DE19959622C2

DE19959622C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Greifen sowie zum Beladen von Stückgut, insbesondere von Gepäckstücken

Info

Publication number: DE19959622C2
Application number: DE19959622A
Authority: DE
Inventors: Norbert Cottone
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2001-10-18
Anticipated expiration: 2019-12-11
Also published as: DE19959622A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Greifen sowie zum Beladen von Stückgut, insbesondere von Gepäckstücken. Bei dem Verfahren wird ein plattenförmiges Element bereitgestellt, das eine Schnittstelle zu einer Kinematik aufweist oder mit einer Kinematik verbunden ist. Das plattenförmige Element wird an das Stückgut angesetzt und zusammen mit dem Stückgut umreift, so dass plattenförmige Element am Stückgut anliegt und durch die Umreifung mit diesem verbunden ist. Anschließend wird die Kinematik gegebenenfalls über die Schnittstelle mit dem plattenförmigen Element verbunden. Auf diese Weise kann eine Vielzahl unterschiedlicher Gepäckstücke, insbesondere biegeschlaffes Gepäck, gegriffen und in jeder Orientierung in ein Ladehilfsmittel beladen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Greifen sowie zum Beladen von Stückgut, insbesondere von Gepäckstücken.

Das Hauptanwendungsgebiet der vorliegenden Erfin dung ist die Beladung von Gepäckstücken im Personenver kehr. Im Folgenden wird hierbei insbesondere auf die Problematik bei der Verteilung und Verladung von Ge päckstücken auf Flughäfen eingegangen.

Zur Bewältigung des durch ständig zunehmenden Luftverkehr ansteigenden Gepäckaufkommens, sind die Flughafenbetreiber bestrebt, alle bestehenden Rationa lisierungs- und Optimierungspotentiale im technisch organisatorischen Bereich des Flughafens aufzudecken und dadurch den Durchsatz der bestehenden Gepäckver teilbereiche sowie die Produktivität der dort beschäf tigten Mitarbeiter zu erhöhen. In den Gepäckverteilbe reichen der Flughäfen sind die grundlegenden Tätigkei ten des Transportierens, des Identifizierens und des Sortierens von Gepäckstücken bereits heute weitestge hend automatisiert.

Im Gegensatz dazu erfolgt das Be- und Entladen der Ladehilfsmittel, wie Container (ULD's) oder Wagen (Carts), mit Gepäckstücken in der Praxis zur Zeit noch vollständig manuell. Der Grund hierfür liegt vor allem im breiten Spektrum der zu beladenden Gepäckstücke, die sich in der Regel aus Normalgepäck und Sondergepäck (Sperrgepäck) zusammensetzen.

Im Folgenden wird beispielhaft auf den Bereich des Normalgepäcks auf Flughäfen eingegangen. Darunter ver steht man Koffer, Taschen, Rucksäcke, Kartons usw.. Das Normalgepäck kann aus Metall, Leder, Gewebe, Kunst stoff, Holz, Karton o. ä. bestehen und hat in der Regel ein Gewicht zwischen 2 und 50 kg bei einem Durch schnittsgewicht von ca. 18 kg. Die Abmessungen bzw. Di mensionen von Normalgepäck betragen in der Länge 20 bis 100 cm, in der Höhe 10 bis 50 cm und in der Breite 10 bis 70 cm.

Eine optimale, d. h. platzsparende Beladung der ULD's oder Carts kann nur sichergestellt werden, wenn das Gepäck in jeder Orientierung im ULD bzw. Cart ab legbar ist. Die unterschiedlichen Materialien sowie die unterschiedliche Steifigkeit der Gepäckstücke haben bisher ein zuverlässiges automatisches Be- und Entladen verhindert, so dass derzeit die Be- und Entladung von entsprechenden Gepäck-Mitarbeitern manuell vorgenommen werden muss. Diese manuelle Be- und Entladung bildet jedoch einen Engpass beim Durchsatz der Gepäckvertei lung auf Flughäfen. Sie erhöht zudem die Kosten und be lastet die Gesundheit der dort beschäftigten Mitarbei ter.

Die Fig. 1 und 2 zeigen beispielhaft den prin zipiellen Ablauf der Gepäckverteilung bis zum Beladen bzw. Entladen von ULD's oder Carts. Sowohl die direkt am Check-In-Schalter 1 aufgegebenen Gepäckstücke als auch das Transfergepäck 2 gelangen über das Gepäckver teilsystem 3 an die einzelnen Endstellen 4 (Laterals), an denen das Gepäckhandling, d. h. die Be- oder Entla dung der Gepäckstücke erfolgt. Die Anlieferung erfolgt hierbei in der Regel automatisch über entsprechende Sortieranlagen. Das Sperrgepäck wird manuell angelie fert bzw. abtransportiert (in den beiden Figuren durch die gestrichelten Pfeile gekennzeichnet). Nach der so genannten Baggage-Reconciliation werden die Gepäck stücke getrennt nach Destinationen und Klasse in die bereitstehenden Container (ULD) 5 oder Carts 6 verladen (vgl. Fig. 1). Der Vorgang des Entladens von den Con tainern 5 oder Carts 6 entspricht weitestgehend dem der Beladung in umgekehrter Richtung (vgl. Fig. 2). Nach dem Entladen und Durchlaufen des Gepäckverteilsystems 3 erreichen die Gepäckstücke die Gepäckausgabe 7 (Karus sell).

Aus diesem Ablauf wird deutlich, dass der Bereich des Be- und Entladens einen kritischen Punkt bei der gewünschten Erhöhung des Durchsatzes der Gepäckstücke auf Flughäfen darstellt.

Stand der Technik

Bislang sind weltweit keine automatisierten Hand lingsysteme auf Flughäfen im Einsatz. Dies liegt gerade an der Vielzahl unterschiedlicher Gepäckstücke mit un terschiedlichen Eigenschaften, insbesondere hinsicht lich des Materials und der Abmessungen, wie bereits eingangs erläutert wurde.

Aus der EP 0 841 297 A1 ist ein Gepäck-Handling- System bekannt, bei dem ein Sauggreifer in Kombination mit einem Haken oder einem Zangengreifer zum Ergreifen der Gepäckstücke vorgesehen ist. Die beiden Greifsysteme werden hierbei alternativ je nach Art des zu grei fenden Gepäckstücks eingesetzt. Hierdurch soll insbe sondere die Bandbreite an Gepäckstücken erhöht werden, die mit diesem System handhabbar sind. So können Ge päckstücke wie Golftaschen oder Gepäckstücke aus Tex tilmaterial, die nicht mit einem Sauggreifer erfasst werden können, mit dem Zangengreifer gegriffen werden.

Dies macht bereits deutlich, dass in diesem Fall ein Wechsel des Greifmechanismus je nach Art des Ge päckstücks erfolgen muss. Mit Sauggreifern können keine Gepäckstücke aufgenommen werden, die aus luftdurchläs sigem Material bestehen. Sauggreifer können ferner nur Gepäckstücke sicher aufnehmen, die eine annähernd ebene Oberfläche aufweisen. Auf der anderen Seite tritt bei den mechanischen Greifern (Zangengreifer) das Problem auf, dass beispielsweise biegeschlaffe Gepäckstücke aus den Greiferbacken rutschen können. Weiterhin hat dieses Greiferwirkprinzip den Nachteil, dass das Ablegen der Gepäckstücke innerhalb des Containers oder Carts zu sätzlichen Beschränkungen unterliegt. Die Gepäckstücke können mit diesem System nur von oben auf weitere Ge päckstücke aufgelegt werden. Ein formschlüssiges seit liches Einschieben eines Gepäckstücks in einen durch bereits vorhandene Gepäckstücke entstandenen engen Zwi schenraum bzw. Schacht ist aufgrund des für den Zangen mechanismus erforderlichen Arbeitsraumes zum Öffnen der Zange nach dem Ablegen des Gepäckstücks nicht möglich.

