DE202013012882U1

DE202013012882U1 - Handhabungsvorrichtung zum Anheben eines Behälters eines Lagersystems und Lagersystem umfassend eine Handhabungsvorrichtung

Info

Publication number: DE202013012882U1
Application number: DE202013012882.8U
Authority: DE
Original assignee: Ocado Innovation Ltd
Current assignee: Ocado Innovation Ltd
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2021-02-02
Anticipated expiration: 2023-05-11
Also published as: EP3192753A1; DK2847105T3; PL2847105T3; DK3653540T3; ES2859465T3; HRP20210535T1; US10035651B2; EP2847105B1; EP3896009A1; US20150127143A1; US9682822B2; WO2013167907A1; PT3653540T; DE202013012883U1; HUE055726T2; EP3653540B1; PT2847105T; US20180029798A1; HRP20211350T1; EP3653540A1

Abstract

Handhabungsvorrichtung (630) geeignet zum Anheben eines einzelnen Behälters (110) von einem Stapel (112) von Behältern (110) in einer Rahmenstruktur (114) eines Lagersystems und zum seitlichen Bewegen des Behälters (110),
wobei die Handhabungsvorrichtung (630) Batterien trägt;
wobei die Handhabungsvorrichtung (630) ein Roboterfahrzeug umfasst, das bewegbar ist, um auf verschiedene Stapel (112) zuzugreifen;
wobei das Roboterfahrzeug mit einer Kranvorrichtung (640) ausgestattet ist, wobei die Kranvorrichtung (640) eine Greifervorrichtung umfasst, die zum Greifen eines Behälters (110) von oben ausgestaltet ist;
dadurch gekennzeichnet, dass:
das Fahrzeug ein erstes und zweites Fahrzeugmodul (632a, 632b) umfasst, die dazwischen die Kranvorrichtung (640) stützen;
das erste und zweite Fahrzeugmodul (632a,632b) voneinander beabstandet sind, um dazwischen einen Raum zu definieren, in den der Behälter (110) gehoben werden kann; und
das erste und zweite Fahrzeugmodul (632a,632b) durch ein Querelement (642) verbunden sind, an dem die Kranvorrichtung (640) aufgehängt ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung geeignet zum Anheben eines einzelnen Behälters von einem Stapel von Behältern in einer Rahmenstruktur eines Lagersystems und zum seitlichen Bewegen des Behälters. Die Erfindung betrifft ferner ein Lagersystem, umfassend eine Rahmenstruktur enthaltend eine Mehrzahl von Stapeln von Behältern und eine Handhabungsvorrichtung der genannten Art.
Hintergrund der Erfindung
Einige kommerzielle und industrielle Tätigkeiten erfordern Systeme, die eine Lagerung und Entnahme einer großen Anzahl unterschiedlicher Produkte ermöglichen. Ein bekanntes System für die Lagerung und Entnahme von Artikeln in mehreren Produktlinien beinhaltet die Anordnung von Lagerbehältnissen oder Behältern in Regalreihen, die in Gängen angeordnet sind. Jedes Behältnis oder Behälter enthält eine Mehrzahl von Produkten eines Produkttyps. Die Gänge bieten einen Zugang zwischen den Regalreihen, so dass die gewünschten Produkte durch Arbeitskräfte oder Roboter entnommen werden können, die in den Gängen zirkulieren. Es versteht sich jedoch, dass die Notwendigkeit, Gangraum für den Zugang zu den Produkten bereitzustellen, bedeutet, dass die Lagerdichte dieser Systeme relativ niedrig ist. Mit anderen Worten, die Platzmenge, die tatsächlich für die Lagerung von Produkten genutzt wird, ist relativ gering im Vergleich zu dem Platzbedarf des Lagersystems insgesamt.
In einem alternativen Ansatz, der für eine erhebliche Verbesserung der Lagerdichte sorgt, werden die Behälter übereinander gestapelt und die Stapel in Reihen angeordnet. Auf die Behälter wird von oben zugegriffen, wodurch keine Notwendigkeit für Gänge zwischen den Reihen besteht und mehr Behälter in einem vorgegebenen Raum gelagert werden können.
Verfahren zum Umschlagen von Behältern, die in Reihen gestapelt sind, sind seit Jahrzehnten gut bekannt. In einigen dieser Systeme, zum Beispiel wie in US 2,701,065 beschrieben, werden frei stehende Stapel von Behältern in Reihen angeordnet, um das Lagervolumen zu verringern, das mit der Lagerung solcher Behälter verbunden ist, und gleichzeitig bei Bedarf den Zugang zu einem bestimmten Behälter zu gewährleisten. Der Zugang zu einem bestimmten Behälter wird durch die Bereitstellung von relativ komplizierten Hebemechanismen ermöglicht, die eingesetzt werden können, um die Behälter zu stapeln und bestimmte Behälter von den Stapeln zu entnehmen. Die Kosten für solche Systeme sind jedoch in vielen Fällen nicht praktikabel, und sie wurden hauptsächlich für die Lagerung und den Umschlag großer Frachtcontainer vermarktet.
Das Konzept der Verwendung frei stehender Stapel von Behältern und der Bereitstellung eines Mechanismus zur Entnahme und Lagerung bestimmter Behälter wurde weiterentwickelt, wie zum Beispiel in EP 0 767 113 B (Cimcorp) beschrieben. Cimcorp offenbart einen Mechanismus zum Entfernen einer Mehrzahl gestapelter Behälter mittels eines Roboter-Lasthandhabers in Form eines Rechteckrohrs, das um den Stapel der Behälter herum abgesenkt wird und das so ausgebildet ist, dass es einen Behälter auf einer beliebigen Ebene des Stapels greifen kann. Auf diese Weise können mehrere Behälter auf einmal von einem Stapel angehoben werden. Das bewegliche Rohr kann eingesetzt werden, um mehrere Behälter von der Oberseite eines Stapels zur Oberseite eines anderen Stapels zu bewegen, oder um Behälter von einem Stapel zu einem externen Ort und umgekehrt zu bewegen. Diese Systeme können besonders nützlich sein, wo alle Behälter in einem einzelnen Stapel das gleiche Produkt enthalten (bekannt als Einzelproduktstapel). Die Lasthandhabungsvorrichtung kann eingesetzt werden, um Behälter zwischen den Einzelproduktstapeln zu bewegen, zum Beispiel um eine Mehrzahl von Behältern, die eine einzelne Produktart enthalten, zum Lager hinzuzufügen oder um einen oder mehrere Behälter von zwei oder mehr Einzelproduktstapeln aufzunehmen und einen Mehrprodukt-Ausgabestapel zu erzeugen. Ein Beispiel dafür ist das Aufnehmen von Gemüsekisten in einem Zentrallager, um eine Mehrproduktbestellung zur Auslieferung an Einzelhandelsgeschäfte zusammenzustellen.
In dem bei Cimcorp beschriebenen System muss die Höhe des Rohrs mindestens so hoch wie die Höhe des höchsten Behälterstapels sein, so dass der höchste Behälterstapel in einem einzigen Arbeitsgang entnommen werden kann. Bei Anwendung in einem geschlossenen Raum wie einem Lager ist dementsprechend die maximale Höhe der Stapel durch die Notwendigkeit begrenzt, das Rohr des Lasthandhabers unterzubringen. Ferner ist das System für die Auswahl eines einzelnen Behälters aus einem Mehrprodukt-Stapel nicht gut angepasst.
Online-Einzelhandelsunternehmen, die mehrere Produktlinien verkaufen, wie z. B. Online-Lebensmittelhändler und Supermärkte, erfordern Systeme, die in der Lage sind, zehn- oder sogar hunderttausende verschiedene Produktlinien zu lagern. Der Einsatz von Einzelproduktstapeln kann in diesen Fällen unpraktisch sein, da eine sehr große Bodenfläche erforderlich wäre, um alle benötigten Stapel unterzubringen. Ferner kann es wünschenswert sein, von einigen Artikeln nur geringe Mengen zu lagern, wie z. B. verderbliche oder nicht häufig bestellte Waren, wodurch Einzelproduktstapel eine ineffiziente Lösung sind.
Dementsprechend wird für einige Anwendungen der Einsatz von Mehrproduktstapeln favorisiert, bei denen die Behälter, die jeweils einen Stapel bilden, unterschiedliche Produkte enthalten können, um so die Lagerdichte des Systems zu maximieren. Die gelagerten Artikel müssen angemessen schnell und leicht zugänglich bleiben, so dass eine Mehrzahl unterschiedlicher Artikel, die für die Ausführung einer Kundenbestellung erforderlich sind, auf effiziente Weise aus dem Lagersystem entnommen werden können, auch wenn einige der benötigten Artikel in einer unteren Ebene eines Stapels, unterhalb mehrerer anderer Behälter gelagert sind.
Die internationale Patentanmeldung WO 98/049075A (Autostore), deren Inhalte hier durch Verweis einbezogen werden, beschreibt ein System, bei dem Mehrproduktstapel von Behältern innerhalb einer Rahmenstruktur angeordnet sind. Ein System dieses Typs wird schematisch in 1 bis 4 der beigefügten Zeichnungen veranschaulicht.
Wie in 1 und 2 dargestellt ist, werden stapelbare Behälter, als Behältnisse 10 bekannt, jeweils aufeinander gestapelt, um Stapel 12 auszubilden. Die Stapel 12 sind in einer Gitterrahmenstruktur 14 in einer Lager- oder Fertigungsumgebung angeordnet. 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht der Rahmenstruktur 14, und 2 ist eine Ansicht von oben nach unten, die einen Stapel 12 von Behältnissen 10 darstellt, die innerhalb der Rahmenstruktur 14 angeordnet sind. Jedes Behältnis 10 enthält normalerweise eine Mehrzahl von Produktartikeln (nicht dargestellt), und die Produktartikel innerhalb eines Behältnisses 10 können je nach Anwendung identisch oder unterschiedlichen Produkttyps sein.
Die Rahmenstruktur 14 umfasst eine Mehrzahl aufrecht stehender Elemente 16, die horizontale Elemente 18, 20 stützen. Ein erster Satz paralleler horizontaler Elemente 18 ist senkrecht zu einem zweiten Satz paralleler horizontaler Elemente 20 angeordnet, um eine Mehrzahl horizontaler Gitterstrukturen auszubilden, die von aufrecht stehenden Elementen 16 gestützt werden. Die Elemente 16, 18, 20 werden normalerweise aus Metall gefertigt. Die Behältnisse 10 werden zwischen den Elementen 16, 18, 20 der Rahmenstruktur 14 gestapelt, so dass die Rahmenstruktur 14 vor horizontaler Bewegung der Stapel 12 der Behältnisse 10 schützt und die vertikale Bewegung der Behältnisse 10 führt.
Die oberste Ebene der Rahmenstruktur 14 enthält Schienen 22, die in einem Gittermuster über der Oberseite der Stapel 12 angeordnet sind. Unter zusätzlichem Verweis auf 3 und 4 stützen die Schienen 22 eine Mehrzahl von Roboter-Lasthandhabungsvorrichtungen 30. Ein erster Satz 22a paralleler Schienen 22 führt die Bewegung der Lasthandhabungsvorrichtungen 30 in einer ersten Richtung (X) über die Oberseite der Rahmenstruktur 14, und ein zweiter Satz 22b paralleler Schienen 22, der senkrecht zum ersten Satz 22a angeordnet ist, führt die Bewegung der Lasthandhabungsvorrichtungen 30 in einer zweiten Richtung (Y), senkrecht zur ersten Richtung. Auf diese Weise erlauben die Schienen 22 die Bewegung der Lasthandhabungsvorrichtungen 30 seitlich in zwei Dimensionen in der horizontalen X-Y-Ebene, so dass eine Lasthandhabungsvorrichtung 30 in eine Position oberhalb eines beliebigen Stapels 12 bewegt werden kann.
Die Lasthandhabungsvorrichtungen 30 werden ferner in dem norwegischen Patent Nummer 317366 beschrieben, dessen Inhalte hier durch Verweis einbezogen werden. 3(a) und 3(b) sind schematische perspektivische Ansichten einer Lasthandhabungsvorrichtung 30 von hinten bzw. von vorn, und 3(c) ist eine schematische perspektivische Vorderansicht einer Lasthandhabungsvorrichtung 30, die gerade ein Behältnis 10 anhebt.
Jede Lasthandhabungsvorrichtung 30 umfasst ein Fahrzeug 32, das so angeordnet ist, dass es sich in X- und Y-Richtung auf den Schienen 22 der Rahmenstruktur 14 oberhalb der Stapel 12 bewegen kann. Ein erster Satz Räder 34, der aus einem Paar Räder 34 an der Vorderseite des Fahrzeugs 32 und einem Paar Räder 34 an der Rückseite des Fahrzeugs 32 besteht, ist so angeordnet, dass er mit zwei angrenzenden Schienen des ersten Satzes 22a der Schienen 22 in Eingriff steht. In ähnlicher Weise ist ein zweiter Satz Räder 36, der aus einem Paar Räder 36 auf jeder Seite des Fahrzeugs 32 besteht, so angeordnet, dass er mit zwei angrenzenden Schienen des zweiten Satzes 22b der Schienen 22 in Eingriff steht. Jeder Satz Räder 34, 36 kann angehoben und abgesenkt werden, so dass zu irgendeiner Zeit entweder nur der erste Satz Räder 34 oder der zweite Satz Räder 36 mit dem entsprechenden Satz Schienen 22a, 22b in Eingriff steht.
Wenn der erste Satz Räder 34 mit dem ersten Satz Schienen 22a in Eingriff steht und der zweite Satz Räder 36 gänzlich von den Schienen 22 abgehoben ist, können die Räder 34 mittels eines Antriebsmechanismus (nicht dargestellt), der im Fahrzeug 32 untergebracht ist, angetrieben werden, um die Lasthandhabungsvorrichtung 30 in X-Richtung zu bewegen. Um die Lasthandhabungsvorrichtung 30 in Y-Richtung zu bewegen, wird der erste Satz Räder 34 gänzlich von den Schienen 22 abgehoben und der zweite Satz Räder 36 abgesenkt, um in Eingriff mit dem zweiten Satz Schienen 22b zu kommen. Der Antriebsmechanismus kann dann eingesetzt werden, um den zweiten Satz Räder 36 anzutreiben und eine Bewegung in Y-Richtung zu bewirken.
