeweils überstehenden Berei­ chen ist je ein Zentrierungselement 28 angeordnet, dessen Außenkante 29 als einziges Teil der gesamten Greifeinrichtung 11 über den Umfangsrand 30 eines Getränkekastens 12 geringfügig hinausragt.

Vermittels je einer nach unten gerichteten Nase 31 wird der Umfangsrand 30 dabei zen­ trierend umfaßt. Zur Behältermitte zu schließt sich an die Nase 31 je ein ebener Bereich 32 an, mit dem die Greifeinrichtung 11 auf der oberseitigen Stützfläche 33 (vgl. auch Fig. 1) des betreffenden Getränkekastens 12 aufgesetzt wird. Sobald die betreffenden Flächen 32 voll aufliegen, senken sich die Platten 23, 19 beim weiteren Absenken der Befesti­ gungsplatte 13 vermittels der z-Achse 9 nicht mehr weiter ab, so daß die Kolben 17 in­ nerhalb der Führungszylinder 15 nach oben gleiten. Hierdurch werden Endschalter betä­ tigt, die der Steuerung melden, daß die Greifeinrichtung 11 nun auf dem oberen Rand 33 eines Getränkekastens 12 aufsitzt.

Etwa mittig auf den die Befestigungsplatte 13 nach außen überragenden Teilen der Plat­ ten 19, 23 ist je ein pneumatischer Hubzylinder 34 mit vertikaler Längsachse 35 festge­ schraubt. Der nach oben ragende Kolben 36 des Hubzylinders 34 ist mit einer horizonta­ len Platte 37 verschraubt, die auf diese Art vermittels des Hubzylinders 34 pneumatisch angehoben oder abgesenkt werden kann.

Jede der beiden Platten 37 ist etwa länglich geformt, wobei in den beiden erweiterten Bereichen je eine Durchführung 38 für einen vertikalen zylindrischen Greiferschaft 39 angeordnet ist. Der Schaft 39 ist vermittels eines Kugellagers 40 um seine Längsachse 41 drehbar in der betreffenden Durchfuhrung 38 aufgenommen. Oberhalb des Kugellagers 40 und der Platte 37 ist an jedem vertikalen Schaft 39 eine geschlitzte Muffe 42 vermit­ tels einer Spannschraube 43 unverrückbar festgeklemmt. Gleichermaßen sind an der Un­ terseite der Platte 37 Muffen 44 an den Schäften 39 festgeklemmt, so daß diese zwar um ihre Längsachse 41 drehbeweglich in den Führungen 38 aufgenommen, in Längsrichtung jedoch unverrückbar festgelegt sind. Die Schäfte 39 werden daher gleichzeitig mit den Platten 37 von den Hubzylindern 34 angehoben oder abgesenkt, wobei sie durch weitere Durchführungen 38a innerhalb der Platten 19, 23 gleiten.

Um die Schäfte 39 um ihre Längsachsen 41 verdrehen zu können, dienen Elektromotoren 45, deren vertikale, nach unten ragenden Wellen 46 mit den Schäften 39 fluchten. Die Gehäuse der Elektromotoren 45 sind mit Hilfe von Bügeln 47 an Verbindungselementen 48 festgeschraubt, welche sich wiederum auf der betreffenden Platte 37 abstützen. Hier­ durch kann das von den Elektromotoren 45 erzeugte Drehmoment ständerseitig auf die Befestigungsplatte 37 abgeleitet werden. Die Wellenenden 46 der Elektromotoren 45 sind über je einen Drehmomentaufnehmer 49 drehfest mit den Schäften 39 verbunden.

An den unterseitigen Enden 50 der Schäfte 39 ist je ein hakenartiger, horizontal auskra­ gender Fortsatz 51 angeformt.

Beim Absenken der Greifeinrichtung 11 auf eine Getränkekiste 12 sind die Schäfte 39 so gedreht, daß die Hakennasen 51 der an ein und derselben Platte 37 angeordneten Schäfte 39 direkt aufeinander zu weisen. Hierdurch ist es den Schäften 39 bei entsprechender Einstellung der unteren Platte 23 entlang ihrer Führungseinrichtung 21, 22 vermittels des Stellmotors 24 möglich, zwischen der Innenseite 52 des Behälterrandes 30 und den Fla­ schenhälsen 53 in den Getränkekasten 12 einzutauchen.