Ein System zum teilautomatischen Beladen von Con tainern ist aus der WO 97/21589-A1 bekannt. Bei diesem System ist ein verfahrbares und höhenjustierbares För derband vorgesehen, über das die Gepäckstücke direkt in den Container verladen werden. Dieses System hat jedoch den Nachteil, dass die Gepäckstücke hierbei nicht in einer vorgebbaren Orientierung an einer vorgebbaren Po sition innerhalb des Ladehilfsmittels (ULD bzw. Cart) abgelegt werden können. Eine gute Raumausnutzung im La dehilfsmittel kann mit diesem System daher nicht er reicht werden. Gerade der Raumnutzungsgrad innerhalb der Container bzw. Carts spielt jedoch für den Durch satz des Gepäcks eine wesentliche Rolle.

Die FR 2632285 A1 offenbart schließlich ein Sy stem, bei dem die einzelnen über ein Förderband ange lieferten Gepäckstücke an ihrem Griff erfasst, identi fiziert und über ein mit einer Aufnahmekammer versehe nes Aufzugsystem in einen Container mit entsprechend vorgesehenen Kammern bzw. Ebenen verladen wird. Das Ge päckstück wird hierbei über einen Schiebemechanismus aus der Aufnahmekammer in die entsprechende Ebene des Containers geschoben.

Dieses System hat jedoch einerseits den Nachteil, dass die Gepäckstücke bei diesem System einen Griff aufweisen und in der richtigen Orientierung angeliefert werden müssen. Andererseits müssen die Container be reits mit einzelnen Kammern oder Ebenen versehen sein, in die die Gepäckstücke eingeschoben werden können. Dies führt jedoch zu einer sehr geringen Raumausnutzung und ist daher für eine Erhöhung des Durchsatzes nicht geeignet.

Aus der DE 195 08 911 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beladen bzw. Stapeln von Stückgütern, insbesondere von gebündelten Druckerzeugnissen, be kannt, bei denen die Druckerzeugnisse zu Bunden zusam mengefasst und umreift werden. Vor dem Stapeln bzw. Beladen werden die Dimensionen und die Qualität der Bunde erfasst und deren optimale Position und Orientierung auf dem zu belandenden Träger errechnet. Die Bunde wer den anschließend mit einem Handhabungsmechanismus aus einem Puffer entnommen und an der errechneten Position und in der errechneten Orientierung auf den Träger auf gebracht.

Details einer Umreifungsmaschine zum Umreifen der artiger Druckerzeugnisse werden in der DE 197 22 066 A1 beschrieben.

Die bisher bestehenden Lösungsansätze für ein Greifersystem ermöglichen es nicht, das breite Spektrum an unterschiedlichen Gepäckstücken zuverlässig zu hand haben. Weiterhin bereitet es diesen Systemen Schwierig keiten, die Gepäckstücke in einer vorgebbaren Orientie rung platzsparend im Ladehilfsmittel abzulegen. Allen bisher vorgestellten Prinzipien ist weiterhin gemein sam, dass der eingeschlossene Luftanteil im Gepäckstück bei der Beladung unberücksichtigt bleibt. Beim manuel len Beladen von Containern und Wagen spielt aber genau dieser Umstand eine entscheidende Rolle, um einen opti malen Raumausnutzungsgrad erreichen zu können. Durch das Komprimieren von bestimmten, ohne Schaden kompri mierbaren Gepäckstücken werden manuell Füllgrade von über 100% erreicht und damit das Ladevolumen innerhalb der Flugzeuge optimal genutzt. Von einer derartigen Raumausnutzung liegen die bisher bekannten Systeme weit entfernt, so daß auch der mit diesen Systemen erreich bare Durchsatz an Gepäckstücken in Gepäckverteilsyste men nicht zufriedenstellend ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Grei fen sowie zum Beladen von Stückgut, insbesondere von Gepäckstücken, anzugeben, die eine Automatisierung des Be- und Entladevorgangs für ein breites Spektrum an Ge päckstücken unterschiedlicher Abmessungen, Gewichte und Materialien bzw. Eigenschaften ermöglichen. Weiterhin sollen das Verfahren und die Vorrichtung einen sehr gu ten Raumausnutzungsgrad bei der Beladung ermöglichen.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe wird mit dem Verfahren bzw. der Vor richtung nach den Ansprüchen 1 und 11 gelöst. Vorteil hafte Ausgestaltungen der Verfahren und der Vorrichtun gen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Greifen von Stückgut wird ein plattenförmiges Element bereitge stellt, das eine Schnittstelle zu einer Kinematik auf weist oder mit einer Kinematik fest verbunden ist. Das plattenförmige Element wird an das Stückgut angesetzt und zusammen mit dem Stückgut umreift, so dass das plattenförmige Element am Stückgut anliegt und durch die Umreifung mit diesem verbunden ist. Falls das plat tenförmige Element nicht bereits fest an der Kinematik befestigt ist, wird die Kinematik über die Schnittstel le nun mit dem plattenförmigen Element verbunden. Ge eignete Verbindungstechniken und Schnittstellen sind dem Fachmann aus der Robotertechnik bekannt.

Das vorliegende Verfahren setzt zum Greifen des Stückgutes die Wirkprinzipien Kraft- und Formschluss ein. Das Umreifen mit vorgebbarer Kraft bewirkt hierbei eine sichere und zuverlässige Handhabung des Stückgutes und sorgt für die eigentliche Kopplung bzw. Verbindung zwischen dem plattenförmigen Element und dem Stückgut. Die Umreifung kann mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Umreifungstechnik bzw. Umreifungsmaschine er folgen. Besondere Umreifungsmaterialien sind hierbei nicht erforderlich.

Das plattenförmige Element kann sowohl von der Seite als auch von oben auf das Stückgut aufgebracht werden. Hierdurch kann das Stückgut mit einem Handha bungsgerät in jeder Orientierung in ein Ladehilfsmittel wie einen Container oder Wagen eingebracht und dort ab gelegt werden.

Ist das plattenförmige Element getrennt von der Kinematik vorgesehen, so erfolgt das Verbinden des plattenförmigen Elementes mit der Kinematik vorzugswei se über eine am plattenförmigen Element vorgesehene Schnittstelle, die für die Aufnahme durch einen Verbin dungsflansch an der Kinematik ausgestaltet ist. Die Verbindung kann jedoch auch über bekannte gängige Ver bindungstechniken, wie beispielsweise dem Greifen des plattenförmigen Elementes über einen entsprechenden Zangenmechanismus an der Kinematik erfolgen.

Obwohl in der folgenden Beschreibung nur auf Ge päckstücke als Beispiel für Stückgüter eingegangen wird, die sich mit den vorliegend dargestellten Verfah ren und Vorrichtungen handhaben lassen, versteht es sich von selbst, daß der Fachmann die Erfindung auch für die Handhabung anderer Arten von Stückgut vorteil haft einsetzen kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Greifen von Stückgut, insbesondere von Gepäckstücken, besteht aus der Kinematik, dem plattenförmigen Element sowie einer Umreifungseinheit. Das plattenförmige Element weist ei ne Schnittstelle zur Kinematik auf oder ist bereits fest mit der Kinematik verbunden. Die Umreifungseinheit ist für das Umreifen des Gepäckstückes zusammen mit dem plattenförmigen Element entweder direkt am plattenför migen Element oder separat von diesem ausgebildet.

Bei dieser Vorrichtung können somit einerseits das plattenförmige Element und die Kinematik fest oder über ein entsprechendes Greiferwechselsystem lose miteinan der gekoppelt sein. Andererseits kann die Umreifungs einheit in einen Verbindungsflansch an der Kinematik integriert oder als separate Umreifungsvorrichtung vorgesehen sein. Es ergeben sich somit vier unterschiedli che Systemvarianten für diese Vorrichtung.

