DE69628245T2

DE69628245T2 - Palettiervorrichtung und Palettierverfahren

Info

Publication number: DE69628245T2
Application number: DE69628245T
Authority: DE
Inventors: Pierre François Michel Guasco
Original assignee: NEWTEC PALETTISATION; NEWTEC PALETTISATION ST LAUREN
Current assignee: NEWTEC PALETTISATION; NEWTEC PALETTISATION ST LAUREN
Priority date: 1995-09-07
Filing date: 1996-09-02
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2016-09-03
Also published as: MX9603944A; BR9604175A; CA2184774A1; FR2738559B1; EP0761578A1; DE69628245D1; ES2200042T3; FR2738559A1; EP0761578B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufstapeln von Schichten auf einer Palette und eine Palettiervorrichtung, welche eine solche Vorrichtung zum Aufstapeln von Schichten aufweist.
Es ist einerseits die flexible Erstellung von Paletten mit sehr langsamen Arbeitstakten bekannt. Insbesondere das Palettieren von Hand gestattet die Erstellung von heterogenen oder unvollständigen Paletten. Daraus resultieren jedoch hohe Herstellungskosten, wenig leistungsfähige Palettierungsschemata, und infolgedessen Paletten, deren Stabilität nicht immer garantiert werden kann. Andererseits sind Palettiervorrichtungen bekannt, welche schnelle Arbeitstakte aufrechterhalten können, die gut an die Erstellung von langen Reihen identischer homogener Paletten angepaßt sind.
Aufgrund der Diversifizierung der Produkte und der Verpackungen, die dem Kunden angeboten werden, tendiert jedoch die Industrie mit großer Verbreitung, insbesondere die landwirtschaftliche und Nahrungsmittelindustrie, zu einer Diversifizierung der Verkaufseinheiten (U.V.; "unités de vente"). Darüber hinaus versuchen die Vertriebsfirmen, ihre Lagerbestände so stark wie möglich zu reduzieren und somit Bestellungen über eine exakte Anzahl von gewünschten Verkaufseinheiten weiterzugeben, selbst wenn diese Anzahl nicht notwendigerweise einer Anzahl von kompletten homogenen Paletten entspricht.
Der in der Zeitschrift "Technische Rundschau" am 15.04.1994 (Bd. 86, Nr. 15) erschienene Artikel beschreibt einen Roboter, der Artikel einen nach dem anderen erfaßt, bevor er sie auf einer von zwei in Bildung befindlichen Paletten ablegt.
Die Schrift DE-A-2062845 beschreibt ein System, bei dem Schichten von Produkten von homogenen Paletten mit Produkten aufgenommen werden, die auf einer Zuführungs-Fördereinrichtung umlaufen, entlang derer sich Stationen zum Bilden von heterogenen Paletten mit Produkten befinden, ausgehend von einem Roboter zum Bilden von Schichten.
Folglich ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel zum Palettieren mit einem schnellen Arbeitstakt einer großen Vielfalt von Elementar-Verkaufseinheiten zu schaffen, welche auf unterschiedliche Weisen auf verschiedenen Paletten zusammengestellt sind.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel mit einem schnellen Arbeitstakt zum Erstellen von heterogenen Paletten zu schaffen, von denen jede verschiedene Arten Elementar-Verkaufseinheiten trägt, die in homogenen Schichten organisiert sind oder auch nicht in homogenen Schichten organisiert sind.
Es ist weiterhin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel zu schaffen, welche die Erstellung von unvollständigen Paletten gestatten.
Es ist weiterhin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel zu schaffen, welche die gleichzeitige oder abwechselnde Erstellung von Paletten ermöglichen, die einer Mehrzahl von Palettierungsschemata entsprechen.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Palettierungseinrichtungen zu schaffen, die einen geringen Platzbedarf aufweisen.
Es ist weiterhin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, durch Änderungen bei der abwechselnden Erstellung von Paletten, die aus Verkaufseinheiten unterschiedlicher Arten bestehen, praktisch keine Produktionszeit zu verlieren.
Es ist weiterhin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Palettierungseinrichtungen zu schaffen, deren Arbeitstakt sich an den Arbeitstakt des Austritts aus einer Produktions- oder Verpackungslinie anpassen kann.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch die Anwendung einer flexiblen und in Echtzeit rekonfigurierbaren Vorrichtung zum Bilden von Schichten und/oder einer flexiblen und in Echtzeit rekonfigurierbaren Vorrichtung zum Aufstapeln von Schichten auf einer oder mehreren in Bildung befindlichen Paletten. Die flexible Vorrichtung zum Bilden von Schichten weist beispielsweise einen programmierbaren Roboter mit einem beweglichen Arm auf, der mit Mitteln zum Ergreifen von Sätzen versehen ist, einer Transporteinrichtung zum kontinuierlichen Zuführen von Verkaufseinheiten, und einer Transporteinrichtung mit einer großen Breite zum Abführen von Schichten auf eine Einrichtung zum Aufstapeln von Schichten hin.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufstapeln von Schichten weist beispielsweise Schichtgestaltungseinrichtungen, einen in drei Achsen X, Y, Z arbeitenden kartesischen Roboter auf, der mit Einrichtungen zum Ergreifen von kompletten Schichten und ihrem Ablegen auf der vorhergehenden Schicht einer in Bildung befindlichen Palette versehen ist.
Falls gewünscht, gestattet es die Verwendung einer flexiblen Vorrichtung, den verschiedenen Robotern der erfindungsgemäßen Vorrichtung Daten über die Zusammensetzung der Schichten oder über die Stapelung der Schichten auf Paletten mitzuteilen. Es werden beispielsweise den Robotern zum Bilden von Schichten die Informationen über die geometrischen Merkmale von Sätzen, die Identifizierung der Einzelsätze, die den verschiedenen zu bildenden Schichten entsprechen, gegebenenfalls die Zerbrechlichkeit bestimmter Verkaufseinheiten, das anzuwendende Palettierungsschema, das bzw. die Werkzeuge zum Erfassen zu verwendender Sätze, die Ausrichtung von auf einer Transporteinrichtung ankommenden Verkaufseinheiten, usw. mitgeteilt.
Der Roboter zum Aufstapeln der Schichten empfängt Informationen über die verschiedenen aufzustapelnden Schichten, die verschiedenen zu bildenden homogenen oder heterogenen Paletten, die geometrischen Merkmale der verschiedenen Schichten, das bzw. die anzuwendenden Werkzeuge zum Erfassen der Schichten, die mögliche Notwendigkeit von Zwischenlagern zwischen den aufeinanderfolgenden Schichten der Paletten im Verlauf ihrer Bildung, die Zerbrechlichkeit der Schichten, die Orte, an denen die Paletten zusammengestellt werden sollen, usw.
Die Wagen für den automatischen Transfer von in Bildung befindlichen Paletten und/oder der palettierten Ladungen empfangen die Information über den Ort der zu leerenden Palette, den Ort zum Abstellen der Palette, die zu verfolgende optimale Wegstrecke zwischen dem Ort des Ergreifens der in Bildung befindlichen Palette oder der palettierten Ladung und dem Ort zum Abstellen der in Bildung befindlichen Palette oder der palettierten Ladung, den handzuhabenden Typ von Palette, gegebenenfalls die Zerbrechlichkeit der in Bildung befindlichen Palette oder der zu transferierenden palettierten Ladung, usw.
Diese Informationen werden auf einmal, oder vorteilhaft in dem Maße, in dem sie relevant werden, von einem Informations-System für die Produktionsplanung und/oder Flußüberwachung in die programmierbaren Automaten geladen. Als Variante führt ein über diese Informationen verfügender Zentralrechner unmittelbar die Steuerung der verschiedenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen durch.
Die Erfindung hat in der Hauptsache eine Vorrichtung zum Palettieren von Elementar-Verkaufseinheiten auf wenigstens einer Palette zum Gegenstand, wobei diese Vorrichtung umfaßt:

– wenigstens einen ersten Roboter zum Bilden wenigstens einer homogenen oder heterogenen Schicht von Elementar-Verkaufseinheiten, die von wenigstens einer Zufuhr-Transporteinrichtung transportiert werden, wobei der erste Roboter einen beweglichen Arm umfaßt, der versehen ist mit Greif-Mitteln zum Nehmen von Sätzen einer oder mehrerer Verkaufseinheiten) auf der Zufuhr-Transporteinrichtung, die nötig sind, damit er die geforderte Schicht bildet, und zum Ablegen auf einer Aufnahme-Transporteinrichtung unter Bildung einer homogenen oder heterogenen Schicht, und
– wenigstens einen zweiten Roboter, der umfaßt:
– Mittel zum Erfassen einer so auf der Aufnahme-Transporeeinrichtung gebildeten homogenen oder heterogenen Schicht,
– Mittel zum Antrieb und zur Führung der Erfassungs-Mittel zum Leiten der aufgenommenen Schicht in Richtung auf wenigstens zwei Aufnahme-Stellen von Paletten beim Aufbau, um sie an einer der Stellen gemäß der von Befehlsmitteln erhaltenen Ordnung auf einer vorangehenden Schicht einer Palette beim Aufbau oder zur Bildung der ersten Schicht einer Palette abzulegen, und
– Mittel zum vorübergehenden Entfernen einer Palette beim Aufbau oder zum Entfernen einer einmal aufgebauten Palette.

