ES2258978T3 - Maquina clasificadora con bandejas basculantes. - Google Patents
Maquina clasificadora con bandejas basculantes.Info
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Abstract
Un sistema de clasificación (10) para la clasificación automatizada de objetos (P) que incluye un dispositivo transportador (22, 23) para transportar y distribuir una serie de objetos (P) desde al menos una estación de alimentación (20) hasta una pluralidad de áreas de destino designadas, una pluralidad de áreas de recepción de objetos (25, 27) para recibir objetos (P) con un destino designado, y un sistema de alimentación (40) en dicha estación de alimentación (20) para cargar objetos (P) en dichas áreas de recepción de objetos (25, 27), caracterizado porque dicho sistema de clasificación (10) incluye, además, un dispositivo de incorporación de datos (45, 47a/48a) que indica un destino y dimensión de cada uno de dichos objetos (P) a cargar a través de dicho sistema de alimentación (40), y un controlador programable (60), para dicho dispositivo transportador (22, 23) y dicho sistema de alimentación (40), que está conectado a dicho dispositivo de incorporación de datos (45, 47a/48a) para recibir del mismo la citada información de destino y dimensión, actuando dicho controlador (60) en respuesta a dicha información de destino y dimensión para determinar si dos o más objetos (P) que comparten un mismo destino caben dentro de un mismo área de recepción de objetos (25, 27) de dicho dispositivo transportador (22, 23) y para que dicho sistema de alimentación (40) cargue dichos dos o más objetos (P) sobre dicha área de recepción de objetos (25, 27) de dicho dispositivo transportador (22, 23).
Description
Máquina clasificadora con bandejas
basculantes.
La invención se refiere a sistemas de
clasificación de línea transportadora y a la clasificación
automatizada de objetos, y más particularmente a un sistema de
alimentación para situar una pluralidad de objetos en una única
bandeja para ser enviados a un mismo destino geográfico.
Diariamente, las empresas de reparto de bultos
recogen millones de bultos en miles de localidades de amplias áreas
geográficas y los transportan a instalaciones de clasificación para
su procesamiento. Una vez procesados, los bultos son enviados a un
número de destinos igualmente grande. Para cumplir con la rigurosa
programación de los medios comerciales actuales y brindar una
entrega precisa de los bultos, las instalaciones de clasificación
se equipan, dentro de lo posible, con sistemas de expedición
automatizados. Estos sistemas de expedición deben ser rápidos,
duraderos y fáciles de reparar o sustituir, además de proporcionar
una cuidadosa y exacta manipulación de cada bulto. Los sistemas de
clasificación automáticos suelen emplearse para manejar inventarios
de productos, clasificar artículos para su envío y suministrar
piezas a destinos donde son necesarias para operaciones de
fabricación.
Actualmente, las empresas de envío de bultos
disponen de instalaciones de clasificación equipadas con sistemas
de clasificación y expedición que realizan la manipulación de los
bultos de forma considerablemente mejor que con una labor manual.
Algunos de estos sistemas de clasificación conocidos incluyen
sistemas de línea transportadora de bandeja basculante, en los que
los bultos a clasificar se cargan sobre bandejas basculantes. Las
bandejas van montadas en carros accionados por líneas o trenes que
pasan frente a una o más estaciones de carga en las que los bultos
se cargan en las bandejas. A continuación, las bandejas pasan frente
a una pluralidad de estaciones de descarga, cada una de las cuales
corresponde a un destino geográfico. Típicamente, cada bulto se
carga independientemente en la primera bandeja basculante vacía que
pasa por la estación de carga, siendo descargado en una estación de
descarga que corresponde a su destino geográfico. Ejemplos de
sistemas de clasificación de bandeja basculante se ilustran y
describen en las patentes de los Estados Unidos No. 5.570.773 y
5.388.681. Otros sistemas retiran los bultos de las bandejas o
líneas transportadoras, empujándolos lateralmente o desviándolos
por medio de barreras estacionarias o pivotantes. Otros usan
bancadas de rodillos activos para descargar los bultos.
Típicamente, todos estos sistemas descargan un bulto cada vez. Otros
ejemplos de sistemas de clasificación se pueden encontrar en la
patente de los Estados Unidos 5.655.643, la patente de los Estados
Unidos 5.868.239, la patente de los Estados Unidos 5.284.252, la
patente de los Estados Unidos 5.441.141, la publicación PCT No.
WO98/08759, la publicación PCT No. WO98/31614, la publicación PCT
No. WO98/31615, la publicación PCT No. WO98/33729, y la publicación
PCT No.
WO98/49076.
WO98/49076.
Un sistema de clasificación que emplea
plataformas transportadoras laterales activas se describe en la
solicitud publicada EP 0 927 689 A1, en la que los objetos se
disponen en pares para ser cargados en plataformas transportadoras
según su orden de descarga, siendo dos objetos cargados en cada
plataforma y estando el primer objeto a descargar cargado a un lado
de la plataforma y el segundo objeto a descargar cargado al otro
lado de la plataforma. La descarga se realiza mediante la
activación sucesiva de la plataforma de la línea transportadora a
medida que llega a las respectivas estaciones de descarga.
Además, la patente de los Estados Unidos No.
5.860.504 describe una correa transportadora de paquetes postales
provista de múltiples estaciones de carga que se activan para situar
los paquetes postales sobre la correa con una densidad de carga
incrementada, detectando la separación entre los paquetes postales
previamente cargados en la correa, insertando después un
subsiguiente paquete postal en el espacio disponible.
La capacidad de un sistema de clasificación
automatizado depende del número de bandejas, del número de
estaciones de carga y descarga y de la velocidad del equipo.