Die Lasthandhabungsvorrichtung 30 ist mit einer Kranvorrichtung 40 ausgerüstet. Die Kranvorrichtung 40 umfasst einen Kragarm 42, der sich seitlich von der Oberseite des Fahrzeugs 32 aus erstreckt. Eine Greiferplatte 44 ist durch vier Seile 46 vom Kragarm 42 abgehängt. Die Seile 46 sind mit einem Wickelmechanismus (nicht dargestellt) verbunden, der innerhalb des Fahrzeugs 32 untergebracht ist. Die Seile 46 können vom Kragarm 42 auf- und abgespult werden, so dass die Position der Greiferplatte 44 in Bezug auf das Fahrzeug 32 in Z-Richtung eingestellt werden kann.
Die Greiferplatte 44 ist angepasst, um mit der Oberseite eines Behältnisses 10 in Eingriff zu stehen. Zum Beispiel kann die Greiferplatte 44 Stifte (nicht dargestellt), die zu entsprechenden Bohrungen (nicht dargestellt) im Rand passen, der die Oberfläche des Behältnisses 10 ausbildet, sowie verschiebbare Klammern (nicht dargestellt) enthalten, die in den Rand eingreifen können, um das Behältnis 10 zu greifen. Die Klammern werden durch einen geeigneten Antriebsmechanismus, der innerhalb der Greiferplatte 44 untergebracht ist, angetrieben, um mit dem Behältnis 10 in Eingriff zu gelangen, wobei dieser Mechanismus durch Signale angetrieben und gesteuert wird, die durch die Seile 46 selbst oder durch ein separates Steuerkabel (nicht dargestellt) übertragen werden.
Um ein Behältnis 10 oben von einem Stapel 12 zu entnehmen, wird die Lasthandhabungsvorrichtung 30 so weit wie erforderlich in X- und Y-Richtung bewegt, so dass die Greiferplatte 44 oberhalb des Stapels 12 positioniert wird. Die Greiferplatte 44 wird dann vertikal in Z-Richtung abgesenkt, um mit dem Behältnis 10 oben auf dem Stapel 12 in Eingriff zu kommen, wie es in 3(c) dargestellt ist. Die Greiferplatte 44 greift das Behältnis 10 und wird dann mit befestigtem Behältnis 10 an den Seilen 46 nach oben gezogen. An der obersten Stelle seines vertikalen Hubs wird das Behältnis 10 unterhalb des Kragarms 42 aufgenommen und oberhalb der Ebene der Schienen 22 gehalten. Auf diese Weise kann die Lasthandhabungsvorrichtung 30 an eine andere Position in der X-Y-Ebene bewegt werden und gleichzeitig das Behältnis 10 mit sich tragen, um das Behältnis 10 an eine andere Stelle zu transportieren. Die Seile 46 sind lang genug, um es der Lasthandhabungsvorrichtung 30 zu ermöglichen, Behältnisse aus jeder beliebigen Ebene eines Stapels 12, einschließlich der Bodenebene, zu holen und zu platzieren. Das Fahrzeug 32 ist ausreichend schwer, um das Gewicht des Behältnisses 10 auszugleichen und während des Hebevorgangs stabil zu bleiben. Das Gewicht des Fahrzeugs 32 kann teilweise von Batterien ausgemacht werden, die zur Stromversorgung des Antriebsmechanismus für die Räder 34, 36 eingesetzt werden.
Wie in 4 dargestellt ist, ist eine Mehrzahl identischer Lasthandhabungsvorrichtungen 30 vorgesehen, so dass jede Lasthandhabungsvorrichtung 30 gleichzeitig arbeiten kann, um den Durchsatz des Systems zu erhöhen. Das in 4 veranschaulichte System enthält zwei spezifische Stellen, die als Anschlussstellen 24 bekannt sind, an der Behältnisse 10 in das System hinein oder aus diesem heraus übertragen werden können. Ein zusätzliches Fördersystem (nicht dargestellt) ist mit jeder Anschlussstelle 24 verbunden, so dass die von einer Lasthandhabungsvorrichtung 30 zu einer Anschlussstelle 24 transportierten Behältnisse 10 durch das Fördersystem an einen anderen Standort übertragen werden können, zum Beispiel zu einer Entnahmestation (nicht dargestellt). In ähnlicher Weise können Behältnisse 10 durch das Fördersystem von einem externen Standort an eine Anschlussstelle 24 bewegt werden, zum Beispiel zu einer Füllstation der Behältnisse (nicht dargestellt), und dann durch die Lasthandhabungsvorrichtungen 30 zu einem Stapel 12 transportiert werden, um den Lagerbestand im System aufzufüllen.
Jede Lasthandhabungsvorrichtung 30 kann jeweils ein Behältnis 10 anheben und bewegen. Wenn es erforderlich ist, ein Behältnis 10 („Zielbehältnis“) zu entnehmen, das sich nicht oben auf einem Stapel 12 befindet, dann müssen zuerst die darüber befindlichen Behältnisse 10 („Nicht-Zielbehältnisse“) bewegt werden, um den Zugriff auf das Zielbehältnis 10 zu ermöglichen. Dies wird in einem Arbeitsvorgang erreicht, welcher im Folgenden als „Ausgraben“ bezeichnet wird.
Mit Bezugnahme auf 5 hebt während eines Ausgraben-Vorgangs eine der Lasthandhabungsvorrichtungen 30 nacheinander jedes Nicht-Zielbehältnis 10a von dem Stapel 12, der das Zielbehältnis 10b enthält, an und platziert es an einem temporären Ort auf einem anderen Stapel 12. Auf das Zielbehältnis 10b kann dann von der Lasthandhabungsvorrichtung 30 zugegriffen werden, und es kann zu einer Anschlussstelle 24 für den Weitertransport bewegt werden. In 5 sind acht Nicht-Zielbehältnisse 10a in temporären Positionen platziert worden, und das Zielbehältnis 10b ist von der Handhabungsvorrichtung 30 von dem Stapel 12 entnommen worden. Sobald das Zielbehältnis 10b herausgenommen worden ist, können die Nicht-Zielbehältnisse 10a nacheinander in dem Stapel 12 durch die Lasthandhabungsvorrichtung 30 ersetzt werden, um die ursprüngliche Reihenfolge des Stapels 12 abzüglich des Zielbehältnisses 10b wiederherzustellen.
Jede der Lasthandhabungsvorrichtungen 30 wird durch einen Zentralcomputer gesteuert. Jedes einzelne Behältnis 10 in dem System wird nachverfolgt, so dass die entsprechenden Behältnisse 10 bei Bedarf entnommen, transportiert und ausgetauscht werden können. Beispielsweise werden während eines Ausgraben-Vorgangs die temporären Orte jedes der Nicht-Zielbehältnisse 10a protokolliert, so dass die Nicht-Zielbehältnisse 10a in dem Stapel in der richtigen Reihenfolge ersetzt werden können.
Das mit Verweis auf 1 bis 5 beschriebene System hat viele Vorteile und eignet sich für ein breites Gebiet von Einlager- und Entnahmevorgängen. Insbesondere ermöglicht es eine sehr dichte Produktlagerung und bietet eine sehr wirtschaftliche Möglichkeit zur Lagerung einer großen Spanne unterschiedlicher Artikel in den Behältnissen 10, während gleichzeitig ein angemessener wirtschaftlicher Zugriff auf sämtliche der Behältnisse 10 ermöglicht wird, wenn dies für das Entnehmen erforderlich ist.
Es gibt jedoch einige Nachteile bei einem solchen System, die sich alle aus dem oben beschriebenen Ausgraben-Vorgang ergeben, welcher durchgeführt werden muss, wenn sich ein Zielbehältnis 10b nicht an der Oberseite eines Stapels 12 befindet.
In einer typischen Installation können die Stapel 12 bis zu vierundzwanzig Behältnisse hoch sein. Das bedeutet, dass für den Zugriff auf ein Zielbehältnis 10b, das sich in Richtung des Bodens des Stapels 12 befindet, zunächst eine große Anzahl von Nicht-Zielbehältnissen 10a entfernt werden muss. Wie in 5 gezeigt ist, schränken die an temporären Orten gelagerten Nicht-Zielbehältnisse 10a den Zugang zu den Schienen 22 ein, wodurch ein relativ großer Bereich des Lagers für andere Lasthandhabungsvorrichtungen 30 während eines Ausgraben-Vorgangs unzugänglich wird. Darüber hinaus nimmt der Ausgraben-Vorgang einen großen Teil der Betriebszeit der Lasthandhabungsvorrichtungen 30 in Anspruch, wodurch die Effizienz des Systems verringert und die Kosten des Systems erhöht werden, da es erforderlich ist, zahlreiche Lasthandhabungsvorrichtungen 30 bereitzustellen, um Verzögerungen zu vermeiden.
Der Ausgraben-Vorgang ist relativ langsam, und es kann viele Minuten dauern, bis ein Zielbehältnis 10b erreicht wird, das in Richtung des Bodens eines Stapels 12 angeordnet ist. Der Zeitaufwand erhöht sich, wenn der Zielstapel 12 bereits für die temporäre Lagerung eines Nicht-Ziel-Behältnisses 10a als Teil des Ausgraben-Vorgangs für ein anderes Ziel-Behältnis 10b verwendet wird. Somit haben mehrere Ausgraben-Vorgänge eine kumulative negative Wirkung auf die Effizienz des Systems. Um durch Ausgraben-Vorgänge verursachte Verzögerungen abzuschwächen, muss der Entnahmeprozess lange im Voraus orchestriert werden, typischerweise mindestens dreißig Minuten. Infolgedessen kann das System nicht schnell auf Nachfrageänderungen reagieren, ohne dass es zu signifikanten Produktivitätsverlusten kommt.
Eine andere Strategie zur Minimierung der für Ausgraben-Vorgänge aufgebrachten Zeit besteht darin, die Behältnisse 10 in dem Stapel 12 so anzuordnen, dass die am häufigsten aufgerufenen Behältnisse 10 nahe an der Oberseite der Stapel 12 sind. Dieser Ansatz stößt jedoch bei Anwendungen, bei denen Produkte entnommen werden, um Aufträge zusammenzustellen, die aus einer relativ großen Anzahl von Produkten bestehen, die aus einer sehr großen Anzahl von Produktlinien ausgewählt worden sind, an seine Grenzen, da es immer wahrscheinlich ist, dass eine kleine Anzahl vergleichsweise selten bestellter Produkte, die einen zeitaufwendigen Ausgraben-Vorgang erfordern, in jedem Auftrag vorhanden ist.
Vor diesem Hintergrund wäre es wünschenswert, Handhabungsvorrichtungen und Lagersysteme bereitzustellen, die einige der oben beschriebenen Probleme reduzieren oder abschwächen.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein erster Aspekt betrifft ein Lagersystem, das einen Rahmen, welcher eine Mehrzahl von Stapeln von Behältern enthält, eine erste Handhabungsvorrichtung, die fähig ist, eine Mehrzahl von Behältern von einem Stapel in einem einzelnen Arbeitsvorgang zu heben, und eine zweite Handhabungsvorrichtung umfasst, die fähig ist, einen einzelnen Behälter anzuheben und den Behälter seitlich zu bewegen. Die erste und zweite Handhabungsvorrichtung sind oberhalb des Rahmens angeordnet und sind unabhängig voneinander bewegbar, um auf verschiedene Stapel zuzugreifen.
Die Bereitstellung einer ersten Handhabungsvorrichtung, die fähig ist, eine Mehrzahl von Behältern von einem Stapel in einem einzelnen Arbeitsvorgang anzuheben, zusammen mit einer zweiten Handhabungsvorrichtung, die fähig ist, einen einzelnen Behälter anzuheben und den Behälter seitlich zu bewegen, stellt eine optimale Lösung bereit, wenn man bestrebt ist, einen Behälter zu entnehmen, der sich in der Mitte oder am Boden eines Stapels befindet. In einem solchen Fall müssen nur zwei Hubvorgänge durchgeführt werden, um den Zielbehälter zu entnehmen, was die Geschwindigkeit und Effizienz des Entnahmeprozesses im Vergleich zu Vorkehrungen nach dem Stand der Technik, bei denen jeweils nur ein Behälter angehoben werden kann, erheblich erhöht.
Zu diesem Zweck kann die erste Handhabungsvorrichtung ausgestaltet sein, um eine Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern von einem Stapel mit einem Zielbehälter anzuheben. Die zweite Handhabungsvorrichtung kann ausgestaltet sein, um den Zielbehälter von dem Stapel zu heben und den Zielbehälter zu einem Zielort zu bewegen. Vorzugsweise unterscheiden sich die erste und zweite Handhabungsvorrichtung voneinander und sind für ihre spezifische Funktion bestimmt. Durch die Bereitstellung bestimmter Handhabungsvorrichtungen zum Anheben von Nicht-Zielbehältern und Zielbehältern kann jede Vorrichtung so gestaltet werden, dass sie ihre Aufgabe auf die effizienteste Weise erfüllt, wodurch die Produktivität jeder Vorrichtung und damit die Arbeitsgeschwindigkeit des gesamten Systems erhöht werden.
Sobald der Zielbehälter vertikal von dem Stapel angehoben worden ist, kann er durch die zweite Handhabungsvorrichtung dann seitlich (d.h. im Allgemeinen horizontal oder seitwärts über die Oberseite des Stapels) an einen anderen Ort bewegt werden, von dem der Behälter zur weiteren Verarbeitung von dem Lagersystem wegtransportiert werden kann. Bei Verwendung in einem Auftragserfüllungsvorgang kann der Zielbehälter beispielsweise von dem Lagersystem zu einer Auftragsentnahmestation bewegt werden, an der Artikel aus Behältern entfernt werden, um Kundenaufträge zusammenzustellen.
Die erste Handhabungsvorrichtung kann fähig sein, die Mehrzahl der Behälter seitlich zu bewegen. In einer Ausführungsform kann die erste Handhabungsvorrichtung so ausgestaltet sein, dass sie die Mehrzahl von Behältern an einen temporären Ort bewegt. Auf diese Weise kann die Mehrzahl von Behältern beiseitebewegt werden, damit die zweite Handhabungsvorrichtung auf einen bestimmten Zielbehälter in dem Stapel zugreifen kann. Durch das gemeinsame Bewegen der Mehrzahl von Behältern an den temporären Ort in einem einzelnen Arbeitsvorgang kann die Anzahl der Behälterbewegungsvorgänge, die erforderlich sind, um den Zugriff auf den Zielbehälter zu ermöglichen, im Vergleich zu bekannten Systemen, bei denen jeweils nur ein Behälter bewegt wird, erheblich reduziert werden.