Die Erfindung hat eine Vorrichtung zum Gegenstand, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Roboter zum Bilden von Schichten einen beweglichen Arm umfaßt, und daß die Vorrichtungen wenigstens eine Transporteinrichtung zum Zuführen der Ladungen zu dem Roboter zum Bilden von Schichten aufweisen.
Die Erfindung hat des weiteren eine Vorrichtung zum Gegenstand, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie zwei Roboter zum Bilden von Schichten aufweist, die symmetrisch zu beiden Seiten der Vorrichtung zum Zuführen von aufzustapelnden Schichten zu dem Roboter zum Aufstapeln von Schichten angeordnet sind.
Die Erfindung hat des weiteren eine Vorrichtung zum Gegenstand, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der bzw. die Roboter zum Bilden von Schichten Mittel zum automatischen Wechseln von Werkzeugen zum Erfassen der Sätze aufweisen.
Die Erfindung hat des weiteren eine Palettiervorrichtung mit einem schnellen Arbeitstakt zum Gegenstand, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Mehrzahl von parallel angeordneten, erfindungsgemäßen Palettiervorrichtungen aufweist, sowie Mittel zum Zuführen von Verkaufseinheiten auf Befehl zu mindestens zwei dieser Palettiervorrichtungen.
Die Erfindung hat des weiteren zur Aufgabe ein Palettierverfahren zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet ist, daß es eine erfindungsgemäße Vorrichtung anwendet.
Die Erfindung hat des weiteren ein Verfahren zum Erstellen von heterogenen Paletten zum Gegenstand, die eine Mehrzahl von Arten aufgestapelter Schichten umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß es die Verfahrens-Schritte umfaßt, die bestehen aus den Schritten:

a) Bilden homogener oder heterogener Schichten von Elementar-Verkaufseinheiten mittels wenigstens einer ersten Vorrichtung zum Aufbau von Schichten und Beschicken eines Informations-Systems mit dem Schema des Aufstapelns der Schichten einer heterogenen Palette;
b) Ablegen der ersten Schicht oder der ersten Schichten der Palette mit Hilfe mehrerer zweiter Vorrichtungen des Aufstapelns von Schichten;
c) Entfernen der Palette durch einen automatischen Wagen, der durch das genannte Informations-System geführt wird, beim Aufbau aus der Vorrichtung zum Aufstapeln der Schichten in Erwartung der Verfügbarkeit einer anderen Art von Schichten in einer anderen Vorrichtung zum Aufstapeln von Schichten, bevor diese auf der heterogenen Palette aufgestapelt werden;
d) Zuführen der beim Aufbau befindlichen Palette zu der Vorrichtung zum Aufstapeln von Schichten, die Schichten aufstellt, bevor sie auf der heterogenen Palette bei deren Aufbau aufgestapelt werden;
e) Wiederholen der Schritte (c) und (d) bis zum kompletten Aufbau der heterogenen Palette;
f) Entfernen der kompletten heterogenen Palette von der Vorrichtung zum Aufstapeln von Schichten.

Die Erfindung hat des weiteren zur Aufgabe ein Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfahrensschrittes (c) die beim Aufbau befindliche Palette in Richtung auf eine dynamische Aufbewahrungs-Zone entfernt wird und daß während des Verfahrensschrittes (d) die im Aufbau befindliche Palette in der dynamischen Aufbewahrungs-Zone wiederaufgenommen wird, um sie einer Vorrichtung zum Aufstapeln von Schichten zuzuführen.
Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen, die als nicht-einschränkende Beispiele gegeben sind.
Es zeigt:
1 eine Draufsicht auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufbauen von Schichten;
2 ein Beispiel von durch die Vorrichtung von 1 gebildeten Schichten;
3 ein Ablaufdiagramm eines Arbeitsgangs zum Bilden von Schichten;
4 eine perspektivische Ansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufstapeln von Schichten;
5 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Ergreifen von Schichten von der Vorrichtung zum Aufstapeln von Schichten von 4;
6 eine Vertikalschnittansicht gemäß VI-VI der Vorrichtung von 5;
7 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des Ablegens von Schichten gemäß der Erfindung;
8 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Palettiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
9 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Palettiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
10 eine Draufsicht auf eine Batterie von Palettiervorrichtungen von 8, die am Austritt aus einer Produktionslinie angeordnet sind;
11 eine Draufsicht auf eine Werkstatt zum flexiblen Palettieren gemäß der vorliegenden Erfindung.
In den 1 bis 11 wurden zum Bezeichnen gleicher Bestandteile die gleichen Bezugszeichen verwendet.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erstellen von Schichten mit mindestens einem, vorteilhaft zwei Robotern 1 zu sehen, die jeweils einen beweglichen Arm 3 aufweisen, der mit Mitteln zum Ergreifen der Elementar-Verkaufseinheiten 5 versehen ist, welche die zu palettierenden Sätze 6 darstellen und in Richtung des Pfeils 7 auf einer Transporteinrichtung 9, bevorzugt einer Transporteinrichtung mit geringer Schubkraft, durchlaufen. Die Breite der Transporteinrichtung 9 ist ausreichend, um den Transport jeglicher Elementar-Verkaufseinheiten 5 gestatten, die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung palettiert werden können. Eine Transporteinrichtung 11 zum Aufnehmen und zum Bilden von Schichten, die in Richtung des Pfeils 13 läuft, weist eine Breite L auf, die größer als die Breite der Transporteinrichtung 9 und im wesentlichen gleich und bevorzugt geringfügig größer als die Breite L' der größten Paletten 15 ist, die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung erstellt werden können. Bei dem dargestellten Beispiel weist die Vorrichtung einander gegenüberliegend auf jeder Seite der Transporteinrichtung 11 für die Aufnahme von Schichten 15 einen Roboter 1 auf, der einer Transporteinrichtung 9 zum Zuführen der Elementar-Verkaufseinheiten 5 zugeordnet ist. In einem solchen Fall stellt der linke Roboter die linke Hälfte einer jeden Schicht her, während der rechte Roboter die rechte Hälfte einer jeden Schicht herstellt. So wird nicht nur der Arbeitstakt beim Erstellen von Schichten im Vergleich mit der Verwendung eines einzigen Roboters verdoppelt, sondern es können zwei Roboter 1 eingesetzt werden, die mit Armen 3 versehen sind, deren Reichweite geringer als die Breite L der Transporteinrichtung 11 ist. Wohlgemerkt liegen sowohl die Anwendung eines einzigen Roboters als auch die Anwendung einer Mehrzahl von auf einer bzw. vorteilhaft auf zwei Seiten der Transporteinrichtung 11 zum Aufnehmen von Schichten angeordneten Robotern innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung. Vorteilhaft werden Roboter 1 mit beweglichen Armen mit vier Freiheitsgraden verwendet, wie z. B. der Roboter A520i des Konstrukteurs FANUC. Dennoch liegt auch die Verwendung anderer Typen von Robotern, wie z. B. an einer Brücke montierten Robotern, innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeder Roboter 1 zwischen der Transporteinrichtung 11 zum Aufnehmen von Schichten 15 und einer Transporteinrichtung 9 zum Zuführen von Verkaufseinheiten angeordnet. Vorteilhaft führt das Ende einer jeden Transporteinrichtung 9 eventuelle Elementar-Verkaufseinheiten 5, die von den Robotern 1 nicht aufgenommen wurden, einem Aufnahmelager 17 zu, das insbesondere für die Lagerung eventuell nicht konformer Elementar-Verkaufseinheiten wie z. B. beschädigter, insbesondere verlagerter aller schlecht plazierter Verkaufseinheiten bestimmt ist. Als Variante, dargestellt in den 8 und 10, sind die Transporteinrichtungen 9 und 11 nebeneinander angeordnet, wobei die Roboter 1 am Ende der Transporteinrichtung 9 angeordnet sind, was eine Verringerung des Arbeitsweges des Armes 3 zum Ablegen der Sätze von Verkaufseinheiten auf dem Band 11 zum Aufnehmen und zum Erstellen von Schichten ermöglicht. Es wird angemerkt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung die Erstellung nicht nur von homogenen Schichten, sondern auch von heterogenen Schichten mit unterschiedlichen Typen von Verkaufseinheiten 5 mit bevorzugt einer gleichen Höhe ermöglicht.
