EP4701963A1 - Verfahren und vorrichtung zum einschleusen von förderguteinheiten in eine automatische förderanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einschleusen von Förderguteinheiten (11) in eine automatische Förderanlage (12), umfassend die folgenden Schritte: - Zuführen von Förderguteinheiten (11) auf einen ersten Förderabschnitt (13), wobei der erste Förderabschnitt (13) eine Vielzahl von nebeneinander und hintereinander angeordneten Aktuatoren (14) zum Fördern darauf aufliegenden Förderguteinheiten aufweist, - Bestimmen der Eingangsposition, der Eingangsgeschwindigkeit und der Eingangsausrichtung jeder zugeführten Förderguteinheit (11), - Bestimmen der Übergabeposition, der Übergabegeschwindigkeit und der Übergabeausrichtung jeder Förderguteinheit (11a..11f) für die Übergabe von dem ersten Förderabschnitt (13) an mindestens einen in Förderrichtung (z) dem ersten Förderabschnitt (13) nachgelagerten zweiten Förderabschnitt (15), - Bestimmen einer Trajektorie für die Bewegung einer Förderguteinheit (11) von der Zuführung auf den ersten Förderabschnitt (13) zur Übergabe an den zweiten Förderabschnitt (15), und - Steuern und Antreiben der einzelnen Aktuatoren (14) und hierdurch Fördern der Förderguteinheiten (11) zur Übergabe an den zweiten Förderabschnitt (15) mit vorbestimmter Übergabeposition, Übergabegeschwindigkeit und Übergabeausrichtung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Änderungen in der Ausrichtung der Förderguteinheiten von dem Eingang auf den ersten Förderabschnitt zu der Übergabe an den zweiten Förderabschnitt durch die Aktuatoren zum Fördern von darauf aufliegender Förderguteinheiten derart ausgeführt werden, dass translatorische und rotatorische Bewegungen der Förderguteinheiten (11) überlagert und kontinuierlich ausführbar sind. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Einschleusen von Förderguteinheiten in eine automatische Förderanlage

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einschleusen von Förderguteinheiten in eine automatische Förderanlage, insbesondere in Produktionsumgebungen und in der Logistik.

Hintergrund

In modernen fördertechnischen Anlagen werden logistische Objekte wie zum Beispiel Pakete, Beutel, Boxen, Behälter, Trays, Paletten, usw. sowie Werkstücke beziehungsweise Werkstückträger mittels Materialflusssystemen transportiert. Diese Systeme bestehen in der Regel aus einer Hauptfördereinrichtung sowie verschiedenen Einschleuser- und Ausschleuservorrichtungen.

Moderne Förderanlagen sind in der Regel mechanisch modular aufgebaut. Eine Förderanlage setzt sich im Allgemeinen zusammen aus einer Pluralität von unterschiedlichen Förderabschnitten, die zusammenwirkend angeschlossen werden. Diese Förderabschnitte sind im Normalfall um ein Vielfaches größer als ein zu förderndes Objekt, wie beispielsweise ein Förderband mit Endlosbändern oder Quergurtförderern, oder ein angetriebener Rollenförderer, auf die eine Vielzahl von Objekten gleichzeitig platziert werden können. Gleichermaßen sind Förderanlagen mit Hängetaschen bekannt, die das Volumen des Gebäudes, in dem sie installiert sind, besser nutzen als Förderanlagen zum liegenden Fördern der Objekte. Im unbestückten Zustand sind die Hängetaschen flach und gefaltet und benötigen wenig Platz. Sie dienen nicht nur als Förderer sondern gleichzeitig auch als Speicher für die Objekte (zum Beispiel von Retourwaren). Die Beladung der Hängetaschen erfolgt in der Regel bei niedrigen Geschwindigkeiten oder sogar im Stillstand. Eine weitere Variante für eine Hauptförderanlage sieht Kippschalen zur Aufnahme und späteren Abgabe des Förderobjekts vor, die auf einer - insbesondere stetig - laufenden Trägereinrichtung befestigt sind. Das Einschleusen von Fördergütern in Hauptförderanlagen mit dimensional begrenzten Aufnahmen wie Hängetaschen, Gleitschuhen oder Kippschalen setzt eine weitere Anforderung an die Einschleusung neben der richtigen Position, der richtigen Geschwindigkeit und dem richtigen Zeitpunkt bei der Übergabe, nämlich eine korrekte Ausrichtung bzw. Orientierung des Förderguts.

Gerade mit dem immer mehr zunehmenden online und Versandhandel und mit der zunehmenden Bedeutung von global aufeinander abhängigen Lieferketten sind die Logistik und die Förderung von Paketen, Beuteln und anderen Fördergütern eine hochtechnisierte und komplexe Aufgabe. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Materialflusssysteme sind daher diejenigen Förderabschnitte, die neben dem zugrundeliegenden Haupttransport durch beispielsweise Förderbänder oder Rollenförderer ein zuverlässiges und präzises automatisiertes Einschleusen der Förderobjekte ausführen. Dabei stellt das Einschleusen von Fördergütern auf schnelllaufende Hauptförderer oder auf Hauptförderer, die eine vorbestimmte Ausrichtung der Güter bei der Übergabe nötig machen, eine besonders anspruchsvolle Aufgabe dar.

Die JP 2017186139 A beschreibt eine Förderanlage mit Einschleuservorrichtung und ein Verfahren zum Einschleusen von Artikeln P in die Zellen des Hauptförderers. Die Einschleuservorrichtung umfasst mehrere Abschnitte, die neben unidirektionalen Bandförderern auch einen Abschnitt mit einer Vielzahl an Förderwalzen umfassen. Die Förderwalzen des speziellen Einschleuserabschnitts sind durch einen Motor um 90 Grad drehbar und daher ist es möglich auch starke rotatorische Bewegungen der Artikel P auszuführen. Schwache rotatorische Bewegungen können gemäß dieser Schrift durch unterschiedliche Geschwindigkeiten der Einzelförderwalzen erzeugt werden, wenn sie als Cluster angesteuert werden. Zu einer Koordination der Ansteuerung der Cluster schweigt die Schrift gänzlich. Diese Art der Änderung der Ausrichtung einzelner Förderwalzen ist nur sehr schwer graduell zu steuern. Hierdurch entstehen bei der Übertragung der Antriebskräfte auf die Fördergüter somit diskontinuierliche, ungleichmäßige Bewegungen. Auf diese Weise sind keine fließende Bewegung und keine individuelle, kontinuierliche und stetige Trajektorie der Fördergüter auszuführen, denn prinzipbedingt weist die Walzenanordnung durch die Kontaktlinie zum Artikel einen hohen Schlupf bei allen Bewegungen auf, die nicht rein translatorisch sind. Dies führt zu einer geringen Genauigkeit der Bewegungsbahn, der Geschwindigkeit und der Parameter zur Übergabe an den nachgelagerten Förderabschnitt. Die Effizienz des Verfahrens ist daher nicht optimal und führt zu Artikeldurchsätzen (Artikel pro Stunde), die in der industriellen Anwendung nicht akzeptabel sind. Zudem ist der apparative Aufwand groß, da neben einem Antriebsmotor zum Antreiben der Walzen auch jeweils ein Motor zum Drehen der Förderwalzen vorgesehen werden muss.

Aufgabe

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die es ermöglichen, variabel auch bei nicht geordneten und/oder nicht vorher ausgerichteten Fördergütern automatisiert eine vorgegebene Ausrichtung der Fördergüter bei sowohl richtiger Übergabegeschwindigkeit und richtiger Übergabeposition herzustellen, wobei ein geringer Raumbedarf der Vorrichtung eingehalten werden soll. Hierzu soll das Verfahren und die Vorrichtung bevorzugt ermöglichen, Ausrichtung, Geschwindigkeit, Position und Abstände zwischen den Fördergütern durch Bewegen derselben individuell, in beliebiger Richtung und in einer fließenden, d.h. nicht diskreten, Bewegung herzustellen. Dies soll auch mit mehreren auf dem Einschleuseabschnitt vorliegenden Fördergütern möglich sein. Hierdurch soll der Durchsatz des automatischen Verfahrens und der Vorrichtung hoch sein bei zuverlässiger und präziser Einschleuse-Funktion. Weiterhin soll das Einschleuse-Verfahren bzw. die Einschleuse-Vorrichtung auch ohne bauliche Veränderung der Anlage änderbar sein in den Bewegungsmöglichkeiten, die die Übergabeposition, -geschwindigkeit und -ausrichtung der Fördergüter herstellen.