Durante las temporadas festivas, en las que el volumen de bultos es
elevado, la capacidad del sistema de clasificación puede convertirse
en un factor de limitación de la capacidad de la empresa para
cumplir con los plazos de entrega prometidos. No obstante, podría
resultar poco práctico incrementar el número de bandejas, el número
de estaciones de carga y descarga, o la velocidad del sistema. Por
ejemplo, el tamaño de la instalación de clasificación podría estar
limitado por el espacio disponible.
Las bandejas basculantes de estos sistemas de
clasificación conocidos tienen un tamaño adaptado para recibir al
mayor de diversos tamaños de bultos. Sólo ocasionalmente un único
bulto necesitará la totalidad de la superficie de una sola bandeja.
Por consiguiente, la capacidad de transporte de las bandejas
basculantes suele ser infrautiliza-
da.
da.
Por lo tanto, para incrementar el rendimiento de
los sistemas de clasificación automatizados, existe la necesidad de
disponer de un sistema de carga que sitúe una pluralidad de objetos
con el mismo destino geográfico en una misma bandeja.
La presente invención pretende incrementar la
capacidad de los sistemas de clasificación automatizados sin
incrementar ni el tamaño ni la velocidad del sistema. Este objeto se
logra en la presente invención al proporcionar un sistema y
procedimiento de alimentación capaz de situar una pluralidad de
bultos que tienen el mismo destino geográfico en una única bandeja
de un sistema de clasificación automatizado.
En términos generales, la presente invención
proporciona un sistema de alimentación que sitúa una pluralidad de
objetos en el dispositivo transportador de un sistema de
clasificación adaptado para transportar y distribuir una serie de
objetos desde unas estaciones de carga hasta unas estaciones de
descarga, sistema que comprende un dispositivo de incorporación de
datos; un controlador programable conectado para recibir, desde el
dispositivo de incorporación de datos, información indicativa del
destino y la dimensión de cada objeto; un dispositivo transportador
que se desplaza bajo el control del controlador programable entre
las estaciones de carga y descarga del sistema de clasificación; y
una estación de alimentación, adyacente a la trayectoria del
dispositivo transportador, que incluye uno o más transportadores de
alimentación situados para cargar los objetos sobre áreas de
destino designadas del dispositivo transportador; respondiendo el
controlador a los datos de destino y dimensión para determinar si
dos o más objetos que comparten un destino común tienen cabida
dentro de un único área de destino designada del dispositivo
transportador, y para accionar uno o más transportadores de
alimentación con el fin de cargar los dos o más objetos en el área
de destino designada.
En una realización preferida, la carga del
segundo de los dos objetos sobre el área de destino designada la
realiza un segundo transportador de alimentación, situado aguas
abajo, mientras el dispositivo transportador sigue en movimiento.
Este planteamiento mantiene la velocidad del sistema.
La información de destino puede referirse a un
punto cualquiera. Por ejemplo, puede referirse a un destino
geográfico, tal como una zona con código de área, a un destino
dentro del sistema de clasificación, tal como una determinada
estación de descarga o elemento transportador, o a un lugar dentro
del sistema de repartos de la empresa de envío, tal como un centro
de actividad, o bien a un dispositivo transportador, tal como un
remolque, un vagón de ferrocarril o un vehículo de reparto
local.
Opcionalmente, y en respuesta a la información
sobre destino y dimensiones, el controlador puede determinar si
tres objetos que comparten el mismo destino caben en un mismo área
de destino designada del dispositivo transportador, accionando los
transportadores de alimentación para cargar los tres objetos en
cuestión en el área de destino designada. Preferentemente, el
tercer objeto será cargado por un tercer transportador de
alimentación.
En una realización preferida, el sistema de
clasificación es un clasificador de bandeja basculante, y el área
de destino designada del dispositivo transportador comprende una
bandeja basculante. En esta realización, la dimensión medida de los
objetos puede ser un ancho de cada objeto en la dirección de
alimentación en que el objeto se desplaza durante la carga,
pudiendo el controlador comparar las anchuras combinadas de los
objetos con la anchura de la bandeja con el fin de determinar si
dos objetos que comparten un destino común caben en la bandeja. El
dispositivo de incorporación de datos puede incluir sensores que
actúan para medir la anchura entre los bordes delantero y trasero
de los objetos a medida que avanzan en el transportador de
alimentación, usando un escáner óptico situado para leer las
indicaciones de destino adheridas a los objetos. El escáner óptico
puede ser, por ejemplo, una cámara CCD o un escáner de láser para
códigos de barras. En una realización menos preferida, el
dispositivo de incorporación de datos puede ser una interfaz
destinada a la incorporación por medios humanos de los datos de
destino y dimensión, tal como un teclado o un dispositivo de
reconocimiento de voz.
Alternativamente, se puede instalar un escáner
de formación de imágenes para obtener una imagen de la bandeja
basculante después de que el primer bulto haya sido cargado.
Seguidamente, el controlador puede determinar la primera huella del
primer objeto que se encuentra sobre la bandeja basculante y la
segunda huella del segundo objeto que aún se encuentra en el
transportador de alimentación, para luego comparar la huella
combinada de estos dos objetos con una huella umbral y determinar
si dos objetos que comparten un destino común caben en la
bandeja.
En otra alternativa, el dispositivo de
incorporación de datos puede incluir una balanza conectada al
controlador programable para determinar el peso de cada uno de los
objetos a situar dentro del área de destino designada, pudiendo el
controlador programable comparar el peso combinado de estos objetos
con un peso umbral aceptable antes de cargar un segundo objeto. Un
ejemplo de balanza de este tipo sería una pluralidad de células de
carga situadas bajo un transportador de carga.