In einer Ausführungsform ist die erste Handhabungsvorrichtung so ausgestaltet, dass sie die Mehrzahl von Behältern seitlich über die Oberseite des Rahmens zu dem temporären Ort bewegt. Der temporäre Ort kann die Oberseite eines Stapels sein. Wenn zum Beispiel die Mehrzahl von Behältern von einem Zielstapel entfernt wird, kann die Mehrzahl von Behältern zur Oberseite eines Nicht-Zielstapels in der Nähe des Zielstapels bewegt werden.
Die seitliche Bewegung der zweiten Handhabungsvorrichtung kann praktischerweise durch Schienen geführt werden, die oberhalb des Rahmens angeordnet sind. Die Schienen können in einem Gittermuster angeordnet sein, so dass eine zweidimensionale Bewegung der zweiten Handhabungsvorrichtung in der horizontalen Ebene möglich ist. Die zweite Handhabungsvorrichtung kann angetriebene Räder umfassen, die so angeordnet sind, dass sie mit den Schienen in Eingriff gelangen. Es können zwei Sätze Räder bereitgestellt sein, wobei ein Satz so angeordnet ist, dass er mit einem ersten Satz von Schienen in Eingriff gelangt, um eine Bewegung der zweiten Handhabungsvorrichtung in einer ersten Richtung zu führen, und ein anderer Satz so angeordnet ist, dass er mit einem zweiten Satz von Schienen in Eingriff gelangt, um eine Bewegung der zweiten Handhabungsvorrichtung in einer zweiten Richtung zu führen.
In einer Ausführungsform wird die seitliche Bewegung der ersten Handhabungsvorrichtung auch durch Schienen geführt, die oberhalb des Rahmens angeordnet sind. In diesem Fall kann die erste Handhabungsvorrichtung angetriebene Räder umfassen, die so angeordnet sind, dass sie mit den Schienen in Eingriff gelangen. Auch hier können zwei Sätze Räder bereitgestellt sein, wobei ein Satz so angeordnet ist, dass er mit einem ersten Satz von Schienen in Eingriff gelangt, um eine Bewegung der ersten Handhabungsvorrichtung in einer ersten Richtung zu führen, und ein anderer Satz so angeordnet ist, dass er mit einem zweiten Satz von Schienen in Eingriff gelangt, um eine Bewegung der ersten Handhabungsvorrichtung in einer zweiten Richtung zu führen.
Die erste und zweite Handhabungsvorrichtung können in derselben horizontalen Ebene über dem Rahmen bewegbar sein. Beispielsweise können die erste und zweite Handhabungsvorrichtung auf einem gemeinsamen Satz Schienen geführt sein.
In alternativen Anordnungen ist die erste Handhabungsvorrichtung in einer ersten horizontalen Ebene über dem Rahmen bewegbar und ist die zweite Handhabungsvorrichtung in einer zweiten horizontalen Ebene bewegbar, die zwischen der ersten horizontalen Ebene und dem Rahmen liegt. Auf diese Weise können Nicht-Zielbehälter in einem einzelnen Arbeitsvorgang von der ersten Handhabungsvorrichtung von einem Stapel angehoben und in einer angehobenen Position gehalten werden, während die zweite Handhabungsvorrichtung einen Zielbehälter vom Stapel entnimmt.
In einem solchen Fall umfasst das Lagersystem einen unteren Satz von Schienen, der oberhalb des Rahmens angeordnet ist, um die zweite Handhabungsvorrichtung zu führen, und einen oberen Satz von Schienen, der oberhalb des unteren Satzes von Schienen angeordnet ist, um die erste Handhabungsvorrichtung zu führen. In einer anderen Anordnung enthält das Lagersystem ein Gerüst zum Führen der seitlichen Bewegung der ersten Handhabungsvorrichtung über dem Rahmen. Die zweite Handhabungsvorrichtung kann in der Lage sein, sich unterhalb des Gerüsts zu bewegen.
Die erste Handhabungsvorrichtung kann ein Roboterfahrzeug umfassen, das mit einer Hebevorrichtung ausgestattet ist, die so angeordnet ist, dass sie die Mehrzahl von Behältern in einem einzelnen Arbeitsvorgang von dem Stapel abhebt. Die Hebevorrichtung kann ausgestaltet sein, um einen untersten der Mehrzahl von Behältern zu ergreifen oder in Eingriff mit diesem zu gelangen.
Das Fahrzeug der ersten Handhabungsvorrichtung kann eine Öffnung enthalten, durch welche die Mehrzahl von Behältern gehoben werden kann. Dies ermöglicht eine kompakte, raumsparende Anordnung.
In einer Ausführungsform ist die Öffnung zu einer Seite des Fahrzeugs hin offen, damit sich die erste Lasthandhabungsvorrichtung seitlich von der Mehrzahl von Behältern wegbewegen kann, sobald die Mehrzahl von Behältern an einem temporären Ort platziert worden ist. In einer anderen Ausführungsform ist die Öffnung mittig innerhalb des Fahrzeugs angeordnet, wobei in diesem Fall die Mehrzahl von Behältern von der ersten Lasthandhabungsvorrichtung gehalten werden kann, bis die Mehrzahl von Behältern zurück auf einen Stapel abgesenkt wird.
Die Hebevorrichtung kann einen oder mehrere Hebearme umfassen. Wenn eine Öffnung bereitgestellt ist, kann ein Paar von Hebearmen auf beiden Seiten der Öffnung angeordnet sein. Die Hebearme können teleskopisch sein.
Das Lagersystem kann sich vertikal erstreckende Räume zwischen den Stapeln von Behältern und dem Rahmen umfassen, damit die Hebearme die Mehrzahl der Behälter dazwischen umklammern können. Während die Einbeziehung solcher Räume in das Lagersystem die Lagerdichte des Lagersystems verringert, wird dieser Nachteil durch die signifikante Verbesserung der Effizienz und der Arbeitsgeschwindigkeit, die durch die vorliegende Erfindung gewährt werden, mehr als kompensiert.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die Hebevorrichtung Stäbe oder Seile, die so angeordnet sind, dass sie mit vertikalen Kanälen in Eingriff gelangen, die in den Seitenwänden der Behälter gebildet sind. Die Kanäle können durch Öffnungen in einer Oberseite jedes Behälters zugänglich sein. In einer solchen Anordnung sind vertikal verlaufende Räume in dem Lagersystem nicht erforderlich.
Die Stäbe oder Seile können einen Ankermechanismus tragen, der so angeordnet ist, dass er lösbar in Eingriff mit einem Behälter gelangt. Der Ankermechanismus kann beispielsweise einen oder mehrere seitlich ausfahrbare Arme zum Eingriff in eine Oberfläche des Behälters umfassen. Der Ankermechanismus kann fernbedient werden, beispielsweise durch einen Draht, der durch eine rohrförmige Bohrung des Stabes oder des Seils verläuft.
Die Kanäle können zu den Seiten der Behälter offen sein, so dass die Stäbe oder Seile aus den Kanälen nach außen gezogen werden können, wenn die Mehrzahl von Behältern angehoben ist. Die Hebevorrichtung kann eine oder mehrere Spulvorrichtungen umfassen, die ausgestaltet sind zum Ausfahren und Einziehen der Stäbe oder Seile. Die Kanäle können sich über die gesamte Höhe jedes Behälters erstrecken, so dass die Stäbe oder Seile durch eine Mehrzahl von Behältern hindurch abgesenkt werden können, um den untersten Behälter einer Mehrzahl von anzuhebenden Behältern zu erreichen und mit ihm in Eingriff zu gelangen.
Die erste Handhabungsvorrichtung kann einen Stützrahmen zum Stützen einer Mehrzahl von angehobenen Behältern umfassen. Auf diese Weise bleiben die angehobenen Behälter stabil, wenn die erste Handhabungsvorrichtung bewegt wird, selbst falls die Behälter ungleichmäßig beladen oder falsch ausgerichtet sind. In ähnlicher Weise können, wenn die erste Handhabungsvorrichtung Hebearme umfasst, die Hebearme die Behälter in der angehobenen Stellung stützen und stabilisieren.
Die zweite Handhabungsvorrichtung kann ein Roboterfahrzeug umfassen, das mit einer Kranvorrichtung ausgestattet ist. Wie dies beispielsweise aus NO317366 bekannt ist, kann die Kranvorrichtung von einem Kragarm gehalten werden, der sich von dem Fahrzeug aus erstreckt.
In einer alternativen Anordnung umfasst das Fahrzeug ein erstes und zweites Fahrzeugmodul, welche dazwischen die Kranvorrichtung stützen. Zum Beispiel können das erste und zweite Fahrzeugmodul voneinander beabstandet sein, um dazwischen einen Raum zu definieren, in den der Behälter gehoben werden kann. Das erste und zweite Fahrzeugmodul können durch ein Querelement verbunden sein, an dem die Kranvorrichtung aufgehängt ist. In diesen Anordnungen wird das Gewicht der Kranvorrichtung und des Behälters direkt von den Fahrzeugmodulen gehalten, und es ist nicht erforderlich, dass das Gewicht des Fahrzeugs als ein Gegengewicht wirkt. Folglich kann das Gewicht der zweiten Handhabungsvorrichtung gemäß dieser Anordnung im Vergleich zu der bekannten Vorrichtung vom Krag-Typ signifikant reduziert werden.
Die Kranvorrichtung kann eine Greifervorrichtung enthalten, die ausgestaltet ist zum Greifen eines Behälters von oben. Die Greifervorrichtung kann an Seilen aufgehängt sein, die von dem Fahrzeug ausgefahren und eingezogen werden können, um die Greifervorrichtung vertikal zu bewegen.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die zweite Handhabungsvorrichtung ein Roboterfahrzeug, das mit einer Hebevorrichtung ausgestattet ist, die angeordnet ist, um einen einzelnen Behälter von dem Stapel zu heben. Das Fahrzeug der zweiten Handhabungsvorrichtung kann eine Öffnung enthalten, durch die oder in die der Behälter gehoben werden kann. Die Hebevorrichtung kann ein Paar von Hebearmen umfassen, die auf beiden Seiten der Öffnung angeordnet sind, wobei in diesem Fall die Hebevorrichtung eine Greifervorrichtung umfassen kann, die zwischen den Enden der Arme montiert und zum Greifen eines Behälters von oben angeordnet ist.
Der Rahmen kann aufrechte Elemente und horizontale Elemente umfassen, die angeordnet sind, um gegen eine seitliche Bewegung der in dem Rahmen enthaltenen Stapel zu schützen und eine vertikale Bewegung der Behälter zu führen. Durch diese Art der Bildung der Stapel von Behältern innerhalb eines Rahmens werden mehrere Vorteile realisiert. Zum Beispiel kann jeder Stapel höher sein, als es ohne Rahmen möglich wäre. Die Verwendung hoher Stapel bietet sowohl eine gute Ausnutzung des Raums innerhalb eines Gebäudes und führt auch zu kurzen horizontalen Fahrtwegen für den Transport von Behältern in das Lagersystem und aus dem Lagersystem heraus. Der Rahmen bietet auch Stabilität für die Stapel von Behältern, selbst wenn die Behälter ungleichmäßig beladen, falsch ausgerichtet oder aufgrund von Fertigungstoleranzen leicht unterschiedlich geformt sind. Drittens kann der Rahmen auch die erste und zweite Handhabungsvorrichtung führen, so dass diese leichter, schneller und kostengünstiger gemacht werden können.
Das Lagersystem kann ferner eine oder mehrere Anschlussstellen umfassen, an denen Behälter aus dem Lagersystem entfernt und/oder zu dem Lagersystem hinzugefügt werden können. Die zweite Handhabungsvorrichtung kann fähig sein zum Transportieren eines Zielbehälters von einem Stapel zu einer Anschlussstelle.
Die Behälter können nach oben offene Behältnisse umfassen. Die Behälter können so angeordnet sein, dass sie in der vertikalen Richtung miteinander verriegeln oder in Eingriff gelangen, wenn sie zu einem Stapel geformt sind. Die Verwendung von Behältern, die in der vertikalen Richtung miteinander verriegeln oder in Eingriff gelangen, erhöht nicht nur die Stabilität der Stapel innerhalb des Rahmens, sondern verbessert auch die Stabilität von Sätzen von Behältern, die gemeinsam von den Stapeln gehoben werden.
In einer typischen Anwendung können mehrere Handhabungsvorrichtungen eingesetzt werden, so dass mehrere Behälter gleichzeitig angehoben und bewegt werden können. Die Handhabungsvorrichtungen können von unterschiedlichem Typen sein und können so ausgewählt sein, dass die Kosten und der Energieverbrauch des Systems mit der Geschwindigkeit und Flexibilität des Betriebs in Einklang gebracht werden.
Zu diesem Zweck kann das Lagersystem eine Mehrzahl erster Handhabungsvorrichtungen umfassen, von denen jede fähig ist, in einem einzelnen Arbeitsvorgang eine Mehrzahl von Behältern von einem Stapel zu heben. Zwei oder mehr aus der Mehrzahl von ersten Handhabungsvorrichtungen können von demselben Typ sein. Alternativ oder zusätzlich können mindestens eine erste Handhabungsvorrichtung eines ersten Typs und mindestens eine erste Handhabungsvorrichtung eines zweiten Typs bereitgestellt sein.
Beispielsweise kann die erste Handhabungsvorrichtung des ersten Typs fähig sein, mehr Behälter in einem Arbeitsvorgang zu heben als die erste Handhabungsvorrichtung des zweiten Typs. Auf diese Weise kann die Handhabungsvorrichtung des ersten Typs verwendet werden, um Nicht-Zielbehälter von Stapeln anzuheben, in denen sich ein Zielbehälter in Richtung des Bodens des Stapels befindet, unter einer relativ großen Anzahl von Nicht-Zielbehältern, während die erste Handhabungsvorrichtung des zweiten Typs, die im Vergleich zu der ersten Handhabungsvorrichtung des ersten Typs billiger und leichter ist und weniger Energie verbraucht, verwendet werden kann, um Nicht-Zielbehälter von den Stapeln anzuheben, in denen sich der Zielbehälter näher zu der Oberseite des Stapels befindet.
In einem anderen Beispiel ist die erste Handhabungsvorrichtung des ersten Typs fähig zum Absetzen der Mehrzahl von Behältern an einem temporären Ort, beispielsweise oben auf einem Stapel, während die erste Handhabungsvorrichtung des zweiten Typs die Mehrzahl von Behältern hält, bis sie wieder in den ursprünglichen Stapel eingesetzt werden. Diese Anordnung sorgt für ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Funktionalität und Kosten und ist bei Anwendungen nützlich, bei denen es nicht erforderlich ist, dass sämtliche der ersten Handhabungsvorrichtungen fähig sein müssen, die Mehrzahl von Behältern an einem temporären Ort zurückzulassen.