Bei einer hier nicht dargestellten Variante sind die Transporteinrichtungen 9 Transporteinrichtungen in einem geschlossenen Kreislauf, denen verschieden Typen von Verkaufseinheiten 5 kontinuierliche und/oder nach Bedarf zugeführt werden, beispielsweise von einer Verpackungs- oder Produktionslinie her. Jede Transporteinrichtung 9 kann einen oder mehrere Roboter 1 unterhalten. Jeder Roboter 1 identifiziert die auf der Transporteinrichtung 9 durchlaufenden Verkaufseinheiten 5 und nimmt die Sätze 6 auf, die zum Bilden der geforderten Schicht 15 nötig sind.
Bei einer ersten Ausführungsvariante befindet sich das Band zum Aufnehmen und Bilden von Schichten 11 während der Phase des Erstellens einer Schicht durch die Roboter 1 nicht in Bewegung.
Bei einer vorteilhaften Variante läuft das Band zum Aufnehmen und Bilden von Schichten 11 vorteilhaft mit einer konstanten Geschwindigkeit. Die Koordinaten der Ablage der verschiedenen, jede Schicht darstellenden Sätze berücksichtigen die Bewegung der Transporteinrichtung 11. Die Position eines auf der Transporteinrichtung 11 abzulegenden Satzes wird von dem Roboter 1 aus der Position des Satzes in der Schicht und der Position der Schicht auf der Transporteinrichtung 11 zum Zeitpunkt des Ablegens berechnet. Vorteilhaft ermöglichen Erfassungseinrichtungen, insbesondere fotoelektrische Zellen, Ultraschall-Erfassungseinrichtungen oder eine Vorrichtung für künstliche Sicht über der Transporteinrichtung 11 eine Kontrolle der effektiven Position der Schicht 15. Ein Beispiel für eine in Bildung befindliche Palette 15' ist in 1 gestrichelt dargestellt. Vorteilhaft beginnen die Roboter 1 mit der Bildung der stromabwärtigen Reihen der Schicht. In 2 ist ein Beispiel für die Schicht 15 gezeigt, die von der Vorrichtung von 1 gebildet wird. Die Sätze A1 bis A18 wurden von dem in 1 links von der Transporteinrichtung 11 angeordneten Roboter 1 abgelegt. Die Sätze B1 bis B18 wurden von dem in 1 rechts von der Transporteinrichtung 11 angeordneten Roboter 1 abgelegt. Es wird angemerkt, daß die Anordnung der von dem linken Roboter abgelegten Sätze nicht notwendigerweise die gleiche wie diejenige der von dem rechten Roboter abgelegten Sätze ist.
Die Bezugszeichen 1.1 bis 1.5. bezeichnen den Ursprung des Arms 3 der Roboter 1 bezogen auf die Transporteinrichtung 11 zum Aufnehmen und Erstellen von Schichten bei deren Vorbeilauf. Die gestrichpunkteten Linien 19 symbolisieren die Position des Arms beim Ablegen der Sätze. Bei dem dargestellten Beispiel wurden die Verkaufseinheiten A3, A6, B5, B6, B7, B10, B13 und B16 einzeln abgelegt, während die weiteren Verkaufseinheiten in Sätzen von zwei abgelegt wurden. Es wird angemerkt, daß die Ablage mit einem schnellen Arbeitstakt durch das Einhalten von Zwischenräumen 21 zwischen Sätzen erleichtert wird, die vorteilhaft klein sind oder beim Abgleichen der Schicht 15 aufgehoben werden.
In 3 ist ein Ablaufdiagramm der bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erstellen von Schichten gezeigt.
Unter 23 lädt der programmierbare Automat der Roboter 1 oder ein Überwachungsrechner die Daten bezüglich der durchzuführenden Palettierungskampagne.
Es wird angemerkt, daß die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung es gestattet, das herkömmliche Konzept einer "Palettierungskampagne" zu verallgemeinern. Der Vorgang kann dem Palettieren eines Teils einer Bestellung eines Kunden, einer Bestellung eines Kunden, mehrerer Bestellungen eines Kunden, bestimmten Teilen mehrerer Bestellungen mehrerer Kunden, oder mehreren Bestellungen mehrerer Kunden entsprechen. Es handelt sich nämlich um Schichten und/oder Paletten, die zu einem gegebenen Zeitpunkt herzustellen sind. Die Flexibilität des Palettierungswerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung gestattet es, sich der Produktions- und Palettierorganisationen des bekannten Typs, insbesondere zum Palettieren in homogenen Paletten mit jeweils einem einzigen Produkt zu entledigen. Um dennoch nicht die bereits aufgestellten Produktionspläne und die Gewohnheiten der für die Palettierung Verantwortlichen nicht durcheinanderzubringen, kann die Herstellung verschiedener Paletten auf herkömmliche Weise vonstatten gehen, d. h. die verschiedenen Typen von Verkaufseinheiten nacheinander. Als vorteilhafte Variante gestattet die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Aufgabe und/oder Aufnahme der gewünschten Sätze an den Transporteinrichtungen 9 die Bildung der für die Erstellung der homogenen oder heterogenen Paletten erforderlichen Schichten in dem erforderlichen Maße.
Weiter zu 25.
Unter 25 lädt (bzw. berechnet) der programmierbare Automat der Roboter 1 das bzw. die herzustellenden Palettierungsschemata.
Weiter zu 27.
Unter 27 bestimmt der programmierbare Automat das bzw. die einzusetzenden Werkzeuge in Abhängigkeit von den zu behandelnden Elementar-Verkaufseinheiten. Vorteilhaft wird das angemessene Werkzeug automatisch bestückt, z. B. aus einer Trommel oder aus einem Magazin, das vom Ende des Armes 3 eines jeden Roboters 1 erreicht werden kann. Als Variante wird das angemessene Werkzeug von einer Bedienperson bestückt, z. B. auf Anforderung durch den Roboter. Vorteilhaft verifiziert der Roboter die Übereinstimmung des angeforderten Werkzeugs mit dem für die Durchführung der unter 23 geladenen Kampagne nötigen Werkzeug.
Weiter zu 29.
Unter 29 wird eine Initialisierung der Kampagne durchgeführt, und insbesondere das Anfahren der Transporteinrichtungen 9 und 11.
Weiter zu 31.
Unter 31 wird die Initialisierung der zu behandelnden Schicht durchgeführt.
Weiter zu 33.
Unter 33 wird die Erfassung der zu palettierenden Sätze, insbesondere von Verkaufseinheiten, durchgeführt.
Vorteilhaft wird unter 35 und 37 eine Prüfung der Übereinstimmung der von der Transporteinrichtung 9 zugeführten Verkaufseinheiten mit den zum Erstellen der Schicht nötigen Verkaufseinheiten durchgeführt.
Unter 35 wird z. B. mittels Formerkennung die Verifizierung der Übereinstimmung des Satzes 6, seiner Ausrichtung und seines Zustandes durch eine über der Transporteinrichtung 9 angeordnete Vorrichtung oder jegliches andere Verfahren durchgeführt.
Im Fall fehlender Übereinstimmung geht es weiter zu 37.
Im Fall einer Übereinstimmung geht es weiter zu 39.
Unter 37 nimmt der Roboter den nicht konformen Satz nicht auf, der ins Aufnahmelager 17 aussortiert wird. Der Roboter bewirkt eine für die Aufnahme des nachfolgenden Satzes 6 nötige Verzögerung durch. Falls es sich als nötig erweist, sendet der Roboter ein Signal, das einen vorübergehenden Halt der Transporteinrichtung zur Aufnahme und zum Bilden von Schichten 11 anfordert.
Weiter zu 39.
Unter 39 ergreift der Arm 3 des Roboters 1 einen Satz 6, z. B. eine Verkaufseinheit.
Weiter zu 41.
Unter 41 berechnet der programmierbare Automat des Roboters 1 die Ablegeposition des unter 39 ergriffenen Satzes 6.
Weiter zu 43.
Unter 43 führt der Roboter 1 die Ablage des unter 39 ergriffenen Satzes 6 auf der Transporteinrichtung 11 durch.
Weiter zu 45.
Unter 45 bestimmt der programmierbare Automat des Roboters 1, ob die in Bildung begriffene Schicht 15 komplett ist. Die Bestimmung kann durch Berechnen der abgelegten und/oder der durch Erfassen der Daten durch hier nicht dargestellte Sensoren verifizierten Sätze 6 durch.
Falls nein, geht der Ablauf weiter zu 33.
Falls ja, geht der Ablauf weiter zu 47.
Unter 47 bestimmt der programmierbare Automat des Roboters 1 mittels einer Berechnung unter Vergleichen der Anzahl von hergestellten Schichten mit der Anzahl von erforderlichen Schichten, ob die unter 23 geladene Palettierungskampagne beendet ist.
Falls ja, geht der Ablauf weiter zu 49.
Falls nein, geht der Ablauf weiter zu 31.
Es wird angemerkt, daß unter 31 die gewünschte nachfolgende Schicht initialisiert wird, die nicht notwendigerweise die gleiche wie die vorausgegangene Schicht ist. Die Initialisierung der verschiedenen Schichten unter 31 entspricht den Merkmalen der unter 23 und des bzw. der unter 25 geladenen Palettierungsschemata.