Kurzdarstellung der Erfindung

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Einschleusen von Förderguteinheiten in eine automatische Förderanlage, umfassend die folgenden Schritte:

Zuführen von Förderguteinheiten auf einen ersten Förderabschnitt mit einer Hauptförderrichtung z, wobei der erste Förderabschnitt eine Vielzahl von nebeneinander und hintereinander angeordneten Aktuatoren zum Fördern von darauf aufliegenden Förderguteinheiten aufweist,

Bestimmen der Eingangsposition, der Eingangsgeschwindigkeit und der Eingangsausrichtung jeder zugeführten Förderguteinheit, Bestimmen der Übergabeposition, der Übergabegeschwindigkeit und der Übergabeausrichtung jeder Förderguteinheit für die Übergabe von dem ersten Förderabschnitt an mindestens einen in Förderrichtung z dem ersten Förderabschnitt nachgelagerten zweiten Förderabschnitt,

Bestimmen einer Trajektorie für die Bewegung einer Förderguteinheit von der Zuführung auf den ersten Förderabschnitt zur Übergabe an den zweiten Förderabschnitt, und

Steuern und Antreiben der einzelnen Aktuatoren und hierdurch Fördern der Förderguteinheiten zur Übergabe an den zweiten Förderabschnitt mit vorbestimmter Übergabeposition, Übergabegeschwindigkeit und Übergabeausrichtung.

Erfindungsgemäß werden die Änderungen in der Ausrichtung der Förderguteinheiten von dem Eingang auf den ersten Förderabschnitt zu der Übergabe an den zweiten Förderabschnitt durch die Aktuatoren zum Fördern von darauf aufliegender Förderguteinheiten derart ausgeführt, dass translatorische und rotatorische Bewegungen der Förderguteinheiten überlagert und kontinuierlich ausführbar sind.

Unter dem Begriff der Ausrichtung einer Förderguteinheit wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere die Orientierung der Längsachse der Förderguteinheit in Relation zur Förderrichtung z des ersten Förderabschnitts bzw. in Relation zur Förderrichtung des zweiten Förderabschnitts verstanden. Die Orientierung/Ausrichtung zusammen mit der Lage einer Förderguteinheit kann auch als Pose bezeichnet werden. Bei dem Einschleusen ist die Ausrichtung nicht gänzlich beliebig anzunehmen, sondern wird auf der Förderfläche abgebildet, die weitestgehend eine plane Fläche ist. Die von einer Förderguteinheit einnehmbaren Ausrichtungen begrenzen sich auf die Orientierung des Förderobjektes innerhalb dieser Förderfläche. Außerdem ist die Ausrichtung bei der Übergabe an den zweiten Förderabschnitt sehr wichtig, da sie bestimmt, ob und wie gut die Förderguteinheit in den für sie bestimmten Abschnitt des Hauptförderers aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft mit anderen Worten ein Verfahren zum Einschleusen von Förderguteinheiten in eine automatische Förderanlage, wobei im Unterschied zu den bisher bekannten Einschleusemethoden die richtige Ausrichtung der Förderguteinheiten zum Übergabezeitpunkt dadurch hergestellt wird, dass die Förderguteinheiten - insbesondere ausschließlich - an ihrer Auflagefläche auf den Aktuatoren zum translatorischen und rotatorischen Bewegen der Förderguteinheiten manipuliert werden. Es werden somit keine Kräfte an den oder über die Seitenflächen der Förderguteinheiten angelegt und/oder übertragen. Dadurch wird eine wesentlich verbesserte Effektivität der erzielten Bewegungen der Fördergüter erreicht. Weiterhin gelingt es durch ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung, eine fließende Bewegung und eine individuelle, kontinuierliche Trajektorie der Fördergüter auszuführen, die eine erhebliche Verbesserung der Genauigkeit der Bewegungsbahn, der Geschwindigkeit und der Parameter zur Übergabe an den nachgelagerten Förderabschnitt hervorbringt.

Bisher bekannte Einschleusemethoden sehen im Unterschied dazu beispielsweise vor, Anlegewinkel am Anfang des Einschleusers zu montieren, die Förderguteinheiten mit seitlichen Schiebeplanken („pusher“), welche vertikal zur Förderebene angebracht sind und ggf. bewegt werden, in die richtige Ausrichtung zu drücken, oder die Förderguteinheiten einzeln mit einem Schwenkarmroboter aufzunehmen und in der richtigen Ausrichtung auf die Einschleusevorrichtung abzusetzen.

Diese bekannten Varianten haben gemeinsam, dass sie die Förderguteinheiten nur einzeln ausrichten können, was die Durchsatzgeschwindigkeit limitiert. Außerdem kann die einmal so hergestellte Ausrichtung nicht nachjustiert werden. Weiterhin ist der Aufwand bei einer Änderung der vorbestimmten Übergabeausrichtung hoch, denn dazu muss die Einschleusung in ihren mechanischen Teilen umgebaut werden, sofern es Anlagewinkel und Schiebeplanken („pusher“) oder zusätzliche Drehmotoren betrifft. Auch eine Variation der Beschaffenheit und Dimensionen der Förderguteinheiten stellt insoweit ein Problem dar, dass die Schiebeplanken oder die Ansatzwinkel die Förderguteinheit nicht mehr ausreichend erfassen, beispielsweise bei sehr dünnen Förderguteinheiten wie Beuteln mit geringer Höhe. Diese Art der Förderguteinheiten stellt auch für einen Schwenkarmroboter ein Problem dar, da zum Aufheben dieser Beutel aufgrund ihrer geringen Formstabilität ggf. andere Greifwerkzeuge nötig sind als für stabile Kartons.

All diese vorstehend skizzierten Nachteile können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überwunden werden. Da keine seitliche Manipulation der Förderguteinheiten vorgesehen ist und damit das Herstellen der richtigen Übergabeausrichtung nur durch die zum Fördern der Förderguteinheiten vorgesehenen Aktuatoren ausgeführt wird, welche die Förderguteinheiten von unten stützen und tragen, wirken die Kräfte zur Richtungsänderung ausschließlich auf die Auflagefläche der Förderguteinheiten und damit nicht auf die Seiten ein.

Änderungen in der vorbestimmten Übergabeausrichtung und ein Nachjustieren während des translatorischen Förderns sind mit dem vorliegenden Verfahren leicht und kontinuierlich mit individueller Trajektorie auszuführen. Ein Umbau mechanischer Komponenten entfällt. Förderguteinheiten unterschiedlicher Beschaffenheit und Größe können eingeschleust werden. Aufgrund der im erfindungsgemäßen Verfahren kontrollierten Parameter der Übergabeposition, der Übergabegeschwindigkeit und der Übergabeausrichtung wird eine hohe Genauigkeit des Einschleusevorgangs zur Verfügung gestellt.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der ausführlichen Beschreibung.

Kurzdarstellung der Figuren

Nachfolgend wird die Erfindung näher unter Bezugnahme auf in den Figuren gezeigten beispielhaften Ausführungsformen erläutert. In diesen zeigt:

Fig. 1 in einer schematischen Draufsicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Ausführungsform,

Fig. 2 in einer schematischen Draufsicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 3a in einer schematischen perspektivischen Sicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren Ausführungsform, Fig. 3b in einer schematischen perspektivischen Sicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ähnlichen Ausführungsform zu der Figur 3a,

Fig. 3c in einer schematischen perspektivischen Sicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ähnlichen Ausführungsform zu den Figuren 3a und 3b,

Fig. 4a in einer schematischen perspektivischen Sicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 4b in einer schematischen perspektivischen Sicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ähnlichen Ausführungsform zu der Figur 4a,

Fig. 4c in einer schematischen perspektivischen Sicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ähnlichen Ausführungsform zu den Figuren 4a und 4b,

Fig. 5a in einer schematischen perspektivischen Sicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 5b in einer schematischen perspektivischen Sicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ähnlichen Ausführungsform der Figur 5a,

Fig. 5c in einer schematischen perspektivischen Sicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ähnlichen Ausführungsform zu den Figuren 5a und 5b, und Fig. 6 in einer schematischen perspektivischen Sicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung

Nachfolgend wird die Erfindung eingehender unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellt werden. Dabei ist anzumerken, dass unterschiedliche Aspekte beschrieben werden, die jeweils einzeln oder in Kombination zum Einsatz kommen können, d.h. jeglicher Aspekt kann mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, soweit nicht explizit als reine Alternative dargestellt.