Eine Mehrzahl zweiter Handhabungsvorrichtungen kann bereitgestellt sein. Zwei oder mehr der zweiten Handhabungsvorrichtungen können identisch sein.
Ein zweiter Aspekt betrifft eine Handhabungsvorrichtung zum Anheben und Bewegen von Behältern in einem Lagersystem, wobei die Handhabungsvorrichtung zur Verwendung als die erste Handhabungsvorrichtung in dem Lagersystem des ersten Aspekts der Erfindung geeignet ist.
Ein dritter Aspekt betrifft eine Handhabungsvorrichtung zum Anheben und Bewegen von Behältern in einem Lagersystem, wobei die Handhabungsvorrichtung zur Verwendung als die zweite Handhabungsvorrichtung in dem Lagersystem des ersten Aspekts der Erfindung geeignet ist.
Ein vierten Aspekt betrifft ein Verfahren zum Entnehmen eines Zielbehälters aus einem Lagersystem, wobei das Lagersystem eine Mehrzahl von Stapeln von Behältern umfasst, die in einem Rahmen angeordnet sind, wobei der Zielbehälter sich in einem Zielstapel unterhalb von mindestens zwei Nicht-Zielbehältern befindet. Das Verfahren umfasst ein Bewegen einer ersten Handhabungsvorrichtung zu dem Zielstapel, ein Anheben einer Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern von dem Zielstapel in einem einzelnen Hebevorgang unter Verwendung der ersten Handhabungsvorrichtung, um Zugang zu dem Zielbehälter zu ermöglichen, ein Bewegen einer zweiten Handhabungsvorrichtung zu dem Zielstapel und ein Anheben des Zielbehälters von dem Zielstapel unter Verwendung der zweiten Handhabungsvorrichtung.
Mithilfe dieses Verfahrens kann der Zielbehälter unter Verwendung von nur zwei Hebevorgängen entnommen werden, und die Zeit, die eine Handhabungsvorrichtung für das Bewegen der Nicht-Zielbehälter aufwendet, um den Zugang zu dem Zielbehälter zu ermöglichen, kann erheblich reduziert werden. Die erste und zweite Handhabungsvorrichtung sind vorzugsweise unterschiedlich und auf ihre spezifische Funktion ausgerichtet.
Die erste Handhabungsvorrichtung braucht nicht sämtliche der Nicht-Zielbehälter in einem Hebevorgang zu entfernen. Daher kann das Verfahren ein Anheben mehrerer Mehrzahlen von Nicht-Zielbehältern in aufeinander folgenden einzelnen Arbeitsvorgängen enthalten, um den Zugang zu dem Zielbehälter zu ermöglichen.
Das Verfahren kann ferner ein seitliches Transportieren der Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern zu einem temporären Ort unter Verwendung der ersten Handhabungsvorrichtung umfassen, vor dem Bewegen der zweiten Handhabungsvorrichtung zu dem Zielstapel. Die Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern kann an dem temporären Ort hinterlegt werden, oder alternativ kann die Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern in der ersten Handhabungsvorrichtung an dem temporären Ort gehalten werden. In diesem Fall kann das Verfahren umfassen, die zweite Handhabungsvorrichtung unter die erste Handhabungsvorrichtung zu bewegen, um auf den Zielstapel zuzugreifen.
Ein fünfter Aspekt betrifft ein Verfahren zum Entnehmen eines Zielbehälters aus einem Lagersystem, wobei das Lagersystem eine Mehrzahl von Stapeln von Behältern umfasst, die in einem Rahmen angeordnet sind, wobei der Zielbehälter sich in einem Zielstapel unter mindestens zwei Nicht-Zielbehältern befindet. Das Verfahren umfasst ein Bewegen einer ersten Handhabungsvorrichtung zu dem Zielstapel, ein Anheben einer Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern und des Zielbehälters von dem Zielstapel in einem einzelnen Hebevorgang unter Verwendung der ersten Handhabungsvorrichtung, ein seitliches Transportieren der Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern und des Zielbehälters zu einem temporären Ort unter Verwendung der ersten Handhabungsvorrichtung, ein Absetzen des Zielbehälters an dem temporären Ort, ein Entfernen der Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern von dem temporären Ort, ein Bewegen einer zweiten Handhabungsvorrichtung zu dem temporären Ort und ein Anheben des Zielbehälters von dem temporären Ort unter Verwendung der zweiten Handhabungsvorrichtung.
In diesem Aspekt wird der Zielcontainer zusammen mit den darüber liegenden Nicht-Zielcontainern von dem Stapel gehoben. Die Nicht-Zielbehälter werden dann entfernt, so dass die zweite Handhabungsvorrichtung den Zielbehälter entnehmen kann. Bei diesem Verfahren ist nur für die erste Handhabungsvorrichtung die Fähigkeit erforderlich, in den Rahmen herunterzureichen, um einen Behälter anzuheben. Die zweite Handhabungsvorrichtung braucht nur fähig zu sein, den Zielbehälter von dem temporären Ort, beispielsweise von der Oberseite eines Stapels, anzuheben. Vorzugsweise wird die Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern von dem temporären Ort in einem einzelnen Arbeitsvorgang unter Verwendung der ersten Handhabungsvorrichtung entfernt, wodurch die Bewegung der Handhabungsvorrichtungen minimiert wird.
Das Verfahren des vierten oder fünften Aspekts kann das Zurückbringen der Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern zu dem Stapel in einem einzelnen Arbeitsvorgang unter Verwendung der ersten Handhabungsvorrichtung enthalten.
Gemäß einem sechsten Aspekt ist ein Auftragsentnahmesystem bereitgestellt, das einen Behälterrahmen, welcher eine Mehrzahl von Stapeln von Behältern oder Behältnissen enthält, einen ersten horizontalen Transportmechanismus, der einen Zielbehältnis-Entnahmeroboter umfasst, und einen zweiten horizontalen Transportmechanismus umfasst, der einen Nicht-Zielbehältnis-Entnahmeroboter umfasst, der fähig ist, eine Mehrzahl von Nicht-Zielbehältnissen von einem Stapel in einem einzelnen Arbeitsvorgang zu entnehmen, wobei der erste und zweite Transportmechanismus sich voneinander unterscheiden und für ihre spezifische Funktion bestimmt sind und zusammenwirken, um ein Zielbehältnis effizient zu entnehmen.
Genauer gesagt kann der erste Transportmechanismus so ausgebildet sein, dass er jeweils ein Behältnis von der Oberseite eines aktuellen Stapels entnimmt, wohingegen der zweite Transportmechanismus ausgebildet sein kann, eine Mehrzahl von Nicht-Zielbehältnissen in einem Stapel unter Verwendung von beispielsweise Teleskoparmen zu extrahieren, die sich bis zu der gewünschten Ebene des Stapels innerhalb des Gitters nach unten erstrecken, um in Eingriff mit dem Behältnis auf der gewünschten Ebene zu gelangen und den gesamten Stapel von Behältnissen über dem gewünschten Behältnis in einem einzelnen Arbeitsvorgang anzuheben. Die Fähigkeit, einen Stapel von Behältnissen in einem einzigen Arbeitsvorgang aus einem Gitter zu entfernen, stellt eine optimale Lösung bereit, wenn ein Behältnis, das sich in der Mitte oder am Boden eines Stapels befindet, so entnommen werden soll, dass nur zwei Arbeitsvorgänge durchgeführt werden müssen, um das Zielbehältnis zu entnehmen.
Vorzugsweise sind die Behältnisse so miteinander verriegelt, dass der entnommene Stapel eine verbesserte Stabilität aufweist. Außerdem ist es nicht unbedingt erforderlich, dass der zweite Transportmechanismus fähig ist, sämtliche der Nicht-Zielbehältnisse in einem Arbeitsvorgang zu entfernen. Während eine nicht-optimale Lösung bereitgestellt wird, ist es für den zweiten Transportmechanismus möglich, eine Mehrzahl von Nicht-Zielbehältnissen in jedem Arbeitsvorgang zu entnehmen und dies zu wiederholen, bis das Zielbehältnis erreicht ist.
Gemäß einem siebten Aspekt ist ein Auftragsentnahmesystem bereitgestellt, das einen Behälterrahmen, welches eine Mehrzahl von Stapeln von Behältern oder Behältnissen enthält, einen ersten horizontalen Transportmechanismus, der einen Zielbehältnis-Entnahmeroboter umfasst, und einen zweiten horizontalen Transportmechanismus umfasst, der einen Nicht-Zielbehältnis-Entnahmeroboter umfasst, der fähig ist, eine Mehrzahl von Nicht-Zielbehältnissen von einem Stapel in einem einzelnen Arbeitsvorgang zu entnehmen, wobei der erste und zweite Transportmechanismus in getrennten Ebenen gegeneinander versetzt sind.
In einer vorgeschlagenen Implementierung würde ein Stapel von Nicht-Zielbehältnissen auf dem erforderlichen (Ziel-) Behältnis mit Hilfe des zweiten horizontalen Transportmechanismus durch das Gitter entnommen werden, der einen zweiten Typ eines Lasthandhabers mit einer teleskopischen Greifarmvorrichtung haben kann, wonach das erforderliche (Ziel-) Behältnis unter Verwendung des ersten horizontalen Transportmechanismus, der einen ersten Typ einer bewegbaren Lasthandhabungsvorrichtung umfassen kann, entnommen werden würde. Dieser würde dann das Zielbehältnis an den erforderlichen Ort transportieren.
In einem achten Aspekt ist ein Lagersystem bereitgestellt, das einen Rahmen, welcher eine Mehrzahl von Stapeln von Behältern enthält, und eine Handhabungsvorrichtung umfasst, die über dem Rahmen angeordnet und fähig ist, einen oder mehrere Behälter von einem Stapel in einem einzelnen Arbeitsvorgang zu heben. Die Handhabungsvorrichtung umfasst eine Mehrzahl von flexiblen Hebeseilen, wobei jedes Hebeseil einen Ankermechanismus zum Verankern des Stabes an einem Behälter aufweist, und Antriebseinrichtungen, die zum Ausbringen und Einziehen der Hebeseile angeordnet sind. Jeder Behälter umfasst eine Mehrzahl von Kanälen zur Aufnahme der Hebeseile der Handhabungsvorrichtung. Die Kanäle öffnen sich zur Seite jedes Behälters, damit die Hebeseile beim Einziehen der Hebeseile aus den Kanälen nach außen gezogen werden können. Die Handhabungsvorrichtung kann ein Fahrzeug mit einer Öffnung umfassen, durch welche die Behälter beim Einziehen der Hebestäbe angehoben werden. Die Handhabungsvorrichtung kann ein Stützrahmen zum Stützen einer Mehrzahl von angehobenen Behältern umfassen.
Ein neunter Aspekt liegt in einer Handhabungsvorrichtung, die zum Anheben von Behältern von einem Stapel von Behältern in einer Rahmenstruktur geeignet ist. Die Handhabungsvorrichtung umfasst ein Roboterfahrzeug, das mit einer Kranvorrichtung ausgestattet ist. Das Fahrzeug umfasst ein erstes und zweites Fahrzeugmodul, welche dazwischen die Kranvorrichtung stützen. Das erste und zweite Fahrzeugmodul können voneinander beabstandet sein, um dazwischen einen Raum zu definieren, in den der Behälter gehoben werden kann. Das erste und zweite Fahrzeugmodul können durch ein Querelement verbunden sein, an dem die Kranvorrichtung aufgehängt ist. Die Kranvorrichtung kann eine Greifervorrichtung umfassen, die zum Greifen eines Behälters von oben ausgestaltet ist, und die Greifervorrichtung kann an Seilen aufgehängt sein, die aus dem Fahrzeug ausgefahren und eingezogen werden können, um die Greifervorrichtung vertikal zu bewegen.
Ein zehnter Aspekt liegt in einer Handhabungsvorrichtung, die zum Anheben von Behältern von einem Stapel von Behältern in einer Rahmenstruktur geeignet ist, mit einem Roboterfahrzeug, das mit einer Hebevorrichtung ausgestattet ist, die angeordnet ist, um einen Behälter von dem Stapel anzuheben. Das Fahrzeug enthält eine Öffnung, durch die oder in die der Behälter gehoben werden kann. Die Hebevorrichtung kann ein Paar von Hebearmen umfassen, die auf beiden Seiten der Öffnung angeordnet sind, und kann ferner eine Greifervorrichtung umfassen, die zwischen den Enden der Arme montiert und zum Greifen eines Behälters von oben angeordnet ist.
Aspekte der vorliegenden Erfindung sind eine wesentliche Verbesserung des in der internationalen Patentanmeldung WO 98/49075 beschriebenen und im Norwegischen Patent 317366 detaillierter beschriebenen Systems. Insbesondere die Einführung eines zweiten Typs einer bewegbaren Lasthandhabungsvorrichtung, die die Entnahme einer Mehrzahl gestapelter Nicht-Zielbehältnisse in einem einzelnen Arbeitsvorgang erleichtert, erhöht den Nutzwert des Lagersystems signifikant.
Bevorzugte und/oder optionale Merkmale jedes Aspekts der Erfindung können, allein oder in geeigneter Kombination, auch in den anderen Aspekten der Erfindung verwendet werden.
Figurenliste

1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Rahmenstruktur zur Unterbringung einer Mehrzahl von Stapeln von Behältnissen in einem bekannten Lagersystem.
2 ist eine schematische Draufsicht auf einen Teil der Rahmenstruktur von 1.
3(a) und 3(b) sind schematische perspektivische Ansichten von der Rückseite bzw. Vorderseite einer bekannten Lasthandhabervorrichtung zur Verwendung mit der Rahmenstruktur von 1 und 2, und 3(c) ist eine schematische perspektivische Ansicht der bekannten Lasthandhabervorrichtung in Verwendung zum Anheben eines Behältnisses.
4 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines bekannten Lagersystems mit einer Mehrzahl von Lasthandhabervorrichtungen des in 3(a), 3(b) und 3(c) gezeigten Typs, die auf der Rahmenstruktur von 1 und 2 installiert sind.
5 ist eine schematische perspektivische Ansicht des bekannten Lagersystems von 4 während eines Ausgraben-Vorgangs zum Entnehmen eines Zielbehältnisses von einem Stapel. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun nur beispielhaft mit Verweis auf die übrigen beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen für gleichartige Merkmale gleichartige Bezugszahlen verwendet werden.
6 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Lagersystems.
7(a) ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Lasthandhabungsvorrichtung zur Verwendung in dem Lagersystem von 6, und 7(b) und 7(c) sind schematische perspektivische Ansichten der Lasthandhabungsvorrichtung von 7(a) in Verwendung zum Anheben einer Mehrzahl von Behältnissen.