Además, la presente invención proporciona un
procedimiento para situar una pluralidad de objetos sobre el
dispositivo transportador de un sistema de clasificación adaptado
para transportar y distribuir una serie de objetos desde unas
estaciones de carga hasta unas estaciones de descarga de dicho
sistema de clasificación, procedimiento que comprende las etapas de
leer la información de destino de los objetos; medir una dimensión
de los objetos; en una primera estación de carga, cargar el primer
objeto sobre un dispositivo transportador dentro de un área de
destino designada; determinar si un segundo objeto que comparte el
mismo destino con el primer objeto cabe dentro del área de destino
designada junto al primer objeto; y determinar si el segundo objeto
cabe dentro del área de destino designada junto al primer objeto,
para luego cargar el segundo objeto en el área de destino
designada. En una realización preferida, el segundo objeto se carga
en una segunda estación de carga. En una realización aún más
preferente, el procedimiento puede incluir la programación de un
controlador que almacena la información de destino y dimensión de
una pluralidad de objetos que aguardan a ser cargados en el sistema
de clasificación, y que coordina la secuencia de carga de los
objetos en las estaciones de carga con el fin de situar, siempre
que sea posible, más de un objeto dentro de un área de destino
designada y optimizar así la utilización de la capacidad del
sistema de clasificación.
Otros objetos, características y ventajas de la
presente invención resultarán evidentes a partir de la siguiente
descripción detallada de las realizaciones de la invención
contempladas junto con los dibujos de las reivindicaciones
adjuntas.
La figura 1 es una vista ilustrativa de un
sistema de clasificación automatizado que incorpora un sistema de
alimentación de la presente invención.
La figura 2 es una vista ilustrativa aislada
de una bandeja basculante que contiene dos bultos.
La figura 3 es un diagrama de bloques que
ilustra aspectos del circuito de control del sistema de
clasificación de la figura 1.
La figura 4 es un gráfico de operaciones que
ilustra una modalidad operativa del sistema de alimentación de la
figura 1.
La figura 5 es un diagrama que muestra las
relativas posiciones de arranque de un grupo de bultos.
La figura 6 es un diagrama que muestra las
relativas posiciones de arranque de otro grupo de bultos.
La figura 7 es una vista superior esquemática
de una segunda realización de un sistema de alimentación según la
invención, en la que se obtiene una imagen de una primera bandeja
después de su carga inicial.
La figura 8 es una vista ilustrativa aislada
de un bulto, elevado sobre la bandeja, que muestra la huella del
bulto.
Con referencia a los dibujos, en los que los
mismos números identifican a los mismos elementos a través de las
diferentes vistas, las figuras 1-3 ilustran un
sistema de clasificación 10 que incluye una estación de
alimentación 20 que materializa la presente invención. La invención
se describirá en el contexto de un sistema de clasificación de
bandeja basculante del tipo descrito en la patente de los Estados
Unidos No. 5.570.773, incorporada aquí por referencia. El sistema
de clasificación 10 incluye un monorraíl 22 y una línea o tren de
carros 23 montados para desplazarse a lo largo del monorraíl 22, que
forma un bucle cerrado en la realización preferente ilustrada. Cada
carro 23 tiene una bandeja superior basculante 25 o una bandeja
inferior basculante 27, y es conducido en una dirección a lo largo
del monorraíl. La posición de los carros se controla mediante uno o
más codificadores de posición 28 (figura 3), en una forma conocida.
A medida que discurren por el monorraíl, las bandejas basculantes
pasan frente a una o más estaciones de carga 20, donde reciben los
bultos P, y frente a una pluralidad de estaciones de descarga 30,
donde basculan, en una forma conocida, para descargar los bultos en
una tolva superior 32 o en una tolva inferior 33.
La invención también se puede materializar en un
sistema de clasificación de bandeja basculante de un solo nivel, y
en otros tipos de sistema de clasificación en los que los objetos
individuales pueden ser identificados y enviados a uno de al menos
dos destinos. Por ejemplo, algunos sistemas de clasificación
provistos de carros descargan los objetos usando rodillos
accionados instalados a bordo o usando brazos móviles adyacentes
para empujar los objetos fuera de los carros. Otros sistemas de
clasificación sitúan los objetos en áreas separadas de una correa
transportadora y los desvían desde dicha correa transportadora hacia
los destinos deseados. Cualquier sistema de clasificación que sitúa
los objetos individuales en un área de destino designada para su
clasificación podrá beneficiarse de la presente invención, que
coloca dos o más objetos que van al mismo destino en el mismo área
de destino designada.
En la estación de alimentación 20, una
pluralidad de transportadores de alimentación 40 superiores,
designados 40A, 40B, 40C y 40D, se posicionan para cargar bultos P
en las bandejas basculantes 25 de nivel superior. De forma similar,
una pluralidad de transportadores de alimentación inferiores 42 se
posicionan para cargar bultos en las bandejas basculantes 27
inferiores. Preferentemente, las bandejas 25 y 27 se desplazan de
forma continua a través de una estación de alimentación que las
carga mientras están en movimiento, aunque, alternativamente, las
bandejas pueden hacer una pausa en cada transportador de
alimentación para determinar el espacio existente entre unas y
otras.
Los términos "transportador" y
"dispositivo transportador", según se usan en el presente
documento, definen a cualquier dispositivo capaz de transportar
objetos.
