DE19527832A1 - Vorrichtung zum Beschicken und Entleeren von Industriebacköfen und Verfahren zum Betrieb einer derartigen Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Beschicken und Ent­ laden industrieller Backöfen, welche längs der Vorderseite der Backöfen programmgesteuert verfahrbar ist.

Derartige Vorrichtungen arbeiten als Robotersysteme und bewegen sich beispielsweise in einem Geschwindigkeitsbereich von 1,2 m bis 0,4 m/sec. vor industriellen Backöfen, also beispielsweise vor 3 bis 7 Etagenöfen. Dementsprechend ist der Bewegungsbereich einer derartigen Vorrichtung beispielsweise 21 m lang und nahezu 4 m tief.

Dieser Bewegungsbereich muß abgesichert werden, um ein An- bzw. Wei­ terlaufen der Vorrichtung für den Fall zu verhindern, daß Objekte oder Personen sich im Bewegungsbereich oder in dessen unmittelbarer Nähe aufhalten.

Eine derartige Absicherung ist insbesondere an Ofensystemen von großer Bedeutung, bei denen gemischt mit manueller Beschickung und automati­ scher Beschickung über eine Vorrichtung der in Betracht stehenden Art gearbeitet wird.

Bei gattungsgemäßen Vorrichtungen zum Beschicken und Entladen von Backöfen der in Betracht stehenden Art sind zur Absicherung verschiedene Lösungen bekannt:
Es kann ein Schutzzaun um die gesamte Anlage vorgesehen werden, der Tore aufweist, die durch Türverriegelungsschalter gesichert sind. Weiter können Lichtvorhänge oder Lichtgitter oder eine Kombination hiervon mit feststehenden Umzäunungen vorgesehen sein. Weiterhin ist es zur Gefah­ renreduzierung bekannt, die Vorrichtung nur sehr langsam verfahren zu lassen und Not-Aus-Elemente an Gefahrstellen vorzusehen. Letztlich ist noch eine Tot-Mann-Steuerung bei langsamer Bewegungsgeschwindigkeit be­ kannt, welche eine Bewegung der Vorrichtung nur dann möglich macht, wenn ein Bewegungsschalter durch eine Aufsichtsperson gedrückt gehalten wird.

All diese bekannten Systeme eignen sich nicht oder nur schlecht, wenn die Vorrichtung mit größerer Geschwindigkeit verfahren wird und wenn, wie eingangs erwähnt, in einem teilweise manuellen und automatischen Mischbetrieb gefahren wird.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß auch bei vergleichsweise hoher Bewegungsgeschwindigkeit unter Verzicht auf eine Bedienungsperson eine hohe Betriebssicherheit erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Vorrich­ tung wenigstens ein tastender Laser-Scanner angeordnet ist, dem eine Auswerteeinrichtung sowie wenigstens eine Warneinrichtung und/oder Ein­ richtung zum Anhalten der Vorrichtung nachgeordnet ist.

Durch einen derartigen Laser-Scanner ist es möglich, absolut zuverlässig Personen und Objekte festzustellen, die sich im Gefahrenbereich befinden oder in diesen Gefahrenbereich eindringen, wobei von besonderer Bedeu­ tung ist, daß die Erkennung nahezu ohne zeitliche Verzögerung erfolgt, so daß auch das Auslösen eines Alarms oder das Anhalten der Vorrichtung extrem kurzfristig möglich ist. Dementsprechend kann die Vorrichtung mit ihrer vollen Arbeitsgeschwindigkeit operieren, auch wenn sich keine Auf­ sichts- oder Bedienungsperson in der Nähe befindet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß mehrere, insbesondere drei, Laser-Scanner an dem Fahrwerk montiert sind. Da der Gefahrenbereich zur einen Seite hin durch Backöfen begrenzt wird und von dieser Seite her keine Personen in den Gefahrenbereich gelangen können, wird mit 3-Laser-Scannern der Bereich in die beiden Fahrtrichtungen und vor der Anlage zuverlässig abgedeckt.

Günstigerweise ist vorgesehen, daß die Laser-Scanner ca. 20 cm über dem Boden angeordnet sind. Hierdurch werden nicht nur Personen detektiert, sondern auch Gegenstände, wie z. B. Transportwagen oder dergleichen.

Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, daß jeder Laser-Scanner einen Winkelbereich bis zu 180° abtastet, so daß die Möglichkeit besteht, daß sich die Abtastbereiche überlappen, wodurch die Reaktionszeiten noch stärker verkürzt werden und die Bildung von Tot-Räumen zuverlässig ver­ hindert wird.

Wenn durch die Laser-Scanner ein Objekt erfaßt und ein Alarm ausgelöst wurde, muß eine Wiederaufnahme des Betriebes manuell eingeleitet werden. Hierzu ist ein Vor-Ort-Freigabeschalter vorgesehen, der kontrolliert nur dann betätigt werden kann, wenn eine Bedienungsperson die Gegebenheiten inspiziert hat.

Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Vorrichtung, wonach vorgesehen ist, daß der Abtastbereich der Laser-Scanner unterteilt ist in einen äußeren Vor­ warnbereich und einen inneren Kernbereich, wobei nach dem Erfassen eines Objekts im Vorwarnbereich ein akustisches und/oder visuelles Warn­ signal ausgelöst wird und/oder die Bewegung der Vorrichtung unterbro­ chen wird, wobei nach einem Nichtmehrvorhandensein des detektierten Ob­ jekts der Alarmzustand der Warneinrichtung und/oder die Unterbrechung der Bewegung wieder aufgehoben werden.

