DE3408720A1

DE3408720A1 - Gleisloses flurfoerdersystem

Info

Publication number: DE3408720A1
Application number: DE19843408720
Authority: DE
Inventors: Werner 8962 Pfronten Babel
Original assignee: Maho Werkzeugmaschinenbau Babel and Co
Current assignee: Maho Werkzeugmaschinenbau Babel and Co
Priority date: 1984-03-09
Filing date: 1984-03-09
Publication date: 1985-09-19
Also published as: EP0154327A1; JPS6111819A; EP0154327B1

Description

3A08720

MAHO Werkzeugmaschinenbau Babel & Co. D-8962 Pfronten/Allgäu

Gleisloses Flurfördersystem

Die Erfindung betrifft ein gleisloses Flurfördersystem für den Stückguttransport insbesondere in Hallen, bestehend aus mehreren Motorfahrzeugen mit eigenem Lenkantrieb und aus einem Leitsystem, das die einzelnen Fahrzeuge auf vorbestimmten Fahrbahnen führt.

Für den Stückguttransport in beispielsweise Produktions- oder Montagehallen sind eine Vielzahl von Flurfördersystemen bekannt, die entweder aus gleisgebundenen oder gleislosen selbstfahrenden Flurförderzeugen, wie manuell gelenkte Elektro- oder Dieselwagen, oder aus Stetigförderern bestehen. Den Vorteilen einer nahezu unbeschränkten Einsatzmöglichkeit für unterschiedlichste Transportaufgaben von Flurförderzeugen stehen die Nachteile ihrer manuellen Betätigung und ihrer relativ

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geringen Förderleistung entgegen. Stetigförderer dagegen können für größte Förderleistungen ausgelegt werden, sind jedoch an die durch die Förderanlage selbst vorgegebenen Transportbahnen gebunden. Es ist bereits ein gleisloses Flurfördersystem bekannt, bei dem unterhalb der vorgesehenen Fahrwege Induktionsleitungen verlegt sind. Die einzelnen Motorfahrzeuge weisen eigene Lenkantriebe sowie eine elektronische Steuerung auf, die die Lenkantriebe des jeweiligen Wagens entsprechend den Signalen der Induktionsschleife betätigen. Ähnlich wie bei gleisgebundenen Fördersystemen haftet auch diesem automatischen Fördersystem der Nachteil an, daß die Induktionsschleifen im Boden fest verlegt sind, so daß damit die Fahrbahnen vorgegeben sind und nicht ohne weiteres geändert werden können. Insbesondere in Produktions- und Montagehallen für die Einzel- bzw. Kleinserienfertigung ist dieses Fördersystem nahezu unbrauchbar, weil die Fahrbahnen für die zu transportierenden Stückgüter sich relativ häufig durch Wechsel der Betriebspunkte, Aufstellung bzw. Umstellung von Fertigungseinheiten usw. ändern. Darüber hinaus erfordert die Verlegung der Induktionsschleifen im Hallenboden bzw. im Fundament aufwendige Bauarbeiten, die den laufenden Produktionsbetrieb empfindlich stören.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gleisloses Flurfördersystem zu schaffen, bei dem die einzelnen Fahrzeuge auf beliebig wählbaren Bahnen fahren können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Leitsystem gelöst, das mindestens zwei Sender, mindestens einen Empfänger und einen mit diesem gekoppel-

ten, frei programmierbaren Rechner aufweist, welcher fortlaufende Positionsbestimmungen vornimmt und auf der Grundlage von gespeicherten Fahrbahndaten Steuersignale für die Lenkantriebe des jeweiligen Fahrzeugs erzeugt.

Die Sender sind so hoch ortsfest positioniert, daß ihre z. B. als elektromagnetische Wellen, Licht od. dgl. ausgestrahlten Signale von den auf dem Fahrzeug montierten Empfängern in jedem Punkt der Fahrzeugbahn aufgenommen und registriert werden können. Der mit den Empfängern gekoppelte Rechner bestimmt über die Raumwinkel der empfangenen Signale die augenblickliche Position des Fahrzeuges. Auf der Grundlage von eingespeicherten Daten über die vom Fahrzeug zurückzulegende Fahrbahn werden Steuersignale erzeugt, welche die Lenkantriebe und ggf. die Fahrzeugmotoren entsprechend betätigen, um das Fahrzeug entsprechend der vorgegebenen eingespeicherten Fahrbahn zu lenken.