Hay varios dispositivos posibles de
transportador de alimentación 40. La figura 1 muestra los
transportadores de alimentación 40A y 40B situados directamente
enfrente el uno del otro, y al transportador 40C situado a cierta
distancia aguas abajo respecto al transportador 40A. La figura 5
muestra, en forma de diagrama, una configuración preferente en la
que los transportadores 40A y 40B están directamente enfrente el uno
del otro y los transportadores 40C y 40D directamente enfrente el
uno del otro e inmediatamente adyacentes a los transportadores 40A
y 40B, respectivamente. Los transportadores de alimentación que
están directamente enfrente el uno del otro pueden cargar
diferentes bandejas en diferentes momentos, o bien la misma bandeja
simultáneamente. Según se describe a continuación, los
transportadores de alimentación aguas abajo, tal como 40C y 40D de
la figura 5, pueden cargar la misma bandeja simultáneamente, cargar
bandejas individualmente o agregar un bulto a una bandeja
previamente cargada a través de un transportador de alimentación
situado aguas arriba.
Un escáner óptico 45, tal como una cámara CCD o
un escáner de láser para códigos de barras, está montado sobre cada
transportador de alimentación 40 y 42. A medida que cada bulto pasa
por debajo del escáner 45, la información relativa al destino final
(o intermedio) del bulto se lee desde la superficie del mismo
(generalmente desde una etiqueta). Además, se puede analizar una
imagen obtenida por el escáner 45 para determinar las dimensiones
del bulto. Sin embargo, en la realización mostrada, hay un par
fototransmisor/fotocélula 47a/48a montado de manera que el haz del
fototransmisor pasa por encima del transportador de alimentación 40
superior durante el recorrido de los bultos que avanzan hacia las
bandejas basculantes. Un par similar 47b/48b proyecta un haz sobre
el transportador de alimentación 42 inferior. La velocidad de los
transportadores de alimentación es conocida. Midiendo el período de
tiempo desde que el borde delantero del bulto rompe el haz hasta que
el borde trasero sobrepasa el haz, se puede calcular la dimensión
del bulto en una dirección a lo largo del transportador de
alimentación. Alternativamente, al transportador de alimentación se
le puede incorporar un rodillo sensible al peso que se controla
para determinar el tiempo que tarda un bulto en desplazarse a través
del rodillo, y calcular la misma dimensión basada en la velocidad
del transportador. En el presente documento, la dimensión en la
dirección de alimentación se denomina arbitrariamente "anchura"
del bulto, aún cuando ocasionalmente pueda ser la dimensión mayor
del bulto. Según se describe a continuación, la anchura de los
bultos se compara con la anchura de las bandejas basculantes para
determinar si cabe más de un bulto en una bandeja. En el presente
documento, a los grupos de bultos que caben en una misma bandeja se
les suele denominar bultos complementarios.
Cada transportador de alimentación 40, 42 lleva
asociado un respectivo conjunto de células de carga 50a, 50b,
situado bajo la pista superior del transportador, para medir, en una
forma conocida, el peso de los bultos. Un codificador de posición
52 convencional sigue el movimiento del transportador de
alimentación, comenzando en la posición del escáner 45. Así, cuando
un determinado bulto es identificado por el escáner 45, su posición
en el transportador de alimentación, y luego a lo largo del
monorraíl 22, se conoce en todo momento.
El movimiento de los carros 23, el
funcionamiento de las estaciones de alimentación 20 y el
funcionamiento de las estaciones de descarga 30 se controlan y
coordinan a través de un controlador programable 60, mostrado en
forma de diagrama en la figura 3. El controlador 60 puede ser un
controlador lógico programable (PLC) o un microprocesador de uso
múltiple, tal como un ordenador personal. Los procedimientos de
programación del controlador 60 destinados a realizar las etapas
operativas necesarias para el funcionamiento del sistema de
clasificación 10 en la forma aquí descrita son bien conocidos por
los expertos en la técnica de programación. Una vez que los bultos
han sido cargados en unas determinadas bandejas basculantes, el
funcionamiento del sistema de clasificación corresponde a lo
descrito en la patente de los Estados Unidos 5.570.773. Por
consiguiente, la siguiente descripción se centrará en el
funcionamiento de las estaciones de alimentación.
Un gráfico de operaciones que muestra una
modalidad de funcionamiento de los transportadores de alimentación
40A-40D superiores de una de las estaciones de
alimentación 20 se aprecia en la figura 4. El funcionamiento de los
transportadores de alimentación inferiores es similar, por lo que no
será descrito separadamente. La figura 5 muestra los
transportadores de alimentación 40A-40D en el
momento en que los bultos específicos ilustrados han sido
procesados para determinar la información de destino y dimensión, y
esperan a ser cargados sobre las bandejas basculantes de acuerdo
con la lógica de la figura 4. En esta modalidad de funcionamiento,
el controlador carga consecutivamente las bandejas entrantes desde
cada uno de los transportadores de alimentación
40A-40D, salvo en el caso de que un bulto adyacente
a la línea de bandejas basculantes de otro transportador de
alimentación alineado o situado aguas abajo pueda caber en una
bandeja basculante junto con un bulto previamente cargado.
Con referencia a la figura 4, el bulto del
transportador de alimentación 40A adyacente a las bandejas
basculantes, y su anchura, se identifican con la letra A. Las
letras B, C y D definen, de forma similar, a los restantes
transportadores de alimentación.