8 ist eine schematische Draufsicht auf einen Teil einer Rahmenstruktur, der einen Teil des Lagersystems von 6 bildet.
9 ist eine Abfolge schematischer Seitenansichten des Lagersystems von 6, die ein Behältnis zeigen, das von einem Stapel entnommen wird.
10 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer anderen Lasthandhabungsvorrichtung zur Verwendung in einem Lagersystem gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Lagersystems.
12 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Lagersystems.
13 ist eine schematische Seitenansicht eines Teils des Lagersystems von 12.
14 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Lagersystems.
15 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer anderen Lasthandhabungsvorrichtung zur Verwendung in einem Lagersystem gemäß der Erfindung.
16 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Lasthandhabungsvorrichtung zur Verwendung in einem Lagersystem gemäß der Erfindung.
17 ist eine schematische Draufsicht auf einen Teil einer Rahmenstruktur, der einen Teil eines anderen Lagersystems gemäß der Erfindung bildet.
18(a) ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Behältnisses zur Verwendung in dem Lagersystem von 17, und 18(b) ist eine detailliertere Ansicht eines Teils des Behältnisses von 18(a).
19 ist eine schematische Draufsicht auf einen Teil einer Rahmenstruktur, der einen Teil eines weiteren Lagersystems gemäß der Erfindung bildet.
20(a) ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Behältnisses zur Verwendung in dem Lagersystem von 19, und 20(b) und 20(c) sind detailliertere Ansichten von Teilen des Behältnisses von 20(a).
21(a) ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Lasthandhabungsvorrichtung zur Verwendung in dem Lagersystem von 6, und 21(b) und 21(c) sind schematische perspektivische Ansichten der Lasthandhabungsvorrichtung von 21(a) in Verwendung zum Anheben einer Mehrzahl von Behältnissen.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Lagersystems 100. Das Lagersystem 100 ähnelt im Allgemeinen dem bekannten, oben mit Bezug auf 1 bis 5 beschriebenen System und umfasst eine Mehrzahl von Lagerbehältern oder Behältnissen 110, die übereinander gestapelt sind, um eine Mehrzahl von Stapeln 112 zu bilden. Die Stapel 112 sind innerhalb einer Rahmenstruktur 114 angeordnet.
Die Rahmenstruktur 114 umfasst eine Mehrzahl von aufrechten Elementen 116, die sich in Z-Richtung erstrecken und horizontale Elemente 118, 120 stützen. Ein erster Satz paralleler horizontaler Elemente 118, die in X-Richtung angeordnet sind, ist rechtwinklig zu einem zweiten Satz paralleler horizontaler Elemente 120 (in 6 nicht gezeigt), die in Y-Richtung angeordnet sind, angeordnet. Die horizontalen Elemente 118, 120 bilden eine Mehrzahl von horizontalen Gitterstrukturen, die von den aufrechten Elementen 116 gestützt werden. Die Elemente 116, 118, 120 sind typischerweise aus Metall hergestellt. Die Behältnisse 110 sind zwischen den Elementen 116, 118, 120 der Rahmenstruktur 114 gestapelt, so dass die Rahmenstruktur 114 gegen eine horizontale Bewegung der Stapel 112 von Behältnissen 110 schützt und eine vertikale Bewegung der Behältnisse 110 führt.
Die oberste Ebene der Rahmenstruktur 114 enthält Schienen 122, die in einem Gittermuster über der Oberseite der Stapel 112 angeordnet sind. Ein erster Satz 122a paralleler Schienen 122 und ein zweiter Satz 122b paralleler Schienen 122 sind zum Führen einer Bewegung der Lasthandhabungsvorrichtungen in X-Richtung bzw. Y-Richtung über die Oberseite der Rahmenstruktur 114 bereitgestellt.
Zwei unterschiedliche Typen von Lasthandhabungsvorrichtungen sind auf den Schienen 122 montiert. Der erste Typ einer Lasthandhabungsvorrichtung 30, im Folgenden als Einzelbehälter-Lasthandhabungsvorrichtung bezeichnet, ist identisch mit der bekannten Lasthandhabungsvorrichtung, die oben mit Bezug auf 3 und 4 beschrieben worden ist. Der zweite Typ einer Lasthandhabungsvorrichtung 150, im Folgenden als Multibehälter-Lasthandhabungsvorrichtung bezeichnet, wird nun unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 7(a) umfasst eine Multibehälter-Lasthandhabungsvorrichtung 150 ein Fahrzeug 152 mit ersten und zweiten Sätzen Räder 154, 156, die mit den ersten bzw. den zweiten Sätzen 122a, 122b von Schienen 122 in Eingriff gelangen können. Wie bei der Einzelbehälter-Lasthandhabungsvorrichtung 30 können die ersten und zweiten Sätze Räder 154, 156 der Multibehälter-Lasthandhabungsvorrichtung 150 vertikal in Bezug auf das Fahrzeug 152 bewegt werden, um die Räder 154, 156 mit dem entsprechenden Satz Schienen 122a, 122b in Eingriff oder außer Eingriff zu bringen. Durch In-Eingriff-Bringen und Antreiben des passenden Satzes Räder 154, 156 kann die Multibehälter-Lasthandhabungsvorrichtung 150 seitlich in der X-Richtung und der Y-Richtung in der horizontalen Ebene auf der Oberseite der Rahmenstruktur 114 bewegt werden.
Die Multibehälter-Lasthandhabungsvorrichtung 150 erleichtert das Entfernen einer Mehrzahl von Nicht-Zielbehältnissen 110a aus einem Stapel 112 in einem einzelnen Arbeitsvorgang. Zu diesem Zweck trägt das Fahrzeug 152 einen teleskopischen Hebemechanismus 160, der aus zwei plattenartigen Teleskoparmen 162 besteht, die beiderseits einer zentralen Öffnung 164 im Fahrzeug 152 angeordnet sind. Die Enden der Arme 162 sind mit Greifervorrichtungen (nicht gezeigt) ausgerüstet, die so ausgestaltet sind, dass sie mit den Behältnissen 110 lösbar in Eingriff gelangen. Die Greifervorrichtungen können jede geeignete Form annehmen, können aber auch praktisch in der Form von nach innen ragenden Fingern ausgeführt sein, die seitlich ausgefahren werden können, um mit dem Rand eines Behältnisses 110 in Eingriff zu gelangen, und zurückgezogen werden können, um das Behältnis 110 freizugeben.
Wie in 7(b) veranschaulicht, werden zum Entfernen einer Mehrzahl von Nicht-Zielbehältnissen 110a von der Oberseite eines Stapels 112 die Arme 162 nach unten bewegt, so dass die Greifervorrichtungen an den Enden der Arme 162 das unterste Behältnis 110a der Mehrzahl von zu entfernenden Behältnissen 110a erreichen. Die Greifervorrichtungen greifen dann in das unterste Behältnis 110a ein, und die Arme 162 werden nach oben gefahren, um die Mehrzahl von Behältnissen 110a durch die Öffnung 164 nach oben anzuheben und von der Rahmenstruktur 114 abzuheben, wie in 7(c) gezeigt. Die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 150 kann dann zusammen mit dem Satz von Behältnissen 110a an einen anderen Ort auf der Rahmenstruktur 114 bewegt werden.
In dieser Ausführungsform sind mit Bezug auf 8 die Elemente 118 der Rahmenstruktur 114, die sich in der X-Richtung erstrecken, in der Y-Richtung um einen Abstand voneinander beabstandet, der für die Breite eines Behältnisses 110 ausreicht, das zwischen den Elementen 118 unter Belassung eines Zwischenraums 168 zu beiden Seiten des Behältnisses 110 aufzunehmen ist. Auf diese Weise können die Arme 162 einer Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 150 zwischen den Behältnissen 110 und den horizontalen Rahmenelementen 118 hindurchgelangen. Die Behältnisse 110 haben ausgesparte Ecken 168, die dazu dienen, die Behältnisse 110 zwischen den vertikalen Rahmenelementen 116 zu positionieren. Auf diese Weise tragen die vertikalen Rahmenelemente 116 dazu bei, die Behältnisse 110 in einer vertikalen Bewegung innerhalb der Rahmenstruktur 114 zu führen und die Stabilität der Stapel 112 selbst dann aufrechtzuerhalten, falls die Behältnisse 110 falsch ausgerichtet und/oder ungleichmäßig beladen sind. Die Behältnisse 110 können auch so geformt sein, dass sie, wie einem Fachmann bekannt, zusammen in einer miteinander verriegelnden Weise gestapelt werden können, um dadurch die Stabilität der Stapel 112 zu verbessern. Das Verriegeln könnte durch jedes geeignete Mittel hergestellt werden, beispielsweise durch Zapfen an dem oberen Rand jedes Behältnisses 110, die in entsprechende Löcher in dem Boden des darüber liegenden Behältnisses 110 passen.
Mit Rückverweis auf 6 laufen die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen 150 auf denselben Schienen 122 wie die Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen 30. Die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen 150 werden in erster Linie zum Entfernen von Nicht-Zielbehältnissen 110a aus einem Stapel verwendet, bevor eine Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 30 das Zielbehältnis 110b (in 6 nicht sichtbar) bewegt und das Zielbehältnis 110b zur weiteren Verarbeitung zu einer Anschlussstelle 124 transportiert.
Es wird anerkannt, dass die Multibehälter-Lasthandhabungsvorrichtungen 150 verwendet werden können, um sämtliche oder einige der Nicht-Zielbehältnisse 110a in einem einzelnen Arbeitsvorgang von einem Stapel 112 zu heben. Dies vermeidet die Notwendigkeit wiederholter Einzelbehältnis-Entfernungsvorgänge, um auf ein Zielbehältnis 110b zuzugreifen, das sich in einem Stapel unterhalb von Nicht-Zielbehältnissen 110a befindet. Die entfernten Nicht-Zielbehältnisse 110a können in der richtigen Reihenfolge in der entsprechenden Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 150 gehalten und aus dem Weg des Stapels 112 bewegt werden, damit eine Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 30 auf den Stapel 112 zugreifen kann, um das Zielbehältnis 110b zu entfernen, ohne dass die Nicht-Zielbehältnisse 110a an individuellen temporären Orten auf anderen Stapeln 112 platziert werden müssen. Durch die Verwendung der Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen 150 bleiben deshalb mehr Stapel 112 gleichzeitig zugänglich.
Der Betrieb des Lagersystems von 6 wird nun mit Verweis auf 9 beschrieben.
9 zeigt schematische Seitenansichten von Stapeln 112 von Behältnissen 110, die in dem Lagersystem 100 von 6 angeordnet sind, zusammen mit einer Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 30 des in 3 gezeigten Typs, und einer Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 150 des in 7 gezeigten Typs. Die Lasthandhabungsvorrichtungen 30, 150 sind, wie zuvor beschrieben, auf Schienen 122 bewegbar.
9(a) veranschaulicht die Startkonfiguration des Systems. Ein Zielbehältnis 110b befindet sich in einem der Stapel 112, unterhalb einer Mehrzahl von Nicht-Zielbehältnissen 110a. Zum Entnehmen des Zielbehältnisses 110b wird zuerst die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 150 in eine Position über den Stapel 112 gebracht, der das Zielbehältnis 110b enthält, wie dies in 9(b) gezeigt ist. Dann werden die Arme 162 des teleskopischen Hebemechanismus 160 abgesenkt, um die Nicht-Zielbehältnisse 110a zu umklammern, wie in 9(c) gezeigt. Die Arme 162 greifen das unterste Nicht-Zielbehältnis 110a und heben sämtliche der Nicht-Zielbehältnisse 110a von dem Stapel, wie in 9(d) gezeigt.
Mit Hinwendung zu 9(e) bewegt sich die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 150, die die Nicht-Zielbehältnisse 110a hält, von dem Stapel 112 in einer seitlichen Richtung weg, um die Oberseite des Zielbehältnisses 110b freizulegen. Gleichzeitig bewegt sich eine Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 30 seitlich in eine Position über den Stapel 112.
Die Hebeplatte 44 wird auf das Zielbehältnis 110b abgesenkt und mit diesem in Eingriff gebracht, wie dies in 9(f) dargestellt ist, und dann wird die Hebeplatte 44 angehoben, um das Zielbehältnis 110b aus dem Stapel 112 zu heben.
Das Zielbehältnis 110b wird dann in einer seitlichen oder horizontalen Richtung von der Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 30 an einen anderen Ort, beispielsweise eine Pforte (nicht gezeigt), zur weiteren Verarbeitung oder Transport befördert. Die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 150 bewegt sich zurück über den Stapel 112 und senkt die Nicht-Zielbehältnisse 110a zurück auf den Stapel 112 ab (siehe 9(g)). Schließlich gibt die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 150 die Nicht-Zielbehältnisse 110a frei und bewegt sich von dem Stapel 112 weg, wobei der Stapel 112 in seiner ursprünglichen Konfiguration abzüglich des Zielbehältnisses 110b verbleibt.
Die in 7 gezeigte Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 150 ist klein und relativ kompakt, verfügt jedoch nicht über die Fähigkeit, einen Satz von Nicht-Zielbehältnissen 110a an einem temporären Ort auf einem anderen Stapel 112 abzulegen. Stattdessen werden die Nicht-Zielbehältnisse 110a innerhalb der Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 150 gehalten. Das bedeutet, dass jede Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 150 nicht für andere Aufgaben eingesetzt werden kann, bis der Ausgraben-Vorgang für den Zugriff auf das Zielbehältnis 110b abgeschlossen ist, und die Nicht-Zielbehältnisse 110a auf den ursprünglichen Stapel 112 zurückgebracht worden sind.
10 zeigt eine Variante der Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung. In diesem Fall ist die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 250 fähig, einen Satz von Behältnissen auf einem anderen Stapel 112 abzulegen und sich dann von dem temporär platzierten Satz von Behältnissen wegzubewegen. Die Vorrichtung 250 umfasst ein Fahrzeug 252 mit einem ersten und zweiten Satz Räder 254, 256, die so angeordnet sind, dass sie mit den ersten und zweiten Sätzen Schienen 122a, 122b der Rahmenstruktur in Eingriff gelangen, wie dies bei der zuvor beschriebenen Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 150 der Fall ist.