Zweckmäßig sind die Sender in einer solchen Höhe und Position ortsfest installiert, daß ihre Signale von den auf dem jeweiligen Fahrzeug montierten Empfängern jederzeit erfaßt und nicht durch Bauten, Maschinen od. dgl. abgeschirmt werden können. Die auf dem jeweiligen Fahrzeug montierten Empfänger registrieren fortlaufend die Signale von mindestens zwei Sendern und leiten sie dem Rechner zu, der die Raumwinkel der ankommenden Signale bestimmt. Im Rechner sind die die gewünschte Fahrbahn kennzeichnenden Raumwinkel-Daten gespeichert. Durch Vergleich der Raumwinkel-Daten der von den Empfängern erfaßten Signale mit den gespeicherten Soll-Daten wird im Rechner die

augenblickliche Position des Fahrzeuges bestimmt. Anhand der gespeicherten Soll-Daten erzeugt der Rechner ferner Steuersignale für den Fahrzeugantrieb und den Lenkantrieb, die entsprechend betätigt werden, so daß das Fahrzeug genau auf der vorbestimmten Fahrbahn fährt und an vorgegebenen Stellen anhält. Durch Rückkopplung und ggf. intermittierendes Erfassen der Signale eines dritten ortsfesten Senders können Kontrollen der jeweiligen Fahrzeugpositionen durchgeführt und ggf. festgestellte Fehler durch entsprechenden Betrieb der Lenkantriebe korrigiert werden. Bei dieser Ausführung besitzt jedes Fahrzeug einen eigenen Rechner, was u. U. einen unerwünscht großen Investitionsaufwand und die Integrierung des erfindungsgemäßen Fördersystems in einen programmgesteuerten vollautomatischen Betriebsablauf erschwert.

Eine andere Ausführungsmöglichkeit besteht darin, daß auf jedem Fahrzeug ein Sender installiert ist, dessen Signale fortlaufend von mindestens zwei ortsfest

überflur angeordneten Empfängern erfaßt werden. Diese Empfänger sind an einen gemeinsamen Rechner angeschlossen, der auf der Grundlage der Raumwinkel der erfaßten Signale und gespeicherten Soll-Daten die jeweilige Fahrzeugposition bestimmt und Steuersignale für die Fahr- und Lenkantriebe erzeugt, die z. B. über Funk an das Fahrzeug übertragen werden. Falls mehrere Fahrzeuge im Einsatz sind, kann jeder Sender mit einem individuellen Signal-Code senden, so daß der Rechner die einzelnen Fahrzeuge unterscheiden kann. Der wesentliche Vorteil dieser Ausführung liegt in der Verwendung eines ggf. für andere Zwecke bereits vorhandenen zentralen Rechners. Falls auch die Be- und Entladevorgänge au-

tomatisiert sind, kann der Ablauf auch dieser Operationen im zentralen Rechner gespeichert sein, was dann zu einem vollautomatisierten Handhabungs- und Transportsystem ohne manuelle Eingriffe mit nur einem Rechner führt.

Damit Halleneinbauten, wie z. B. Zwischenwände, Säulen, Maschinen od. dgl., den Signalempfang nicht stören bzw. unterbrechen können, empfiehlt es sich, die stationären Teile des Fördersystems, d. h. entweder die Sender oder die Empfänger, an der Hallendecke, und zwar bevorzugt in einem bestimmten Raster, zu installieren. In diesem Fall werden nur die Signale der dem Fahrzeug jeweils nächstliegenden beiden - bzw. drei - Sender oder Empfänger ausgewertet und sobald das Fahrzeug in den Strahlungsbereich der auf der Fahrbahn folgenden Sender gelangt, wird auf diese umgeschaltet. Diese Ausführung hat den weiteren Vorteil, daß aufgrund der kurzen Strahlungswege die durch andere Einflüsse hervorgerufene Abnahme der Strahlungsenergie und andere Störeinflüsse praktisch keine Rolle spielen.

Der besondere Vorzug des erfindungsgemäßen Flurfördersystems liegt in der freien Wahl der verschiedenen Fahrbahnen, ohne daß besonders aufwendige Baumaßnahmen getroffen werden müßten, wie sie beispielsweise bei Verwendung von Induktionsschleifen notwendig sind. Der Erhalt und die Einspeicherung der Sollwert-Daten in den Rechner kann beispielsweise nach dem sog. Lern-Prinzip erfolgen, wobei das Fahrzeug erstmals die neu gewählte Fahrbahn manuell gesteuert abfährt und da-

bei die entsprechenden Daten erfaßt und eingespeichert werden.