Die vorliegende Vorrichtung sowie das zugehörige Verfahren ermöglichen das zuverlässige Greifen sowie Be- und Entladen von Gepäckstücken, wie sie im Normal gepäck auf Flughäfen vorkommen. Dieses Normalgepäck kann prinzipiell in die vier Kategorien Koffer, Ta schen, Rucksäcke und Kartons eingeteilt werden. Neben diesen Gepäckarten ist das vorliegende Greifersystem in der Lage, eine große Bandbreite an weiteren Gepäckar ten, wie Ski oder Kleidersäcke, sowie auch Sperrgepäck, wie beispielsweise Autokindersitze usw., mit beliebigen Abmessungen, Geometrieformen, Materialien und Gewicht zu bewältigen. Mit dem erfindungsgemäßen System können in vorteilhafter Weise sowohl starre wie auch biege schlaffe Gepäckstücke zuverlässig gegriffen werden. Durch das formschlüssige Umreifen der Gepäckstücke wird insbesondere bei biegeschlaffen Gepäckstücken, wie be stimmten Taschen oder Rucksäcken, die darin einge schlossene Luft herausgedrückt und dadurch das Gepäck volumen komprimiert. Dies führt zu einer verbesserten Raumausnutzung bei der späteren Beladung, da diese Ge päckstücke im umreiften Zustand weniger Raum einnehmen.

Das Beladen der Container oder Carts auf Flughäfen gestaltet sich aufgrund der eingeschränkten Zugänglich keit dieser Ladehilfsmittel mit den bekannten Techniken als sehr schwierig. Der Beladevorgang muss hierbei in der Regel von der Seite erfolgen, falls ein Kippen der Container beim Beladen ausgeschlossen wird. Die erfin dungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Ver fahren ermöglichen ein Ablegen der Gepäckstücke in jeder Orientierung im Container, so dass eine hohe Pac kungsdichte bzw. ein hoher Ladungsfüllgrad erreicht werden kann.

Nach der Beladung eines Gepäckstückes wird das plattenförmige Element wieder von der Umreifung gelöst. Dies kann durch eine der unten beschriebenen Techniken erfolgen.

Falls das Gepäckstück später wieder automatisch entla den werden soll, kann das plattenförmige Element samt Umreifung am Gepäckstück verbleiben. Der Verladeplan des Beladealgorithmus kann bei der Entladung wieder als Basisinformation dienen.

Da beim Lösen des plattenförmigen Elementes die Umrei fung entweder am Gepäckstück verbleiben oder auf einfa che Weise vom Gepäckstück abgezogen werden kann, ist kein zusätzlicher Arbeitsraum zwischen den Gepäck stücken für diesen Trennungsvorgang erforderlich. Das Gepäckstück kann somit problemlos formschlüssig in ei nem Zwischenraum im Ladehilfsmittel abgelegt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Vorrichtung ermöglichen somit das sichere Aufnehmen und Ablegen des Normalgepäckspektrums, wobei aufgrund der kompakten Abmessung des Greifers (Umreifung und plat tenförmiges Element) eine optimale Zugänglichkeit in den Containern oder Wagen erreicht wird. Der einfache Aufbau des Systems ermöglicht den problemlosen Einsatz in bereits bestehenden Gepäckverteilsystemen.

Am plattenförmigen Element sind vorzugsweise seit lich herausragende Stege vorgesehen, auf denen die Um reifung aufliegen kann. Durch verschiebbare Ausgestaltung dieser Stege lässt sich erreichen, dass das plat tenförmige Element nach dem Greifen und anschließenden Beladen des Gepäckstückes durch einfaches Einschieben bzw. Einfahren der seitlichen Stege von der Umreifung und somit vom Gepäckstück getrennt werden kann. Das Ausfahren und Einschieben der seitlichen Stege erfolgt über einen geeigneten Verschiebemechanismus, der bei spielsweise über die Kinematik bzw. das Handhabungsge rät angesteuert werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform kann das plat tenförmige Element, das vorzugsweise eine annähernd rechteckige Grundfläche aufweist, in der Länge verän derlich ausgestaltet sein. Hierdurch lässt sich einer seits die gleiche Wirkung wie mit verschiebbaren seit lichen Stegen erzielen, so dass durch eine Verkürzung des Elementes nach dem Beladen durch das Lösen von der Umreifung bewirkt werden kann. Andererseits ermöglicht ein längenveränderbares Element vor allem eine optimale Anpassung an große, insbesondere lange Gepäckstücke.

Alternativ zu den Verschiebemechanismen der beiden vorangehenden Ausgestaltungsformen kann die Umreifung nach dem Beladen auch mit einem geeigneten Trennele ment, beispielsweise einer Schneide, durchtrennt wer den. Dieses Trennelement kann sowohl am plattenförmigen Element selbst als auch am Verbindungsflansch der Kine matik vorgesehen sein. Weiterhin ist es von Vorteil, zusätzlich zu dem Trennelement eine Wickeleinrichtung zum gleichzeitigen Aufwickeln der durchtrennten Umrei fung vorzusehen.

Das plattenförmige Element kann unterschiedliche geometrische Formen aufweisen. Vorzugsweise ist es jedoch mit einer rechteckigen Grundfläche ausgestaltet. Besondere Vorteile lassen sich mit einem plattenförmi gen Element erzielen, das auf der zum Gepäckstück ge richteten Hauptfläche Vorsprünge aufweist, die sich entlang zweier gegenüberliegender Seitenkanten bzw. Ränder des plattenförmigen Elementes erstrecken, die senkrecht zur Umreifungsrichtung verlaufen. Die Vor sprünge weisen eine Höhe und einen Abstand auf, die ein Aufsetzen des plattenförmigen Elementes im Bereich des Griffes des Gepäckstückes ermöglichen, so dass die Vor sprünge am Gepäckstück anliegen und der Griff zwischen den Vorsprüngen Platz findet. Die Vorsprünge, die vor zugsweise durch zwei parallel zueinander verlaufende Stege am Rand des plattenförmigen Elementes gebildet werden, vermindern die Durchbiegung des Gepäckstücks bei der Umreifung.

Die Schnittstelle am plattenförmigen Element ist vorzugsweise für die Aufnahme an einem Verbindungs flansch der Kinematik ausgestaltet. Diese Kinematik wird beispielsweise durch einen Roboter mit Linearachse bereitgestellt.

Die Schnittstelle kann hierbei eine Art Ausleger bzw. verlängerten Arm für eine Bewegungsachse der Kine matik bilden, um hierdurch das Einbringen der Gepäck stücke in hintere Bereiche des Containers zu erleich tern. Durch die Verwendung eines Auslegers ergibt sich eine schlanke Ausprägung des Gesamtsystems, so dass auch schmale Packstücke problemlos in den oberen hinte ren Bereich des Containers verladen werden können.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Beladen eines Trägers mit Stückgut bzw. Gepäckstücken werden zunächst die Dimensionen des Gepäckstückes, d. h. dessen Länge, Breite und Höhe automatisch vermessen. Weiterhin wird der Deformationsgrad des Gepäckstückes ermittelt. Unter Deformationsgrad ist hierbei der Faktor zu verstehen, um den das Volumen des Gepäckstückes beim Zusammendrüc ken verringert werden kann. Dieser Deformationsgrad kann beispielsweise über einen sogenannten Pusher be stimmt werden. Schließlich wird eine für vorgebbare Randbedingungen, d. h. einen möglichst hohen Raumnut zungsgrad, optimale Position und Orientierung des Ge päckstückes auf dem Träger mit einem Beladealgorithmus errechnet, wobei die vermessenen Dimensionen sowie der Deformationsgrad bei der Berechnung berücksichtigt wer den. Anschließend wird das Gepäckstück mit einer Grei fervorrichtung an der errechneten Position und in der errechneten Orientierung auf den Träger aufgebracht. Selbstverständlich werden durch den Beladealgorithmus bereits auf dem Träger befindliche Gepäckstücke berück sichtigt.

