DE3408720A1 - Gleisloses flurfoerdersystem - Google Patents
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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.
- Leerseite -
Claims (2)
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.
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