ES2310573T3 - Sistema de almacenamiento y transporte de construccion modular. - Google Patents
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Abstract
Sistema de almacenamiento y transporte que comprende, - un número cualquiera de filas de estantes (1) para recibir mercancía de almacenaje (3) en varios niveles de estantes; - una pluralidad de vías de carriles (4, 4a) que están dispuestas a la altura de los distintos niveles de estantes entre las filas de estantes (1); - una pluralidad de vehículos (5) unidos a carriles con medios (9) para la recogida y la entrega de la mercancía de almacenaje (3), un chasis (6, 7) así como propulsiones (8) para el desplazamiento sobre las vías de carriles (4, 4a); y - medios para cambiar de posición los vehículos (5) entre los niveles de estantes; extendiéndose las vías de carriles (4, 4a), también en una zona previa delante de las filas de estantes (1), hasta los puntos de destino para la mercancía de almacenaje (3) y hay previstos medios para la alimentación externa sin cable de energía a los vehículos (5) durante su funcionamiento, y un ordenador de control central (13) para el control directo de los vehículos (5) para realizar las tareas de transporte, caracterizado porque el ordenador de control (13) está configurado a través de una conexión por radio para el control independiente de las propulsiones (8) y de los medios (9) para la recogida y la entrega de la mercancía de almacenaje de los distintos vehículos (5), y los vehículos (5) están equipados con un sistema receptor (10, 11) para la recepción y para la conversión de las señales de control transmitidas por el ordenador de control (13), y porque los vehículos (5) comprenden un acumulador de energía (12) para acumulación de energía a corto plazo prescindiendo de la técnica de acumuladores convencional.
Description
Sistema de almacenamiento y transporte de
construcción modular.
La presente invención se refiere a un sistema de
almacenamiento y transporte con un número discrecional de filas de
estantes para recibir el material de almacenaje en varios niveles de
estantes, una pluralidad de vías de carriles que están dispuestas a
la altura de los distintos niveles de estantes entre los estantes,
varios vehículos unidos a carriles con medios para la recogida y la
entrega del material de almacenaje, un chasis así como propulsiones
para el desplazamiento sobre las vías de carriles, y medios para
cambiar de posición los vehículos entre los niveles de estantes.
La optimización del flujo de materiales en el
almacenaje y la retirada de mercancías en o desde almacenes
desempeña hoy un papel muy grande bajo el aspecto de los costes. Las
mercancías deben transportarse desde el almacén a través de una
zona previa de almacenaje hasta los puntos de destino, por ejemplo
lugares de clasificación, o desde las áreas de entrega a través de
la zona previa hasta su lugar de almacenamiento. La complejidad de
los sistemas de almacenamiento de alto rendimiento viene determinada
sobre todo por la zona previa de almacenaje. Esta zona previa de
almacenaje comprende por regla general instalaciones de
distribución, retención y clasificación muy exigentes en cuanto a
las técnicas de transporte y de control. Estos componentes
constituyen en general la mayor porción del volumen de inversiones
en la construcción de los sistemas de almacenamiento. Los tiempos
de parada de las instalaciones se atribuyen a menudo al fallo de
elementos de propulsión individuales o componentes técnicos de
control en la zona previa, ya que sólo pocos componentes se realizan
de modo redundante.
En los sistemas de almacenamiento conocidos
existe una clara separación entre los medios de almacenamiento, con
los que se recogen las mercancías desde la zona previa y se
almacenan en los lugares de almacenaje o se recogen desde éstos, y
los medios de transporte de la zona previa, con los que se
transportan las mercancías hasta sus puntos de destino o desde sus
puntos de salida hasta el almacén. Mediante esta separación entre
medios de almacenamiento y medios de transporte se origina una
interfaz definida, que ha sido objeto de numerosos estudios para
optimización del flujo de materiales. Los distintos sistemas a ambos
lados de esta interfaz, por ejemplo los aparatos convencionales de
manejo de estantes por un lado y los transportadores continuos por
otro lado, imponen grandes exigencias a la planificación acorde a
las necesidades en los sistemas de almacenamiento conocidos.