En el bloque 1 del gráfico de operaciones de la
figura 4, el controlador establece inicialmente un contador n igual
a -3, y luego inmediatamente, en el bloque 2, n igual a n+4, es
decir, n=1. Dicho contador n está relacionado con las bandejas
basculantes 25 que pasan por la estación de alimentación 20. La
bandeja T_{n} es la bandeja basculante inicialmente alineada con
los transportadores de alimentación 40A y 40B. La bandeja T_{n+1}
es la siguiente bandeja aguas arriba, y así sucesivamente. Cuando n
corresponde a la última bandeja antes de que T_{1} vuelva a pasar
por la estación de alimentación, el proceso puede reiniciarse en el
bloque 1. En el bloque 3, el controlador comprueba si la suma de
las anchuras medidas de los bultos situados sobre los
transportadores 40A y 40B adyacentes a la bandeja T_{n} es
inferior o igual a una anchura umbral "Máx". Máx se determina
sobre la base de la anchura de las bandejas basculantes, y
preferentemente será ligeramente inferior a la anchura de las
bandejas. Si los transportadores de alimentación trabajan a alta
velocidad, se requiere un diferencial relativamente mayor entre la
anchura de la bandeja y Máx para evitar que un impacto pueda
impulsar a los bultos previamente cargados fuera de la bandeja. Si
la suma de las anchuras A+B es inferior o igual a Máx, en el bloque
4 los transportadores 40A y 40B cargan simultáneamente los bultos
que aguardan en la bandeja T_{n}. A continuación, en el bloque 5,
el controlador comprueba si la suma de las anchuras medidas de los
bultos sobre los transportadores 40C y 40D adyacentes a la línea de
bandejas basculantes es inferior o igual a la anchura umbral
"Máx". En caso positivo, en el bloque 6 los transportadores 40C
y 40D cargan simultáneamente los bultos que aguardan en la bandeja
T_{n+1}. El controlador establece n=n+2 en el bloque 7 y regresa
al bloque 3, después de que todos los bultos inicialmente adyacentes
a la línea de bandejas hayan sido cargados. El proceso comienza
nuevamente, con la bandeja T_{3} situada adyacente a los
transportadores 40A y 40B.
Si en el bloque 5 la comprobación de C+D es
negativa, en el bloque 8 el transportador 40C carga un bulto en la
bandeja T_{n+1} y el transportador 40D carga un bulto en la
bandeja T_{n+2}; en el bloque 9, el controlador establece n=n+3 y
regresa al bloque 3. El proceso comienza una vez más, con la bandeja
T_{4} situada adyacente a los transportadores 40A y 40B.
Si en el bloque 3 la comprobación de B+A es
negativa, en el bloque 10 el transportador 40A carga un bulto en la
bandeja T_{n} y el transportador 40B carga un bulto en la bandeja
T_{n+1}. A continuación, en el bloque 11, el controlador
comprueba si la suma de las anchuras medidas de los bultos sobre los
transportadores 40A y 40C adyacentes a la línea de bandejas
basculantes es inferior o igual a la anchura umbral "Máx". En
caso positivo, en el bloque 12 el transportador 40C carga un bulto
que aguarda en la bandeja Tn, junto con un bulto del transportador
40A. A continuación, en el bloque 13, el controlador comprueba si la
suma de las anchuras medidas de los bultos sobre los
transportadores 40B y 40D adyacentes a la línea de bandejas es
inferior o igual a la anchura umbral "Máx". En caso positivo,
el transportador de alimentación 40D carga un bulto en la bandeja
T_{n+1}, que es un bulto del transportador 40B, y en el bloque 7
el controlador establece n=n+2, regresando al bloque 3.
Si en el bloque 13 la comprobación de B+D es
negativa, en el bloque 15 el transportador de alimentación 40D
carga un bulto en la bandeja T_{n+2} y en el bloque 9 el
controlador establece n=n+3, regresando al bloque 3.
Si en el bloque 11 la comprobación de C+A es
negativa, en el bloque 16 el controlador comprueba si la suma de
las anchuras medidas de los bultos sobre los transportadores 40A y
40D adyacentes a la línea de bandejas basculantes es inferior o
igual a la anchura umbral "Máx". En caso positivo, en el bloque
17 el transportador 40D carga un bulto en la bandeja T_{n}, junto
con un bulto del transportador 40A. A continuación, en el bloque
18, el controlador comprueba si la suma de las anchuras medidas de
los bultos sobre los transportadores 40B y 40C adyacentes a la
línea de bandejas es inferior o igual a la anchura umbral
"Máx". En caso positivo, en el bloque 19 el transportador de
alimentación 40C carga un bulto en la bandeja T_{n+1}, junto con
un bulto del transportador 40B, y en el bloque 7 el controlador
establece n=n+2, regresando al bloque 3.
Si en el bloque 18 la comprobación de B+C es
negativa, en el bloque 20 el transportador de alimentación 40C
carga un bulto en la bandeja T_{n+2} y en el bloque 9 el
controlador establece n=n+3, regresando al bloque 3.
Si en el bloque 16 la comprobación de D+A es
negativa, en el bloque 21 el controlador comprueba si la suma de
las anchuras medidas de los bultos sobre los transportadores 40C y
40B adyacentes a la línea de bandejas basculantes es inferior o
igual a la anchura umbral "Máx". En caso positivo, en el bloque
22 el transportador de alimentación 40C carga un bulto en la
bandeja T_{n+1}, junto con un bulto del transportador 40B, el
transportador de alimentación 40D carga un bulto en la bandeja
T_{n+2} y, en el bloque 23, el controlador establece n=n+3,
regresando al bloque 3.
Si en el bloque 21 la comprobación de C+B es
negativa, en el bloque 24 el controlador comprueba si la suma de
las anchuras medidas de los bultos sobre los transportadores 40D y
40B adyacentes a la línea de bandejas basculantes es inferior o
igual a la anchura umbral "Máx". En caso positivo, en el bloque
25 el transportador de alimentación 40D carga un bulto en la
bandeja T_{n+1}, junto con un bulto del transportador 40B, el
transportador de alimentación 40C carga un bulto en la bandeja
T_{n+2} y, en el bloque 23, el controlador establece n=n+3,
regresando al bloque 3.