Durch die Ermittlung und Berücksichtigung des De formationsgrades bei der Berechnung der optimalen Posi tion und Orientierung des Gepäckstückes lässt sich der Raumnutzungsgrad des Trägers erhöhen, da komprimierbare Gepäckstücke erfasst und in entsprechend komprimierter Form auf bzw. in den Träger, d. h. beispielsweise in ei nen Container, auf- bzw. eingebracht werden können. Ei ne entsprechend vorkomprimierte Form kann hierbei durch Umreifung des Gepäckstückes vor der Beladung erreicht werden. In einer Ausgestaltung des Verfahrens mit Um reifung kann die Vermessung der Gepäckstücke auch erst nach der Umreifung erfolgen, so daß der Deformations grad bereits durch die Vermessung berücksichtigt wird.

Vorzugsweise wird das Gepäckstück mit dem erfin dungsgemäßen Verfahren zum Greifen von Stückgütern ge handhabt, bei dem die Umreifung bereits eingeschlossen ist.

Für die Berechnung der optimalen Orientierung und Position der Gepäckstücke ist es von Vorteil, wenn meh rere Gepäckstücke vor der Beladung zwischengelagert werden. Der Beladealgorithmus kann dann aus den zwi schengespeicherten Gepäckstücken das für den nächsten Beladungsschritt zur optimalen Raumausnutzung am besten geeignetste auswählen. Vorzugsweise wird bei Einsatz der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung - im Fall der losen Kopplung von plattenförmigem Element und Kinema tik - als Zwischenspeicher ein Hängeförderer einge setzt, in dessen Führungsschiene die plattenförmigen Elemente eingehängt werden. Dies hat den Vorteil der definierten Lage dieser Elemente beim späteren Ankop peln an die Kinematik.

Vor der Umreifung kann optional ein Drehteller vorgesehen sein, mit dem die ankommenden Gepäckstücke bei Bedarf in ihrer Orientierung um 90° gedreht werden, so dass sie an jeder ihrer Grundflächen mit dem plat tenförmigen Element aufgenommen werden können.

Die entsprechende Vorrichtung zum Beladen eines Trägers mit Stückgut umfasst einen Roboter, gegebenen falls mit Linearachse, mit Endeffektor zum Greifen des Gepäckstückes und Aufbringen auf den Träger, ein Ver messungssystem zum Vermessen der Dimensionen des Ge päckstückes, eine Einheit zur Bestimmung des Deformati onsgrades des Gepäckstückes sowie eine Steuerung zum Ansteuern des Roboters. Die Steuerung errechnet hierbei eine für vorgebbare Randbedingungen optimale Position und Orientierung des Gepäckstückes auf dem Träger in Abhängigkeit von den Dimensionen und dem Deformations grad des Gepäckstückes.

Der erfindungsgemäße Beladungsautomat weist vor zugsweise die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Greifen auf, wie sie vorangehend erläutert wurde. Durch die Li nearachse können mehrere Ladeeinheiten bzw. Destinatio nen gleichzeitig bedient werden.

Sind das plattenförmige Element und die Kinematik in dieser Ausgestaltung nicht fest miteinander gekop pelt, so ist neben dem Handhabungsgerät zum Beladen ein zusätzliches Handhabungsgerät für das Aufbringen des plattenförmigen Elementes auf das Gepäckstück vorgese hen. Diese Ausgestaltung der Vorrichtung sowie des Ver fahrens ermöglicht eine Parallelisierung der Abläufe. Während das eine Handhabungsgerät ein Gepäckstück ver lädt, kann parallel dazu ein neu ankommendes Gepäck stück vom anderen Handhabungsgerät umreift werden.

Im Fall der festen Verbindung zwischen dem plat tenförmigen Element und der Kinematik ist nur ein Hand habungsgerät erforderlich, mit dem umreift und beladen wird. Bei dieser Ausgestaltung wird daher nur dasjenige Gepäckstück umreift, welches gerade verladen werden soll. Im Falle einer Pufferung bzw. Speicherung von Ge päckstücken vor dem eigentlichen Beladungsvorgang er folgt die Umreifung in letzterer Ausgestaltung somit nach dieser Pufferung bzw. Speicherung.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Beladeautomat aus einem Identifikationssystem zur Iden tifikation der über eine Zufuhrstrecke angelieferten Gepäckstücke, einem Vermessungssystem zur Vermessung der Dimensionen dieser Gepäckstücke, einer Einheit zur Bestimmung des Deformationsgrades der Gepäckstücke, ei nem Roboter mit Linearachse und Endeffektor sowie den notwendigen Sicherheitseinrichtungen.

Die Einheit zur Bestimmung des Deformationsgrades kann beispielsweise ein Pusher sein, der die Gepäck stücke mit einer definierten Kraft in einer Dimension zusammendrückt. Vorzugsweise ist eine Umreifungseinheit vor der Beladung der Gepäckstücke vorgesehen, die even tuell vorhandene Luft aus den biegeschlaffen Gepäck stücken herausdrückt und diese auf ein vertretbares Maß komprimiert. Das Vermessungssystem zur Ermittlung der Dimensionen der Gepäckstücke kann beispielsweise ein bildorientiertes System mit einer Kamera sein, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Der Beladealgorithmus berechnet den optimalen Setzplatz für ein Gepäckstück innerhalb des Ladehilfs mittels. Die Randbedingungen hierfür, in der Regel eine optimale Raumausnutzung, können vorgegeben werden. Die Gepäckverteilung kann auch hinsichtlich der Gewichts verteilung im Ladehilfsmittel optimiert werden. Hierzu ist ein Wiegen der jeweiligen Gepäckstücke vor der Be ladung vorgesehen. Dies kann entweder unmittelbar am Verladeort oder bereits vorher am Check-In-Schalter er folgen. Diese Information über das Gewicht der einzel nen Gepäckstücke kann weiterhin für eine optimale Vor spannung der Umreifung dienen, um die Durchbiegung des Gepäckstücks zu minimieren.

Überall dort, wo Ladeeinheiten bzw. -hilfsmittel auftragsspezifisch und damit individuell zu kommissio nieren sind, oder die Zusammensetzung der Ladeeinheit nicht planbar oder zufällig ist, scheidet ein Off-Line- generieren des Palettiermusters aus. Vielmehr muss der Beladealgorithmus genau so wie der Mensch On-Line für jedes ankommende Gepäckstück einen geeigneten Setzplatz innerhalb der Ladeeinheit bestimmen. Die für diese Be rechnung erforderlichen Geometriedaten erhält die Soft ware des Beladungsalgorithmus durch das Vermessungssy stem. Als Mindestanforderung gilt in der Regel, dass die Packungsdichte der Gepäckstücke ähnlich hoch ist, wie sie bei manueller Beladung erreicht wird. Aus die sem Grund scheiden übliche Palettieralgorithmen auf Ba sis standardisierter Gepäckgrößen von vorneherein aus. Ein Algorithmus zum Palettieren von quaderförmigen Packstücken mit unterschiedlichen Abmessungen und be liebiger Reihenfolge ist beispielsweise in der DE 40 26 449 A1 beschrieben. Hierbei geht es zwar um die Beladung von Paletten, das Grundprinzip lässt sich jedoch auch beim vorliegenden Beladealgorithmus einset zen. Die Anforderungen, wie die Verarbeitung beliebiger Größen und Geometrien der Gepäckstücke und Ladeeinhei ten, die an den Beladealgorithmus beim automatischen Gepäckverladen gestellt werden, können mit diesem Sy stem nahezu erfüllt werden. Der Algorithmus bildet On- Line, ohne Kenntnis der Gesamtkommission, in sich sta bile und vor allen Dingen füllgradoptimierte Ladeein heiten. Bei dem bekannten Algorithmus ordnet eine Aus werte- und Steuereinheit zu Beginn des Palettiervor gangs das in einem Zwischenspeicher befindliche Stück gut mit der größten Grundfläche oder die Stückgüter gleicher Höhe, die zusammen die größte Grundfläche einnehmen, in einer Ecke des Transporthilfsmittels an. An schließend werden Stückgüter abweichender, jedoch glei cher Höhe, die alleine bzw. zusammen die nächstgrößte Grundfläche einnehmen, in der gegenüberliegenden Ecke des Ladehilfsmittels angeordnet. Die folgenden Stückgü ter werden derart auf der Grundfläche des Ladehilfsmit tels sowie auf der Oberfläche bereits palettierter Stückgüter gestapelt, dass sich zusammenhängende Ober flächen ergeben.