Sobald die Endschalter ein Aufsetzen der Greifeinrichtung auf dem Behälterrand 33 mel­ den, werden die Schäfte 39 so gedreht, daß die Hakennasen 51 nach außen zeigen. Dies wird durch einen an einer der Muffen 42, 44 angeordneten Anschlag bewerkstelligt, der mit einem entsprechenden Gegenelement der betreffenden Befestigungsplatte 37 zusam­ menwirkt. Sobald eine entsprechende Winkelstellung des Schaftes 39 erreicht ist, ist eine weitere Verdrehung dementsprechend unmöglich gemacht und der zugehörige Drehmo­ mentaufnehmer 49 meldet ein erhöhtes Drehmoment. Dieses Signal wird von der Steue­ rung ausgewertet und gibt dadurch den Anlaß zum Stillsetzen des entsprechenden Elek­ tromotors 45.

Sodann werden die Hubzylinder 34 aktiviert und heben die Befestigungsplatten 37 und mit diesen die Schäfte 39 und die nach außen ragenden Hakennasen 51 an. Infolge des fest eingestellten Pneumatik-Druckes ergibt sich eine feste Anpreßkraft zwischen den Hakennasen 51 und den Unterseiten 54 der Griffleisten 55 des Getränkekastens 12. Durch diesen Druck ist unabhängig von der Höhe der Griffleisten 55 eine gleichbleibend feste Verbindung zwischen der Greifeinrichtung 11 und dem Behälter 12 geschaffen, so daß dieser nun angehoben und ohne Beachtung von Beschleunigungswerten verfahren werden kann. Beim Lösen der Greifeinrichtung nach Absetzen eines Behälters 12 wird in umgekehrter Reihenfolge verfahren.

Da nur die Nasen 51 geringfügig über den Umfangsrand 30 der Getränkekiste 12 hinaus­ ragen, ist eine sehr enge Schlichtung mit einem gegenseitigen Abstand von wenigen Mil­ limetern möglich. Die von innen nach außen greifenden Greifelemente 39 werden nicht durch benachbarte Getränkekästen beeinflußt und finden aufgrund ihrer Abmessungen zwischen der Griffleiste 52 und benachbarten Flaschen 53 Platz. Aufgrund der festen Anpreßkräfte vermittels der Hubzylinder 34 können auch schwere Getränkekästen mit hohen Beschleunigungswerten verfahren werden. Durch die Verstellmöglichkeit 21, 22 kann ein und dieselbe Greifeinrichtung zum Greifen unterschiedlichster Getränkekästen wie Bier-, Sprudel-, Cola- und Saftkästen verwendet werden.

Gemäß Fig. 6 weist das vollautomatische Getränketerminal zwei Kundenterminals 60 mit Leerguterkennung, Electronic-Cash, Touchscreen-Monitor usw. auf, welche zum erfin­ dungsgemäßen Lagersystem führen. Dieses ist im wesentlichen aus zwei Kastenläger 61, 62 gebildet, die nebeneinander parallel und im Abstand voneinander verlaufen. An deren voneinander abgewandten Längsseiten ist je ein Linearroboter 63, 64 angeordnet, der längs linearer Achsen x, y, z verfahrbar ist. Die Bewegungsachse x verläuft senkrecht, die Bewegungsachse y parallel und entlang der Längsseite des jeweiligen Kastenlagers 61, 62, und die z-Achse verläuft senkrecht zur Zeichenebene. Der Abstand der beiden Ka­ stenlager 61, 62 wird durch eine dazwischenbefindliche Auslagerstrecke 65 definiert, die an den Kundenterminals 60 endet. Von einem Leergutspeicher 66 rührt eine Rollenbahn für Palettenzufuhrung 67 quer in die beiden Kastenläger 61, 62.

Wie an sich bekannt, umfaßt das vollautomatische Getränketerminal des weiteren ein Anlieferterminal 68 für die Einlagerung von Vollgutpaletten und die Auslagerung von Leergutpaletten unter Eingabe der Getränkesorten über Artikelnummern mittels PC, ein Palettenlager 69, Regalförderfahrzeuge, einen Kompressorraum 70 usw.