Um beispielsweise Zusammenstöße mit ihren in der vorprogrammierten Fahrbahn ggf. unbeabsichtigt abgelegten Gegenständen zu vermeiden, kann jedes Fahrzeug zusätzlich mit mechanischen Tastern oder mit optischen, akustischen bzw. elektromagnetischen Sensoren ausgerüstet werden, die einen dem Steuerkreis übergeordneten Abschaltkreis aktivieren, sobald vorgegebene Mindestabstände zwischen dem Fahrzeug und dem Gegenstand unterschritten sind.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Schemazeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in Draufsicht ein Flurfördersystem mit ortsfesten Sendern und am jeweiligen Fahrzeug installierten Empfängern mit Rechner;

Fig. 2 ein Flurfördersystem mit am Fahrzeug installierten Sendern und ortsfesten Empfängern, die mit einem zentralen Rechner gekoppelt sind.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Flurfördersystem soll ein selbstfahrendes Fahrzeug 1 aus einer Beladestation I über eine Zwischenstation II, in der ent-

oder beladen werden kann, in eine Endstation III entlang einer gestrichelt dargestellten Fahrbahn 2 ohne Lenker hin- und zurückfahren. Bei diesem Fahrzeug 1 kann es sich um Elektrokarren, Gabelstapler od. dgl. handeln. Auf dem Sender ist ein Empfänger 3 mit geeigneten Antennen sowie ein - nicht dargestellter - Rechner installiert. Daneben weist das Fahrzeug einen Fahrantrieb mit Ε-Motor oder Brennkraftmaschine sowie einen Lenkantrieb und vom Rechner angesteuerte Stellglieder zur Betätigung dieser Antriebe auf.

An der Hallendecke sind in einer Ebene eine Vielzahl von Sendern 4 in einem vorgegebenen Raster aufgehängt, die - je nach der Auslegung des Empfängers Kugelwellen oder Richtstrahlen aussenden können.

Das erfindungsgemäße Führ- bzw. Leitverfahren funktioniert wie folgt:

In der Beladestation I empfängt der Sender 3 Signale von den beiden nächstliegenden Sendern 4a und 4b. Nach Erhalt des Startbefehls beginnt sich das Fahrzeug entlang der - gestrichelt eingezeichneten Fahrbahn zu bewegen. Dabei werden fortlaufend Positionsbestimmungen aufgrund der sich ändernden Einfallwinkel der von den beiden Sendern 4a und 4b abgestrahlten Signale im Rechner ermittelt und mit den zuvor gespeicherten Soll-Werten für diese Einfallwinkel verglichen. Sobald Abweichungen der Ist-Werte von den Soll-Werten festgestellt werden, wird der Lenkantrieb in entsprechender Weise verstellt, so daß das Fahrzeug der Spur genau folgt Auf gleiche Weise werden Lenkbewe-

. ίο-

gungen zum Durchfahren von Kurven ausgeführt. Ab einem gewissen Punkt der Fahrspur ist die Entfernung zwischen dem Fahrzeug 1 und dem ersten Sender 4a größer als zum dritten Sender 4c. In diesem Moment wird entweder der Sender 4a abgeschaltet oder der Empfänger 3 schaltet auf den Sender 4c um, der dann die Leitfunktion für einen nächstfolgenden Fahrstreckenabschnitt übernimmt. Diese Umschaltung auf jeweils nächstliegende Sender setzt sich während der gesamten Fahrt fort, so daß das Fahrzeug stets die Signale der nächstliegenden Sender empfängt, was den Einfluß von Störimpulsen aus anderen Strahlungsquellen herabsetzt.

Falls sich im direkten Strahlengang zwischen einem Sender 4 und dem Fahrzeug ein Hindernis 5, z. B. ein Bauelement oder eine Maschine, befindet, dann bietet das Rastersystem der Sender 4 die Möglichkeit, die außer dem abgeschirmten Sender 4 nächstliegenden beiden Sender (in Fig. 1 4d und 4e) auszuwählen und ihre Signale entsprechend auszuwerten

Um Kollisionen der einzelnen Fahrzeuge 1 mit Gegenständen oder anderen Hindernissen zu vermeiden, die unbeabsichtigt in der programmierten Fahrspur abgelegt worden sind, besitzt jeder Wagen zweckmäßig an seinen beiden Stirnseiten je einen Sensor 6, 7, die beispielsweise als elektromechanische Tastfühler ausgebildet sein können. Sobald diese mit dem in der Fahrspur befindlichen Gegenstand in Berührung gelangen, wird ein Abschaltimpuls für den Fahrantrieb und den Lenkantrieb erzeugt und das Fahrzeug durch automatisches Einrücken seiner