Weiterhin wird nachfolgend der Einfachheit halber in aller Regel immer nur auf eine Entität Bezug genommen werden. Soweit nicht explizit vermerkt, kann die Erfindung aber auch jeweils mehrere der betroffenen Entitäten aufweisen. Insofern ist die Verwendung der Wörter „ein“, „eine“ und „eines“ nur als Hinweis darauf zu verstehen, dass in einer einfachen Ausführungsform zumindest eine Entität verwendet wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einschleusen von Förderguteinheiten 11 in eine automatische Hauptförderanlage 12, umfassend die folgenden Schritte:

Zuführen von Förderguteinheiten 11 auf einen ersten Förderabschnitt 13, wobei der erste Förderabschnitt 13 eine Vielzahl von nebeneinander und hintereinander angeordneten Aktuatoren 14 zum Fördern darauf aufliegenden Förderguteinheiten 11 aufweist, wobei die Aktuatoren 14 jeweils mindestens ein Förderrad umfassen, wobei die Ausrichtung der einzelnen Förderräder unveränderlich ist, wobei mindestens zwei Gruppen von Förderrädern vorgesehen sind, wobei eine erste Gruppe Förderräder mit einer Ausrichtung in Hauptförderrichtung z aufweist und eine zweite Gruppe Förderräder mit einer von der Hauptförderrichtung z verschiedenen Ausrichtung aufweist,

Bestimmen der Eingangsposition, der Eingangsgeschwindigkeit und der Eingangsausrichtung jeder zugeführten Förderguteinheit 11 , Bestimmen der Übergabeposition, der Übergabegeschwindigkeit und der Übergabeausrichtung jeder Förderguteinheit 11a..11f für die Übergabe von dem ersten Förderabschnitt 13 an einen in Förderrichtung (z) dem ersten Förderabschnitt 13 nachgelagerten zweiten Förderabschnitt 15,

Bestimmen einer Trajektorie für die Bewegung einer Förderguteinheit (11) von der Zuführung auf den ersten Förderabschnitt 13 zur Übergabe an den zweiten Förderabschnitt 15, und

Steuern und Antreiben der einzelnen Aktuatoren 14 und hierdurch Fördern der Förderguteinheiten 11 zur Übergabe an den zweiten Förderabschnitt 15 mit vorbestimmter Übergabeposition, Übergabegeschwindigkeit und Übergabeausrichtung, wobei die Änderungen in der Ausrichtung der Förderguteinheiten 11 von dem Eingang auf den ersten Förderabschnitt 13 zu der Übergabe an den zweiten Förderabschnitt 15 durch die Aktuatoren 14 zum Fördern von darauf aufliegender Förderguteinheiten 11 derart ausgeführt werden, dass translatorische und rotatorische Bewegungen der Förderguteinheiten überlagert und kontinuierlich ausführbar sind.

Figur 1 zeigt in einer stark schematisierten Draufsicht eine automatische Hauptförderanlage 12, in die mittels eines ersten Förderabschnitts 13 Förderguteinheiten 11a, 11b, 11c, 11d, 11e und 11f eingeschleust werden.

Als Förderguteinheiten 11 können in dem erfindungsgemäßen Verfahren grundsätzlich solche Stückgüter gefördert werden, die durch ein liegendes Fördern bewegbar sind. Als Beispiele können Pakete, Beutel, Boxen, Behälter, Trays, Paletten, usw. sowie Werkstücke beziehungsweise Werkstückträger genannt werden. Hierbei bezieht sich das liegende Fördern insbesondere auf den Vorgang des Einschleusens. In Bezug auf den Hauptförderer 12 gilt diese Einschränkung jedoch nicht. Hier kommen neben Systemen zum liegenden Fördern der Güter auch solche in Betracht, die ein Fördern in hängender bzw. aufrechter Position beinhalten.

Die Förderguteinheiten 11 können annähernd eine so große Grundfläche oder Seitenlängen besitzen wie der zweite Förderabschnitt 15, der in der vorliegenden Ausgestaltung als Förderträger-Schale des Hauptförderers 12 ausgebildet ist. Sie werden daher mit einem vorbestimmten Winkel übergeben, so dass die Seiten oder Kanten parallel zu den Seiten des Förderträgers 15 nach Übergabe anzutreffen sind. Eine diagonale Anordnung der Fördereinheit 11 würde nämlich dann über den Förderträger 15 hinausragen. In weiteren Ausführungen (bspw. Quergurt, Gleitschuh) ist es möglich, dass übergroße Förderguteinheiten 11 auf mehreren Förderträgern liegen.

Das Zuführen der Förderguteinheiten erfolgt bevorzugt jedoch automatisch wie die restliche Förderung. Sie geschieht idealerweise bereits singuliert. Singuliert bedeutet, dass die Förderguteinheiten vereinzelt vorliegen und nicht haufenartig, bspw. im Pulk, vorliegen. In einer besonderen Ausführung ist eine Zuführung der Förderguteinheiten als Pulk möglich. Ein 3D-Pulk ist eine ungeordnete, dicht gedrängte Anhäufung von Förderguteinheiten, die sich zum Teil überlappen oder sogar aufeinander gehäuft sein können. Ein 2-D Pulk ist eine ungeordnete, dicht gedrängte Anhäufung von Förderguteinheiten, ohne Überlappung oder Aufeinanderhäufung. Die Förderguteinheiten 11 weisen gemäß dem vorliegenden Verfahren beim Zuführen keine einheitliche Ausrichtung auf. Sie werden mithin ungeordnet, insbesondere nicht ausgerichtet, zugeführt. In Figur 1 ist das insbesondere dadurch angedeutet, dass die Längsachsen der hier als Rechtecke dargestellten Förderguteinheiten 11a, ...., 11e in Bezug auf die Förderrichtung z des ersten Förderabschnitts 13 unterschiedliche Winkel aufweisen. Beim Eingang auf den ersten Förderabschnitt 13 liegen die Förderguteinheiten somit mit individuellen Eingangsausrichtungen vor. Auch ihre Eingangsgeschwindigkeit und ihre Eingangsposition, d.h. die Position, die sie hinsichtlich des Eingangsbereichs der Förderfläche des ersten Förderabschnitts 13 einnehmen, können unterschiedlich sein. Auf dem Förderabschnitt 13 ist eine Förderguteinheit 11f abgebildet, die kurz vor der Übergabe an den zweiten Förderabschnitt 15 steht, und eine Förderguteinheit, die sich im Eingang des Förderabschnitts 13 befindet. In einer einfachen Ausführung der Erfindung befindet sich stets nur ein Fördergut 13 auf dem Förderabschnitt 13.

Der erste Förderabschnitt 13 weist eine Vielzahl von nebeneinander und hintereinander angeordneten Aktuatoren 14 zum Fördern darauf aufliegenden Förderguteinheiten 11a, 11b, 11c, 11d, 11e und 11f auf. Die Aktuatoren 14 können gleichartig oder unterschiedlich ausgebildet sein. Sie sollten jedoch eine gemeinsame Förderebene bilden. Die Aktuatoren 14 umfassen in einer Ausführungsform der Erfindung bevorzugt jeweils mindestens ein Förderrad, wobei die Ausrichtung der einzelnen Förderräder unveränderlich ist und wobei mindestens zwei Gruppen von Förderrädern vorgesehen sind, wobei eine erste Gruppe Förderräder mit einer Ausrichtung in Hauptförderrichtung z und/oder normal zur Hauptförderrichtung z aufweist und eine zweite Gruppe Förderräder mit einer von der ersten Förderrichtung verschiedenen Ausrichtung aufweist.

Bevorzugt sind sie zumindest teilweise als mehrdirektionale Aktuatoren ausgebildet und können somit sowohl Kräfte zur translatorischen Bewegung der Förderguteinheiten 11 in Förderrichtung z erzeugen als auch in ihrer Richtung davon abweichende Bewegungen in der Förderebene mit einem zur Förderrichtung z winkeligem Vektor, insbesondere in einem Bereich von ± 90° zur Förderrichtung z. Besonders bevorzugt sind die Aktuatoren zumindest teilweise, und insbesondere alle Aktuatoren 14 des ersten Förderabschnitts 13, als omnidirektionale Aktuatoren ausgebildet. Hierdurch wird mit anderen Worten eine gezielte Drehung der Förderguteinheiten 11 (auch auf der Seite) ausführbar.