Der Zwischenspeicher, in dem angelieferte Gepäck stücke nach ihrer Vermessung zunächst aufbewahrt wer den, kann in einer vorteilhaften Ausführungsform des vorliegenden Beladeautomaten ebenfalls vorgesehen sein. Durch die Zwischenspeicherung von Gepäckstücken lässt sich der Raumausnutzungsgrad nochmals erhöhen. Von Vor teil ist hierbei eine Zwischenspeicherung von etwa vier bis sechst Gepäckstücken. Es versteht sich jedoch von selbst, dass auch ein geeigneter Beladealgorithmus zur Verfügung gestellt werden kann, der jedes Gepäckstück nach der Anlieferung und Vermessung sofort belädt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform unter Einsatz der erfindungsgemäßen Greifervorrichtung ist eine Zwischenspeichervorrichtung vorgesehen, in der die vermessenen Gepäckstücke nicht liegend auf einem Förderband, sondern in einer Schiene hängend gelagert werden. Hierzu muss das plattenförmige Element bereits durch Umreifung am jeweiligen Gepäckstück befestigt sein. Anschließend wird das plattenförmige Element mit dem Gepäckstück in die Schiene eingehängt. Diese Tech nik hat den Vorteil, dass die Schnittstelle des plat tenförmigen Elementes bzw. das plattenförmige Element selbst immer in der gleichen definierten Position - in der Schiene der Fördereinrichtung - vorliegt und zuver lässig mit der Kinematik gekoppelt werden kann. Die Ge päckstücke werden hierbei somit hängend gelagert bzw. gefördert.

Ein weiterer vorteilhafter Aspekt bei dem vorge stellten automatischen System zum Be- und Entladen ist die sogenannte Baggage-Reconciliation. Durch die Iden tifizierung jedes Gepäckstücks und der daraus resultie renden Kenntnis über dessen genaue Lage innerhalb der Container kann im Falle einer Unregelmäßigkeit das ent sprechende Gepäckstück über die informationstechnische Anbindung an eine übergeordnete Logistiksteuerung sehr schnell lokalisiert werden.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Die vorliegenden Verfahren und Vorrichtungen wer den nachfolgend ohne Beschränkung des allgemeinen Er findungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel für den Umschlag von Gepäck stücken auf Flughäfen bis zum Beladeprozess;

Fig. 2 ein Beispiel für den Umschlag von Gepäck stücken auf Flughäfen bis zum Entladeprozess;

Fig. 3 schematisch das Grundprinzip des erfindungs gemäßen Verfahrens und der Vorrichtung zum Greifen von Stückgut anhand eines Beispiels;

Fig. 4 ein Beispiel für den Schritt von der Umrei fung eines Gepäckstücks zur Übernahme durch die Kinematik;

Fig. 5 zwei Abbildungen handelsüblicher Umreifungs maschinen;

Fig. 6 ein Beispiel für den prinzipiellen Aufbau ei nes plattenförmigen Elementes;

Fig. 7 ein Beispiel für die Anordnung des platten förmigen Elementes der Fig. 6 an einem Ge päckstück;

Fig. 8 ein Beispiel für die Änderung der Gepäckab messungen durch die Umreifung;

Fig. 9 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Greifen;

Fig. 10 ein Beispiel für die Entfernung der Umreifung durch ein Schneidmesser und eine Wickelein heit;

Fig. 11 ein Beispiel für ein Greifersystem, bei dem das Umreifungsband wieder verwendet werden kann;

Fig. 12 ein Beispiel für die Ausgestaltung des plat tenförmigen Elementes mit einem zusätzlichen gabelförmigen Ausleger;

Fig. 13 eine beispielhafte Ansicht eines Beladeauto maten beim Beladen eines Containers;

Fig. 14 ein Beispiel für die Schrittabfolge beim er findungsgemäßen Verfahren der Beladung;

Fig. 15 ein Beispiel für die Bestimmung des Deforma tionsgrades durch einen Pusher; und

Fig. 16 ein Beispiel für eine Speichervorrichtung für bereits umreifte Gepäckstücke.

Die Fig. 1 und 2, die die Gepäckverteilung in nerhalb eines Flughafens bis zur Beladung bzw. Entla dung beispielhaft darstellen, wurden bereits in der Be schreibungseinleitung erläutert.

Die Fig. 3 und 4 zeigen anhand eines Beispiels das erfindungsgemäße Greiferprinzip sowie die erfin dungsgemäße Vorrichtung zum Greifen. Das Greifersystem umfasst in diesem Fall einen Greiferflansch 12 und eine Greiferplatte 9, welche entweder über ein Greiferwech selsystem lose oder fest miteinander gekoppelt sein können. Der Greiferflansch 12 ist Bestandteil der Kine matik bzw. des Handhabungsgerätes 10. Die eigentliche Kopplung bzw. Verbindung zwischen Greiferplatte 9 und Gepäckstück 8 erfolgt mittels eines oder mehrerer Um reifungsbänder 11. Von Vorteil ist hierbei eine zweifa che Umreifung, wie sie in den Fig. 3 und 4 darge stellt ist. Die Greiferplatte 9 kann hierbei auf jeder beliebigen Seite des Gepäckstückes 8 mit der Umreifung befestigt werden.

Fig. 4 zeigt im linken Bereich eine Seitenansicht sowie eine Draufsicht auf Gepäckstück 8, Greiferplatte 9, Umreifung 11 sowie Umreifungsmaschine 13 bei der Um reifung von Gepäckstück und Greiferplatte in der Umrei fungsstation. Im rechten Teil der Abbildung ist in gleicher Ansicht die Übernahme des Gepäckstückes 8 durch die Kinematik bzw. das Handhabungsgerät über den Greiferflansch 12 in der Übernahmestation dargestellt.

Für die Umreifung können handelsübliche Umrei fungsmaschinen 13 eingesetzt werden, wie sie beispiel haft in Fig. 5 dargestellt sind. Die Umreifung erfolgt entweder mittels einer dieser separaten Umreifungsmaschinen 13 oder mit einer in den Greiferflansch 12 in tegrierten bzw. an diesem befestigten Umreifungsein heit, die nach dem gleichen Prinzip arbeitet.

Die Greiferplatte 9 wird vorzugsweise über zwei getrennte Gurte bzw. Umreifungen 11 am Gepäckstück be festigt. Sie kann entweder von der Seite oder auch von oben auf das Gepäckstück 8 aufgebracht werden. Durch diese Freiheit der Anbringung kann das Gepäckstück mit einem Handhabungsgerät in jeder Orientierung seitlich in den Container oder Wagen eingebracht und abgelegt werden. Die geeignete bzw. optimale Orientierung wird vorher durch den Beladealgorithmus errechnet. Auf diese Weise lässt sich eine sehr hohe Raumnutzung erreichen.

Sind Greiferplatte 9 und Greiferflansch 12 nicht fest miteinander verbunden, so wird ein zusätzliches Handhabungsgerät für das Aufbringen der Platte 9 auf das Gepäckstück 8 benötigt. Diese Ausgestaltung der Vorrichtung ermöglicht eine Parallelisierung der Abläu fe beim Beladen, so dass das eine Handhabungsgerät an kommende Gepäckstücke umreift, während das zweite Hand habungsgerät nur mit der Beladung der umreiften Gepäck stücke beschäftigt ist.