Hierdurch wird erreicht, daß das Einschreiten einer Bedienungsperson jedenfalls dann nicht erforderlich ist, wenn durch eine periphere Be­ einträchtigung eine Kollision mit der roboterartigen Vorrichtung zwar drohte, letztendlich aber nicht eingetreten ist, weil beispielsweise ein vorbeigehender Mitarbeiter oder ein vorbeifahrendes Transportfahrzeug sich wieder entfernt haben.

Schließlich kann es sich noch als günstig erweisen, daß nach dem Erfas­ sen eines Objekts im Kernbereich ein Wiederanfahren der Vorrichtung erst nach Betätigung des Vor-Ort-Freigabeschalters möglich ist, d. h. es wird - wie bereits erwähnt - sichergestellt, daß die Anlage nicht etwa den Be­ trieb wieder aufnimmt, obwohl noch eine Kollisionsgefahr droht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbei­ spieles näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer gattungsge­ mäßen Vorrichtung und

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Vorrichtung nach Fig. 1 die mit erfin­ dungsgemäßen Laser-Scannern ausgestattet ist.

Eine in der Zeichnung dargestellte roboterartige Vorrichtung 1 umfaßt ein Fahrgestell 2 und einen sich senkrecht von diesem weg nach oben er­ streckenden Rahmen 3, der durch Streben 4 an dem Fahrgestell 2 fixiert ist und an seiner Oberseite ein Querjoch 5 aufweist.

Eine Entnahmeeinrichtung 6 ist an dem Rahmen 3 über einen Elektromotor 7 höhenverstellbar gelagert, wobei ein an dem Fahrgestell 2 angeordneter Elektromotor 8 ein Verfahren der Vorrichtung in Richtung des Pfeils 9 er­ möglicht.

Dementsprechend kann eine Reihe 10 von Etagenbacköfen 11 mit Hilfe einer derartigen roboterartigen Vorrichtung 1 mit Backgut beschickt und nach Beendigung des Backvorganges wieder entladen werden.

Fig. 1 macht die Gefahrenproblematik bei einer derartigen schnellope­ rierenden roboterartigen Vorrichtung 1 deutlich, welche daraus resultiert, daß sich Personen vor der Reihe 10 von Etagenbacköfen 11 aufhalten kön­ nen, die dann bei einem Verfahren der roboterartigen Vorrichtung 1 mit dieser kollidieren können. In gleicher Weise kann es zu Kollisionen mit in diesem Bereich abgestellten Transportwägen oder dergleichen kommen.

Dabei ist zu unterscheiden zwischen einem Gefahren-Kernbereich 12 un­ mittelbar vor der Vorrichtung 1 und einem äußeren Vorwarnbereich 13, wobei der Aufenthalt einer Person in diesem Bereich die Gefahr beinhal­ tet, daß die Person kurzfristig in den Kernbereich 12 eindringen könnte.

Um dieser anhand von Fig. 1 allgemein veranschaulichten Gefahr zu be­ gegnen, ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1, wie in Fig. 2 darge­ stellt, mit Laser-Scannern 14 ausgestattet. Dabei ist ein Laser-Scanner 14a an der Vorderseite 15 des Fahrgestells 2 angeordnet und zwei Laser- Scanner 14b sind jeweils seitlich den Bereich der beiden möglichen Bewe­ gungsrichtungen (Pfeil 9) abtastend vorgesehen.

Wird ein Objekt von einem der Laser-Scanner 14 im Kernbereich erkannt, wird die Vorrichtung mit "Not-Aus" angehalten und kann erst nach "Quit­ tierung" wieder in Gang gesetzt werden. Bei einem Halt im Vorwarnbereich erfolgt die Weiterbewegung nach Entfernen des Objekts.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Beschicken und Entladen industrieller Backöfen, wel­ che längs der Vorderseite der Backöfen programmgesteuert verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorrichtung (1) wenigstens ein ta­ stender Laser-Scanner (14) angeordnet ist, dem eine Auswerteeinrichtung sowie wenigstens eine Warneinrichtung und/oder Einrichtung zum Anhalten der Vorrichtung (1) nachgeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, insbesondere drei, Laser-Scanner (14) an dem Fahrwerk (2) montiert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder La­ ser-Scanner (14) einen Winkelbereich von 60 bis 360° abtastet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Laser-Scanner (14) ca. 20 cm über dem Boden angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laser­ köpfe der Laser-Scanner (14) an der Vorrichtung (1) so angeordnet sind, daß sich ihre Abtastbereiche überlappen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Wie­ deranlaufen nach einer Bewegungsunterbrechung im Kernbereich ein Vor-Ort-Freigabeschalter vorgesehen ist.

7. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abtastbereich der Laser-Scanner (14) unterteilt ist in einen äußeren Vorwarnbereich (13) und einen inneren Kernbereich (12), wobei nach dem Erfassen eines Objekts im Vorwarnbereich (13) ein akusti­ sches und/oder visuelles Warnsignal ausgelöst wird und/oder die Bewe­ gung der Vorrichtung unterbrochen wird, wobei nach einem Nichtmehrvor­ handensein des detektierten Objekts der Alarmzustand der Warneinrichtung und/oder die Unterbrechung der Bewegung wieder aufgehoben werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erfassen eines Objekts im Kernbereich (12) ein Wiederanfahren der Vor­ richtung (1) erst nach Betätigung des Vor-Ort-Freigabeschalters möglich ist.