Gemäß dem vorliegenden Verfahren werden die Eingangsposition, die Eingangsgeschwindigkeit und die Eingangsausrichtung jeder zugeführten Förderguteinheit 11 auf dem ersten Förderabschnitt 13 bestimmt. Dies kann durch dem Fachmann bekannte geeignete Mittel erfolgen. Beispielsweise können hierzu Sensoren 16 eingesetzt werden, die zumindest den Eingangsbereich des ersten Förderabschnitts 13 überwachen. Die Sensoren 16 können bevorzugt 2D oder 3D oder RGB Kameras oder IR Kameras sein, ggf. in Kombination mit Lichtschranken, auch in Mehrfachanordnung in Reihe oder Lichtschrankenvorhängen. Es kann auch nur ein Sensor 16 hierzu verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Sensoren 16, und insbesondere Kameras, auf den zu beobachtenden Förderabschnitt kalibriert. Dies kann einmalig bei der Einrichtung oder mehrfach in vorbestimmten zeitlichen Abständen durchgeführt werden. Die Sensoren bzw. der Sensor 16 übermittelt die erfassten Daten an einen Rechner.

In einem weiteren Schritt werden die Übergabeposition, die Übergabegeschwindigkeit und die Übergabeausrichtung jeder Förderguteinheit 11a..11f für die Übergabe von dem ersten Förderabschnitt 13 an einen in Förderrichtung z dem ersten Förderabschnitt 13 nachgelagerten zweiten Förderabschnitt 15 bestimmt. Diese Bestimmung kann als Information bereits auf einem Rechner hinterlegt sein. Sie kann beispielsweise in der Anlagensteuerung des Hauptförderers 12 hinterlegt sein, welche separat oder gemeinsam mit dem Rechner zur Bestimmung der Eingangssituation wie vorstehend beschrieben ausgestaltet sein. Es können jedoch auch weitere Sensordaten zur Bestimmung der Übergabesituation, d.h. der Übergabeposition, der Übergabegeschwindigkeit und der Übergabeausrichtung, erfasst und ausgewertet werden. Hierbei kann es sich um die Daten des gleichen Sensors 16 bzw. der gleichen Sensoren 16, handeln, wie für die vorstehend beschriebene Bestimmung verwendet. Es kann sich aber auch alternativ oder in Kombination um weitere Sensoren handeln, die auf den Abschnitt der Übergabe an den zweiten Förderabschnitt 15 gerichtet und ggf. entsprechend darauf kalibriert sind. Die Bestimmung kann für eine Förderguteinheit 11 individuell erfolgen und für jede Förderguteinheit 11 unterschiedlich sein oder die Übergabeposition, die Übergabegeschwindigkeit und die Übergabeausrichtung kann für jede Förderguteinheit 11 gleich sein.

Aus den vorstehend beschriebenen Daten der Eingangssituation und der Übergabesituation wird eine Trajektorie, d.h ein Bewegungspfad, für die Bewegung einer Förderguteinheit 11a, 11b, 11c, 11 d, 11e und 11 f von der Zuführung auf den ersten Förderabschnitt 13 zur Übergabe an den zweiten Förderabschnitt 15 bestimmt. Dies erfolgt ebenfalls durch einen Rechner mit entsprechend eingerichteter Software zur Verarbeitung der vorher bestimmten Daten. Weitere Parameter der Förderabschnitte 13 und 15 sowie der Aktuatoren 14 können hierbei berücksichtigt werden und in die Bestimmung der Trajektorie einfließen. Es kann sich um den gleichen Rechner handeln wie zur Bestimmung der Eingangssituation, d.h. der Eingangsposition, der Eingangsgeschwindigkeit und der Eingangsausrichtung. Es kann jedoch auch ein weiterer Rechner sein, der den Bewegungspfad (Trajektorie) ermittelt, bevorzugt kann es zugleich die Anlagensteuerung des ersten Förderabschnitts 13 oder die des Hauptförderers 12 sein. Eine Trajektorie im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ein für ein eingangs erkanntes Fördergut individuell bestimmtes Bewegungsmuster, nach dem alle nötigen Handhabungen erledigt werden, mithin also Position, Rotation und translatorische Bewegung als überlagerte und kontinuierliche Bewegung. Eine Trajektorie kann bspw. durch eine mathematische Funktion beschrieben werden oder auch durch eine Aneinanderreihung von Punkten, die wenn sie verbunden werden, vom Eingang bis zur Übergabe führen, und an jedem Punkt eine bestimmte Geschwindigkeit, einen Ort und eine Orientierung aufweisen. Der Verfahrensschritt beinhaltet in einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens die Anwendung von Rechenmodellen, die die Kinematik der Aktoren abbilden. Das Ergebnis ist eine T rajektorie, die vorzugsweise stetig, zumindest aber abschnittsweise stetig ist und keine Singularitäten aufweist, d.h. keine Unoder Überbestimmungen an den Punkten entlang der Trajektorie von Ist- zu Soll- Position. Um eine fließende Bewegung und einen hohen Durchsatz zu erhalten, ist es bevorzugt, dass die Aktoren Kräfte in nahezu beliebigen Winkeln auf die Förderobjekte übertragen können, so dass die Kräfte entlang der kalkulierten Trajektorie tangential anliegen. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Förderräder der Aktoren nicht lediglich rechtwinklig oder parallel zu einer Achse angetrieben werden, um für eine feine Steuerung der Trajektorie, die aus geraden Abschnitten und Kurvenabschnitten (mit ggfs. unterschiedlichen Radien) besteht, auszureichen. Solle während des Transports auf einer Trajektorie eine Rotation des Förderobjektes erfolgen, so verschärft sich die Handhabung mit besagten rechtwinkligen Antrieben, denn es sind mindestens zwei überlagerte Bewegungen: Translation, Rotation. Bei zusätzlicher Seitwärtsbewegung, um die Zielposition zu erreichen kommt eine Lateralkomponente hinzu.

Eine Trajektorie kann auch neu bestimmt werden, sofern die beschriebenen Daten oder Sensordaten dies erfordern. Dies ist auch eine Art der Nachjustierung.

Entlang der ermittelten Trajektorie wird durch Steuern und Antreiben der einzelnen Aktuatoren 14 ein Fördern der Förderguteinheiten 11 zur Übergabe an den zweiten Förderabschnitt 15 mit vorbestimmter Übergabeposition, Übergabegeschwindigkeit und Übergabeausrichtung ausgeführt. Da in den wenigsten Fällen die Eingangsausrichtung der Förderguteinheiten 11 bereits mit der Übergabeausrichtung übereinstimmt, d.h. in den wenigsten Fällen allein eine translatorische Bewegung entlang der Förderrichtung z des ersten Förderabschnitts 13 ausreicht, ist es nötig neben dem Fördern in Förderrichtung z auch eine Bewegung mit einer Komponente quer zur Förderrichtung z auszuführen. Mit anderen Worten werden die Antriebe der Aktuatoren 14 und deren Förderräder derart gesteuert, dass sie die Förderguteinheiten 11 derart manipulieren, dass neben einer Translationsbewegung entlang der Förderrichtung z gleichzeitig eine Rotation der Förderguteinheit erfolgen kann, sofern die ermittelte Trajektorie dies bestimmt.

Die Bewegung entlang der Förderrichtung z kann auch stoppen und intermittieren, sofern es erforderlich ist, bspw. wenn Förderguteinheiten 11 sich stauen, d.h. die Kapazität des Einschleusers erreicht ist und/oder keine Förderguteinheiten 11 an den zweiten Förderabschnitt 15 übergeben werden können. Die Förderrichtung z verläuft von einem Eingang zu mindestens einem Ausgang des ersten Förderabschnitts 13. Die Förderrichtung z kann auch einer Kurve folgen. Ein Ausgang kann also gegenüber dem Eingang, als auch an den Seiten des Einschleuse-Abschnittes angeordnet sein (hier nicht gezeigt). Ferner können ein, zwei oder mehr Ausgänge in einer Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig sein (hier nicht gezeigt).

Kennzeichnend für das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist nun, dass die Änderungen in der Ausrichtung der Förderguteinheiten 11 von dem Eingang auf den ersten Förderabschnitt 13 zu der Übergabe an den zweiten Förderabschnitt 15 durch die Aktuatoren 14 zum Fördern von darauf aufliegender Förderguteinheiten 11 derart ausgeführt werden, dass translatorische und rotatorische Bewegungen der Förderguteinheiten überlagert und kontinuierlich ausführbar sind.