En la técnica de almacenamiento y transporte
existe una pluralidad de diferentes instalaciones automatizadas
para la gestión del almacén. Los sistemas de almacenamiento
convencionales, que tienen un uso múltiple en la industria,
utilizan por regla general aparatos de manejo de estantes que se
desplazan en un pasillo de estantes o de almacén y transportadores
continuos que se encargan del transporte desde los estantes a los
puntos de destino. La recogida de las mercancías almacenadas desde
los estantes se realiza con los más diversos medios de recogida de
carga, que vienen determinados por la correspondiente mercancía de
almacenaje. Estos medios de recogida de carga llevados por los
aparatos de manejo de estantes consisten por lo general en
horquillas telescópicas, mesas telescópicas, dispositivos
extractores, autoprensores o cintas transportadoras. Los medios de
recogida de carga pueden estar realizados también como medios de
recogida de carga múltiples, de tal manera que en un único viaje
del aparato de manejo de estantes pueden recogerse hasta dos cargas
en el caso del almacenamiento en plataformas y hasta ocho unidades
de carga en el caso de recipientes. Sin embargo, los más extendidos
son los medios de recogida de carga simples en el caso del
almacena-
miento en plataformas y los medios de recogida de carga dobles en la técnica de almacenamiento de recipientes.
miento en plataformas y los medios de recogida de carga dobles en la técnica de almacenamiento de recipientes.
Después de la recogida de la mercancía de
almacenaje desde el estante, el aparato de manejo de estantes se
desplaza hacia la zona de transferencia. Allí se produce un cambio
de carga por lo general con técnicas de transporte continuo. Esta
técnica de transporte conectada en serie, que se encuentra situada
en la zona previa, puede asumir numerosas tareas distintas. Así por
ejemplo en las cintas transportadoras con capacidad de colocación
en cola se pueden retener los artículos de un pedido hasta que se ha
realizado completa la salida correspondiente del almacén. A
continuación se produce la transferencia hasta los puntos de destino
o a uno o más lugares de clasificación. Esta técnica de transporte
también puede realizar la clasificación de los artículos de tal
manera que éstos se transportan en un orden preseleccionado hasta su
punto de destino.
Muchos fabricantes ofrecen técnicas de
transporte estándar usadas en la zona previa de los sistemas de
almacenamiento convencionales. Existen distintas posibilidades para
retener las mercancías en los tramos de cola. Todas las técnicas
existentes se basan en el principio de fricción y por lo tanto son
sensibles al desgaste. Además, mediante el transporte de las
mercancías sobre cintas de rodillos puede llegarse a un aumento del
nivel de presión acústica que precisamente al existir lugares de
trabajo de clasificación en el entorno no es deseable. Una
desventaja del empleo de aparatos de manejo de estantes consiste en
que durante el desplazamiento del aparato de manejo de estantes se
bloquea el pasillo del almacén para otros procesos de almacenaje.
Los aparatos de manejo de estantes convencionales tienen además
datos de rendimiento limitados. Presentan un límite de rendimiento
físico que una vez alcanzado no puede aumentarse más. Si se alcanza
este límite de rendimiento hay que ampliar el plan de
almacenamiento de un modo costoso, por lo general mediante un
sistema de almacenamiento independiente adicional. Esto tiene como
consecuencia que los sistemas de almacenamiento deban
sobredimensionarse en gran parte, lo cual conlleva unos mayores
costes de inversión. No es posible una ampliación sencilla y
económica de los sistemas de almacenamiento de este tipo.
Otra posibilidad para recoger las mercancías
almacenadas desde el estante lo constituyen los vehículos satélite,
tales como los desarrollados por ejemplo por el Instituto Fraunhofer
de flujo de materiales y logística de Dortmund. El correspondiente
sistema de almacenamiento presenta varias filas de estantes para
recibir la mercancía de almacenamiento en varios niveles de
estantes con una pluralidad de vías de carriles, que por lo general
están dispuestas entre los estantes a la altura de cada uno de los
niveles de estantes. Los vehículos satélite que se desplazan por
estos carriles van provistos de un medio de recogida de carga para
recoger y entregar la mercancía de almacenaje, un chasis así como
propulsiones para el desplazamiento sobre las vías de carriles. Hay
previstos también medios que cambian de posición los distintos
vehículos entre los niveles de estantes. El cambio de posición
puede realizarse mediante aparatos de manejo de estantes
convencionales o mediante sistemas de elevadores. Los carriles o
los perfiles que sirven de carriles en los estantes sirven al mismo
tiempo de superficie anterior de apoyo de plataformas para el
almacenamiento de mercancías.