Unter 49 sendet der programmierbare Automat des Roboters 1 eine Meldung über das Ende der Aufgabe, wodurch das Anhalten der Transporteinrichtungen 9 und 11 ermöglicht wird.
Weiter zu 51.
Unter 51 wird die Kampagne zum Erstellen von Schichten beendet.
Als Variante wird am Ende einer Kampagne unter 47 die Verkettung einer neuen Kampagne durchgeführt, so daß zu 23 weitergegangen wird.
Die auf der Transporteinrichtung 1 gebildeten Schichten 15 werden in dem Maße, in dem sie gebildet werden, zu einer Vorrichtung zum Bilden von Schichten gefördert. Es kann sich beispielsweise um eine Vorrichtung zum Aufstapeln von Schichten von einer Palettiervorrichtung eines bekannten Typs handeln. Vorteilhaft wird ein flexibler Roboter zum Aufstapeln von Schichten gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt, von dem ein Beispiel in 4 dargestellt ist. Der Roboter 53 zum Aufstapeln der Schichten ist z. B. ein kartesischer Roboter mit drei Freiheitsgraden entlang der orthogonalen Achsen X, Y und Z. Der Roboter 53 weist ein Gerüst 55 auf, das sich über eine Zone 57.2 zum Aufnehmen von Schichten, z. B. am stromaufwärtigen Ende der Transporteinrichtung 11 von 1, sowie über mindestens eine, beispielsweise zwei, drei, vier (wie veranschaulicht) oder mehr Zonen zum Erstellen von Paletten 57.1, 57.3, 57.4, 57.6 durch Aufstapeln von aufeinanderfolgenden Schichten erstreckt. Bei dem dargestellten Beispiel in 4, endet das stromaufwärtige Ende der Transporteinrichtung 11 im wesentlichen in der Mitte der Vorrichtung 53 zum Aufstapeln der Schichten, wobei zwei Stellen 57.1 und 57.3 zum Erstellen von Paletten auf jeder Seite der Transporteinrichtung 11 angeordnet sind. Vorteilhaft, wie durch die Pfeile 71 angedeutet ist, können zwei Stellen 57.1 und 57.3 von vorne her, d. h. entgegengesetzt zum Einlauf der Transporteinrichtung 11 entnommen werden, wobei die beiden weiteren Stellen 57.4 und 57.6 seitlich entnommen werden. Als Variante kann eine der Stellen 57 zum Erstellen von Paletten, z. B. die Stelle 57.6, durch ein Zwischenpostenmagazin ersetzt werden, das durch die Vorrichtungen zum Ergreifen der Schichten 63 oder durch eine Vorrichtung zum Verteilen von Zwischenposten auf zwei Schichten verteilt werden kann. Das Gerüst 55 weist beispielsweise einen rechteckigen Rahmen 59 auf, der an seinen vier Ecken von Pfeilern 61 getragen ist. Eine Vorrichtung zum Ergreifen von Schichten 63 ist horizontal verfahrbar entlang der Achse X gelagert, die parallel zu den Hauptseiten des Rahmens 59 ist, und entlang der Achse Y, die parallel zu den kurzen Seiten des Rahmens 59 ist, sowie vertikal verfahrbar entlang der Achse Z, die parallel zu den Pfeilern 61 ist, und zwar über eine Höhe, die mindestens gleich der größten palettierten Ladung ist, deren Erstellung möglich sein soll. Bei dem in 4 dargestellten Beispiel weist der Roboter 53 eine Brücke 65 auf, die auf den Hauptseiten des Rahmens 59 rollt und wiederum eine Brücke 67 trägt, die auf der Brücke 65 parallel zu den kurzen Seiten des Rahmens 59 rollt. Auf der Brücke 67 ist eine Säule 69 montiert, die mit einem Mechanismus zum Auf- und Abfahren, z. B. mit einer Zahnstange (nicht dargestellt), der Vorrichtung 63 zum Ergreifen von Schichten versehen ist.
Je nach dem Typ von palettierten Ladungen können beispielsweise Vorrichtungen zum Ergreifen von Schichten 63 vom Saug-, Magnet-, Gabel- und vorteilhaft Vorhangtyp gemäß der Darstellung in den 5 und 6 verwendet werden. Die Vorrichtung 63 weist ein Gerüst 73 auf, beispielsweise aus Blech, das an die Säule 69 des Roboters zum Aufstapeln von Schichten angekoppelt ist. Vorteilhaft weist das Gerüst 73 eine seitliche Öffnung 74 zum Beladen einer Schicht von zu palettierenden Ladungen auf.
Ein Vorhang 75, der im wesentlichen von zwei Halbvorhängen 75.1 und 75.2 gebildet ist, die aus im wesentlichen nebeneinanderliegenden Rollen besteht, die sich über die gesamte Breite der Vorrichtung 63 parallel zur Öffnung 74 erstrecken, wird durch einen Motor 77 über zwei Ketten 79 angetrieben, die so untereinander verbunden sind, daß sie eine offene Schleife bilden. Die Rollen des Vorhangs 75.1 sind so mit dem Obertrum der Ketten 79 verbunden, und die Rollen des Vorhangs 75.2 sind so mit dem Untertrum der Ketten verbunden, daß das Antreiben der Ketten entgegen dem Uhrzeigersinn das Öffnen der Halbvorhänge 75.1 und 75.2 antreibt, und hinwiederum eine Drehung im Uhrzeigersinn ihre Annäherung und ihr Schließen so hervorruft, daß sie den Boden der Vorrichtung 63 bilden, der eine aufzustapelnde Schicht 15 hält. Vorteilhaft weist die Vorrichtung 63 Abgleicheinrichtungen auf, welche eine Reduzierung der Zwischenräume 21 ermöglichen.
Die seitliche Abgleicheinrichtung weist zwei parallele Arme 81 und 83 zum seitlichen Abgleich auf, die durch einen pneumatischen Stellantrieb 85 betätigt werden, der auf einen Kurbeltrieb mit einem Stab 87 einwirkt, der drehbar um einen Punkt 89 gelagert ist, welcher sich auf halber Strecke zwischen den Befestigungspunkten 91 und 93 der Gestänge 95 und 97 befindet, die mit dem Abgleicharm 81 bzw. 83 verbunden sind. Wie gestrichelt dargestellt ist, bewirkt das Ausfahren des Stelltriebs 85 eine Drehung des Stabes 87 und eine parallele Annäherung der Arme 81, die unter Anlage an den entgegengesetzten Seiten der Schicht 15 eine Verringerung oder vorteilhaft Beseitigung der Zwischenräume 21 bewirken. Bei einer (nicht dargestellten) vorteilhaften werden die Stäbe 81 und 83 für den seitlichen Abgleich durch einen mit einem Codierer versehenen Motor angetrieben, der eine Positionierung durch Steuerung, insbesondere mittels Programmierung, ermöglicht. Ein entgegengesetzt zur Öffnung 74 befindlicher, vorderer Abgleichstab 99 wird durch einen Motor 101, der mit einem Positionscodierer versehen ist, über eine Kette 103 angetrieben. Ein hinterer Abgleichstab 105 auf der Seite der Öffnung 74 wird durch einen Motor 107, der mit einem Positionscodierer versehen ist, über eine Kette 109 angetrieben. Der hintere Abgleichstab 105 ist in der Lage, sich in eine Position zurückzustellen, die unter 105.1 in 6 bezeichnet ist, und dadurch die Zuführung einer Schicht 15 durch die Öffnung 74 gestattet, und eine Position, die unter 105.2 bezeichnet ist, welche dem Abgleichen einer Schicht 15 vor Ort in den Vorrichtungen zum Ergreifen von Schichten 63 entspricht.
Die Vorrichtung 63 zum Ergreifen von Schichten wird durch den Brückenroboter 53 in die Position zum Empfangen von Schichten 57.2 geführt, die mit dem Ende der Transporteinrichtung 11 fluchtet.
Als Variante kann der Roboter zum Aufstapeln von Schichten 53 vorteilhaft mit einer Vorrichtung zum Drehen des Organs zum Ergreifen von Schichten versehen sein, welche die Modifizierung der Ausrichtung durch Befehl, z. B. über 90° der aufzustapelnden Schicht ermöglicht.
Die Schicht wird durch Schubwirkung auf den Doppelvorhang 75 der Vorrichtung 63 zum Ergreifen von Schichten eingeführt und tritt in Anlage am vorderen Abgleichstab 99, was ihren ersten räumlichen Bezug herstellt. Der hintere Abgleichstab 105 geht von der Empfangsposition 105.1 in die Abgleichposition 105.2 über und tritt in Anlage an der Schicht, was ihren zweiten Bezug herstellt. Die Greifvorrichtung 63 steigt in die obere Position auf und verschiebt sich dann horizontal, um sich über der Aufnahmepalette zu positionieren. Die obere Position kann der maximalen Höhe entsprechen, welche die Vorrichtung 63 zum Ergreifen von Schichten einnehmen kann. Bei einer verbesserten Variante kann die obere Position der minimalen Höhe entsprechen, welche die Ablage der in der Verarbeitung befindlichen Schicht auf der vorhergehenden Schicht oder auf der Palette ermöglicht, ohne die Gefahr einer Kollision mit einem Element des Roboters 53 oder einer in Bildung befindlichen Palette.