Si en el bloque 24 la comprobación de D+B es
negativa, en el bloque 26 el controlador comprueba si la suma de
las anchuras medidas de los bultos sobre los transportadores 40C y
40D adyacentes a la línea de bandejas basculantes es inferior o
igual a la anchura umbral "Máx". En caso positivo, en el bloque
27 los transportadores 40C y 40D cargan simultáneamente los bultos
que aguardan en la bandeja T_{n+2} y, en el bloque 23, el
controlador establece n=n+3, regresando al bloque 3.
Si en el bloque 26 la comprobación de C+D es
negativa, en el bloque 29 el transportador de alimentación 40C
carga un bulto en la bandeja T_{n+2}, el transportador de
alimentación 40D carga un bulto en la bandeja T_{n+3} y el
controlador regresa al bloque 2, estableciendo n=n+4. A
continuación, el proceso se inicia nuevamente, con la bandeja
T_{5} adyacente a los transportadores 40A y 40B.
En el ejemplo mostrado en la figura 5, la
anchura de las bandejas corresponde a seis unidades, y se ha
determinado que Máx sea de cinco unidades. La dimensión en la
dirección de alimentación, o anchura, de las unidades de las tres
primeras hileras de bultos de los transportadores de alimentación
40A-40D se incluyen en la siguiente tabla 1, que
representa la información almacenada en la memoria asociada al
controlador 60.
40A | 40B | 40C | 40D | |
Hilera 1 | 2,0 | 4,0 | 5,0 | 3,0 |
Hilera 2 | 2,5 | 5,0 | 2,5 | 2,0 |
Hilera 3 | 3,5 | 4,0 | 4,0 | 4,0 |
Los resultados de aplicar el algoritmo mostrado
en la figura 4 a la situación mostrada en la figura 5 y en la tabla
1 se representan en la tabla 2 en la forma siguiente, con las
células de identificación de contenidos (columna/hilera) de la
tabla 1.
Bandeja basculante T_{n} | Contenido | Anchura total (unidades) |
T_{1} | 40A/1+40D/1 | 5 |
T_{2} | 40B/1 | 4 |
T_{3} | 40C/1 | 5 |
T_{4} | 40A/2+40C/2 | 5 |
T_{5} | 40B/2 | 5 |
T_{6} | 40B/3+40D/2 | 5 |
T_{7} | 40A/3 | 4 |
T_{8} | 40C/3 | 3 |
T_{9} | 40D/3 | 4 |
En este ejemplo se acomodan doce bultos en nueve
bandejas basculantes, con lo cual se incrementa la capacidad del
sistema de clasificación en 25%.
La figura 6 y la tabla 2 demuestran otra
situación en la que se puede aplicar el procedimiento de la presente
invención para incrementar la capacidad del sistema de
clasificación. Si se modifica la lógica de la figura 4 se pueden
obtener los resultados mostrados en la tabla 4. En la modalidad de
funcionamiento modificada, el controlador examina en su memoria
todas las dimensiones de los bultos de un determinado número de
hileras. El controlador carga sucesivamente las bandejas entrantes
desde cada uno de los transportadores de alimentación
40A-40D, salvo que retiene un bulto adyacente a la
línea de bandejas basculantes con el fin de aguardar a que un bulto
complementario de otro transportador de alimentación se encuentre
disponible para poder cargar ambos bultos complementarios en una
misma bandeja basculante. En este ejemplo, el bulto del
transportador de alimentación 40C/1 es retenido para combinarlo con
el bulto inicialmente en 40A/2.
40A | 40B | 40C | 40D | |
Hilera 1 | 5,0 | 4,0 | 2,0 | 5,0 |
Hilera 2 | 2,0 | 5,0 | 2,0 | 3,0 |
Hilera 3 | 4,0 | 2,0 | 2,0 | 1,0 |
Bandeja basculante T_{n} | Contenido | Anchura total (unidades) |
T_{1} | 40A/1 | 5 |
T_{2} | 40B/1 | 4 |
T_{3} | 40D/1 | 5 |
T_{4} | 40A/2+40C/1 | 4 |
T_{5} | 40B/2 | 5 |
T_{6} | 40C/2+40D/2 | 5 |
T_{7} | 40A/3+40D/3 | 4 |
T_{8} | 40B/3+40C/3 | 3 |
En este ejemplo se acomodan doce bultos en ocho
bandejas basculantes, con lo cual se incrementa la capacidad del
sistema de clasificación en 33%.
En este ejemplo, el dispositivo de accionamiento
de las bandejas basculantes funciona con una disminución de la
velocidad o una pausa del tren de carros 23 al llegar a un punto
adyacente a los transportadores de alimentación 40 que contienen
dos bultos sucesivos cuya anchura total es inferior a Máx y cuyo
destino es el mismo. El controlador disminuye la velocidad del tren
de carros sólo si se cumplen las condiciones para cargar dos
bultos. A continuación, el controlador acciona el transportador de
alimentación para cargar ambos bultos del transportador en la
bandeja basculante adyacente. La disminución de la velocidad o la
pausa de la bandeja basculante permite que ambos bultos del mismo
transportador de alimentación se posen con toda seguridad en la
misma bandeja basculante; por el contrario, el segundo bulto podría
caer desde el borde trasero de la bandeja basculante si los carros
se desplazaran con demasiada rapidez. Esta modalidad de
funcionamiento alternativa presenta una desventaja en el sentido de
que la disminución de velocidad de los carros tiende a reducir el
rendimiento del sistema de clasificación. No obstante, si la
estación de alimentación cuenta con un solo transportador de
alimentación, el hecho de disminuir la velocidad sólo cuando existe
la posibilidad de situar dos bultos en la misma bandeja basculante
puede dar como resultado un incremento del rendimiento.