Bremsen sofort stillgesetzt. Diese Sensoren 6, 7 können jedoch auch nach dem Echolot-Prinzip bzw. auf der Basis von elektromagnetischen Wellen arbeiten und das Fahrzeug durch Abschalten seiner Antriebe stillsetzen, sobald Mindestabstände zu ortsfesten Hindernissen unterschritten werden.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Transportsystems soll ein Wagen 1 mit Fahr- und Lenkantrieb ebenfalls aus einer Beladestation I über eine Zwischenstation II in eine Endstation III auf der vorprogrammierten Fahrspur 2 hin- und zurückfahren. Auf jedem Fahrzeug ist ein Sender 10 und ein Empfänger 11 installiert. Zwei überflur, z. B. unter der Hallendecke, ortsfest angeordnete Sender 13, 14 sind über Signalleitungen 15, 16 an einen Zentralrechner 17 angeschlossen, dessen Ausgang 18 zu einem Sender 19 führt.

Dieses System arbeitet wie folgt:

In der Ausgangsstation I beginnt nach Einschalten der Fahr- und Lenkantriebe die Fahrt des Fahrzeuges 1 auf der - stark gestrichelt dargestellten - Fahrspur 2. Gleichzeitig werden die vom Sender 10 fortlaufend ausgestrahlten Signale von den beiden Sendern 13, 14 empfangen und - ggf. nach geeigneter Modulation dem Rechner 17 zugeführt, der als Teil des gesamten Steuersystems aller Transport-Handhabungs- und Arbeitsvorgänge des Betriebes an einen Zentralrechner angeschlossen oder aber selbst dieser Zentralrechner sein kann. In diesem Rechner 17 werden die über die Leitun-

gen 15, 16 eingespeisten Signal-Impulse mit eingespeicherten Soll-Daten der einprogrammierten Fahrspur 2 verglichen. Sobald sich Differenzwerte zwischen den Ist-Daten und den Soll-Daten ergeben, werden über die Ausgangsleitung 18 und den Sender 19 Steuersignale zu dem auf dem Fahrzeug installierten Sender 11 gesendet, die entsprechende Stellglieder zur Betätigung der Fahr- und/ oder Lenkantriebe aktivieren.

Um Fehlerquellen möglichst weitgehend auszuschalten, kann bei dieser Ausführung ein dritter Empfänger 20 vorgesehen sein, der jedoch nur in Intervallen aktiviert wird und dessen empfangene Signale im Rechner 17 zur Überprüfung der Positions-Daten ausgewertet werden oder dann als Leitsignale dienen, wenn der Strahlengang des Fahrzeugsenders 10 zu dem einen oder anderen Empfänger 13 oder 14 unterbrochen ist.

Die Sender 13, 14, 20 sollten zweckmäßig phasengleich miteinander gekoppelt sein, so daß das Leitsystem nach dem Prinzip der "LORAN"-Navigation (Interferenz-Messung) arbeitet. Selbstverständlich weisen auch bei der Ausführung nach Fig. 2 die einzelnen Fahrzeuge die anhand der Fig. 1 beschriebenen Sensoren 6, 7 auf.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungen beschränkt. Je nach dem angewandten Leitprinzip können Sender und darauf abgestimmte Empfänger der unterschiedlichsten Art verwendet werden.

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Claims

Ansprüche

1. Gleisloses Flurfördersystem für den Stückguttransport, insbesondere in Hallen, bestehend aus Motorfahrzeugen mit Lenkantrieb und aus einem Leitsystem, das die einzelnen Fahrzeuge auf vorbestimmten Fahrspuren führt,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Leitsystem entweder mehrere ortsfeste Sender (4) und einen auf jedem Fahrzeug (1) installierten Empfänger (3) mit Rechner oder einen auf dem Fahrzeug (1) installierten Sender (10) mit einem Empfänger (11) und mindestens zwei ortsfest überflur angeordnete Empfänger (13, 14) mit einem Rechner (17) aufweist, wobei der Rechner jeweils frei programmierbar ist und fortlaufende Positionsbestimmungen vornimmt sowie auf der Grundlage von gespeicherten Fahrspur-Daten Steuersignale für die Lenkantriebe des jeweiligen Fahrzeuges erzeugt.

2. Flurfördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die ortsfesten Sender (4) in erhöhten Positionen in einem vorgegebenen Raster montiert sind.

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Flurfördersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfesten Empfänger (13, 14) mit einem zentralen Rechner (17) über Signalleitungen (15, 16) gekoppelt sind, dessen Ausgang zu einem Sender (19) führt, der Steuersignale für die Fahr- und Lenkantriebe des Fahrzeugs (1) zu dessen Empfänger (11) sendet.