Gemäß Fig. 7. kann im Rahmen der Erfindung der Abstapel-Algorithmus nach dem darin dargestellten "Try-and-Error"-Verfahren ablaufen: Im Greifmodul 71 wird der Kasten oder Behälter fehlerfrei durch das Greifsystem aufgenommen. In einem nachfolgenden Berechnungsmodul 72 wird intern im Steuerungscomputer die Sollposition zum Aufsit­ zen exakt oberhalb des bestimmten Behälterstapels berechnet. Das Berechnungsergebnis kann zweidimensional durch x,y-Koordinaten dargestellt sein. Sodann wird im An­ fahrmodul 73 diese exakte Soll-Position x, y angefahren, jedoch danach der Kasten oder Behälter wieder angehoben. In einem Annäherungsmodul 74 wird eine geringfügig ver­ setzte Annäherungsposition x′, y′ berechnet, die dann im nachfolgenden Anfahrmodul 75 angefahren wird. Dabei wird der Kasten oder Behälter in der Annäherungsposition x′, y′ abgelegt, wobei die Vertikalkoordinate z1 bzw. die Ablagehöhe ermittelt wird. Ferner wird im Modul 75 ein intern im Steuerungscomputer angelegter Zähler für die Anzahl durchgeführter Versuche zu Null initialisiert.

In einem weiteren Anfahrmodul 76 wird der Kasten oder Behälter angehoben und mit diesem die exakte Soll-Position x, y angefahren. Ferner wird die zweite z-Koordinate z2 bzw. Höhe des Kastens in der versetzten Position ermittelt. Im nachfolgenden Ver­ gleichsmodul 77 werden die beiden ermittelten z-Koordinaten bzw. Höhen z1 und z2 miteinander verglichen, beispielsweise voneinander abgezogen, wobei die Differenz mit einem im Steuerungscomputer hinterlegten Wert verglichen wird. Ist die zweite gemes­ sene Höhe z2 kleiner als die zuerst gemessene Höhe z1, ist der Kasten richtig positio­ niert, und im Lösemodul 78 kann das Greifsystem gelöst werden. Ist die zweite Höhe z2 nicht kleiner als die erste, wird gemäß Algorithmusprogramm ein weiterer Vergleichs­ modul 79 durchlaufen, der überprüft, ob nicht bereits eine bestimmte Anzahl durchge­ führter Versuche überschritten worden ist. Wenn ja, wird in einem weiteren Programm­ modul 80 festgestellt, daß die x,y-Koordinaten einen geeigneten Abstellplatz für den ergriffenen Behälter oder Kasten bezeichnen. Ist die maximale Versuchszahl nicht über­ schritten, wird in einem Anhebe- und Vorgabe-Modul 81 eine neue, versetzte Soll-Position berechnet, in der ein weiterer Absetzversuch zu unternehmen ist, indem in den Programmfluß nach dem Modul 75 und vor dem Modul 76 hineinverzweigt wird.

Claims (26)

1. Verfahren zum Kommissionieren und/oder Transportieren von nach oben offenen Behältern (12) mit einem Unterboden sowie gegenüberliegenden Seitenwänden, insbesondere Getränkekästen mit etwa rechteckigem Unterboden sowie vier Sei­ tenwänden, wobei die Behälter (12) in einem oder mehreren Lagerbereichen zu nebeneinanderstehenden Stapeln aufeinandergestellt werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Greifeinrichtung (11) von oben auf den zu greifenden Behälter (12) abgesenkt wird, bis mehrere Greifelemente (39, 51) der Greifeinrichtung (11) von oben in das Innere des zu greifenden Behälters (12) eintauchen, daß darauf­ hin die Greifelemente (51) nach außen bewegt und mit dem Behälter (12) in Ein­ griff gebracht und/oder verspannt werden, und daß der Behälter (12) schließ­ lich von der Greifeinrichtung (11) angehoben und an einen Zielort transportiert wird.