Unter dem Begriff der Ausrichtung einer Förderguteinheit wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere die Orientierung der Längsachse der Förderguteinheit in Relation zur Förderrichtung z des ersten Förderabschnitts bzw. in Relation zur Förderrichtung des zweiten Förderabschnitts verstanden. Man kann dies auch als Lage der Förderguteinheit bezeichnen. Die Orientierung/Ausrichtung zusammen mit der Lage kann auch als Pose bezeichnet werden Bei dem Einschleusen ist die Ausrichtung nicht gänzlich beliebig anzunehmen, sondern wird auf der Förderfläche abgebildet, die weitestgehend eine plane Fläche ist. Die von einer Förderguteinheit einnehmbaren Ausrichtungen begrenzen sich auf die Orientierung des Förderobjektes innerhalb dieser Förderfläche. Außerdem ist die Ausrichtung bei der Übergabe an den zweiten Förderabschnitt sehr wichtig, da sie bestimmt, ob und wie gut die Förderguteinheit in den für sie bestimmten Abschnitt des Hauptförderers aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft mit anderen Worten ein Verfahren zum Einschleusen von Förderguteinheiten in eine automatische Förderanlage, wobei im Unterschied zu den bisher bekannten Einschleusemethoden die richtige Ausrichtung der Förderguteinheiten zum Übergabezeitpunkt dadurch hergestellt wird, dass die Förderguteinheiten - insbesondere ausschließlich - an ihrer Auflagefläche auf den Aktuatoren zum translatorischen und rotatorischen Bewegen der Förderguteinheiten manipuliert werden. Es werden somit keine Kräfte an den oder über die Seitenflächen der Förderguteinheiten angelegt und/oder übertragen. Hierbei wirken die Förderräder der Aktuatoren im Unterschied zu bisher bekannten Einschleuservorrichtungen bevorzugt ohne eine Änderung in ihrer Ausrichtung. Es wird daher in dieser Ausführungsform kein Motor benötigt, der die Ausrichtung der Förderräder ändert. Neben dem Wegfall dieser zusätzlichen Motoren wird dadurch eine wesentlich verbesserte Effektivität der erzielten Bewegungen der Fördergüter erreicht, da diese Art der Änderung der Ausrichtung einzelner Förderräder nur sehr schwer graduell zu steuern ist und aus diesem Grund bisher nur solche Aktuatoren bekannt sind und eingesetzt werden, die eine Hauptausrichtung des Förderrads und eine durch den Motor um 90 Grad gedrehte zweite Ausrichtung vorsieht. Hierdurch entstehen bei der Übertragung der Antriebskräfte auf die Fördergüter jedoch diskontinuierliche, ungleichmäßige Bewegungen mit viel Schlupf. Demgegenüber gelingt es durch ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung, eine fließende Bewegung und individuelle, kontinuierliche Trajektorie der Fördergüter auszuführen, die eine erhebliche Verbesserung der Genauigkeit der Bewegungsbahn, der Geschwindigkeit und der Parameter zur Übergabe an den nachgelagerten Förderabschnitt hervorbringt.

Die Übergabeausrichtung ist bevorzugt derart bestimmt, dass die Längsachse der Förderguteinheit parallel oder quer zur Förderrichtung x des Hauptförderers 12 angeordnet ist.

Bisher bekannte Einschleusemethoden sehen im Unterschied dazu beispielsweise vor, Anlegewinkel am Anfang des Einschleusers zu montieren, die Förderguteinheiten mit seitlichen Schiebeplanken („pusher“), welche vertikal zur Förderebene angebracht sind und ggf. bewegt werden, in die richtige Ausrichtung zu drücken, oder die Förderguteinheiten einzeln mit einem Schwenkarmroboter aufzunehmen und in der richtigen Ausrichtung auf die Einschleusevorrichtung abzusetzen.

Diese bekannten Varianten haben gemeinsam, dass sie die Förderguteinheiten nur einzeln ausrichten können, was die Durchsatzgeschwindigkeit limitiert. Außerdem kann die einmal so hergestellte Ausrichtung nicht nachjustiert werden. Weiterhin ist der Aufwand bei einer Änderung der vorbestimmten Übergabeausrichtung hoch, denn dazu muss die Einschleusung in ihren mechanischen Teilen umgebaut werden, sofern es Anlagewinkel und Schiebeplanken („pusher“) oder zusätzliche Drehmotoren betrifft. Auch eine Variation der Beschaffenheit und Dimensionen der Förderguteinheiten stellt insoweit ein Problem dar, dass die Schiebeplanken oder die Ansatzwinkel die Förderguteinheit nicht mehr ausreichend erfassen, beispielsweise bei sehr dünnen Förderguteinheiten wie Beuteln mit geringer Höhe. Diese Art der Förderguteinheiten stellt auch für einen Schwenkarmroboter ein Problem dar, da zum Aufheben dieser Beutel aufgrund ihrer geringen Formstabilität ggf. andere Greifwerkzeuge nötig sind als für stabile Kartons.

All diese vorstehend skizzierten Nachteile können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überwunden werden. Da keine seitliche Manipulation der Förderguteinheiten vorgesehen ist und damit das Herstellen der richtigen Übergabeausrichtung nur durch die zum Fördern der Förderguteinheiten vorgesehenen Aktuatoren ausgeführt wird, welche die Förderguteinheiten von unten stützen und tragen, wirken die Kräfte zur Richtungsänderung ausschließlich auf die Auflagefläche der Förderguteinheiten und damit nicht auf die Seiten ein.

Änderungen in der vorbestimmten Übergabeausrichtung und ein Nachjustieren während des translatorischen Förderns sind mit dem vorliegenden Verfahren leicht und kontinuierlich mit individueller Trajektorie auszuführen. Ein Umbau mechanischer Komponenten entfällt. Förderguteinheiten unterschiedlicher Beschaffenheit und Größe können eingeschleust werden. Aufgrund der im erfindungsgemäßen Verfahren kontrollierten Parameter der Übergabeposition, der Übergabegeschwindigkeit und der Übergabeausrichtung wird eine hohe Genauigkeit des Einschleusevorgangs zur Verfügung gestellt.

Wie in der Figur 1 gezeigt wird in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine Mehrzahl von einzelnen Förderguteinheiten 11a, .... , 11e gleichzeitig und in verschiedenen, ungeordneten Ausrichtungen zugeführt. Mehr als eine der Förderguteinheiten 11 können auch gleichzeitig gemäß ihrer individuellen Trajektorien entlang des ersten Förderabschnitts 13 bewegt werden, was ein weiterer großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist. Im Unterschied zu den Verfahren des Standes der Technik bedarf es keiner Rückstellung eines beweglichen Schiebers, keines Abwartens auf die richtige Position von Mitnehmerelementen oder Aktuatoren und keiner Roboterfreistellung in eine Ausgangsposition.

Der zweite Förderabschnitt 15 ist Bestandteil der Hauptförderanlage 12 und in der vorliegend skizzierten Ausgestaltung der Figur 1 ein Abschnitt eines Kippschalenförderers, es können aber andere zweckmäßige Förderer zum Einsatz kommen, von denen einige in den nachfolgenden Figuren gezeigt werden. Neben der vorbestimmten Übergabesituation ist daneben der Übergabezeitunkt wichtig. Nachgelagerte Fördersysteme sind häufig getaktet, jedoch ist der Übergabezeitpunkt auch bei nicht getakteten Systemen wie Endlosförderern wichtig. Im Falle eines stetig laufenden Endlosförderers existiert zwar keine Taktung, da keine zählbaren Förderträger vorliegen. Gleichwohl sendet dieses nachgelagerte Fördersystem 12 ein Signal für einen freien, beschickbaren Abschnitt 15 auf dem Endlosförderer 12 an die Steuerung des ersten Förderabschnitts 13.

In allen Fällen erhält die Steuerung des ersten Förderabschnitts 13 eine Information über die Freigabe zur Übergabe einer Förderguteinheit 11. Es ist auch denkbar, dass die Steuerung mit einem Sensor verbunden ist, der überwacht, ob ein oder mehrere freie Förderträger 15 die Übergabeposition erreichen wird oder ein freier Förderabschnitt 15 auf einem Endlosförderer 12 vorhanden ist, und diese daraus Rückschlüsse zieht, ob die Übergabe stattfinden kann. Dazu bezieht die Steuerung diese Information in die Kalkulation der Ausführung des Bewegungspfades (Trajektorie) mit ein, so dass die erwünschte Übergabeausrichtung an der Position zum Übergabezeitpunkt bzw. -zeitfenster vorliegt.