Das Fahrzeug 252 hat im Grundriss die Form eines „U“ mit einer Öffnung 264, die zu einer Seite des Fahrzeugs 252 offen ist. Ein teleskopischer Hebemechanismus 260, der im Wesentlichen identisch mit dem in der zuvor beschriebenen Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 150 verwendeten ist, ist bereitgestellt, wobei die zwei Arme 262 des Hebemechanismus 260 auf beiden Seiten der Öffnung 264 angeordnet sind. Auf diese Weise kann ein Satz von Behältnissen (nicht in 10 gezeigt) von einem Stapel 112 mit den Armen 262 durch die Öffnung 264 angehoben werden. Der Satz von Behältnissen kann dann auf einem anderen Stapel 112 platziert werden. Der Hebemechanismus 260 kann dann außer Eingriff mit den Behältnissen 110 gelangen, und die Vorrichtung 250 kann sich seitlich wegbewegen (in diesem Beispiel in X-Richtung), um den Satz von Behältnissen an seinem Platz zu belassen. Die wechselseitig verriegelnde Form der Behältnisse 110 trägt dazu bei, die Stabilität des temporär nicht gehaltenen Satzes von Behältnissen zu erhalten. Die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 250 kann dann in einem anderen Hebevorgang eingesetzt werden, beispielsweise zum Entfernen eines anderen Satzes von Nicht-Zielbehältnissen von demselben Stapel 112 oder von einem anderen Stapel 112.
Die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 250 von 10 kann auch in einem anderen Betriebsmodus verwendet werden, bei dem das Zielbehältnis 110b von der Vorrichtung 250 zusammen mit einem oder mehreren darüber liegenden Nicht-Zielbehältnissen 110a entnommen wird. Der Satz von Behältnissen 110, einschließlich des Zielbehältnisses 110b an dem Boden des Satzes, kann dann auf einem anderen Stapel 112 platziert werden. Die Nicht-Zielbehältnisse 110a können dann sofort wieder von der Vorrichtung 250 aufgenommen und auf den ursprünglichen Stapel 112 zurückgebracht werden, wobei nur das Zielbehältnis 110b am Platz auf dem anderen Stapel 112 zurückgelassen wird. Das Zielbehältnis 110b kann dann von einer Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 30 oder von derselben oder einer unterschiedlichen Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 250 entnommen werden und an einen anderen Ort, so wie eine Anschlussstelle, bewegt werden.
In einem großen Lagersystem kann es wünschenswert sein, mehr als eine Art von Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen einzubeziehen, um eine Flexibilität des Betriebs zu ermöglichen. 11 zeigt beispielsweise ein Lagersystem 300 mit einer Rahmenstruktur 114, die identisch mit der in 6 beschriebenen ist. In der Ausführungsform von 11 sind jedoch zwei Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen 150 des in 7 gezeigten Typs und eine Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 250 des in 10 gezeigten Typs auf den Schienen 122 montiert, zusätzlich zu einer Mehrzahl von Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen 30 des in 3 gezeigten Typs. Diese Anordnung bietet eine erhöhte Flexibilität, indem Sätze von mehreren Behältnissen bei Bedarf auf anderen Stapeln temporär gelagert werden können, minimiert jedoch die Verwendung der relativ teuren und sperrigen Lasthandhabungsvorrichtungen 250, die diese Aufgabe erfüllen können, wobei erkannt wird, dass viele der Zielbehältnis-Entnahmevorgänge angemessen bedient werden können, indem die Nicht-Zielbehältnisse 110a für kurze Zeit in einer der einfacheren Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen 150 verbleiben.
12 und 13 veranschaulichen ein Lagersystem 400 gemäß einer anderen Ausführungsform. In diesem Fall sind die Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen 30 auf Schienen 122 montiert, die einen Teil der Rahmenstruktur 114 bilden, wie dies bereits mit Bezug auf vorherige Ausführungsformen beschrieben worden ist. Die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen 150 sind jedoch auf einem separaten Gitter von Schienen 422 montiert, das von der Oberseite der Rahmenstruktur 114 in Z-Richtung beabstandet ist. In diesem Beispiel sind die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen 150 von dem mit Bezug auf 7 beschriebenen Typ.
In dieser Anordnung sind die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen 150 fähig, Sätze von Behältnissen aus dem Raum herauszuheben, in dem die Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen 30 arbeiten, wodurch im Allgemeinen die Zugänglichkeit der Stapel 112 in dem Lagersystem 400 verbessert wird.
Sofern der Abstand der zwei Gitter von Schienen 122, 422 ausreichend ist, ist es darüber hinaus möglich, einen angehobenen Satz von Nicht-Zielbehältnissen 110a (nicht in 12 und 13 gezeigt) auf einem anderen Stapel 112 zur temporären Lagerung abzusetzen, indem die Behältnisse 110a durch die Öffnung 164 zurückgeführt werden, wodurch die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 150 für andere Arbeitsvorgänge freigegeben wird. Daher kann durch die Bereitstellung eines zweiten Gitters von Schienen 422 eine zusätzliche Funktionalität von den relativ kostengünstigen und kompakten Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen 150 von 7 realisiert werden.
14 veranschaulicht ein Lagersystem 500 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Auch in dieser Ausführungsform sind die Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen 30 auf Schienen 122 montiert, die einen Teil der Rahmenstruktur 114 bilden, wie dies bereits mit Bezug auf vorherige Ausführungsformen beschrieben worden ist. Eine Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 550 ist auf einem bewegbaren Gerüst 570 montiert, welches um die Rahmenstruktur 114 herum installiert ist.
Das Gerüst 570 umfasst ein Querelement 572, das auf Ständern 574 montiert ist, die entlang am Boden montierter Schienen 576 bewegbar sind, die parallel zu der Y-Richtung angeordnet sind. Die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 550 ist in der X-Richtung entlang des Querelements 572 bewegbar, und das Querelement 572 ist mittels der Schienen 576 in der Y-Richtung bewegbar. Auf diese Weise kann die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 550 zu irgendeiner erforderlichen Position in der X-Y-Ebene bewegt werden.
Die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 550 ähnelt der mit Bezug zu 7 beschriebenen Vorrichtung 150. Da die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 550 dieser Ausführungsform jedoch nicht auf ihren eigenen Schienen läuft, sind Räder und ein zugehöriger Antriebsmechanismus nicht erforderlich, weshalb die Vorrichtung 550 kompakter ist.
Wie in der Ausführungsform von 12 kann die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 550 in der Ausführungsform von 14 so ausgestaltet sein, dass sie Sätze von Behältnissen zur temporären Lagerung auf anderen Stapeln 112 ablegt, während die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 550 andere Arbeitsvorgänge ausführt. Es wird anerkannt, dass mehr als eine Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 550 auf dem Gerüst 570 installiert sein könnte, und dass mehr als ein Gerüst 570 mit einer oder mehreren weiteren Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen 550 bereitgestellt sein könnte.
15 zeigt einen anderen Typ einer Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 630, welche in einem Lagersystem gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden könnte. Die Lasthandhabungsvorrichtung 630 ähnelt der unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 30. Jedoch ist in der Variante von 15 mittig innerhalb der Vorrichtung 630 zwischen zwei Fahrzeugmodulen 632a, 632b eine Kranvorrichtung 640 positioniert. Die Fahrzeugmodule 632a, 632b sind durch eine Deckelplatte 642 verbunden, an der eine Greiferplatte 644 durch Seile 646 aufgehängt ist.
Jedes der Fahrzeugmodule 632a, 632b ist mit einem ersten Satz Räder 634 ausgerüstet, wobei je ein Rad 634 des ersten Satzes auf der Vorderseite und Rückseite jedes Moduls 632a, 632b angeordnet ist, und mit einem zweiten Satz Räder 636 ausgerüstet, wobei Räder 636 des zweiten Satzes paarweise an den inneren Seitenflächen jedes Moduls 632a, 632b angeordnet sind. Die Lasthandhabungsvorrichtung 630 kann mit einer Rahmenstruktur 114, wie sie in 6 gezeigt ist, verwendet werden, wobei in diesem Fall die ersten und zweiten Sätze Räder 634, 636 angeordnet sind, um mit dem ersten und zweiten Satz Schienen 122a, 122b in Eingriff zu gelangen.
Die Lasthandhabungsvorrichtung 630 von 15 kann anstelle einer oder mehrerer Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen 30 vom Krag-Typ in den zuvor beschriebenen Lagersystemen verwendet werden. Da die Deckelplatte 642 an beiden Enden gestützt ist, brauchen die Fahrzeugmodule 632a, 632b das Gewicht der Kranvorrichtung 640 nicht auszugleichen, und deshalb kann die Lasthandhabungsvorrichtung 630 signifikant leichter als die in 3 veranschaulichte Lasthandhabungsvorrichtung 30 vom Krag-Typ sein. Dies verringert den Energieverbrauch der Vorrichtung 630, und deshalb kann die Vorrichtung 630 kleinere, billigere Batterien tragen, und die Kosten der Batterien und die Ladezeiten sind geringer. Das geringere Gewicht hilft auch dabei, den Verschleiß der Komponenten zu reduzieren, und kann die Betriebsgeschwindigkeit der Vorrichtung 630 erhöhen.
16 zeigt ein weiteres Beispiel einer Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 750, die in einem Lagersystem gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden könnte. Diese Lasthandhabungsvorrichtung 750 ähnelt der unter Bezugnahme auf 7 beschriebenen Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 150 und enthält ein Fahrzeug 752 mit ersten und zweiten Sätzen Räder 754, 756 für den Eingriff mit Schienen einer Rahmenstruktur, wie zuvor beschrieben. Eine teleskopische Hebevorrichtung 760 enthält zwei Arme 762, die beiderseits einer mittigen Öffnung 764 in dem Fahrzeug 752 montiert sind.
Eine Greiferplatte 744 ist zwischen den Enden der Arme 762 montiert. Die Greiferplatte 744 ähnelt der Greiferplatte 44, die in der mit Bezug auf 3 beschriebenen Lasthandhabungsvorrichtung 30 vom Krag-Typ verwendet wird, und zum Greifen eines einzelnes Behältnisses 110 von oben angepasst ist, wie dies zuvor beschrieben ist. Bei der Verwendung können die Arme 762 nach unten ausgefahren werden, um die Greiferplatte 744 auf einem anzuhebenden Behältnis 110 zu platzieren, und dann nach oben zurückgezogen werden, um das Behältnis 110 in die Öffnung 764 zu heben.
Die Lasthandhabungsvorrichtung 750 von 16 kann beispielsweise anstelle der in 3 gezeigten Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung 30 vom Krag-Typ verwendet werden. Wie bei der Vorrichtung 630 von 15 kann die Vorrichtung 750 von 16 leichter im Gewicht sein als die Vorrichtung 30 vom Krag-Typ, mit den damit verbundenen Vorteilen.
Ein anderer Mechanismus zum Anheben von Behältnissen wird nun mit Bezugnahme auf 17 und 18 beschrieben.
17 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil eines Lagersystems 800, in dem Behältnisse 810 in einer Rahmenstruktur 14 des in 1 und 2 veranschaulichten Typs gestapelt sind, in dem die horizontalen Rahmenelemente 18, die sich in der X-Richtung erstrecken, so beabstandet sind, dass sie die Behältnisse 810 zwischen sich aufnehmen können, wobei zwischen den Behältnissen 810 und den horizontalen Rahmenelementen 18 nur kleine Zwischenräume vorhanden sind.
Mit zusätzlicher Bezugnahme auf 18(a) ist jedes Behältnis 810 mit einer Randoberfläche 870 um seinen oberen Umfang geformt, in der vier Öffnungen 872 ausgebildet sind. Die Öffnungen 872 sind in zwei Paaren auf gegenüberliegenden Seiten des Behältnisses 810 angeordnet. Jede Öffnung 872 stellt einen Eingang zu einem zylindrischen Kanal 874 bereit, der sich vertikal durch die Seitenwände des Behältnisses 810 erstreckt.
Mit Bezugnahme auf 18(b) ist eine Lasthandhabungsvorrichtung (nicht gezeigt) mit länglichen rohrförmigen Greifstäben 880 bereitgestellt, um die Behältnisse 880 anzuheben. In diesem Beispiel umfasst jeder Greifstab 880 ein Rohr 875, das mittels der jeweiligen Öffnung 872 in einen Kanal 874 abgesenkt werden kann. Ein Ankermechanismus in Form von seitlich ausfahrbaren Armen 876, die durch einen in dem Rohr 875 angeordneten Draht 878 betätigt werden, ist bereitgestellt, so dass, wenn das Ende des Stabes 880 sich in Position unterhalb des Randes eines anzuhebenden Behältnisses 810 befindet, wobei der Draht 878 gezogen werden kann, um die Arme 876 nach außen in die in 18(b) gezeigte Position auszufahren. Der Stab 880 wird dann nach oben gezogen, so dass die Arme 876 in die Unterseite der Randfläche 870 eingreifen, um das Behältnis 810 anzuheben. Das Behältnis 810 kann bei Bedarf durch Zurückziehen der Arme 876 des Verankerungsmechanismus freigegeben werden. Es wird anerkannt, dass andere Typen eines Ankermechanismus zum Verankern der Stäbe an den Behältnissen verwendet werden können, wie sie den Fachleuten bekannt sind.
Ein Spitzenteil 882 des Rohres 875 hat eine geglättete, spitz zulaufende Form, um die Positionierung des Stabes 880 in der Öffnung 872 zu erleichtern und den Stab 880 innerhalb des Kanals 874 zu führen.
In der Anordnung von 17 und 18 kann eine Lasthandhabungsvorrichtung mit vier Greifstäben 880 ausgestattet sein, die so angeordnet sind, dass sie mit den vier Öffnungen 872 in dem Behältnis 810 zusammenpassen. Die Lasthandhabungsvorrichtung kann zum Anheben jeweils eines Behältnisses 810 zu einer Zeit verwendet werden. Da sich die Kanäle 874 vollständig durch das Behältnis 810 erstrecken, kann auch eine Mehrzahl von Behältnissen 810 gleichzeitig angehoben werden, indem die Stäbe 880 in die Kanäle 874 einiger Behältnisse 810 in einem Stapel hinunter geführt werden, und dann der Verankerungsmechanismus ausgelöst wird, sobald sich die Spitze 882 des Stabes 880 in einer Position unterhalb der Randoberfläche 870 des untersten anzuhebenden Behältnisses 810 befindet. Auf diese Weise kann die Lasthandhabungsvorrichtung dieser Variante zum gleichzeitigen Anheben einer Mehrzahl von Nicht-Zielbehältnissen während eines Ausgraben-Vorgangs verwendet werden. In Abhängigkeit von der Ausgestaltung der Lasthandhabungsvorrichtung können die Greifstäbe 880 starr oder flexibel sein.
19 bis 21 veranschaulichen ein anderes Lagersystem 900, das in vielerlei Hinsicht dem oben mit Bezugnahme auf 17 und 18 beschriebenen ähnelt. Auch hier sind die Behältnisse 910 in einer Rahmenstruktur 14 des in 1 und 2 veranschaulichten Typs gestapelt.