Una segunda realización del sistema de
alimentación 80 según la presente invención se muestra en las
figuras 7 y 8. El sistema de alimentación 80 usa una técnica
diferente para determinar si los bultos son complementarios. Una
cámara de creación de imágenes 85, tal como una cámara CCD, está
montada sobre la línea de bandejas basculantes 25, entre los
transportadores de alimentación 40A, 40B alineados y los
transportadores de alimentación 40C, 40D alineados. La cámara 85
obtiene una imagen de la bandeja basculante 25 después de que ésta
haya sido cargada por el transportador de alimentación 40A y/o 40B.
Empleando técnicas convencionales de creación de imágenes, el
controlador determina la huella 87 del bulto o bultos previamente
cargado(s), según muestra la figura 8, además del área
restante de la bandeja 25. Los escáneres 45 de los transportadores
de alimentación 40C y 40D son cámaras de creación de imágenes que
proporcionan al controlador las dimensiones de las huellas de los
bultos a medida que éstos avanzan por el transportador de
alimentación. Al comparar el área restante de la bandeja 25 con las
huellas de los bultos que aguardan a ser cargados en los
transportadores de alimentación 40C y 40D, el controlador determina
si alguno de los bultos que aguardan puede ser cargado en la misma
bandeja.
De acuerdo con el sistema de alimentación de la
figura 7, el controlador puede variar la posición longitudinal de
carga de un segundo bulto en una bandeja basculante previamente
ocupada, de manera que la decisión acerca de si una bandeja puede
recibir más de un bulto no estará siempre limitada por la anchura
combinada de los bultos. Por ejemplo, dos bultos, ambos casi tan
anchos como la bandeja basculante aunque con una "longitud"
combinada inferior a la longitud de la bandeja basculante, pueden
cargarse, adyacentes entre sí, en la alineación mostrada en la
figura 8. Desde luego, dos bultos con anchuras complementarias
pueden ser colocados en la configuración mostrada en la figura 2.
Para facilitar una colocación más precisa de los bultos, la línea de
bandejas basculantes puede ser objeto de una disminución de
velocidad o de una pausa de los transportadores de alimentación en
la realización de la
figura 7.
figura 7.
En una modificación de cualquiera de las
realizaciones de la invención descritas, el peso de los bultos
medido por el conjunto de células de carga 50 también se puede
utilizar para determinar si dos o más bultos pueden situarse en una
misma bandeja basculante. Según esta modalidad operativa, se
establece un peso umbral máximo para las bandejas, y si las
dimensiones de las bandejas permiten una carga múltiple, el peso
combinado de los bultos debe ser igual o inferior a dicho peso
umbral antes de que el controlador permita que sean cargados en una
misma bandeja.
Según lo anterior, puede verse que los sistemas
de clasificación que usan la presente invención incrementan su
rendimiento al situar, de forma segura, dos o más bultos en un mismo
dispositivo transportador de bultos si la relación entre el tamaño
de los bultos y el tamaño de la bandeja lo permiten.
Aunque esta invención ha sido descrita
detalladamente con particular referencia a una realización preferida
de la misma, deberá entenderse que se pueden introducir
modificaciones y variaciones sin apartarse del alcance de la
invención según se define en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (15)
1. Un sistema de clasificación (10) para
la clasificación automatizada de objetos (P) que incluye un
dispositivo transportador (22, 23) para transportar y distribuir una
serie de objetos (P) desde al menos una estación de alimentación
(20) hasta una pluralidad de áreas de destino designadas, una
pluralidad de áreas de recepción de objetos (25, 27) para recibir
objetos (P) con un destino designado, y un sistema de alimentación
(40) en dicha estación de alimentación (20) para cargar objetos (P)
en dichas áreas de recepción de objetos (25, 27),
caracterizado porque dicho sistema de clasificación (10)
incluye, además,
un dispositivo de incorporación de datos (45,
47a/48a) que indica un destino y dimensión de cada uno de dichos
objetos (P) a cargar a través de dicho sistema de alimentación (40),
y
un controlador programable (60), para dicho
dispositivo transportador (22, 23) y dicho sistema de alimentación
(40), que está conectado a dicho dispositivo de incorporación de
datos (45, 47a/48a) para recibir del mismo la citada información de
destino y dimensión, actuando dicho controlador (60) en respuesta a
dicha información de destino y dimensión para determinar si dos o
más objetos (P) que comparten un mismo destino caben dentro de un
mismo área de recepción de objetos (25, 27) de dicho dispositivo
transportador (22, 23) y para que dicho sistema de alimentación
(40) cargue dichos dos o más objetos (P) sobre dicha área de
recepción de objetos (25, 27) de dicho dispositivo transportador
(22, 23).
2. El sistema de clasificación (10) de
la reivindicación 1, en el que dicho sistema de alimentación (40)
comprende dos o más transportadores de alimentación
(40A-40D) situados para cargar objetos (P) sobre
dicho dispositivo transportador (22, 23), actuando dicho controlador
(60) en respuesta a dicha información de destino y dimensión para
accionar dichos transportadores de alimentación
(40A-40D) con el fin de cargar dos o más objetos
(P) en dicha área de recepción (25, 27), proviniendo uno o más de
dichos objetos (P) de cada uno de dichos transportadores de
alimentación (40A-40D).
3. El sistema de clasificación (10) de
la reivindicación 1 o de la reivindicación 2, en el que dichas
áreas de recepción de objetos (25, 27) de dicho dispositivo
transportador (22, 23) comprenden bandejas basculantes (25, 27),
siendo dicha dimensión de los objetos (P) una anchura de cada objeto
(P) en una dirección de alimentación en la que se desplaza dicho
objeto (P) durante la carga, y en el que dicho controlador (60)
compara la anchura combinada de los objetos (P) con la anchura de
dicha bandeja (25, 27) para determinar si dos objetos (P) que
comparten un destino común caben en dicha bandeja (25, 27).