Ist die Übergabeausrichtung, die Übergabegeschwindigkeit und die Übergabeposition am Endbereich des ersten Förderabschnitts 13 erreicht und hat die Steuerung ein ggf. erforderliches Freigabesignal erhalten, wird die jeweilige Förderguteinheit 11 (in der Figur 11f) an den nachgelagerten zweiten Förderabschnitt 15, hier ein Förderträger des Hauptförderers 12, übergeben. Das Einschleusen bezüglich dieser Förderguteinheit 11 ist damit abgeschlossen.

Die Ausrichtung des Förderabschnitts 13 oder der Förderrichtung z ist in der Figur 1 unter einem Winkel von etwa 45° in Bezug auf die Förderrichtung des zweiten Förderabschnittes 15 dargestellt. Vorteilhaft ist dies vor allem, damit die Förderguteinheit 11 bei der Übergabe von Förderabschnitt 13 auf den zweiten Förderabschnitt 15 eine Geschwindigkeitskomponente in Förderrichtung des zweiten Förderabschnitts besitzt. Vorteilhafterweise ist die Geschwindigkeitskomponente nahezu identisch mit der Geschwindigkeit des zweiten Förderabschnittes. Die Ausrichtung kann auch 0° (parallel) betragen oder 90° oder einen Wert zwischen 0° und 90° betragen (nicht gezeigt in Figur 1). Es wird gezeigt wie die Übergabe einer Förderguteinheit vom Förderabschnitt 13 mit einer Ausrichtung der eigenen Längsachse parallel zur Förderrichtung x auf den Hauptförderer 12 erfolgt. Bei eher rechteckigen Förderguteinheiten wird vorzugsweise mit paralleler Ausrichtung der Längsachse oder orthogonaler Ausrichtung der Längsachse zur Förderrichtung x übergeben. Prinzipiell ist die Ausrichtung in einem beliebigen Winkel möglich.

Figur 2 zeigt die eine vergleichbare Anordnung der Komponenten wie Figur 1 . Im Unterschied zu den Schritten des Verfahrens in Figur 1 ist der zweite Förderabschnitt 15, der dem ersten Förderabschnitt nachgelagert ist, nicht als Förderabschnitt des Hauptförderers 12 ausgebildet. Der zweite Förderabschnitt 15 ist in dieser Ausgestaltung der Erfindung als Übergangsbandförderer ausgeführt und dem Hauptförderer 12 vorgelagert. Auf diese Weise kann er eine zusätzliche Geschwindigkeitsanpassung an die Erfordernisse des Hauptförderers 12 in Form einer Beschleunigung oder Verlangsamung ausführen.

Wie bereits in Figur 1 gezeigt umfasst die Einschleuseanordnung eine Zufuhr und einen ersten Förderabschnitt 13. In der aktuellen Figur 2 ist zudem der zweite Förderschabschnitt 15 Bestandteil der Einschleuseanordnung. Er ist in Form eines Übergabebandförderers in einem Winkel ungleich 90° zur Förderrichtung x des Hauptförderers 12 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass beim Einschleusen eine Geschwindigkeitskomponente auf die Förderguteinheit 11 aufgebracht wird, die in Betrag und Richtung der Hauptförderrichtung x und Geschwindigkeit des Förderträgers des nachgelagerten Hauptförderers 12 entspricht. Durch das Zwischenschalten eines Übergabebandförderers kann diese Geschwindigkeitskomponente unabhängig von der Übergabegeschwindigkeit des ersten an den zweiten Förderabschnitt nochmals variiert werden.

Figur 3a zeigt in einer stark schematisierten perspektivischen Ansicht eine weitere Ausgestaltung eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Für den erfindungsgemäßen Betrieb des Verfahrens ist hier ein Sensor 16 notwendig, zur Vereinfachung jedoch nicht gezeigt, wie auch in den nachfolgenden stark schematisierten Figuren 3b - 6. Ebenfalls zur Vereinfachung sind die Aktuatoren 14 des ersten Förderabschnitts 13 nur mit ihrer Eigenschaft, mehrdirektional fördern zu können, dargestellt. Auch diese vereinfachte Darstellung der Aktuatoren gilt für alle nachfolgenden Figuren. Die Ausrichtung des Förderabschnitts 13 oder der Förderrichtung z ist in der Figur 3a unter einem Winkel von etwa 90° in Bezug auf die Förderrichtung x des Hauptförderers 12 dargestellt. Dies ist möglich, wenn die Geschwindigkeit des Hauptförderers gering ist (bspw. kleiner 1m pro Sekunde). Der Hauptförderer 12 ist als Quergurtförderer mit Quergurten 20 ausgebildet und ist in der Lage Förderguteinheiten quer zur Förderrichtung x zu bewegen oder gar auszuschleusen. Es wird gezeigt wie die Übergabe einer Förderguteinheit 11 vom zweiten Förderabschnitt 15 mit einer Ausrichtung der eigenen Längsachse parallel zur Förderrichtung x auf den Hauptförderer 12 erfolgt. Im gezeigten Beispiel ist die Förderguteinheit 11 weitestgehend quadratisch. Bei eher rechteckigen Förderguteinheiten wird vorzugsweise mit paralleler Ausrichtung der Längsachse oder orthogonaler Ausrichtung der Längsachse zur Förderrichtung x übergeben. Prinzipiell ist die Ausrichtung in einem beliebigen Winkel möglich.

Figur 3b ist eine Weiterbildung der in Figur 3a dargestellten Ausgestaltung einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zeigt eine im spitzen Winkel ausgerichtete Einschleusung. Hier ist die Ausrichtung des Förderabschnitts 13 oder der Förderrichtung z unter einem Winkel von etwa 45° in Bezug auf die Förderrichtung x des Hauptförderers 12 dargestellt. Dies ist vorteilhaft, wenn der Hauptförderer 12 höhere Geschwindigkeiten aufweist und die einzuschleusenden Förderguteinheiten 11 bei Übergabe eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung x und weitestgehend in Höhe der Geschwindigkeit des Hauptförderers 12 aufweisen müssen. Auch hier handelt es sich bei dem Hauptförderer 12 um einen Quergurtförderer mit Quergurten 20.

Figur 3c ist eine Weiterbildung der in Figur 3a dargestellten Ausgestaltung einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zeigt eine im Winkel 0° ausgerichtete Einschleusung und ist besonders u.a. vorteilhaft, wenn der Hauptförderer 12 mit sehr hohen Geschwindigkeiten betrieben wird, da die Förderrichtungen x und z in dieselbe Richtung zeigen. Auch hier handelt es sich bei dem Hauptförderer 12 um einen Quergurtförderer mit Quergurten 20. Figur 4a ist eine Weiterbildung der in Figur 3a dargestellten Ausgestaltung einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zeigt als Hauptförderer einen Schalenförderer 12 mit Schalen 19.

Figur 4b ist eine Weiterbildung der in Figur 3b dargestellten Ausgestaltung einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zeigt als Hauptförderer einen Schalenförderer einen Schalenförderer 12 mit Schalen 19.

Figur 4c ist eine Weiterbildung der in Figur 3c dargestellten Ausgestaltung einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zeigt als Hauptförderer einen Schalenförderer 12 mit Schalen 19.

Figur 5a ist eine Weiterbildung der in Figur 3a dargestellten Ausgestaltung einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zeigt als Hauptförderer 12 einen Hängetaschenförderer mit Hängetaschen 18.

Die Förderguteinheiten 11 können annähernd eine so große Grundfläche oder Seitenlängen besitzen wie der Förderträger 18, der in der vorliegenden Ausgestaltung als Hängetasche des Hauptförderers 12 ausgebildet ist. Sie werden daher mit einem vorbestimmten Winkel übergeben, so dass die Seiten oder Kanten parallel zu den Seiten des Förderträgers 18 nach Übergabe anzutreffen sind. Eine diagonale Anordnung der Fördereinheit 11 würde nämlich dann über den Förderträger 18 hinausragen. Im vorliegenden Fall des Hängetaschensorters als Hauptförderer 12 ist dies sogar zwingend erforderlich, da die Hängetaschen 18 eine(n) Befüllabschnitt/Kante aufweisen, der meist schmaler ist als der quer dazu angeordnete Abschnitt (hochkant angeordnetes Rechteck). Es ist daher also erforderlich, die Ausrichtung der Förderguteinheit 11 auf die Dimensionen der Hängetasche 18 mit ihrer Ausrichtung anzupassen, und zwar vor Übergabe am Übergabeabschnitt, so dass am Übergabeabschnitt zum Zeitpunkt der Übergabe eine vorbestimmte Position und Ausrichtung vorliegt. Die Ausrichtung ist dabei meist derart gewählt, dass die kurze Seite der Förderobjekte voran an den Hängetaschensorter übergeben wird („short side leading“)- Figur 5b ist eine Weiterbildung der in Figur 3b dargestellten Ausgestaltung einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zeigt als Hauptförderer 12 einen Hängetaschenförderer mit Hängetaschen 18.