Una ventaja de la técnica de elementos satélite
consiste en que varios vehículos pueden desplazarse al mismo tiempo
en un pasillo de almacén. Con este concepto es posible, por
consiguiente, un aumento del rendimiento frente a los aparatos de
manejo de estantes convencionales.
Los vehículos satélite realizados hasta la fecha
van provistos de acumuladores para la alimentación de energía a los
propulsores y de un complejo hardware de control, que controla
directamente los vehículos después de obtener el pedido de
transporte desde un ordenador de administración de almacén central
para gestionar directamente el pedido de transporte. Sin embargo,
una desventaja de este sistema de almacenamiento y transporte
radica en que debido a los acumuladores y al control los vehículos
presentan un peso elevado, que en los sistemas realizados
actualmente se sitúa aproximadamente en 1,2 toneladas, de tal manera
que debido a este alto peso no es posible una retención de los
vehículos en carriles elevados o colgantes. Debido a los elevados
costes de un vehículo de este tipo, también aquí la ampliación de
un almacén para aumentar la capacidad usando vehículos adicionales
sólo puede llevarse a cabo con unos costes relativamente
elevados.
De F+H Fördern und Heben 45 (1995) No. 12,
páginas 880/881, se conoce un sistema de almacenamiento con una
técnica de vehículos satélite diferente. Debido a las disposiciones
sobre protección contra explosiones, la alimentación de energía y
el control tuvieron que disponerse en este sistema por fuera de la
zona de almacenaje, es decir, separados de los vehículos. También
aquí cada vehículo tiene su propia alimentación de energía y su
propio control, realizándose la transmisión de energía y de datos
con ayuda de cables remolcados entre las unidades de alimentación
de energía y de control y los vehículos individuales. Sin embargo,
esta técnica sólo es posible usando un vehículo por cada pasillo del
almacén.
Sin embargo, en el concepto presentado de los
vehículos satélite continúan llevándose a cabo procesos de
transferencia en la zona previa, en la que para seguir transportando
las mercancías almacenadas hasta los puntos de destino se utilizan
transportadores continuos convencionales.
De un desarrollo de la empresa Retrotech Inc.,
New York, EE.UU., se conoce un vehículo satélite que presenta una
chasis transversal conectable. Mediante este chasis transversal
también son posibles los transportes en la zona previa inmediata,
en la que con este plan se usará una distribución de carrilles
dispuesta en forma de tablero de ajedrez. Sin embargo, el chasis
adicional que se necesita conduce a un mayor peso propio del
vehículo y además a un mayor espacio de construcción. Esto requiere
a su vez una mayor división en la altura de los estantes para que
puedan desplazarse dos vehículos en niveles vecinos. Sin embargo,
una mayor división en la altura de los estantes conduce a una
reducción indeseada del grado de utilización del volumen del
almacén. Debido a los componentes adicionales para el
desplazamiento transversal, los vehículos presentan pesos todavía
mayores con lo cual el funcionamiento de una pluralidad de vehículos
en los estantes sólo es posible mediante una estructura de acero
trabajosamente reforzada.
En el campo de la técnica del transporte es
conocido también el empleo de un electrotrén en lugar de la técnica
de transporte continuo para transportar mayores cantidades de
mercancías. Los vehículos de electrotrén son vehículos unidos a un
carril que disponen de propulsión propia y a los que se alimenta con
energía y señales de control a través de líneas de contacto.
Mediante instalaciones de cambio de vía en la zona previa, los
electrotrenes pueden llegar a cualquier punto del área de la nave.
Los vehículos se desplazan independientemente entre sí por el
sistema de carriles y controlan los correspondientes puntos de
destino. El electrotrén se utiliza principalmente en la industria
automovilística para el transporte por el suelo de plataformas y
cajas de rejilla.
De GB 1 333 745 A se conoce un sistema de
almacenamiento y transporte en el que vehículos satélite conducidos
mediante carriles sirven tanto al almacén de estantes como a la zona
previa. Con ayuda de un elemento del sistema, los vehículos pueden
cambiar de posición entre los distintos niveles del almacén y son
alimentados con energía a través de carriles de corriente
especiales con contacto deslizante. El control de las tareas de
transporte de los vehículos puede realizarse por medio de un
ordenador.