4. El sistema de clasificación (10) de
cualquier reivindicación precedente, en el que dicho dispositivo de
incorporación de datos (45, 47a/48a) incluye sensores (47a/48a) que
actúan para medir la anchura entre los bordes delantero y trasero
de los objetos (P) a medida que los objetos (P) se desplazan por
dicho sistema de alimentación (40).
5. El sistema de clasificación (10) de
cualquier reivindicación precedente, en el que dicho dispositivo de
incorporación de datos (45, 47a/48a) incluye un escáner óptico (45)
situado para leer las indicaciones de destino adheridas a los
objetos (P).
6. El sistema de clasificación (10) de
la reivindicación 1 o de la reivindicación 2, en el que dichas
áreas de recepción de objetos (25, 27) de dicho dispositivo
transportador (22, 23) comprenden bandejas basculantes (25, 27), y
en el que dicho controlador (60) define una primera huella del
primer objeto (P) situado sobre dicha bandeja (25, 27), y una
segunda huella del segundo objeto (P), y compara la huella combinada
de dichos objetos (P) con una huella umbral para determinar si dos
objetos que comparten un destino común caben en dicha bandeja (25,
27).
7. El sistema de clasificación (10) de
cualquier reivindicación precedente, que además comprende una
balanza (50a, 50b) conectada a dicho controlador programable (60)
para determinar el peso de cada uno de los objetos (P) a situar
dentro de dichas áreas de recepción de objetos (25, 27), comparando
dicho controlador programable (60) el peso combinado de dichos
objetos (P) con un peso umbral aceptable antes de cargar dicho
segundo objeto (P).
8. El sistema de clasificación (10) de
la reivindicación 7, en el que dicha balanza (50a, 50b) comprende
una pluralidad de células de carga (50a, 50b) situadas debajo de
dicho transportador de alimentación (40A-40D).
9. Un procedimiento para situar una
pluralidad de objetos (P) sobre el dispositivo transportador (22,
23) de un sistema de clasificación (10) adaptado para transportar y
distribuir una serie de objetos (P) desde unas estaciones de carga
(20) hasta unas estaciones de descarga (30) del sistema de
clasificación (10), caracterizándose dicho procedimiento por
las etapas de:
- leer información de destino desde dichos objetos (P);
- medir una dimensión de dichos objetos (P);
- cargar un primer objeto (P) sobre dicho dispositivo transportador (22, 23) en una estación de carga (20) dentro de un área de destino (25, 27) designada;
- determinar si un segundo objeto (P) que tiene el mismo destino que dicho primer objeto (P) cabe dentro de dicha área de destino (25, 27) designada junto con dicho primer objeto (P); y
- cargar dicho segundo objeto que cabe dentro de dicha área de destino (25, 27) designada junto con dicho primer objeto (P) en dicha área de destino (25, 27) designada.
10. El procedimiento de la reivindicación
9, en el que dicha etapa de carga de dicho segundo objeto (P) se
produce en dicha segunda estación de carga (20) mientras dicho
dispositivo transportador (22, 23) transporta dicho primer objeto
(P).
11. El procedimiento de la reivindicación
9 o de la reivindicación 10, que además comprende la lectura de un
destino y la medición de una dimensión de un tercer objeto (P) para
determinar si dicho tercer objeto (P) tiene el mismo destino que
dichos primer y segundo objetos (P) y determinar si cabe dentro de
dicha área de destino (25, 27) designada junto con dichos primer y
segundo objetos (P), y, en caso positivo, cargar dicho tercer
objeto (P) sobre dicho dispositivo transportador (22, 23) en dicha
área de destino (25, 27) designada junto con dichos primer y
segundo objetos (P).
12. El procedimiento de la reivindicación
11, en el que dicha etapa de carga de dicho segundo objeto (P) se
produce en una segunda estación de carga (20) y dicha etapa de carga
de dicho tercer objeto (P) se produce en una tercera estación de
carga mientras prosigue el transporte de dicho primer objeto (P), y
luego de dichos primer y segundo objetos (P), en dicho dispositivo
transportador (22, 23).
13. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 9-12, en el que dicha área de
destino (25, 27) designada de dicho dispositivo transportador (22,
23) comprende una bandeja basculante (25, 27), y en el que dicha
etapa de medir una dimensión comprende medir una anchura de cada uno
de los objetos (P) en una dirección de alimentación en la que
dichos objetos se desplazan durante dicha etapa de carga, y en el
que dicha etapa de determinar si un objeto (P) cabe en dicha
bandeja (25, 27) junto con otro objeto (P) comprende comparar la
anchura combinada de los objetos (P) con la anchura de dicha bandeja
(25, 27), produciéndose la etapa de carga cuando dicha anchura
combinada no supera la anchura de dicha bandeja (25, 27).
14. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 9-12, en el que dicha área de
dimensión (25, 27) designada de dicho dispositivo transportador
comprende una bandeja basculante (25, 27), y en el que dicha etapa
de determinar una dimensión comprende definir una primera huella del
primer objeto (P) sobre dicha bandeja (25, 27), dicha etapa de
determinar si un objeto (P) cabe en dicha bandeja (25, 27) junto con
otro objeto (P) comprende definir una segunda huella del segundo
objeto y definir una huella combinada a partir de la primera y
segunda huellas y comparar las huellas combinadas con una huella
umbral aceptable basada en el área de dicha bandeja (25, 27).
15. El procedimiento de cualquiera de las
reivindicaciones 9-14, que además comprende las
etapas de determinar el peso de dichos primer y segundo objetos (P)
y comparar el peso combinado de dichos objetos con un peso umbral
aceptable antes de cargar dicho segundo objeto (P).
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