2. Verfahren zum Aufeinanderstapeln von mit einer Greifeinrichtung (11) erfaßba­ ren, nach oben offenen Behältern (12), insbesondere von Getränkekästen mit ei­ nem etwa rechteckigen Unterboden und vier Seitenwänden, wobei die Behälter (12) eine durch ihren oberen Rand gebildete Stützfläche (33) sowie eine am Um­ fang ihres Unterbodens umlaufende Vertiefung insbesondere in Form einer Hohl­ kehle oder Abstufung aufweisen, um darin den die lichte Öffnung umschließenden oberen Rand eines darunter befindlichen Behälters (12) zentrierend einsetzen zu können, insbesondere im Rahmen des Kommissionier- und Transportverfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst mit einem von der Greifeinrichtung (11) erfaßten Behälter (12) eine vorbestimmte Annäherungspo­ sition schräg oberhalb eines bereits bestehenden Behälterstapels angefahren und daraufhin der Behälter (12) soweit abgesenkt wird, bis er auf dem obersten Behäl­ ter (12) des Stapels zumindest teilweise aufsitzt, dann die entsprechende Be­ hälterhöhe gemessen und gespeichert wird; sodann der Behälter (12) wieder an­ gehoben und an eine vorbestimmte horizontale Sollposition zum Aufsitzen exakt oberhalb des Behälterstapels gefahren und dort bis zum Aufsitzen abgesenkt wird, wobei die neue Behälterhöhe gemessen wird; beide Behälterhöhen miteinander verglichen werden, und nur dann, wenn der zweite Wert um einen vorgegebenen Minimalwert von vorzugsweise einigen Millimetern niedriger ist als der erste Wert, die Greifereinrichtung (11) gelöst wird; andernfalls so lange eine neue Soll­ position horizontal versetzt zum Anfahren exakt oberhalb des Behälterstapels bestimmt und und der Absetzversuch wiederholt werden, bis eine Horizontal­ position gefunden ist, bei der eine um den Minimalwert erniedrigte Höhe festge­ stellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalwert der Tiefe beziehungsweise Höhe der Vertiefung entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils neue Sollposition bestimmt wird, indem die vorbestimmte und/oder vorangehende Sollposition um horizontale Koordinatenwerte verändert wird, welche entspre­ chend den Abmessungen des jeweiligen Behältertyps vorbestimmt sind.

5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils neue Sollposition an kreisartig um die vorbestimmte und/oder vorangehende Sollposition verteilten Orten bestimmt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unmit­ telbar nach dem Aufnehmen eines zu stapelnden Behälters die exakte Sollposition angefahren und wieder mit dem Behälter verlassen wird.

7. Greifeinrichtung (11) für nach oben offene Behälter (12), insbesondere Getränke­ kästen, welche Greifeinrichtung längs eines oder mehrerer zum Boden verlaufen­ der Führungs- und Hubmittel (8, 9, 13) verstellbar ist und mehrere Greifelemente (39, 51) aufweist, die durch steuerbare Stellmittel (24, 25, 26, 27) etwa quer zu den Hubmitteln (8, 9, 13) bewegbar sind, insbesondere zur Durchführung des Verfah­ rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Greifelemen­ te (39, 51) derart angeordnet und mit den Quer-Stellmitteln (24, 25, 26, 27) gekop­ pelt sind, daß sie bei deren Betätigung gleichzeitig und/oder synchron in Anlage an und/oder in Eingriff mit gegenüberliegenden Innenwänden (52) des Behälters bringbar sind.

8. Greifeinrichtung (11) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Quer-Stellmittel mit einem Stellantrieb (24, 25, 26, 27) realisiert sind, mit dem die gegen­ überliegenden Greifelemente (39, 51) gemeinsam und im einander entgegengesetz­ ten Antriebssinn gekoppelt sind.

9. Greifeinrichtung (11) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Greifelemente (39, 51) an je einem Tragelement (19, 23) angebracht sind, die gegeneinander beweglich geführt und durch die Quer-Stellmittel (24, 25, 26, 27) angetrieben sind.

10. Greifeinrichtung (11) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß deren Grundform oder -grundriß weitgehend durch die gegeneinander angetriebenen, vorzugsweise plattenartigen Tragelemente (19, 23) bestimmt ist.

11. Greifeinrichtung (11) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch verstellbare Zentrierfortsätze (28, 29, 31), die zum Überstehen und Hintergreifen des Umfangsrandes (30) des Behältnisses nach beziehungsweise von außen aus­ gebildet sind.

12. Greifeinrichtung (11) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einem Greifelement (39, 51) ein Zentrierfortsatz (28, 29, 31) zugeordnet ist.

13. Greifeinrichtung (11) nach Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zentrierfortsätze (28, 29, 31) an Außenränder der insbesondere plattenarti­ gen Tragelemente (19, 23) angesetzt sind.

14. Greifeinrichtung (11) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Greifelemente (39, 51) eine schaft- oder stabartige Grundform auf­ weisen.

15. Greifeinrichtung (11) nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die Greifelemente (39, 51) Eingriffsmittel wie beispielsweise Friktionsbe­ läge, Rasten, Hakennasen (51) und/oder sonstige Vorsprünge aufweisen.