De US 6,213,025 B1 se conoce un sistema de
transporte conducido por pistas con al menos un camino de recorrido
de elementos portantes y de pistas de conducción, en el que se
conduce como mínimo un vehículo de transporte, que tiene medios
para el desplazamiento autónomo a lo largo del camino de recorrido y
sobre el que se transmite energía mediante un circuito primario
tendido a lo largo del camino de recorrido. El vehículo de
transporte está configurado como vehículo portante para al menos un
vehículo satélite para el transporte de mercancías y presenta una
sección de camino de recorrido satélite para el posicionamiento y el
aparcamiento del vehículo satélite. Al vehículo satélite equipado
con medios para el desplazamiento autónomo se le transmite por
inducción energía de un circuito primario tendido a lo largo del
camino de recorrido satélite. El al menos un vehículo satélite y el
vehículo portante presentan un procesador y medios para la
transmisión inalámbrica de información.
Partiendo de este estado actual de la técnica,
el objetivo de la presente invención consiste en facilitar un
sistema de almacenamiento y transporte combinado que evite las
anteriores desventajas y permita una ampliación modular sencilla y
económica para aumentar la capacidad.
El objetivo se consigue con el sistema de
almacenamiento y transporte según la reivindicación 1.
Configuraciones ventajosas de este sistema de almacenamiento y
transporte son el objeto de las restantes reivindicaciones.
El presente sistema de almacenamiento y
transporte presenta varias filas de estantes para recibir mercancías
almacenadas en varios niveles así como una pluralidad de vías de
carriles que están dispuestas a la altura de los distintos niveles
de estante entre los estantes. El sistema de transporte consta de
varios vehículos unidos a carriles con medios para la recogida y la
entrega de mercancías almacenadas, un chasis y propulsiones para el
desplazamiento sobre las vías de carriles. Hay previstos, además,
medios para el cambio de posición de los vehículos entre los
niveles de estantes. A diferencia de los sistemas satélite conocidos
según el estado actual de la técnica, los presentes vehículos no
tienen los acumuladores convencionales ni un control. Hay previstos
más bien medios para el suministro externo de energía sin cable a
los vehículos durante su funcionamiento. El sistema comprende
además un ordenador de control central inmóvil, que controla las
propulsiones y los medios para recogida y entrega de la mercancía
de almacenaje de los distintos vehículos, independientemente entre
sí y a través de una comunicación por radio con señales de control
para realizar las tareas de transporte. Los vehículos van equipados
para ello con un sistema receptor para la recepción y la conversión
de las señales de control. En el presente sistema de almacenamiento
y transporte, las vías de carriles están tendidas también dentro de
la zona previa hasta los puntos de destino, de tal manera que puede
accederse a los puntos de destino mediante los propios vehículos.
Los vehículos tienen además un acumulador de energía para una
acumulación de energía a corto plazo prescindiendo de la técnica de
acumuladores convencional.
El sistema de almacenamiento y transporte consta
por lo tanto de una pluralidad de vehículos autónomos compactos,
que se desplazan unidos a carriles tanto en la zona de
almacenamiento como también en la zona previa. Dentro de los
estantes, los carriles pueden formar al mismo tiempo la superficie
de apoyo anterior para las mercancías almacenadas. En todo el
recinto los carriles pueden colocarse libres del suelo o elevados
para garantizar que puede llegarse a todas las zonas de la nave. El
cambio de nivel en los estantes se realiza preferentemente por
medio de técnicas de transporte vertical continuo discretas. Ya que
los vehículos son controlados sin contacto e independientemente
entre sí por un ordenador central, se facilita una flota de
vehículos controlados centralmente y de tamaño flexible en todas
las zonas de la nave o de las instalaciones de la empresa, para
poder atender la demanda. Para ello cada vehículo es vigilado y
dirigido por el ordenador central para llevar a cabo un encargo de
transporte.
Facilitando un vehículo de almacenamiento y
transporte combinado se evita la interfaz entre la zona de
almacenaje y la zona previa, de tal manera que pueden evitarse los
problemas ligados a esta interfaz al transferir las mercancías de
almacenaje entre dos sistemas distintos. Los vehículos de
almacenamiento y transporte combinados pueden atender directamente
mediante el tendido de los carriles cualquier punto de destino en el
ámbito de la nave sin tener que cambiar los medios de transporte.