Figur 5c ist eine Weiterbildung der in Figur 3c dargestellten Ausgestaltung einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zeigt als Hauptförderer 12 einen Hängetaschenförderer mit Hängetaschen 18, allerdings mit parallelen, aber gegenläufigen Förderrichtungen x und z.

Figur 6 ist eine Weiterbildung der in Figur 3c dargestellten Ausgestaltung einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zeigt als Hauptförderer 12 einen Gleitschuhförderer mit Gleitschuhen 17.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen die Aktuatoren jeweils mindestens ein Förderrad, wobei die Ausrichtung der einzelnen Förderräder unveränderlich ist, wobei mindestens zwei Gruppen von Förderrädern vorgesehen sind, wobei eine erste Gruppe Förderräder mit einer Ausrichtung in Hauptförderrichtung z und/oder normal zur Hauptförderrichtung z aufweist und eine zweite Gruppe Förderräder mit einer von der ersten Förderrichtung verschiedenen Ausrichtung aufweist.

Vorteilhafterweise ist mit unveränderlich montierten Fördereinrichtungen der Aktuatoren kein weiteres zu steuerndes Element nötig. Sowohl der apparative als auch der rechnerische Aufwand sind deutlich reduziert. Es können nicht nur überlagerte translatorische und rotatorische Bewegungen ausgeführt werden, sondern diese können auch quer zur Ausrichtung der Förderräder erfolgen. Außerdem ist die zu erreichende Bewegung der Fördergüter hierdurch mit einer individuellen Trajektorie ausführbar, was zu einer kontinuierlichen, fließenden Bewegung ohne diskrete Zustände, Stopps oder Ungenauigkeiten insbesondere in Bezug auf die vorbestimmten Parameter der Übergabesituation beiträgt. In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Zeitsignal empfangen oder es wird ein vorbestimmtes Zeitsignal benutzt zur Übergabe einer Förderguteinheit von dem ersten Förderabschnitt zum zweiten Förderabschnitt und das Zeitsignal wird bei der Bestimmung der Trajektorie berücksichtigt.

Durch die Berücksichtigung des Zeitsignals bei der Bestimmung der Trajektorie kann die Steuerung der Übergabesituation insbesondere in Bezug auf die Übergabegeschwindigkeit und die Übergabeposition nochmals verbessert werden. Die Trajektorie kann optimiert werden und eine verbesserte Effizienz insbesondere in Bezug auf die Genauigkeit der Übergabe und den Durchsatz des Einschleusevorgangs wird erzielt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Mehrzahl von einzelnen Förderguteinheiten gleichzeitig zugeführt. Die Vorteile einer solchen Zuführung wurden vorstehend bereits ausgeführt. Insbesondere erhöht sich die Flexibilität des Verfahrens und der Förderanlage. ln einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Trajektorien von aufeinander folgenden Förderguteinheiten derart bestimmt, dass die Förderguteinheiten bei der Übergabe an den zweiten Förderabschnitt einen Mindestabstand zueinander aufweisen, wobei bevorzugt die Vorderkanten der Förderguteinheiten, die Mittelpunkte der Förderguteinheiten oder die Hinterkante der vorangehenden zu der Vorderkante der nachfolgenden Förderguteinheit einen gleichen Abstand zueinander aufweisen.

Mit den genannten drei alternativen Abständen von nacheinander geförderten, in den Hauptförderer einzuschleusenden Förderguteinheiten wird ein weiterer Steuerungsparameter eingeführt, der insbesondere in der Praxis eine erhebliche Verbesserung in der Ausführung der Abstimmung der unterschiedlichen Förderabschnitte und den reibungslosen Ablauf des Fördervorgangs darstellt. Mit der Bereitstellung von gleichen Abständen auch von mehreren Förderguteinheiten durch den Einschleuseabschnitt ist zudem eine gute Kontrolle der Förderabläufe möglich. Die drei genannten verschiedenen Abstandsbestimmungen bilden verschiedene Szenarien insbesondere in Bezug auf die Parameter des nachgelagerten Hauptförderers ab. In dem ersten Fall des gleichen Abstands der Vorderkanten der Förderguteinheiten werden insbesondere solche nachgelagerten Förderabschnitte in der Praxis bedient, die feste Prozesszeitfenster vorgeben, wie beispielsweise weitere Sortierer oder Aufkleberapplikatoren. In dem zweiten Fall der gleichen Abstände der Mittelpunkte der Förderguteinheiten werden insbesondere solche Hauptförderer vorteilhaft bedient, die feste Taktzeiten beispielsweise aufgrund von Trägereinheiten benötigen. Hierdurch können insbesondere die bereits in der Beschreibung der Figuren genannte Schuhförderer oder Hängetaschenförderer sicher durch den Einschleusevorgang bedient werden. Im letztgenannten Fall des gleichen Abstands in Bezug auf die Hinterkante der voranfahrenden Förderguteinheit zur Vorderkante der nachfolgenden Förderguteinheit kann ein minimaler Abstand der Förderguteinheiten bei hohem Durchsatz eingestellt werden. Die Taktung kann hier beispielsweise auf nachfolgende Scanneroperationen oder kontinuierliche Hauptförderer mit festen Freiplatzabständen abgestimmt werden und zu hoher Prozesssicherheit bei sehr hohem Durchsatz beitragen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der zweite Förderabschnitt Bestandteil der Hauptförderanlage und insbesondere ein Kippschalenförderer, ein Hängetaschenförderer, ein Bandförderer, ein Quergurtförderer oder ein Schuhsorter. Gleichermaßen bevorzugt ist eine Ausgestaltung, in der der zweite Förderabschnitt ein Synchronisationsband oder ein Bandförderer oder ein Rollenförderer oder eine Kombination daraus ist, welcher die Förderguteinheiten an einen Hauptförderer überträgt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Aktuatoren des ersten Förderabschnitts zumindest teilweise mehrdirektionale Aktuatoren, bevorzugt sind alle Aktuatoren als mehrdirektionale, insbesondere als omnidirektionale, Aktuatoren ausgebildet. Es wird insbesondere auf Aktuatoren verwiesen, wie sie in der EP 2874923 A1 beschrieben sind.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Bestimmen der Eingangsposition, der Eingangsgeschwindigkeit und der Eingangsausrichtung einer Förderguteinheit mittels eines oder mehrerer Sensoren, insbesondere einer Kamera oder mehrerer Kameras. Nähere Details hierzu sind bereits vorstehend ausgeführt. In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens überwacht bzw. überwachen der Sensor oder die Sensoren den gesamten ersten Förderabschnitt. Hierdurch ist insbesondere eine Nachjustierung bei Abweichungen von der Trajektorie oder eine Reaktion auf eine Störung möglich.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Bewegung der Förderguteinheit anhand der mittels des Sensors oder mittels mehrerer Sensoren erfassten Daten zur Position, Geschwindigkeit und Ausrichtung auf dem ersten Förderabschnitt bei erkannten Abweichungen von der bestimmten Trajektorie nachjustiert.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung: einen ersten Förderabschnitt mit einer Hauptförderrichtung z, aufweisend eine Vielzahl von nebeneinander und hintereinander angeordneten Aktuatoren zum Fördern von darauf aufliegenden Förderguteinheiten, einen oder mehrere Sensoren, mindestens einen in Förderrichtung z dem ersten Förderabschnitt nachgelagerten zweiten Förderabschnitt,

Mittel zum Bestimmen einer Trajektorie einer Förderguteinheit für die Bewegung von einer Eingangssituation zu einer Übergabesituation, wobei die Situation Position, Geschwindigkeit und Ausrichtung der Förderguteinheit auf dem ersten Förderabschnitt umfasst, und

Mittel zum Steuern und Antreiben der Aktuatoren.

Bevorzugt sind die Aktuatoren zumindest teilweise (in ihrer Anzahl) mehrdirektional, insbesondere omnidirektional, ausgebildet. Weiterhin bevorzugt umfassen die Aktuatoren jeweils mindestens ein Förderrad, wobei die Ausrichtung der einzelnen Förderräder unveränderlich ist, wobei mindestens zwei Gruppen von Förderrädern vorgesehen sind, wobei eine erste Gruppe Förderräder mit einer Ausrichtung in Hauptförderrichtung z und/oder normal zur Hauptförderrichtung z aufweist und eine zweite Gruppe Förderräder mit einer von der ersten Förderrichtung verschiedenen Ausrichtung aufweist.