Jedes Behältnis 910 enthält vier Öffnungen 972, die in der oberen Randoberfläche 970 des Behältnisses 910 angeordnet sind. Wie in 20(a) und 20(b) am deutlichsten gezeigt ist, bieten die Öffnungen 972 Zugang zu Kanälen 974, die sich vertikal durch die Seitenwände des Behältnisses 910 erstrecken. In diesem Fall sind die Kanäle 974 und die Öffnungen 972 zu den Außenseiten des Behältnisses 910 offen, mittels vertikal verlaufender Schlitze 984.
Wie in dem mit Bezugnahme auf 17 und 18 beschriebenen System 800 ist in dem System 900 von 19 bis 21 eine mit vier Greifstäben 980 ausgestattete Lasthandhabungsvorrichtung bereitgestellt. Die Greifstäbe 980, die in 20(c) am deutlichsten gezeigt sind, funktionieren auf dieselbe Weise wie oben beschrieben und sind daher mit einem Ankermechanismus mit Armen 976 versehen, die mit Verwendung eines in einem Rohr 975 untergebrachten Drahtes 978 nach außen ausgefahren werden können. Eine geglättete, spitz zulaufende Spitze 982 des Rohrs 975 führt den Stab 980 durch die Öffnung 972 und in den Kanal 974. In diesem Fall sind die Greifstäbe 980 flexibel und können aufgespult werden, wie weiter unten erläutert werden wird.
Eine geeignete Multibehälter-Lasthandhabungsvorrichtung 950 ist in 21 gezeigt. Die Lasthandhabungsvorrichtung 950 enthält ein Fahrzeug 952, das dem in der in 7 gezeigten Lasthandhabungsvorrichtung 150 verwendeten ähnlich ist. Das Fahrzeug 952 hat eine mittige Öffnung 964, durch welche Behältnisse 910 gehoben werden können, und zwei Sätze Räder 954, 956 für den Eingriff mit Schienen (nicht gezeigt) auf der Oberseite der Rahmenstruktur 14, wie es oben beschrieben worden ist.
Vier Spulvorrichtungen 960 sind in gegenüberliegenden Paaren auf beiden Seiten der Öffnung 964 angeordnet. Jede Spulvorrichtung 960 hält einen flexiblen Greifstab 980 des mit Bezug auf 20(c) beschriebenen Typs. Wie in 21(a) am deutlichsten gezeigt ist, erstrecken sich die Greifstäbe 980 von den jeweiligen Spulvorrichtungen 960 und nach unten durch die Öffnung 964.
Um eine Mehrzahl von Behältnissen 910 anzuheben, wird die Lasthandhabungsvorrichtung 950 in eine Position über dem Zielstapel bewegt. Die Greifstäbe 980 werden dann in die Kanäle 974 der Behältnisse 910 eingeführt, wie in 21(b) gezeigt, bis die Enden der Stäbe 980 unter dem Rand 970 des untersten Behältnisses 910 in dem Satz anzuhebender Behältnisse 910 positioniert sind. Dann werden die Arme 976 des Ankermechanismus ausgefahren, und die Stäbe 980 werden auf die Spulvorrichtungen 960 zurückgespult, um dadurch den Satz von Behältnissen 910 durch die Öffnung 964 zu heben, wie in 21(c) gezeigt. Die flexiblen Stäbe 980 können seitlich aus den Kanälen 974 durch die vertikalen Schlitze 984 in den Seiten der Behältnisse 910 gezogen werden, so dass die Spulvorrichtungen 960 auf dem Fahrzeug 952 montiert werden können, anstatt in einer erhöhten Position über dem Fahrzeug 952, wie es der Fall wäre, wenn die Schlitze 984 nicht bereitgestellt wären.
Ein Rahmenwerk von Stützelementen 990 ist auf der Oberseite des Fahrzeugs 952 bereitgestellt. Die Stützelemente 990 sind so angeordnet, dass sie den Satz gestapelter Behältnisse 910 seitlich stützen, sobald sie durch die Öffnung 964 angehoben worden sind. Auf diese Weise bleiben die Behältnisse 910 während einer anschließenden Bewegung der Lasthandhabungsvorrichtung 950 stabil.
Es wird anerkannt, dass Lagersysteme für eine bestimmte Anwendung mit Verwendung vielfältiger Kombinationen der oben beschriebenen Lasthandhabungsvorrichtungen und Anordnungen konzipiert werden können.
In einem typischen Lagersystem gemäß der Erfindung werden eine Mehrzahl von Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen und eine Mehrzahl von Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen eingesetzt. Die Bewegung und der Betrieb jeder Lasthandhabungsvorrichtung werden durch ein Steuerprogramm bestimmt, das auf einer Computersteuereinheit des Systems läuft und das so konfiguriert ist, dass die Produktivität der Lasthandhabungsvorrichtungen maximiert wird. Insbesondere sind einige Verfahren zum Durchführen eines „Ausgraben“-Vorgangs möglich, bei dem ein Zielbehältnis von einem Stapel von Behältnissen entnommen wird, in dem einige Nicht-Zielbehältnisse über dem Zielbehältnis positioniert sind.
Bei einem Verfahren eines Betriebs entnimmt eine der Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen sämtliche der Nicht-Zielbehältnisse von dem Stapel. Eine Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung entnimmt dann das Zielbehältnis, und die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung bringt die Nicht-Zielbehältnisse auf den Stapel zurück. In diesem Prozess kann die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung entweder die Nicht-Zielbehältnisse hoch genug heben, damit die Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung darunter arbeiten kann, oder alternativ kann sich die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung ausreichend seitlich bewegen, damit die Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung auf das Zielbehältnis zugreifen kann. Dieses Verfahren kann mit jeder der oben beschriebenen alternativen Entwürfe für die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung verwendet werden.
Bei einem anderen Verfahren eines Betriebs hebt die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung sämtliche der Nicht-Zielbehältnisse plus das Zielbehältnisse an, bewegt sich dann zu einem nahegelegenen Ort, gibt das Zielbehältnis frei und bringt dann sämtliche der Nicht-Zielbehältnisse zu dem ursprünglichen Stapel zurück. Eine Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung bewegt dann das einzelne Zielbehältnis zu dem Zielort. Dieses Verfahren kann verwendet werden, wenn die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen auf einer erhöhten Ebene über den Einzelbehälter-Lasthandhabungsvorrichtungen angeordnet sind, so wie in den in 12 bis 14 veranschaulichten Lagersystemen, oder wenn die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen fähig sind zum Freigeben der Behältnisse in derselben Ebene, wie es bei der in 10 veranschaulichten Vorrichtung der Fall ist.
Falls die Anzahl von Nicht-Zielbehältnissen die Tragfähigkeit oder die vertikale Reichweite der Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung überschreitet, kann ein Effizienzvorteil immer noch erreicht werden, indem so viele Nicht-Zielbehältnisse entfernt werden, wie die Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung in einem Arbeitsvorgang handhaben kann. Eine oder mehrere weitere Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen oder eine oder mehrere Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen können dann die verbleibenden Nicht-Zielbehältnisse entfernen, bevor eine Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtung das Zielbehältnis entnimmt.
Falls die Höhe der Stapel die Tragfähigkeit oder die vertikale Reichweite der Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen bei weitem übersteigt, können eine oder mehrere zusätzliche Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen mit der Fähigkeit einer großen Reichweite einbezogen werden. Diese Vorrichtungen mit großer Reichweite würden mit den normalen Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen zusammenarbeiten. In einer typischen Anwendung würden im Vergleich zur Anzahl der normalen Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen nur wenige Vorrichtungen mit großer Reichweite benötigt, was die Kosten des Gesamtsystems niedrig halten würde. Alternativ könnten sämtliche der Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen die Fähigkeit der großen Reichweite haben.
Es wird anerkannt, dass die oben beschriebenen Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen und Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen auch unabhängig von den anderen Aspekten der Erfindung in Lagersystemen eingesetzt werden können. Beispielsweise können die mit Bezug auf 15 und 16 beschriebenen Leichtgewicht-Lasthandhabungsvorrichtungen in einem Lagersystem ohne zusätzliche Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen eingesetzt werden. In ähnlicher Weise sind die in 7, 10 und 17 bis 21 beschriebenen Multibehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen fähig zum Anheben eines einzelnen Behältnisses und können deshalb ohne zusätzliche Einzelbehältnis-Lasthandhabungsvorrichtungen verwendet werden.
Viele oben nicht ausdrücklich beschriebene Variationen und Modifikationen sind auch möglich, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.
Die Beschreibung umfasst ferner die folgenden nummerierten Klauseln:

1. Lagersystem umfassend:
- einen Rahmen (114) enthaltend eine Mehrzahl von Stapeln (112) von Behältern (110);
- eine erste Handhabungsvorrichtung (150), die fähig ist, eine Mehrzahl von Behältern (110a) von einem Stapel (112) in einem einzelnen Arbeitsvorgang zu heben; und
- eine zweite Handhabungsvorrichtung (30), die fähig ist, einen einzelnen Behälter (110b) anzuheben und den Behälter (110b) seitlich zu bewegen;
- wobei die erste und die zweite Handhabungsvorrichtung (150, 30) oberhalb des Rahmens (114) angeordnet sind und unabhängig voneinander bewegbar sind, um auf verschiedene Stapel (112) zuzugreifen.
2. Lagersystem gemäß Klausel 1, wobei die erste Handhabungsvorrichtung (150) fähig ist, die Mehrzahl von Behältern (110a) seitlich zu bewegen.
3. Lagersystem gemäß Klausel 1 oder Klausel 2, wobei die erste Handhabungsvorrichtung (150) ausgestaltet ist, eine Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern (110a) von einem Stapel (112), der einen Zielbehälter (110b) enthält, anzuheben.
4. Lagersystem gemäß Klausel 3, wobei die zweite Handhabungsvorrichtung (30) ausgestaltet ist, den Zielbehälter (110b) von dem Stapel (112) anzuheben und den Zielbehälter (110b) zu einem Zielort zu bewegen.
5. Lagersystem gemäß einer vorhergehenden Klausel, wobei die erste und die zweite Handhabungsvorrichtung (150, 30) voneinander verschieden und ihrer spezifischen Funktion gewidmet sind.
6. Lagersystem gemäß einer vorhergehenden Klausel, wobei die erste Handhabungsvorrichtung (150) ausgestaltet ist, die Mehrzahl von Behältern (110a) an einen temporären Ort zu bewegen.
7. Lagersystem gemäß Klausel 6, wobei die erste Handhabungsvorrichtung (150) ausgestaltet ist, die Mehrzahl von Behältern (110a) seitlich zu dem temporären Ort zu bewegen.
8. Lagersystem gemäß Klausel 7, wobei der temporäre Ort die Oberseite eines Stapels (112) ist.
9. Lagersystem gemäß einer vorhergehenden Klausel, wobei eine seitliche Bewegung der zweiten Handhabungsvorrichtung (30) durch oberhalb des Rahmens (114) angeordnete Schienen (122) geführt ist.
10. Lagersystem gemäß Klausel 9, wobei die zweite Handhabungsvorrichtung (30) angetriebene Räder (34, 36) umfasst, die so angeordnet sind, dass sie mit den Schienen (122) in Eingriff gelangen.
11. Lagersystem gemäß Klausel 9 oder Klausel 10, wobei eine seitliche Bewegung der ersten Handhabungsvorrichtung (150) auch durch oberhalb des Rahmens (114) angeordnete Schienen (122; 422) geführt ist.
12. Lagersystem gemäß Klausel 11, wobei die erste Handhabungsvorrichtung (150) angetriebene Räder (154, 156) umfasst, die so angeordnet sind, dass sie mit den Schienen (122; 422) in Eingriff gelangen.
13. Lagersystem gemäß Klausel 11 oder Klausel 12, wobei die erste und die zweite Handhabungsvorrichtung (150, 30) auf einem gemeinsamen Satz Schienen (122a, 122b) geführt sind.
14. Lagersystem gemäß einer vorhergehenden Klausel, wobei die erste und die zweite Handhabungsvorrichtung (150, 30) in derselben horizontalen Ebene über dem Rahmen (114) bewegbar sind.
15. Lagersystem gemäß einer der Klauseln 1 bis 12, wobei die erste Handhabungsvorrichtung (150) in einer ersten horizontalen Ebene über dem Rahmen (114) bewegbar ist, und wobei die zweite Handhabungsvorrichtung (30) in einer zweiten horizontalen Ebene bewegbar ist, die zwischen der ersten horizontalen Ebene und dem Rahmen (114) liegt.
16. Lagersystem gemäß Klausel 15, wenn von Klausel 11 oder Klausel 12 abhängig, umfassend einen unteren Satz Schienen (122), der oberhalb des Rahmens (114) angeordnet ist, um die zweite Handhabungsvorrichtung (30) zu führen, und einen oberen Satz Schienen (422), der oberhalb des unteren Satzes Schienen (122) angeordnet ist, um die erste Handhabungsvorrichtung (150) zu führen.
17. Lagersystem gemäß einer der Klauseln 1 bis 10, ferner umfassend ein Gerüst (570) zum Führen einer seitlichen Bewegung der ersten Handhabungsvorrichtung (150) über dem Rahmen (114).
18. Lagersystem gemäß Klausel 17, wobei die zweite Handhabungsvorrichtung (30) fähig ist, sich unterhalb des Gerüsts (570) zu bewegen.
19. Lagersystem gemäß einer vorhergehenden Klausel, wobei die erste Handhabungsvorrichtung (150, 250, 950) ein Roboterfahrzeug (152, 252, 952) umfasst, das mit einer Hebevorrichtung (160, 260, 960) ausgestattet ist, die so angeordnet ist, um die Mehrzahl von Behältern (110a) von dem Stapel (112) in einem einzelnen Arbeitsvorgang anzuheben.
20. Lagersystem gemäß Klausel 19, wobei das Fahrzeug (152, 252, 952) der ersten Handhabungsvorrichtung (150, 250, 950) eine Öffnung (164, 264, 964) enthält, durch welche die Mehrzahl von Behältern (110a) angehoben werden kann.
21. Lagersystem gemäß Klausel 20, wobei die Öffnung (264) zu einer Seite des Fahrzeugs (252) hin offen ist, um es der ersten Lasthandhabungsvorrichtung (250) zu ermöglichen, sich seitlich von der Mehrzahl von Behältern (110a) wegzubewegen, sobald die Mehrzahl von Behältern (110a) an einem temporären Ort platziert worden ist.
22. Lagersystem gemäß Klausel 20 oder Klausel 21, wobei die Hebevorrichtung (160, 260) ein Paar von Hebearmen (162, 262) umfasst, die auf beiden Seiten der Öffnung (164, 264) angeordnet sind.