Während des Verfahrens der Vorrichtung 63 zum Ergreifen von Schichten schieben die seitlichen Abgleichstäbe 81 und 83 die Schicht von der Seite zusammen, wodurch ein dritter Bezug hergestellt wird. Wenn die Vorrichtung 63 zum Ergreifen von Schichten über der Aufnahmepalette angelangt ist, wird sie abgesenkt und bleibt auf einer geringen Höhe, z. B. einem Zentimeter über der vorhergegangenen Schicht stehen. Die Halbvorhänge 75.1 und 75.2 entfernen sich symmetrisch voneinander und legen dadurch die Schicht ab, die immer noch auf vier Seiten von den Abgleichstäben 81, 83, 99 und 105 geführt ist. Die in den 5 und 6 dargestellte Greifvorrichtung 63 ist insbesondere leistungsfähig, da sie die automatische Anpassung an das Format der aufzustapelnden Schichten ermöglicht, wobei die Halbvorhänge mit Rollen 75 den Transfer von Schichten gestatten, die aus allen möglichen Arten von Ladungen zusammengesetzt sind, wobei der Transfer mit völliger Sicherheit unter Vermeidung der Gefahr des Herabfallens von Ladungen durchgeführt wird.
Dennoch liegt auch die Anwendung weiterer Arten von Vorrichtungen 63 zum Ergreifen von Schichten innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung. Desgleichen kann der Roboter 53 mit einer Mehrzahl von Vorrichtungen 63 zum Ergreifen von Schichten versehen sein, die alternativ verwendbar sind. Die Vorrichtung 63, die sich nicht in Verwendung befindet, wird vorteilhaft an einem der Standorte 57 gelagert, zum Beispiel an dem Standort 57.4. Der Roboter 53 wählt diejenige Vorrichtung 63 zum Ergreifen von Schichten aus, die am besten an die Handhabung der aufzustapelnden Schichten angepaßt ist.
Es wird nun ein Beispiel für eine Kampagne zum Aufstapeln von Schichten durch den Roboter 53 erläutert. Die Vorrichtung 63 zum Ergreifen von Schichten positioniert sich in der Verlängerung der Transporteinrichtung 11 (bzw. einer nicht dargestellten Transfer-Transporteinrichtung), wobei die Öffnung 74 auf die Transporteinrichtung 11 hin gerichtet ist. Die erste Schicht wird von der Schubeinrichtung 110 auf den Vorhang 75 der Vorrichtung 63 zum Ergreifen von Schichten geschoben, daraufhin auf eine an 57.1 angeordnete Palette überführt. Dieser Arbeitsschritt wird wiederholt ausgeführt, bis die Palette vollständig beladen ist. Die darauffolgenden Schichten werden auf einer an 57.3 angeordneten Palette abgelegt.
Das Entfernen der palettierten Ladung vom Standort 57.1 in Richtung des Pfeils 71 wird in zeitlicher Überlagerung mit dem Palettieren der Palette am Standort 57.3 durchgeführt. Weiterhin, wenn die Palette am Standort 57.3 vollständig beladen ist, werden darauffolgende Schichten auf einer neuen Palette abgelegt, die in der Zwischenzeit dem Standort 57.1 zugeführt wurde.
An 57.4 kann gleichzeitig eine heterogene Palette oder eine unvollständige Palette erstellt werden, die abwechselnd mit dem Palettieren der Paletten an 57.1 oder 57.3 zugeführt wird. Wenn die Palette an 57.4 angeordnet ist, führt der Roboter 53 die Ablage der Anzahl von Schichten der gegenwärtig in der Durchführung befindlichen Kampagne entsprechend der Steuerung durch. Eine palettierte Ladung wird als heterogen bezeichnet, wenn nicht alle Schichten, aus denen sie besteht, identisch sind. Eine palettierte Ladung wird als unvollständig bezeichnet, wenn sie eine geringere Anzahl von Schichten aufweist als diejenigen der anderen palettierten Ladungen, die dem gleichen Palettierungsschema entsprechen, oder wenn die letzte Schicht eine Anzahl von Verkaufseinheiten aufweist, die geringer als diejenige der weiteren Schichten ist. Eine unvollständige palettierte Ladung ermöglicht es, eine Bestellung eines Kunden so auszuführen, daß die gewünschte Anzahl von Verkaufseinheiten geliefert wird.
Es wird angemerkt, daß die Versorgung der Roboter 53 von 4 mittels der Vorrichtung zum Bilden von Schichten von 1 es gestattet, der Transporteinrichtung 11 eine Abfolge von unterschiedlichen Schichten 15 zuzuführen. In einem solchen Fall erlaubt jeder der Standorte 57 die Erstellung von heterogenen palettierten Ladungen.
Selbst in einem solchen Fall kann einer der Standorte 57, z. B. der Standort 57.4, mit einer teilweise gebildeten palettierten Ladung beladen werden, um diese mit Schichten anderer Arten zum Bilden einer heterogenen palettierten Ladung zu vervollständigen.
Der Roboter 53 gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit Mitteln für die Speicherung von Zwischenposten versehen sein. Beispielsweise weist die Vorrichtung 63 zum Ergreifen von Schichten Mittel, insbesondere versenkbaren Saugnäpfen (nicht dargestellt) auf, welche den Transfer von Zwischenposten aus einem Zwischenpostenmagazin ermöglicht, das sich zum Beispiel an 57.6 auf einer Schicht einer palettierten Ladung im Verlauf der Bildung befindet. Bei einer Ausführungsvariante für einen schnelleren Durchsatz gestattet ein Verteiler 111 (8), beispielsweise vom drehenden Typ, den Transfer eines Zwischenpostens auf die mit Hilfe der Transporteinrichtung 11 ankommende Schicht.
Bei einer Ausführungsvariante weist der Roboter 53 Mittel (nicht dargestellt) für den internen Transfer von leeren Paletten oder von palettierten Ladungen zwischen den verschiedenen Standorten 57 auf.
Wohlgemerkt liegt auch die Verwendung anderer Typen von Robotern 53 zum Aufstapeln von Schichten, wie zum Beispiel Brückenrobotern mit zwei Achsen, kartesischen Robotern mit drei Achsen auf Schienen, in Vertikalrichtung linear verfahrbaren Robotern mit zwei gelenkigen Armen, welche als "Scara"-Roboter oder "Scara"-Roboter auf Schienen bezeichnet werden, sowie mehrgelenkigen oder kugelförmigen Robotern innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung.
Der Roboter 53 zum Aufstapeln von Schichten von 4 ist insofern besonders flexibel, als er eine Mehrzahl von Standorten 57 (57.1., 57.3, 57.4 und 57.6) aufweist, von denen mindestens einer zum Empfangen einer in Bildung befindlichen Palette der palettierten Ladung im Verlauf der Bildung vorgesehen ist, wobei die weiteren Standorte 57 wiederum verschiedene Zuordnungen erhalten können, wie etwa um als Magazin für Vorrichtungen 63 zum Ergreifen von Schichten oder von Magazinen für Zwischenposten zu dienen.
Vorteilhaft weist der Roboter 53 Mittel zum Erfassen des Vorhandenseins einer Palette, des Fehlens von leeren Zwischenposten und/oder zum Erfassen von nicht konformen Schichten auf, insbesondere von beschädigten Schichten oder solchen, die beschädigte Ladungen aufweisen.
In 7 ist ein Ablaufdiagramm des Betriebs des Roboters 53 zum Aufstapeln von Schichten gezeigt.
An 113 empfängt ein Überwachungsrechner und/oder der programmierbare Automat des Roboters 53, z. B. von einem Rechner zur Fertigungsüberwachung, Informationen über die durchzuführende Palettierungskampagne. Diese Informationen betreffen insbesondere die zu verwendende Vorrichtung 63 zum Ergreifen von Schichten, die Zuordnungen der verschiedenen Standorte 57 als Ablagepunkt, das Vorhandensein von heterogenen Paletten usw.; die Abmessungen der zu verarbeitenden Schichten, die Anzahl von Schichten pro Palette, die Anzahl von Paletten, die Anzahl und Position von Zwischenposten, die Ausrichtung der Schichten, usw. Im Verlauf der Kampagne können diese Informationen gegebenenfalls durch besondere Informationen insbesondere hinsichtlich des Vorliegens einer zu vervollständigenden heterogenen Palette vervollständigt werden.
Weiter zu 115.