Die Vorteile dieser Ausführungsform insbesondere gegenüber solchen Aktuatoren, die in ihrer Ausrichtung durch Drehung mit einem zusätzlichen Motor verändert werden, sind vorstehend bereits ausgeführt und es wird an dieser Stelle auf diese Vorteile verwiesen.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Sensor oder die Sensoren eine Kamera, insbesondere eine 2D-, 3D- oder eine RGB Kamera oder eine IR Kamera, eine Lichtschranke oder eine Kombination daraus.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung stehen die Mittel zum Bestimmen der Trajektorie einer Förderguteinheit in Kommunikationsverbindung zu Steuermitteln des zweiten, nachgelagerten Förderabschnitts. Hierdurch wird eine sehr gute Abstimmung der Bewegung der Förderguteinheiten auf dem ersten Förderabschnitt zu den Anforderungen des zweiten Förderabschnitts (insbesondere zu den Anforderungen des Hauptförderers) erreicht. Die Zuverlässigkeit der Vorrichtung wird dadurch erhöht und weniger Ausfallzeiten bzw. Stopps der Einschleusung treten auf.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Vorrichtung zwei nachgelagerte zweite Förderabschnitte. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Bandförderer und einen Hauptförderer handeln, wobei der Bandförderer nicht nur als Puffer zum Hauptförderer eingesetzt werden kann sondern auch um eine verbesserte Anpassung der Übergabegeschwindigkeit zu erreichen.

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Einschleusen von Förderguteinheiten (11) in eine automatische Hauptförderanlage (12), umfassend die folgenden Schritte:

Zuführen von Förderguteinheiten (11) auf einen ersten Förderabschnitt (13) mit einer Hauptförderrichtung z, wobei der erste Förderabschnitt (13) eine Vielzahl von nebeneinander und hintereinander angeordneten Aktuatoren (14) zum Fördern von darauf aufliegenden Förderguteinheiten (11) aufweist, Bestimmen der Eingangsposition, der Eingangsgeschwindigkeit und der Eingangsausrichtung jeder zugeführten Förderguteinheit (11),

Bestimmen der Übergabeposition, der Übergabegeschwindigkeit und der Übergabeausrichtung jeder Förderguteinheit (11a..11f) für die Übergabe von dem ersten Förderabschnitt (13) an mindestens einen in Förderrichtung (z) dem ersten Förderabschnitt (13) nachgelagerten zweiten Förderabschnitt (15),

Bestimmen einer Trajektorie für die Bewegung einer Förderguteinheit (11) von der Zuführung auf den ersten Förderabschnitt (13) zur Übergabe an den zweiten Förderabschnitt (15), und

Steuern und Antreiben der einzelnen Aktuatoren (14) und hierdurch Fördern der Förderguteinheiten (11) zur Übergabe an den zweiten Förderabschnitt (15) mit vorbestimmter Übergabeposition, Übergabegeschwindigkeit und Übergabeausrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungen in der Ausrichtung der Förderguteinheiten (11) von dem Eingang auf den ersten Förderabschnitt (13) zu der Übergabe an den zweiten Förderabschnitt (15) durch die Aktuatoren (14) zum Fördern von darauf aufliegender Förderguteinheiten (11) derart ausgeführt werden, dass translatorische und rotatorische Bewegungen der Förderguteinheiten (11) über den gesamten ersten Förderabschnitt (13) überlagert und kontinuierlich sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Aktuatoren (14) jeweils mindestens ein Förderrad (17) umfassen, wobei die Ausrichtung der einzelnen Förderräder (17) unveränderlich ist, wobei mindestens zwei Gruppen von Förderrädern (17) vorgesehen sind, wobei eine erste Gruppe Förderräder mit einer Ausrichtung in - l-

Hauptförderrichtung z und/oder normal zur Hauptförderrichtung z aufweist und eine zweite Gruppe Förderräder mit einer von der ersten Förderrichtung verschiedenen Ausrichtung aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Zeitsignal empfangen wird oder ein vorbestimmtes Zeitsignal benutzt wird zur Übergabe einer Förderguteinheit (11) von dem ersten Förderabschnitt (13) zum zweiten Förderabschnitt (15) und das Zeitsignal bei der Bestimmung der Trajektorie berücksichtigt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Mehrzahl von einzelnen Förderguteinheiten (11a ... . 11f) zugeführt und auf dem ersten Förderabschnitt (13) orientiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Trajektorien von aufeinander folgenden Förderguteinheiten (11a, ...., 11f) derart bestimmt werden, dass die Förderguteinheiten (11a, , 11f) bei der Übergabe an den zweiten Förderabschnitt (15) einen Mindestabstand zueinander aufweisen, wobei bevorzugt die Vorderkanten der Förderguteinheiten, die Mittelpunkte der Förderguteinheiten oder die Hinterkante der vorangehenden zu der Vorderkante der nachfolgenden Förderguteinheit einen gleichen Abstand zueinander aufweisen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der zweite Förderabschnitt (15) Bestandteil der Hauptförderanlage (12) ist und insbesondere ein Kippschalenförderer, ein Hängetaschenförderer, ein Bandförderer, ein Quergurtförderer oder ein Schuhsorter ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Aktuatoren (15) des ersten Förderabschnitts (13) zumindest teilweise mehrdirektionale Aktuatoren sind.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen der Eingangsposition, der Eingangsgeschwindigkeit und der Eingangsausrichtung einer Förderguteinheit (11) mittels eines oder mehrerer Sensoren (16), insbesondere einer Kamera oder mehrerer Kameras, erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (16) oder die Sensoren (16) den gesamten ersten Förderabschnitt (13) überwachen.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Bewegung der Förderguteinheit (11) anhand der mittels des Sensors (16) oder mittels mehrerer Sensoren (16) erfassten Daten zur Position, Geschwindigkeit und Ausrichtung auf dem ersten Förderabschnitt (13) bei erkannten Abweichungen von der bestimmten Trajektorie nachjustiert wird.

11 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Förderabschnitt (15) ein Synchronisationsband oder ein Bandförderer oder ein Rollenförderer oder eine Kombination daraus ist, welcher die Förderguteinheiten (11) an einen Hauptförderer (12) überträgt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abstände zwischen einzelnen Förderguteinheiten (11) durch die Bewegung auf dem ersten Förderabschnitt (13) mit einer vorbestimmten Größe gleich ausgebildet werden.

13. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13 umfassend: einen ersten Förderabschnitt (13) mit einer Hauptförderrichtung (z), aufweisend eine Vielzahl von nebeneinander und hintereinander angeordneten Aktuatoren (14) zum Fördern von darauf aufliegenden Förderguteinheiten (11), einen oder mehrere Sensoren (16), mindestens einen in Förderrichtung (z) dem ersten Förderabschnitt (13) nachgelagerten zweiten Förderabschnitt (15),

Mittel zum Bestimmen einer Trajektorie einer Förderguteinheit (11) für die Bewegung von einer Eingangssituation zu einer Übergabesituation, wobei die Situation Position, Geschwindigkeit und Ausrichtung der Förderguteinheit (11) auf dem ersten Förderabschnitt (13) umfasst, und

Mittel zum Steuern und Antreiben der Aktuatoren (14).

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 14, wobei der Sensor (16) oder die Sensoren (16) eine Kamera, insbesondere eine 2D-, 3D- oder eine RGB Kamera, eine Lichtschranke oder eine Kombination daraus ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Aktuatoren (14) jeweils mindestens ein Förderrad (17) umfassen, wobei die Ausrichtung der einzelnen Förderräder (17) unveränderlich ist, wobei mindestens zwei Gruppen von Förderrädern (17) vorgesehen sind, wobei eine erste Gruppe Förderräder mit einer Ausrichtung in Hauptförderrichtung z und/oder normal zur Hauptförderrichtung z aufweist und eine zweite Gruppe Förderräder mit einer von der ersten Förderrichtung verschiedenen Ausrichtung aufweist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die Aktuatoren (14) zumindest teilweise mehrdirektionale Aktuatoren sind, insbesondere omnidirektionale Aktuatoren.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei die Mittel zum Bestimmen der Trajektorie einer Förderguteinheit (11) in Kommunikationsverbindung sind zu Steuermitteln des zweiten, nachgelagerten Förderabschnitts (15).

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei die Vorrichtung zwei nachgelagerte zweite Förderabschnitte (15) umfasst.