16. Greifeinrichtung (11) nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Eingriffsstellorgane (45, 46, 49), welche mit den Eingriffsmitteln zu deren Betäti­ gung gekoppelt sind.

17. Greifeinrichtung (11) nach Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingriffsstellorgan (45, 46, 49) mit einem Drehantrieb (45) realisiert ist, der mit dem oder den Greifelementen (39, 51) und insbesondere deren Hakennasen (51) oder Vorsprüngen zu deren Verdrehung gekoppelt ist.

18. Greifeinrichtung (11) nach einem der Ansprüche 7 bis 17, gekennzeichnet durch eine rechteckige, insbesondere Getränkekästen entsprechende Grundform, wobei an gegenüberliegenden Seitenrandbereichen jeweils mindestens zwei Greifelemen­ te (39, 51) und/oder mindestens je ein Zentrierfortsatz (28, 29, 31) angeordnet sind.

19. Greifeinrichtung (11) nach einem der Ansprüche 7 bis 18, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Aufprall- und/oder Dämpfungselemente (15, 16, 17), die in die Verbindung mit den Hubmitteln (8, 9, 13) eingefügt sind.

20. Greifeinrichtung (11) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf­ prall- und/oder Dämpfungselemente (15, 16, 17) längsverstellbar und/oder ineinan­ der teleskopartig verschiebbar ausgeführt sind und in ihrer Längenänderung mit einer Sensorik, beispielsweise Endschalter, gekoppelt sind, deren Ausgangssignale einer Steuerung zugeleitet sind.

21. Greifeinrichtung (11) nach Ansprüche 20 und 16 oder 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuerung ausgangsseitig mit wenigstens einem Eingriffsstellorgan (45, 46, 49) verbunden und zur Umsetzung der Längensensoriksignale der Auf­ prall- und/oder Dämpfungselemente (15, 16, 17) in Ansteuerungssignale für das oder die Eingriffsstellorgane (45, 46, 49) ausgebildet ist.

22. Greifeinrichtung (11) nach einem der Ansprüche 7 bis 21, gekennzeichnet durch zweite, zum Behälter-Boden gerichtete Führungs- und Hubmittel (34, 35, 36, 37, 38), die an einem Tragrahmen, gegebenenfalls den Tragelementen (19, 23), abgestützt sind, und mit denen wenigstens ein Greiferelement (39, 51) zur Verstellung gegenüber dem Tragrahmen und/oder zum Andruck an eine Behäl­ terober- oder unterseite (33, 54) gekoppelt ist.

23. Greifeinrichtung (11) nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine mit dem oder den Eingriffsstellorganen (45, 46, 49) gekoppelte Steuerung, die nach Betätigung der Eingriffsstellorgane die zweiten Führungs- und Hubmittel (34, 35, 36, 37, 38) zur Verstellung der Greiferelemente (39, 51) aktiviert.

24. Lagersystem für Behältnisse, insbesondere Getränkekästen, mit einem ersten, vor­ zugsweise in drei Raumrichtungen (x, y, z) verfahrbaren Handhabungssystem (63), das zur Kommissionierung und/oder zum Transport der Behältnisse eines ersten Behältnis-Lagerbereichs (61) angeordnet ist und eine Greifeinrichtung insbeson­ dere nach einem der Ansprüche 6 bis 22 aufweist, gekennzeichnet durch einen zweiten gleichartigen Behältnis-Lagerbereich (62) und ein diesem zugeordnetes, zweites, gleichartiges Handhabungssystem (64), die jeweils parallellaufend bezie­ hungsweise parallelliegend zu den erstgenannten Komponenten angeordnet sind, wobei die beiden nebeneinanderliegenden Behältnis-Lagerbereiche (61, 62) von­ einander beabstandet und durch eine oder mehrere gemeinsame Auslagerstrecken (65) und/oder Rollenbahnen (67) miteinander verkoppelt sind.

25. Lagersystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslagerstrecke (65) und/oder Rollenbahn (67) zwischen den beiden Lagerbereichen (61, 62) liegt.

26. Lagersystem nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Handhabungssysteme (61, 62) mit einer bodenparallelen Raumachse (y) längs je einer der beiden parallelen und einander abgewandten Seiten der beiden Lagerbe­ reiche (61, 62) verfahrbar sind.