Unter 115 wird das Aufstapeln der Schichten auf den Paletten initialisiert, welche den verschiedenen Standorten 57 entsprechen, die als Standort für die Ablage von Schichten verwendet werden. Bei dem dargestellten Beispiel in 4 liegt die Anzahl i von Standorten 57, die dem Erstellen von Schichten verwendet werden, welche den Initialisierungen der Paletten 115.1 bis 115.i entsprechen, zwischen 2 und 4.
Als Variante steht die Anzahl i von Palettentypen, die in Schritt 115 initialisiert werden können, nicht mit der Anzahl von Standorten 57 des Roboters 53 in Verbindung. Vorteilhaft empfängt der Überwachungsrechner und/oder der programmierbare Automat des Roboters 53 an 113 das Palettierungsschema aller Typen von palettierten Ladungen, deren Palettierung ihm für die vorliegende Palettierungskampagne zugewiesen wurde. Somit kann ein gleicher Standort 57 aufieinanderfolgend und automatisch im Verlauf einer gleichen Kampagne für die Herstellung verschiedener Typen von palettierten Ladungen verwendet werden dank der Möglichkeiten zum Ändern von Paletten, die vom Verwender von automatischen Wägen angeboten werden, insbesondere mit Drahtführung.
Weiter zu 117.
Unter 117 wird die Erfassung der vorteilhaft die Identifizierung der von der Transporteinrichtung 11 ankommenden Schicht 15 durchgeführt.
Weiter zu 119.
Unter 119 wird die Konformität der Schicht verifiziert.
Falls die Schicht nicht konform ist, geht der Ablauf weiter zu 121.
Falls die Schicht konform ist, geht der Ablauf weiter zu 123.
Unter 121 wird die Entfernung der nicht konformen Schicht durchgeführt, z. B. einer verlagerten Schicht, einer Schicht mit beschädigten Ladungen, einer Schicht mit einer anderen Orientierung als derjenigen der vorgesehenen Schicht, oder einer Schicht, die nicht dem in der Durchführung befindlichen Palettierungsschema entspricht.
Von 121 geht der Ablauf weiter zu 117.
Unter 123 wird die von der Transporteinrichtung 11 zugeführte Schicht 15 ergriffen.
Weiter zu 125.
Unter 125 wird der Abgleich der ergriffenen Schicht 15 durchgeführt.
Weiter zu 127.
Unter 127 wird die Ablage der Schicht auf einer in Bildung befindlichen Palette durchgeführt.
Weiter zu 129.
Unter 129 wird bestimmt, ob die abgelegte Schicht die letzte Schicht einer Palette war.
Falls nein, geht der Ablauf weiter zu 117.
Falls ja, geht der Ablauf weiter zu 131.
Unter 131 wird verifiziert, ob man sich am Ende der Kampagne befindet.
Falls ja, geht der Ablauf weiter zu 133, wodurch das Anhalten des Betriebs des Roboters 53 hervorgerufen wird.
Falls nein, geht der Ablauf weiter zu 135.
Unter 135 wird die Bestimmung der nachfolgenden Palette durchgeführt.
Weiter zu 115 zum Initialisieren der entsprechenden Palette am Standort 57 zum Erstellen der nachfolgenden Palette.
Als Variante wird der Schritt zum Bestimmen der nachfolgenden Palette nach dem Schritt 127 zum Ablegen einer Schicht durchgeführt, was die alternative Ablage der Schichten auf einer Mehrzahl von Paletten ermöglicht.
Der Pfeil 137 symbolisiert den Empfang einer Vorgabe zum Palettieren einer heterogenen Palette, z. B. einer an 57.4 angeordneten Palette.
In 8 ist ein Ausführungsbeispiel für eine flexible Palettiervorrichtung IFP gemäß der vorliegenden Erfindung zu sehen, das mit einer Vorrichtung zur Bildung von Schichten ausgeführt ist, welche ähnlich der in 1 dargestellten ist, jedoch Transporteinrichtungen 9 zum Zuführen von Verkaufseinheiten 5 benachbart zur Transporteinrichtung 11 zum Bilden Schichten aufweist, welche einen Roboter 53 zum Aufstapeln von Schichten ähnlich dem in 4 dargestellten mit aufzustapelnden Schichten versorgt. Bei dem dargestellten Beispiel mündet die Transporteinrichtung 11 zum Aufnehmen und Bilden von Schichten in der Mitte der Hauptseite des Roboters 53 am Standort 57.5'. Für die Vorrichtungen zum Ergreifen von Schichten, welche ein vertikales Ergreifen durchführen, werden Schichten 15 am Standort 57.5' abgezogen. Die Vorrichtung 63 mit Doppelvorhängen mit seitlicher Beladung jedoch, die in den 5 und 6 dargestellt ist, weist vorteilhaft eine Ladezone 57.2' auf, die mit dem Ende der Transporteinrichtung 11 fluchtet. Bei dieser Ausführungsweise ist eine Schubeinrichtung 110 gegenüber von dem Standort 57.2' angeordnet. Die Schubeinrichtung 110 stellt sich zuerst zurück, um eine Schicht 15 auf der Transporteinrichtung 11 bis zum Standort 57.5' vorbeizulassen, wird dann abgesenkt und schiebt die Schicht in die Öffnung 74 der Vorrichtung 63 zum Ergreifen von Schichten.
Die Zuführung von leeren Paletten und das Entfernen der palettierten Ladungen vom Roboter 53 kann manuell durchgeführt werden. Dennoch ist es vorteilhaft, eine Vorrichtung zur automatischen Zuführung von leeren Paletten zu verwenden, zum Beispiel einen Verteiler 137 für leere Paletten mit einer Lufttransporteinrichtung. Die Entfernung der palettierten Ladungen wird vorteilhaft mittels autonomer und automatischer Wägen oder Transpaletten 139 durchgeführt. Diese Wägen können beispielsweise durch eine Markierung auf oder im Boden geführt sein (Führungslinie, drahtgesteuerter Wagen usw.), oder durch elektromagnetische Signale oder dergleichen (lasergeführte Wägen usw.).
Unter 143 sind verschiedene Werkzeuge dargestellt, mit denen die Arme 3 der Roboter 1 versehen sein können.
In 8 sind die Roboter 1 mit gelenkigen Armen 3 versehen, wobei die Kreise 141 die Reichweite der Arme 3 symbolisieren.
9 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebsbeispiels einer Vorrichtung von 8, die beispielsweise am Ende einer Produktionslinie angeordnet ist.
Unter 145 empfängt ein Rechner, der für die Flußüberwachung zuständig ist, beispielsweise von einer Erfassungseinrichtung oder vorteilhaft von einer Anwendung zur Verwaltung der von den Kunden getätigten Bestellungen die Merkmale einer Palettierungskampagne.
Weiter zu 147.
Unter 147 bestimmt der Rechner für die Flußüberwachung oder die Produktionsplanung die Palettierungsschemata entsprechend den vom Kunden bestellten Verkaufseinheiten und teilt die Schemata für die Erstellung von Schichten den Robotern 1 und die Schemata zum Aufstapeln von Schichten den Robotern 53 mit. Er kann auch, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, Produktionsvorgaben ausarbeiten, die an eine hier nicht dargestellte Produktions- oder Verpackungslinie weitergegeben werden.
Weiter zu 149.
Unter 149 werden die Verkaufseinheiten bestimmt, die auf die Transporteinrichtungen 9 gefördert werden sollen.
Weiter zu 151.
Unter 151 wird die sequentielle Aufgabe der Verkaufseinheiten auf die Transporteinrichtungen) 9 initialisiert.
Weiter zu 153.
Unter 153 zeigen die Roboter 1 an, ob der Takt der Ankunft von Verkaufseinheiten 5 auf den Transporteinrichtungen 9 mit der Erstellung von Schichten kompatibel ist.
Falls nein, geht der Ablauf weiter zu 155.
Falls ja, geht der Ablauf weiter zu 157.
Unter 155 wird der Arbeitstakt der Versorgung der Transporteinrichtungen 9 verlangsamt.
Weiter zu 158.
Unter 158 wird eine Verzögerung erzeugt, welche es dem Roboter 1 ermöglicht, wieder einen Arbeitstakt für eine kontinuierliche Arbeitsweise aufzunehmen.
Weiter zu 159 und unter 161.
Unter 157 wird der Versorgungsdurchsatz der Transporteinrichtungen 9 mit Verkaufseinheiten 5 auf das Maximum erhöht.
Als Variante haben die Transporteinrichtungen 9 eine festgelegte Geschwindigkeit und sind so ausgelegt, daß sie die Verkaufseinheiten akkumulieren, wodurch eine Regulierung für den Fall einer Verlangsamung der Roboter 1 zum Bilden der Schichten durchgeführt wird.
Weiter zu 159 und 161.
Unter 159 führen die Roboter 1 die Bildung der Schichten durch. Schritt 159 entspricht beispielsweise dem Ablaufdiagramm von 3.
Weiter zu 161.