Sind Greiferplatte 9 und der Flansch 12 des Hand habungsgerätes fest miteinander gekoppelt, so ist nur ein Handhabungsgerät für die Umreifung und das Beladen vorgesehen. Hierbei wird nur dasjenige Gepäckstück um reift, welches vom Beladealgorithmus zur momentanen Be ladung ermittelt wurde. Eine mögliche Pufferung bzw. Zwischenspeicherung der Gepäckstücke erfolgt hierbei somit zeitlich vor der Umreifung.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel für den prinzipiellen Aufbau einer Greiferplatte 9. Im oberen Teil der Abbil dung ist eine starre Greiferplatte mit seitlich heraus ragenden Greiferstegen 14 dargestellt, auf denen das Umreifungsband 11 bei der Umreifung aufliegt. Die Grei ferstege 14 sind hierbei, wie durch die Pfeile angedeu tet, über einen Verschiebemechanismus ein- und ausfahr bar. Der Verschiebemechanismus ist in der Greiferplatte 9 integriert und kann über das Handhabungsgerät, bei spielsweise mittels einer Pneumatik, gesteuert werden.

Eine andere Variante der Ausgestaltung der Grei ferplatte 9 ist im unteren Teil der Abbildung darge stellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Greiferplat te 9 in der Länge variabel, wie dies durch den zentra len Pfeil angedeutet ist. Während bei der Ausgestaltung des oberen Teils der Abbildung zum Entfernen der Grei ferplatte vom Gepäckstück die Greiferstege eingeschoben werden, können die Greiferstege bei der Ausgestaltung des unteren Teils der Abbildung gegebenenfalls unbeweg lich vorgesehen sein, da sie über die Längenveränderung der Greiferplatte unter der Umreifung weggezogen werden können. Selbstverständlich lässt sich auch hier zusätz lich eine Verschiebung der einzelnen Greiferstege 14 vorsehen.

Die Längenveränderung der Greiferplatte 9 ist vor allem zur Handhabung von sehr großen bzw. sehr langen Gepäck stücken von Vorteil, da sich diese damit sehr stabil handhaben lassen.

Im rechten Teil der Fig. 6 ist eine Ansicht einer Greiferplatte 9 mit Greiferstegen 14 sowie einer Schnittstelle 15 dargestellt, die an ihrer unteren Hauptfläche hervorstehende horizontale Stege 16 aufweist. Durch diese parallelen Stege sitzt die Greifer platte 9 nicht mit ihrer gesamten Grundfläche, sondern nur über die horizontalen Stege 16 auf der Gepäckober fläche auf. Dies ist insbesondere bei Gepäckstücken von Vorteil, die Störkonturen an der Stelle aufweisen, an der die Greiferplatte angesetzt werden soll. So muss insbesondere bei der seitlichen Gepäckaufnahme in der Regel der Handgriff des Gepäckstücks berücksichtigt werden. FEM-Untersuchungen haben ferner ergeben, dass die horizontalen Auflageflächen, das heißt die Stege 16, die Durchbiegung der Gepäckstücke bei der Umreifung vermindern.

Fig. 7 zeigt die Anbringung des plattenförmigen Elementes 9 mit den Stegen 16 an einem Gepäckstück 8 mit Handgriff 17 (Darstellung von der Seite, von oben und von vorne). Der Handgriff 17 findet hierbei in dem zwischen den Stegen 16 gebildeten Hohlraum Platz, ohne die Sicherheit und Stabilität der Verbindung zwischen Greiferplatte 9 und Gepäckstück 8 zu beeinträchtigen.

Die Umreifung beim erfindungsgemäßen Greifersystem hat den weiteren Vorteil, dass mit der Umreifung die im Gepäck eingeschlossene Luft herausgedrückt und damit das Gepäckvolumen reduziert wird. Dies betrifft insbe sondere biegeschlaffe Gepäckstücke, wie Rucksäcke oder Taschen. Durch Vergleich der ermittelten Werte des Ge päckumfangs aus der Vermessung vor der Beladung und der bei der Umreifung benötigten Bandlänge, die direkt dem Gepäckumfang entspricht, können die Abmessungen des Ge päckstücks zumindest in zwei Dimensionen angepasst bzw. korrigiert werden. Diese korrigierten (tatsächlichen) Gepäckabmessungen ohne Lufteinschlüsse, werden dem Beladealgorithmus mitgeteilt, so dass daraufhin ein für das komprimierte Gepäckstück optimaler Setzplatz inner halb des Ladehilfsmittels berechnet bzw. ermittelt wer den kann.

Fig. 8 zeigt hierzu beispielhaft den Unterschied in den Gepäckabmessungen eines Gepäckstückes vor (linke Abbildung) und nach der Umreifung (rechte Abbildung).

In Fig. 9 ist eine Umreifungsstation mit zwei Um reifungsmaschinen 13 dargestellt, wie sie in einer Va riante der vorliegenden Greifervorrichtung eingesetzt wird, bei der die Greiferplatte 9 getrennt von der Ki nematik vorgesehen ist. Das Gepäckstück 8 gelangt über eine entsprechende Fördereinrichtung 20, beispielsweise ein Förderband oder ein Rollenförderer, in die Umrei fungsstation und wird dort zentrisch positioniert. Mit tels einer Handlingseinheit 10 wird nun die Greifer platte aus einem Vorratsmagazin entnommen und auf eine Oberfläche, das heißt die Seiten- oder Grundfläche, des Gepäckstücks 8 aufgesetzt. Anschließend wird die Grei ferplatte 9 durch die Umreifung mit dem Gepäckstück 8 verbunden. Das Umreifungsband läuft dabei über die hier nicht dargestellten Greiferstege 14 der Greiferplatte 9. In der Abbildung sind eine Queransicht (oben), eine Vorderansicht (Mitte rechts), eine Seitenansicht (Mitte links) sowie eine Draufsicht (unten) auf die Umrei fungsstation dargestellt. Die Bandführungen 19 für das aus den Umreifungsspulen 18 gelieferte Umreifungsband sind ebenfalls in der Abbildung zu erkennen.

Nach der Verbindung von Gepäckstück 8 und Greifer platte 9 mit Hilfe der Umreifung wird das Gepäckstück in einer Ausführungsform der Beladevorrichtung in einen kleinen Zwischenspeicher weiter transportiert. Dieser Speicher bzw. Puffer ist für einen hohen Raumnutzungs grad innerhalb der Ladehilfsmittel von Vorteil. Je hö her die Anzahl an bekannten, d. h. vermessenen, Gepäck stücken ist, aus denen für die Beladung ausgewählt wer den kann, desto höher ist der durch den Beladealgorith mus erreichbare Ladungsfüllgrad. Die minimale Kapazität des Puffers liegt naturgemäß bei einem Gepäckstück.

Nachdem das Gepäckstück vom Greifer aufgenommen und im Ladehilfsmittel abgelegt wurde, muss es wieder von der Greiferplatte 9 getrennt bzw. gelöst werden. Dies kann einerseits durch Abschieben bzw. Einziehen der Greiferstege 14 erfolgen. Demzufolge verbleibt die Umreifung auf dem Gepäckstück. Dies hat den Vorteil, dass sich beim Entladen die Koffer bzw. Gepäckstücke nicht versehentlich öffnen können und der Inhalt daher nicht herausfallen kann. Auch ein Öffnen der Koffer durch unberechtigte Personen wird dadurch erschwert.

Eine andere Möglichkeit der Entfernung der Umrei fung besteht im Abschneiden und Aufrollen des Umrei fungsbandes. Diese Technik wird dann eingesetzt, wenn die Umreifung nicht am Gepäckstück verbleiben darf. Sie wird hierbei einer an der Greiferplatte 9 oder am Flansch 12 des Handhabungsgerätes vorgesehenen Trenneinrichtung, beispielsweise einem Schneidmesser, aufgetrennt und gegebenenfalls mit einer Wickeleinrich tung entfernt. Durch die Auftrennung der Umreifung wird die Greiferplatte vom Gepäckstück gelöst.

Fig. 10 zeigt ein Beispiel für eine derartige An ordnung. Die Umreifung 11, die auf den Greiferstegen 14 der Greiferplatte 9 aufliegt, wird hierbei durch eine Klemmvorrichtung 21 festgehalten und mit einem Schneid messer 22 aufgetrennt. Gleichzeitig wird das Umrei fungsband 11 mit der Wickeleinheit 23 aufgerollt.