23. Lagersystem gemäß Klausel 22, wobei die Hebearme (162, 262) teleskopisch sind.
24. Lagersystem gemäß Klausel 22 oder Klausel 23, mit sich vertikal erstreckenden Räumen (168) zwischen den Stapeln (112) von Behältern (110) und dem Rahmen (114), um es den Hebearmen (162, 262) zu ermöglichen, die Mehrzahl von Behältern (110a) dazwischen zu umfassen.
25. Lagersystem gemäß einer der Klauseln 19 bis 21, wobei die Hebevorrichtung (960) Stäbe oder Seile (880, 980) umfasst, die so angeordnet sind, um mit vertikalen Kanälen (874, 974) in Eingriff zu gelangen, die in den Seitenwänden der Behälter (810, 910) ausgebildet sind.
26. Lagersystem gemäß Klausel 25, wobei die Stäbe oder Seile (880, 980) einen Ankermechanismus (876, 976) tragen, der angeordnet ist, um lösbar mit einem Behälter (810, 910) in Eingriff zu gelangen.
27. Lagersystem gemäß Klausel 25 oder Klausel 26, wobei die Kanäle (974) zu den Seiten der Behälter (910) offen sind, damit die Stäbe oder Seile (980) aus den Kanälen (974) nach außen gezogen werden können, wenn die Mehrzahl von Behältern (910) angehoben ist.
28. Lagersystem gemäß einer der Klauseln 25 bis 27, wobei die Hebevorrichtung eine oder mehrere Spulvorrichtungen (960) umfasst, die ausgestaltet sind, die Stäbe oder Seile (980) auszufahren und einzuziehen.
29. Lagersystem gemäß einer der Klauseln 19 bis 28, wobei die Hebevorrichtung (160) ausgestaltet ist, einen untersten der Mehrzahl von Behältern (110a) zu greifen oder mit diesem in Eingriff zu gelangen.
30. Lagersystem gemäß einer vorhergehenden Klausel, wobei die erste Handhabungsvorrichtung (950) ferner einen Stützrahmen (990) zum Stützen einer Mehrzahl von angehobenen Behältern (910) aufweist.
31. Lagersystem gemäß einer vorhergehenden Klausel, wobei die zweite Handhabungsvorrichtung (30, 630) ein mit einer Kranvorrichtung (40, 640) ausgestattetes Roboterfahrzeug (32, 632a, 632b) umfasst.
32. Lagersystem gemäß Klausel 31, wobei die Kranvorrichtung (40) von einem Kragarm (42) gehalten ist, der sich von dem Fahrzeug (32) aus erstreckt.
33. Lagersystem gemäß Klausel 31, wobei das Fahrzeug ein erstes und ein zweites Fahrzeugmodul (632a, 632b) umfasst, die die Kranvorrichtung (640) dazwischen stützen.
34. Lagersystem gemäß Klausel 33, wobei das erste und das zweite Fahrzeugmodul (632a, 632b) voneinander beabstandet sind, um dazwischen einen Raum zu definieren, in den der Behälter (110) gehoben werden kann.
35. Lagersystem gemäß Klausel 33 oder Klausel 34, wobei das erste und das zweite Fahrzeugmodul (632a, 632b) durch ein Querelement (642) verbunden sind, an dem die Kranvorrichtung (640) aufgehängt ist.
36. Lagersystem gemäß einer der Klauseln 31 bis 35, wobei die Kranvorrichtung (40, 640) eine Greifervorrichtung (44, 644) umfasst, die ausgestaltet ist zum Greifen eines Behälters (110) von oben.
37. Lagersystem gemäß Klausel 36, wobei die Greifervorrichtung (44, 644) an Seilen (46, 646) aufgehängt ist, die aus dem Fahrzeug ausgefahren und eingezogen werden können, um die Greifervorrichtung (44, 644) vertikal zu bewegen.
38. Lagersystem gemäß einer der Klauseln 1 bis 30, wobei die zweite Handhabungsvorrichtung (750) ein Roboterfahrzeug (752) umfasst, das mit einer Hebevorrichtung (760) ausgestattet ist, die angeordnet ist, um einen einzelnen Behälter (110) von dem Stapel (112) anzuheben.
39. Lagersystem nach Klausel 38, wobei das Fahrzeug (752) der zweiten Handhabungsvorrichtung (750) eine Öffnung (764) enthält, durch die oder in die der Behälter (110) gehoben werden kann.
40. Lagersystem nach Klausel 39, wobei die Hebevorrichtung (760) ein Paar von Hebearmen (762) aufweist, die auf beiden Seiten der Öffnung (764) angeordnet sind.
41. Lagersystem gemäß Klausel 40, wobei die Hebevorrichtung (760) eine Greifervorrichtung (744) umfasst, die zwischen den Enden der Arme (762) montiert und zum Greifen eines Behälters (110) von oben angeordnet ist.
42. Lagersystem gemäß einer vorhergehenden Klausel, wobei der Rahmen (114) aufrechte Elemente (116) und horizontale Elemente (118, 120) umfasst, die so angeordnet sind, dass sie gegen eine seitliche Bewegung der Stapel (112) schützen und eine vertikale Bewegung der Behälter (110) führen.
43. Lagersystem gemäß einer vorhergehenden Klausel, mit ferner einer oder mehreren Anschlussstellen (124), an denen Behälter (110) aus dem Lagersystem entfernt und/oder dem Lagersystem hinzugefügt werden können, wobei die zweite Handhabungsvorrichtung (30) fähig ist, einen Zielbehälter (110b) von einem Stapel (112) zu einer Abschlussstelle (124) zu transportieren.
44. Lagersystem gemäß einer vorhergehenden Klausel, wobei die Behälter oben offene Behältnisse (110) umfassen.
45. Lagersystem gemäß einer vorhergehenden Klausel, wobei die Behälter (110) so angeordnet sind, dass sie in vertikaler Richtung miteinander verriegeln oder in Eingriff gelangen, wenn sie zu einem Stapel (112) geformt sind.
46. Lagersystem gemäß einer vorhergehenden Klausel, umfassend eine Mehrzahl von ersten Handhabungsvorrichtungen (150, 250), von denen jede fähig ist, eine Mehrzahl von Behältern (110a) von einem Stapel (112) in einem einzelnen Arbeitsvorgang anzuheben.
47. Lagersystem gemäß Klausel 46, wobei zwei oder mehr der ersten Handhabungsvorrichtungen (150) von demselben Typ sind.
48. Lagersystem gemäß Klausel 46 oder Klausel 47, umfassend mindestens eine erste Handhabungsvorrichtung (150) eines ersten Typs und mindestens einer ersten Handhabungsvorrichtung (250) eines zweiten Typs.
49. Lagersystem gemäß Klausel 48, wobei die erste Handhabungsvorrichtung des ersten Typs fähig ist, mehr Behälter in einem Arbeitsvorgang zu heben als die erste Handhabungsvorrichtung des zweiten Typs.
50. Lagersystem gemäß einer vorhergehenden Klausel, umfassend eine Mehrzahl von zweiten Handhabungsvorrichtungen (30).
51. Lagersystem gemäß Klausel 50, wobei zwei oder mehr der zweiten Handhabungsvorrichtungen (30) identisch sind.
52. Handhabungsvorrichtung zum Anheben und Bewegen von Behältern in einem Lagersystem, wobei die Handhabungsvorrichtung zur Verwendung als die erste Handhabungsvorrichtung in dem Lagersystem einer vorhergehenden Klausel geeignet ist.
53. Handhabungsvorrichtung zum Anheben und Bewegen von Behältern in einem Lagersystem, wobei die Handhabungsvorrichtung zur Verwendung als die zweite Handhabungsvorrichtung in dem Lagersystem einer der Klauseln 31 bis 41 geeignet ist.
54. Verfahren zum Entnehmen eines Zielbehälters aus einem Lagersystem, wobei das Lagersystem eine Mehrzahl von Stapeln (112) von Behältern (110) umfasst, die in einem Rahmen (114) angeordnet sind, wobei der Zielbehälter (110b) sich in einem Zielstapel (112) unterhalb von mindestens zwei Nicht-Zielbehältern (110a) befindet, wobei das Verfahren umfasst:
- Bewegen einer ersten Handhabungsvorrichtung (150) zu dem Zielstapel (112);
- Anheben einer Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern (110a) von dem Zielstapel (112) in einem einzelnen Hebevorgang unter Verwendung der ersten Handhabungsvorrichtung (150), um Zugang zu dem Zielbehälter (110b) zu ermöglichen;
- Bewegen einer zweiten Handhabungsvorrichtung (30) zu dem Zielstapel (112); und
- Anheben des Zielbehälters (110b) von dem Zielstapel (112) unter Verwendung der zweiten Handhabungsvorrichtung (30).
55. Verfahren gemäß Klausel 54, ferner umfassend ein seitliches Transportieren der Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern (110a) zu einem temporären Ort unter Verwendung der ersten Handhabungsvorrichtung (150), bevor die zweite Handhabungsvorrichtung (30) zu dem Zielstapel (112) bewegt wird.
56. Verfahren gemäß Klausel 55, ferner umfassend ein Absetzen der Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern (110a) an dem temporären Ort.
57. Verfahren gemäß Klausel 56, wobei die Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern (110a) in der ersten Handhabungsvorrichtung (150) an dem temporären Ort gehalten wird.
58. Verfahren gemäß Klausel 57, umfassend ein Bewegen der zweiten Handhabungsvorrichtung (30) unterhalb der ersten Handhabungsvorrichtung (150), um auf den Zielstapel (112) zuzugreifen.
59. Verfahren zum Entnehmen eines Zielbehälters aus einem Lagersystem, wobei das Lagersystem eine Mehrzahl von Stapeln (112) von Behältern (110) umfasst, die in einem Rahmen (114) angeordnet sind, wobei der Zielbehälter (110b) sich in einem Zielstapel (112) unterhalb von mindestens zwei Nicht-Zielbehältern (110a) befindet, wobei das Verfahren umfasst:
- Bewegen einer ersten Handhabungsvorrichtung (150) zu dem Zielstapel (112);
- Anheben einer Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern (110a) und des Zielbehälters (110b) von dem Zielstapel (112) in einem einzelnen Hebevorgang unter Verwendung der ersten Handhabungsvorrichtung (150);
- seitliches Transportieren der Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern (110a) und des Zielbehälters (110b) zu einem temporären Ort unter Verwendung der ersten Handhabungsvorrichtung (150);
- Absetzen des Zielbehälters (110b) an dem temporären Ort;
- Entfernen der Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern (110a) von dem temporären Ort;
- Bewegen einer zweiten Handhabungsvorrichtung (30) zu dem temporären Ort; und
- Anheben des Zielbehälters (110b) von dem temporären Ort unter Verwendung der zweiten Handhabungsvorrichtung (30).
60. Verfahren gemäß einer der Klauseln 54 bis 59, mit einem Zurückbringen der Mehrzahl von Nicht-Zielbehältern (110a) zu dem Stapel (112) in einem einzelnen Arbeitsvorgang unter Verwendung der ersten Handhabungsvorrichtung (150).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2701065 [0004]
EP 0767113 [0005]
WO 98/049075 A [0009]
WO 98/49075 [0078]

Claims

Handhabungsvorrichtung (630) geeignet zum Anheben eines einzelnen Behälters (110) von einem Stapel (112) von Behältern (110) in einer Rahmenstruktur (114) eines Lagersystems und zum seitlichen Bewegen des Behälters (110), wobei die Handhabungsvorrichtung (630) Batterien trägt; wobei die Handhabungsvorrichtung (630) ein Roboterfahrzeug umfasst, das bewegbar ist, um auf verschiedene Stapel (112) zuzugreifen; wobei das Roboterfahrzeug mit einer Kranvorrichtung (640) ausgestattet ist, wobei die Kranvorrichtung (640) eine Greifervorrichtung umfasst, die zum Greifen eines Behälters (110) von oben ausgestaltet ist; dadurch gekennzeichnet, dass: das Fahrzeug ein erstes und zweites Fahrzeugmodul (632a, 632b) umfasst, die dazwischen die Kranvorrichtung (640) stützen; das erste und zweite Fahrzeugmodul (632a,632b) voneinander beabstandet sind, um dazwischen einen Raum zu definieren, in den der Behälter (110) gehoben werden kann; und das erste und zweite Fahrzeugmodul (632a,632b) durch ein Querelement (642) verbunden sind, an dem die Kranvorrichtung (640) aufgehängt ist.
Handhabungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Kranvorrichtung (640) mittig innerhalb der Handhabungsvorrichtung (630) zwischen dem ersten und zweiten Fahrzeugmodul (632a,632b) angeordnet ist.
Handhabungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Greifervorrichtung an Seilen (646) aufgehängt ist, die aus dem Fahrzeug ausgefahren und eingezogen werden können, um die Greifervorrichtung vertikal zu bewegen.
Handhabungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: die oberste Ebene der Rahmenstruktur (114) einen ersten Satz paralleler Schienen (122a) und einen zweiten Satz paralleler Schienen (122b) umfasst, um eine Bewegung der Handhabungsvorrichtung (630) in einer ersten Richtung (X) beziehungsweise in einer zweiten Richtung (Y) rechtwinklig zu der ersten Richtung (X) über die Oberseite der Rahmenstruktur (114) zu führen; die Handhabungsvorrichtung (630) erste Sätze Räder (634) und zweite Sätze Räder (636) umfasst, die angeordnet sind, um mit dem ersten beziehungsweise dem zweiten Satz Schienen (122a,122b) in Eingriff gelangen; und jedes der Fahrzeugmodule (632a,632b) ist mit einem entsprechenden der ersten Sätze Räder (634) ausgerüstet, mit einem Rad (634) des ersten Satzes angeordnet an jeder der Vorder- und Rückseiten jedes Moduls (632a,632b), und mit einem entsprechenden der zweiten Sätze Räder (636) ausgerüstet, mit Rädern (636) des zweiten Satzes paarweise an den inneren Seitenflächen jedes Moduls (632a,632b).
Lagersystem (100), umfassend: eine Rahmenstruktur (114) enthaltend eine Mehrzahl von Stapeln (112) von Behältern (110); und eine Handhabungsvorrichtung (630) fähig zum Anheben eines einzelnen Behälters (110) und zum seitlichen Bewegen des Behälters (110), wobei die Handhabungsvorrichtung (630) über der Rahmenstruktur (114) angeordnet ist und bewegbar ist, um auf verschiedene Stapel (112) zuzugreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsvorrichtung (630) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ist.