Unter 161 führt der Roboter 53 ab dem Zeitpunkt, an dem er die erste Schicht 15 durch die Transporteinrichtung 11 empfängt, das Aufstapeln der Schichten und das Erstellen der palettierten Ladungen durch. Schritt 159 wird vor Schritt 161 gestartet, woraufhin diese beiden Schritte sich in der Zeit überlappen bis zum Aufstapeln der letzten Schichten nach dem Anhalten von Schritt 159. Schritt 161 entspricht beispielsweise dem Ablaufdiagramm von 7.
Weiter zu 163 und unter 167.
Unter 167 wird das Entfernen und der Transfer der kompletten palettierten Ladungen durchgeführt.
Weiter zu 169.
Unter 163 werden das Entfernen und der Transfer der nicht vollständigen heterogenen Paletten durchgeführt, die entweder zu einer weiteren IFP dirigiert werden (an 164), welche die nötigen Verkaufseinheiten zum Komplettieren der Palette verarbeitet, oder zu einer dynamischen Aufbewahrung (an 165), welche sie aufbewahrt, bis eine IFP die nötigen Verkaufseinheiten verarbeitet. Heterogene Paletten können somit in mehreren Kampagnen hergestellt werden, mit zeitweiliger Lagerung zwischen jeder Kampagne.
Unter 137 werden die unvollständigen Paletten beim Aufstapeln der nachfolgenden gewünschten Schichten aus der dynamischen Aufbewahrung 165 wieder dem Aufstapeln der Schichten 161 zugeführt.
Unter 169 wird vorteilhaft das Etikettieren der palettierten Ladungen durchgeführt.
Weiter zu 171.
Unter 171 wird vorteilhaft das Außenverpacken der palettierten Ladungen durchgeführt.
Weiter zu 172.
Unter 172 werden dem Produktionsplanungs- oder Flußüberwachungssystem der Ort und die Merkmale der verschiedenen Paletten der Kampagne mitgeteilt für ihren Transfer auf ein Transportmittel, zum Beispiel auf Lastwagen.
Weiter zu 173.
Unter 173 wird verifiziert, ob man sich am Ende der Kampagne befindet.
Falls nein, geht der Ablauf weiter zu 149.
Falls ja, geht der Ablauf weiter zu 175.
Unter 175 werden dem Produktionsplanungs- oder Flußüberwachungssystem Informationen bezüglich eventueller aussortierter Verkaufseinheiten oder Schichten mitgeteilt.
Weiter zu 177.
Unter 177 wird das Entfernen eventueller aussortierter Verkaufseinheiten und/oder Schichten durchgeführt.
Weiter zu 179.
Unter 179 ist die Palettierungskampagne beendet.
Wohlgemerkt liegt auch die Anwendung der Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung ohne Etikettierung oder Außenverpackung innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung. Desgleichen kann das Etikettieren der Paletten, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, vom Roboter 53 mit Hilfe einer Vorrichtung zum Drucken von Etiketten durchgeführt werden, welche beispielsweise eine alphanumerische Inschrift zusammen mit einem Bar-Code aufweisen, und einer Vorrichtung zum Aufstempeln von Etiketten zugeordnet ist.
Es wird angemerkt, daß bei erfolgter Initialisierung der Erstellung von Schichten dieser Arbeitsgang gleichzeitig mit dem Aufstapeln von Schichten stattfindet, das somit in zeitlicher Überdeckung durchgeführt wird. Desgleichen finden bei erfolgter Erstellung mindestens einer palettierten Ladung das Entfernen der palettierten Ladungen (Schritt 167), ihr Etikettieren (Schritt 169) und ihre Außenverpackung (Schritt 171) und Lagerung in zeitlicher Überdeckung statt.
Als Variante, insbesondere im Fall kurzer Palettierungskampagnen, kann das Außenverpacken nach dem Ende der Palettierungskampagne beginnen.
Moderen Produktionslinien, insbesondere Linien zur Flaschenabfüllung von Getränken und ihrer Zusammenstellung in Verkaufseinheiten erreichen äußerst hohe Arbeitstakte. Die flexiblen Palettiervorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung können direkt vom Ausgang einer Produktionslinie versorgt werden, um in Echtzeit zu palettieren, d. h. ohne Zwischenlagerung der erzeugten Verkaufseinheiten. Um die Arbeitstakte zu erhöhen, kann zuerst einmal der individuelle Arbeitstakt der Roboter 1 und 53 erhöht werden. Falls diese Lösung nicht angepaßt oder nicht ausreichend ist, können in Reihe oder parallel angeordnete Roboter 1 und/oder Robotern 53 eingesetzt werden. Es wird angemerkt, daß die von den Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung eingenommene kleine Standfläche die Erstellung großer Palettierungseinheiten erleichtert. Aus 10 geht eine Palettierungseinheit hervor, die vier parallel angeordnete flexible IPF Palettierblöcke von 8 aufweist, welche mit Verkaufseinheiten versorgt werden, welche die Elementarladungen durch den Austritt 181 aus einer Produktionslinie darstellen. Bei dem dargestellten Beispiel versorgt der Austritt 181 aus der Produktionslinie parallel zueinander zwei Verpackungs- oder Gruppierungseinheiten 183. Jede Einheit 183 versorgt z. B. über miteinander verbundene Transporteinrichtungen, welche Mittel zum Dirigieren der Verkaufseinheiten auf die anzuwendenden flexiblen Palettierungsblöcke IFP hin aufweist, die beiden Transporteinrichtungen 9 von zwei flexiblen Palettierungsblöcke IFP. Vorteilhaft ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden flexiblen Palettierungsblöcke IFP im wesentlichen gleich der Breite, die für den Durchgang eines Wagens oder einer Transpalette 139 erforderlich ist, welche abwechselnd die Standorte 57.6 und 57.4 der zwei aufeinanderfolgenden flexiblen Palettierungsblöcke versorgen. Bei dieser kompakten Anordnung nehmen die vier flexiblen Palettierungsblöcke IFP eine Breite ein, die z. B. im wesentlichen gleich 28 m ist. Die parallele Anordnung oder Anordnung in Batterien der flexiblen Palettierungsblöcke gestattet eine Verbesserung der Flußüberwachung, indem sie Verkaufseinheiten mit einer oder mehreren IFP je nach dem Durchsatz der Produktionslinie oder des Stellenwertes der auszuführenden Bestellung aufweist. Einer der flexiblen Produktionsblöcke kann provisorisch angehalten werden, um eine vorsorgliche Wartung durchzuführen, indem seine Aufgabe abwechselnd auf die weiteren flexiblen Palettierungsblöcke übertragen wird. Des weiteren ist es möglich, von Anfang an in eine geringere Anzahl von flexiblen Produktionsblöcken IFP zu investieren und mit weiteren flexiblen Palettierungsblöcken je nach den auftretenden Anforderungen nachzurüsten.
Die Roboter 53 der flexiblen Palettierungsblöcke werden beispielsweise durch Gabelwägen oder Transpaletten, durch Luftverteiler oder eine automatische Anordnung von drahtgesteuerten Wägen mit leeren Paletten versorgt. Die homogenen oder heterogenen palettierten Ladungen werden durch Gabelwägen, Transpaletten oder oder draht- oder lasergesteuerte Wägen entfernt. Die Anwendung von autonomen, z. B. draht- oder laserstrahlgesteuerten Wägen ist insbesondere vorteilhaft als Ergänzung der parallel angeordneten Palettierungsblöcke, indem sie für jede Palettierungskampagne ohne Zeitverlust die Programmierung der optimalen Zuordnungen und Transportstrecken für jeden Wagen ermöglichen, insbesondere für heterogene Paletten, die an den Standorten von verschiedenen Robotern 53 erstellt wurden.