Falls die Umreifungsstation integraler Bestandteil des Greifersystems ist, kann das Band 11 auch wieder verwendet werden, wie dies in Fig. 11 schematisch dar gestellt ist. Hierbei ist eine Bandspule 24 vorgesehen, die einerseits das Umreifungsband für die Umreifung des Gepäckstücks liefert, und andererseits nach Durchtren nung des Bandes dieses wiederum zur weiteren Verwendung aufwickelt. Hierbei ist eine Klemmvorrichtung 21 zum Fixieren des Bandendes von Vorteil.

Um insbesondere Gepäckstücke mit hohem Gewicht und extremer Schwerpunktlage sicher greifen zu können, kann das Greifersystem zusätzlich mit einem gabel- oder schaufelförmigen Ausleger unterstützt werden. Fig. 12 zeigt eine derartige Ausgestaltung des Greifersystems in Queransicht, Seitenansicht und Vorderansicht. Bei dieser Ausgestaltung kann die Gabel 25 über an einer Führungsschiene 26 geführte Schlitten 27 gegenüber der Platte 9 verschoben werden. Weiterhin sind in dieser Figur eine Anschlussplatte 28 für das Handhabungsgerät sowie eine Gurttrommel 29 mit Motor, Parallelgreifer 20 zur Gurtbefestigung, sowie Antriebsrollen 31 mit Motor zu erkennen. Diese gesamte Einheit an der Greiferplatte 9, an der die horizontalen Stege 16 gut zu erkennen sind, aus Gabel 25, Führungsschienen 26 und An schlussplatte 28 bildet einerseits einen verlängerten Arm für eine Bewegungsachse des Handhabungsgerätes und andererseits die Schnittstelle der Greiferplatte 9 zum Handhabungsgerät. Die Gabel 25 wird hierbei nur bei Be darf, das heißt bei problematischen Gepäckstücken aus gefahren. Durch diesen verlängerten Arm wird das seit liche Beladen der Container bzw. Carts über das Handha bungselement erleichtert.

Fig. 13 zeigt beispielhaft eine Ansicht eines Be ladeautomaten. Der Beladeautomat für das Abflug- oder Umsteigergepäck besteht aus einem Identifikationssy stem, einem Vermessungssystem, dem Zuführ- und Puffer strecken für die Gepäckstücke und Container, der Defor mationseinheit, einem Roboter mit Endeffektor sowie den notwendigen Sicherheitseinrichtungen. In der Figur ist hierbei der Roboter 10 am Förderband 20 für die Gepäck stücke 8 zu erkennen. Die Beladung erfolgt seitlich in einen Container 5.

Die geforderten Umschlagzeiten beim Beladen der Gepäckstücke erlauben während des Betriebs keinen Grei ferwechsel. Für das sichere Greifen aller Gepäckarten ist daher ein Greifersystem, wie dies in den vorange henden Ausführungsbeispielen dargestellt wurde, von großem Vorteil, da damit die unterschiedlichsten Ge päckstücke sicher gegriffen und in die Container von der Seite definiert eingebracht werden können.

Fig. 14 zeigt den Ablauf bei der automatischen Beladung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Nach dem Transport und der Ankunft des Ge päckstücks wird dieses zunächst identifiziert, gewogen und vermessen. Systeme zur Identifizierung sind dem Fachmann bekannt. Anschließend wird der Deformations grad des Gepäckstückes bestimmt. Von den ankommenden Gepäckstücken werden ca. 2 bis 4 in einem Zwischenspei cher gepuffert. Die Gepäckabmessungen sowie der Defor mationsgrad dieser gepufferten Gepäckstücke wird an den Beladealgorithmus übergeben, der aus den Werten den op timalen Setzplatz der einzelnen Gepäckstücke ermittelt und das Handhabungsgerät zum Greifen und entsprechenden Ablegen des Gepäckstücks im Ladehilfsmittel ansteuert.

Die Bestimmung des Deformationsgrades erfolgt vor zugsweise mittels zweier Pusher 32, wie sie in Fig. 15 am Förderband 20 dargestellt sind. Diese Pusher drücken in Abhängigkeit vom vorher ermittelten Gepäckgewicht von beiden Seiten auf das auf dem Förderband 20 ange lieferte Gepäckstück 8. Die Informationen über den De formationsgrad und das Gepäckgewicht können dann für die Einstellung der notwendigen bzw. idealen Vorspan nung für eine spätere Umreifung dienen.

Für ein einfaches Ankoppeln von Greiferplatte 9 und Greiferflansch 12, welcher am eigentlichen Handha bungsgerät für die automatische Beladung der Gepäck stücke adaptiert ist, ist in einer vorteilhaften Aus führungsform der vorliegenden Erfindung eine spezielle Speichervorrichtung vorgesehen. Bei dieser Speichervor richtung werden die Gepäckstücke samt Greiferplatte nicht liegend auf einer Fördertechnik befördert, son dern hängend. Dies hat den Vorteil, dass die Gepäck stücke in der Speichervorrichtung eine eindeutige und definierte Position bzw. Orientierung einnehmen. Im um gekehrten Fall würde die Greiferplatte nach der Tren nung vom Greiferflansch aufgrund der Umreifungsspannung gerade bei inhomogenen Gepäckstücken eine nicht vorher sehbare undefinierte Position bzw. Orientierung einnehmen, was das Ankoppeln an den Greiferflansch zur Bela dung erschweren würde. Würde daher das Gepäckstück lie gend weitertransportiert, müsste bei der späteren Auf nahme des Gepäckstücks durch den Beladeroboter, die ebenfalls wieder über den Greiferflansch erfolgt, eine exakte Ermittlung der Position und Orientierung der Greiferplatte bzw. ein komplexer Compliance-Ausgleich durchgeführt werden. Bei der in diesem Ausführungsbei spiel vorgeschlagenen Speichervorrichtung, wie sie in Fig. 16 in verschiedenen Ansichten dargestellt ist, wird das Gepäckstück hängend befördert. Im oberen lin ken Bereich der Abbildung sind hierbei das Gepäckstück 8 mit der Umreifung 11, der Greiferplatte 9, dem Grei ferflansch 12 sowie ein Teil des Handhabungsgerätes zu erkennen. Das Gepäckstück wird mit der Greiferplatte 9 in den Hängeförderer 33 eingehängt und an diesem wei tertransportiert, wie im rechten Bereich der Abbildung zu erkennen ist. Der untere Bereich zeigt in Draufsicht eine Führungsschiene 35 des Hängeförderers 33 mit einer Entnahmeposition 34 für die Gepäckstücke. Das Gepäck stück 8 wird nach der Umreifung an diesen Hängeförderer 33 übergeben. Die Übergabe erfolgt durch das Handha bungssystem 10. Nachdem das Gepäckstück auf den Füh rungsschienen 35 aufliegt, wird es, beispielsweise durch in die Führungen integrierte Transportbänder, bis zur entsprechenden Entnahmeposition 34 gefördert.

Die Speicherkapazität dieses Hängeförderers 33 entspricht der Anzahl an Segmenten bzw. Stationen mit jeweils einer Entnahmeposition 34. An den einzelnen Entnahmepositionen 34 (Aussparungen in den Führungs schienen 35) kann der Beladeroboter die exakt ausge richteten Gepäckstücke problemlos durch einfaches an docken aufnehmen.

Es versteht sich von selbst, dass die in den Aus führungsbeispielen dargestellten Ausführungsformen vom Fachmann beliebig miteinander kombiniert werden können. Mit den dargestellten Verfahren und Vorrichtungen kann jede Gepäckform und Gepäckart problemlos gegriffen wer den. Bei der Umreifung wird das Gepäck komprimiert, so dass die Luft aus den weichen Gepäckstücken herausge drückt wird. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise ei ne höhere Packungsdichte beim Verladen dieser Gepäck stücke. Der Komprimierungs- bzw. Deformationsgrad hat unmittelbar wieder Auswirkungen auf das Stapelergebnis, da das tatsächliche Volumen der Gepäckstücke bei der Beladung berücksichtigt werden kann. Das Greifersystem hat eine kleine Baugröße, da es nur aus der Umreifung mit der Platte besteht. Diese kompakte Bauform ermög licht das einfache Verladen des Gepäcks in die Contai ner. Das Gepäck ist sehr vorteilhaft in jeder Orientie rung in die Container verladbar.