Bei einer ersten Ausführungsvariante werden die heterogenen Paletten erstellt mittels Zuführung an einen gleichen flexiblen Block zum Palettieren der Verkaufseinheiten, bevor die verschiedenen Typen von Schichten der heterogenen Paletten erstellt werden. Dennoch, um die Gewohnheiten der Palettierung nicht durcheinanderzubringen, kann der Fluß der Zuführung der flexiblen Palettierungsblöcke derart organisiert werden, daß Verflechtungen zwischen unterschiedlichen Typen von Ladungen oder Schichten, die durch jeden der flexiblen Palettierungsblöcke verarbeitet werden, weitestgehend vermieden oder eingeschränkt werden. In einem solchen Fall wird jeder Typ von Verpackungseinheit an einen anderen flexiblen Palettierungsblock geleitet. Dennoch behindert dies nicht die automatische Erstellung von heterogenen Paletten durch die Anwendung des in 11 dargestellten Verfahrens. Der Rechner 185 zum Überwachen der Palettierung empfängt einen Befehl zum Herstellen von n heterogenen Paletten, den er den verfügbaren Wägen 139 zuweist. Eine leere Palette wird beispielsweise dem Standort 57.4 eines Roboters 53 eines flexiblen Palettierungsblockes zugeführt, welcher die Schichten 15 empfängt, bevor der die untere(n) Schicht(en) der heterogenen Palette erstellt. Nach dem Erstellen der unteren Schichten führt ein Wagen 139 die Wiederaufnahme der teilweise beladenen Palette und ihren Transport an einen der Standorte 57 durch, zum Beispiel an den Standort 57.4 des Roboters 53 des flexiblen Palettierungsblockes, welcher die nachfolgende(n) Schicht(en) erstellt. Der Betrieb kann wiederholt durchgeführt werden, bis die komplette Palette erstellt ist, welche alle gewünschten Arten von Schichten aufweist, um anschließend zum Etikettieren und dann zur Außenverpackungsstation 187 weitergeleitet wird, bevor sie in einer Entfernungszone 189 gelagert oder vorteilhaft auf ein Transportmittel 191 wie etwa einen Lastwagen geladen wird. Bei Kampagnen, welche die Erstellung einer Menge von heterogenen Paletten vorsehen, die größer als die Anzahl von verfügbaren Wägen 139 ist, wird eine dynamische Aufbewahrungszone 193 der in Bildung befindlichen Paletten zugewiesen. Die Wägen 139 stellen auf Anweisung durch den Überwachungsrechner 185 eine in Bildung befindliche heterogene Palette an einem angegebenen und identifizierten Standort ab, um sie zu einem Zeitpunkt wieder aufzunehmen, an dem einem der flexiblen Palettierungsblöcke Schichten zugeführt werden, die zum Vervollständigen der Palette erforderlich sind. Es wird angemerkt, daß gemäß dem Produktionsplan der Fabrik die in Bildung befindliche Palette eine lange Zeit verweilen von bis zu mehreren Stunden oder Tagen in der dynamische Aufbewahrungszone 193 verweilen kann.
Vorteilhaft versorgen die flexiblen Palettierungsblöcke direkt, z. B. über Wägen 139 und/oder Transporteinrichtungen 188, die Außenverpackungsstationen 187. Dennoch können als Variante alle oder bestimmte palettierte Ladungen zuallererst vor ihrem Transfer mittels Wagen 139 zu einer Außenverpackungsstation 187 in der dynamische Aufbewahrungszone 193 verweilen.
Bei dem in 11 dargestellten Beispiel transferiert ein erster Wagen 139 eine in Bildung befindliche Palette zwischen der dynamische Aufbewahrungszone 193 und dem flexiblen Palettierungsblock IFP1, ein zweiter Wagen 139 transferiert eine in Bildung befindliche Palette oder eine palettierte Ladung von dem flexiblen Palettierungsblock IFP3 zur dynamische Aufbewahrungszone 193, ein dritter Wagen 139 transferiert eine palettierte Ladung zwischen der dynamischen Aufbewahrungszone 193 und einer Außenverpackungsstation 187, und ein vierter Wagen 139 transferiert eine in Bildung befindliche Palette zwischen dem flexiblen Palettierungsblock IFP2 und dem flexiblen Palettierungsblock IFP3.
Vorteilhaft ermöglicht der Rechner 185 die Simulation einer Palettierungskampagne vor ihrem Start, so daß Unterbrechungen oder Probleme, die auftreten könnten, visualisiert werden können, oder wiederum, um die nötigen Zeitfristen bei der Durchführung der Palettierungskampagne einschätzen zu können, so daß einem bzw. den Kunden die Lieferfristen für die bestellten palettierten Ladungen mitgeteilt werden können.
Wohlgemerkt liegt auch die Herstellung von Ladungen ohne Paletten, die aus einem Stapel von Schichten bestehen, innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Lagerhaltung und den Transport von Produkten, insbesondere am Ende einer Produktionslinie.
Die vorliegende Erfindung betrifft in der Hauptsache die Lagerhaltung und den Transport von Produkten, die von einer flexiblen Produktionslinie stammen.

Claims

Vorrichtung zum Palettieren von Elementar-Verkaufseinheiten (5) auf wenigstens einer Palette, wobei diese Vorrichtung umfaßt: – wenigstens einen ersten Roboter (1) zum Bilden wenigstens einer homogenen oder heterogenen Schicht (15) von Elementar-Verkaufseinheiten (5), die von wenigstens einer Zufuhr-Transporteinrichtung (9) transportiert werden, wobei der erste Roboter (1) einen beweglichen Arm (3) umfaßt, der versehen ist mit Greif-Mitteln zum Nehmen von Sätzen einer oder mehrerer Verkaufseinheiten) (5) auf der Zufuhr-Transporteinrichtung (9), die nötig sind, damit er die geforderte Schicht bildet, und zum Ablegen auf einer Aufnahme-Transporteinrichtung (11) unter Bildung einer homogenen oder heterogenen Schicht (15); und – wenigstens einen zweiten Roboter (53), der umfaßt: – Mittel (63) zum Erfassen einer so auf der Aufnahme-Transporteinrichtung (11) gebildeten homogenen oder heterogenen Schicht (15); – Mittel zum Antrieb und zur Führung der Erfassungs-Mittel (63) zum Leiten der aufgenommenen Schicht in Richtung auf wenigstens zwei Aufnahme-Stellen (57) von Paletten beim Aufbau, um sie an einer der Stellen gemäß der von Befehlsmitteln erhaltenen Ordnung auf einer vorangehenden Schicht einer Palette beim Aufbau oder zur Bildung der ersten Schicht einer Palette abzulegen; und – Mittel (139) zum vorübergehenden Entfernen einer Palette beim Aufbau oder zum Entfernen einer einmal aufgebauten Palette.
Palettier-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede homogene oder heterogene Schicht (15) ausgehend von mehreren ersten Robotern (1) aufgebaut wird.
Palettier-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Aufnahme-Transporteinrichtung (11) und zwei Zufuhr-Transporteinrichtungen (9) umfaßt, die beiderseits der Aufnahme-Transporteinrichtung (11) angeordnet sind.
Palettier-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Roboter (1) jeweils zwischen den beiden Zufuhr-Transporteinrichtungen (9) und der Aufnahme-Transporteinrichtung (11) angeordnet sind.
Palettier-Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (63) des zweiten Roboters (53) zum Erfassen der Schichten (15) eine Gondel umfassen, deren Boden von einem Vorhang (75) gebildet wird, und daß die Gondel eine Öffnung (74) zum seitlichen Laden der Schichten (15) umfaßt.
Palettier-Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (63) des zweiten Roboters (53) zum Erfassen der Schichten (15) Schrumpfvorrichtungs-Mittel (81, 83, 99, 105) umfassen, die für den Zusammenhalt der Schicht (15) im Verlauf des Ablegens auf der Palette beim Aufbau sorgen.
Palettier-Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (L) der Aufnahme-Transporteinrichtung (11) im wesentlichen gleich, vorzugsweise ein bißchen größer als die Breite (L') der Schichten (15) ist, die von den Mitteln (63) zum Erfassen der Schichten (15) erfaßt werden können.
Verfahren zum Palettieren zum Erstellen von heterogenen Paletten, die eine Mehrzahl von Arten aufgestapelter Schichten umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß es die Verfahrens-Schritte umfaßt, die bestehen aus den Schritten (a) Bilden homogener oder heterogener Schichten von Elementar-Verkaufseinheiten mittels wenigstens einer ersten Vorrichtung (1) zum Aufbau von Schichten und Beschicken eines Informations-Systems (185) mit dem Schema des Aufstapelns der Schichten einer heterogenen Palette; (b) Ablegen der ersten Schicht oder der ersten Schichten der Palette mit Hilfe mehrerer zweiter Vorrichtungen (53) des Aufstapelns von Schichten; (c) Entfernen der Palette durch einen automatischen Wagen (139), der durch das genannte Informations-System (185) geführt wird, beim Aufbau der Vorrichtung (53) zum Aufstapeln der Schichten in Erwartung der Verfügbarkeit einer anderen Art von Schichten in einer anderen Vorrichtung (53) zum Aufstapeln von Schichten, bevor diese auf der heterogenen Palette aufgestapelt werden; (d) Zuführen der beim Aufbau befindlichen Palette zu der Vorrichtung (53) zum Aufstapeln von Schichten, die Schichten aufstellt, bevor sie auf der heterogenen Palette bei deren Aufbau aufgestapelt werden; (e) Wiederholen der Schritte (c) und (d) bis zum kompletten Aufbau der heterogenen Palette; (f) Entfernen der kompletten heterogenen Palette von der Vorrichtung (53) zum Aufstapeln von Schichten.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verfahrensschrittes (c) die beim Aufbau befindliche Palette in Richtung auf eine dynamische Aufbewahrungs-Zone (193) entfernt wird und daß während des Verfahrensschrittes (d) die im Aufbau befindliche Palette in der dynamischen Aufbewahrungs-Zone (193) wiederaufgenommen wird, um sie einer Vorrichtung (53) zum Aufstapeln von Schichten zuzuführen.