Bezugszeichenliste

1

Check-In

2

Transfergepäck

3

Gepäckverteilsystem

4

Gepäckhandlingsystem/Endstelle

5

ULD

6

Cart

7

Gepäckausgabe

8

Gepäckstück

9

Greiferplatte/plattenförmiges Element

10

Handhabungsgerät bzw. Kinematik

11

Umreifung bzw. Gurt

12

Greiferflansch

13

Umreifungseinheit

14

Greifersteg

15

Schnittstelle

16

horizontale Stege

17

Handgriff

18

Umreifungsspule

19

Bandführungen

20

Förderband

21

Klemmvorrichtung

22

Schneidmesser

23

Wickeleinheit

24

Bandspule

25

Gabel

26

Führungsschiene

27

Schlitten

28

Anschlussplatte

29

Gurttrommel mit Motor

30

Parallelgreifer für Gurtbefestigung

31

Antriebsrollen mit Motor

32

Pusher

33

Hängeförderer

34

Entnahmeposition

35

Führungsschiene

Claims

1. Verfahren zum Greifen von Stückgut, insbesondere von Gepäckstücken, mit folgenden Schritten:

- Bereitstellen eines plattenförmigen Elementes (9), das eine Schnittstelle zu einer Kinematik (10) aufweist oder mit einer Kinematik (10) verbunden ist;
- Ansetzen des plattenförmigen Elementes (9) an das Stückgut (8);
- Umreifen des Stückgutes (8) zusammen mit dem platten förmigen Element (9), so daß das plattenförmige Element am Stückgut anliegt und durch die Umreifung (11) mit diesem verbunden ist; und
- gegebenenfalls Verbinden der Kinematik (10) über die Schnittstelle mit dem plattenförmigen Element (9).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stückgut (8) zusammen mit dem plattenförmigen Element (9) an zumindest zwei voneinander beabstandeten Stellen derart umreift wird, daß die Umreifung (11) zwei sich gegenüberliegende Randbereiche des platten förmigen Elementes (9) umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umreifen mit einer Kraft in Abhängigkeit vom Gewicht und/oder Deformationsgrad des Stückgutes (8) durchgeführt wird, die vor dem Umreifen ermittelt wur de.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stückgut (8) vor dem Ansetzen des plattenförmi gen Elementes (9) zentriert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Be laden eines Trägers mit dem Stückgut (8), bei dem

- die Dimensionen des Stückgutes (8) automatisch ver messen,
- eine für vorgebbare Randbedingungen optimale Position und Orientierung des Stückgutes (8) auf dem Träger (5, 6) mit einem Beladealgorithmus errechnet, und
- das Stückgut (8) an der errechneten Position und in der errechneten Orientierung auf den Träger (5, 6) auf gebracht wird,

wobei vor der Berechnung der Deformationsgrad des Stückgutes (8) ermittelt und bei der Berechnung der op timalen Position und Orientierung des Stückgutes be rücksichtigt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deformationsgrad mit einem Pusher (32) ermit telt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Deformationsgrad durch Vergleich der Umfangs länge der Umreifung (11) mit den Dimensionen des Stück gutes (8), die vor der Umreifung automatisch vermessen wurden, bestimmt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stücke des Stückgutes (8) vor der Beladung zwischengelagert werden, wobei der Beladealgorithmus die optimale Position und Orientierung jedes Stückgutes unter Berücksichtigung aller jeweils zwischengelagerten Stücke errechnet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Stücke durch Einhängen des plattenför migen Elementes (9) in eine Führungsschiene (35) eines Hängeförderers (33) zwischengelagert werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Stückgut (8) vor dem Beladen über ein am Stück gut angebrachtes Informationsfeld identifiziert wird.

11. Vorrichtung zum Greifen von Stückgut, insbesondere von Gepäckstücken, mit:

- einer Kinematik (10) zum Handhaben des Stückgutes (8);
- einem plattenförmigen Element (9), das eine Schnitt stelle zur Kinematik aufweist oder mit der Kinematik verbunden ist;
- einer Einrichtung zum Anlegen des plattenförmigen Elementes (9) an das Stückgut (8); und
- einer Umreifungseinheit (13) zum Umreifen des Stück gutes (8) zusammen mit dem plattenförmigen Element (9),

wobei die Einrichtung zum Anlegen des plattenförmigen Elementes (9) an das Stückgut (8) durch die Kinematik (10) oder ein getrennt von der Kinematik (10) vorgese henes Handhabungsgerät gebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem plattenförmigen Element (9) seitliche Stege (14) herausragen, auf denen die Umreifung (11) auflie gen kann.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Stege (14) über einen Verschiebeme chanismus eingeschoben und ausgefahren werden können.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das plattenförmige Element (9) längenveränderlich ausgestaltet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das plattenförmige Element (9) auf einer Hauptflä che Vorsprünge (16) aufweist, die sich entlang zweier gegenüberliegender Seitenkanten des plattenförmigen Elementes erstrecken.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (16) eine Höhe und einen Abstand aufweisen, die ein Aufsetzen des plattenförmigen Ele mentes (9) auf ein Gepäckstück (8) derart ermöglichen, daß die Vorsprünge (16) am Gepäckstück anliegen und ein Griff (17) des Gepäckstückes zwischen den Vorsprüngen Platz findet.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (16) durch zwei parallel zueinander verlaufende Stege gebildet sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Umreifungseinheit (13) zur gleichzeitigen Um reifung des Stückgutes (8) an zwei voneinander beab standeten Stellen ausgeführt ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle eine starre Verlängerung einer Bewegungsachse der Kinematik (10) bildet.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß am plattenförmigen Element (9) ein platten- oder gabelförmiger Ausläufer (25) angeordnet ist, der in ei ner Richtung senkrecht zu einer Hauptfläche des plat tenförmigen Elementes (9) verläuft und in dieser Rich tung gegenüber dem plattenförmigen Element verschiebbar gelagert ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstelle zur Ankopplung an einen Verbin dungsflansch (12) der Kinematik (10) ausgestaltet ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß am plattenförmigen Element (9) oder an einem Ver bindungsflansch (12) der Kinematik (10) ein Trennele ment (22) zur Durchtrennung der Umreifung (11) vorgese hen ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß am plattenförmigen Element (9) oder am Verbindungs flansch (12) der Kinematik (10) eine Wickeleinrichtung (23) zum Aufwickeln einer durchtrennten Umreifung vor gesehen ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Umreifungseinheit (13) getrennt von der Kinema tik (10) vorgesehen ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Umreifungseinheit (13) an der Kinematik (10) vorgesehen ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kinematik durch einen Roboter (10) mit Endef fektor zum Greifen des Stückgutes (8) und Aufbringen auf einen Träger (5, 6) gebildet ist, wobei die Vor richtung weiterhin

- ein Vermessungssystem zum Vermessen der Dimensionen des Stückgutes (8);
- eine Einheit (13, 32) zur Bestimmung des Deformationsgrades des Stückgutes (8); und
- eine Steuerung, die eine für vorgebbare Randbedingun gen optimale Position und Orientierung des Stückgutes (8) in Abhängigkeit von den Dimensionen und dem Defor mationsgrad des Stückgutes berechnet und den Roboter (10) zum Aufbringen des Stückgutes an der berechneten Position und in der berechneten Orientierung auf den Träger (5, 6) ansteuert, umfaßt.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (32) zur Bestimmung des Deformations grades ein Pusher ist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pufferstrecke vorgesehen ist, auf der mehrere Stücke des Stückgutes (8) vor der Beladung zwischenge lagert und vom Endeffektor des Roboters (10) zum Bela den gegriffen werden können.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Pufferstrecke aus einem Hängeförderer (33) be steht.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Vermessungssystem ein Kamerasystem umfasst, das nach dem Lichtschnittverfahren arbeitet.