Al prescindir del uso de los acumuladores y de una compleja unidad
de control en cada uno de los vehículos individuales, éstos
presentan un peso relativamente reducido, que puede reducirse
todavía más mediante un modo de construcción ligero. Por lo tanto,
pueden realizarse vehículos satélite con un peso inferior a los 100
kg, por ejemplo de sólo 70 - 80 kg. Este peso reducido permite, por
una parte, la retención de una pluralidad de vehículos sobre tramos
de carrilles elevados o colgantes y, por otra parte, la fabricación
de los vehículos de este tipo con costes relativamente bajos.
El presente sistema de almacenamiento y
transporte puede ampliarse, por consiguiente, de manera muy
sencilla y económica mediante la adición de distintos vehículos. El
control central permite una ampliación de este tipo sin costosas
modificaciones en el hardware o el software de control. Con la
presente técnica se puede mover un número casi discrecional de
vehículos tanto en la zona de los estantes como en la zona previa,
de tal manera que el límite de rendimiento puede aumentarse de una
manera considerable.
Mediante la capacidad de ampliación modular del
sistema de almacenamiento presentado se consigue una alta
redundancia y una clase de rendimiento discrecional, de tal manera
que pueden cumplirse todas las exigencias en el área del
almacenamiento y el transporte.
En una forma de realización preferida del
presente sistema, el ordenador de control contiene medios para
determinar el recorrido de marcha óptimo para los vehículos evitando
colisiones entre ellos al llevar a cabo las tareas de transporte.
El ordenador de control se hace cargo de dirigir los sistemas
secundarios tales como los cambios de aguja del sistema de carriles
y de controlar los medios para desplazar los vehículos entre los
distintos niveles de estantes.
Los medios para la alimentación externa de
energía de los vehículos se realiza preferentemente mediante un
dispositivo para aplicar a los recorridos de carriles o a los pares
de conductores que discurren a lo largo de los recorridos de
carriles una tensión eléctrica entre los carriles o conductores.
Para ello, en el vehículo debe haber una unidad correspondiente
para la toma de energía desde los carriles o conductores que, por
ejemplo, puede estar configurada para establecer un contacto
deslizante.
En otra configuración ventajosa del presente
sistema de almacenamiento y transporte, los medios para la
alimentación externa de energía a los vehículos constan de un
dispositivo para la transmisión sin contacto de energía a los
vehículos. Las técnicas de transmisión sin contacto de energía de
este tipo se basan en el principio de la inducción
electromagnética, debiendo estar configuradas en los recorridos de
carriles o en el vehículos las correspondientes bobinas primarias y
secundarias para la transmisión sin contacto de energía.
Para la alimentación de los vehículos en puntas
de rendimiento de corta duración, por ejemplo el par de arranque,
los vehículos van equipados preferentemente con una unidad de
almacenamiento de energía basada en condensadores. Este medio de
almacenamiento de energía presenta un peso muy bajo y resulta muy
apropiado para usar en servicio a intervalos. Mediante el aporte
continuo de energía por medio de la transmisión sin contacto de
energía o mediante corriente de baja intensidad a través de
contactos deslizantes, estos almacenadores de energía basados en
condensadores se vuelven a cargar con rapidez.
El sistema de almacenamiento y transporte
propuesto consta por lo tanto de vehículos individuales que se
desplazan en el estante y sobre carriles, por ejemplo elevados o
colgantes, y que en cualquier lugar pueden recoger y entregar
plataformas o recipientes. Estos vehículos pueden desplazarse a
destinos discrecionales prefijados en el sistema de carrilles en el
ámbito de la nave y se pueden acumular o retener en cualquier
sección del recorrido. Los vehículos son controlados y dirigidos por
radio desde un ordenador central. El cambio de posición entre los
distintos niveles de estantes se realiza a través de los
correspondientes medios de desplazamiento, preferentemente
transportadores verticales. Los distintos vehículos no disponen de
acumuladores convencionales y están realizados en un modo de
construcción muy ligero. Mediante conducción deslizante o a través
de transmisión sin contacto de energía, se alimenta a los distintos
vehículos de la energía necesaria para la propulsión. El presente
sistema de almacenamiento y transporte se caracteriza por un
rendimiento adaptable de manera casi discrecional. Al aumentar el
rendimiento, el sistema de almacenamiento puede ampliarse de modo
modular y de forma sencilla y económica. La combinación de medios de
almacenamiento y transporte conduce a evitar las interfaces entre
la zona previa y el almacén. Mediante el funcionamiento de vehículos
individuales autónomos se consigue una alta redundancia del sistema
total. El sistema se puede ampliar, además, mediante el tendido
sencillo de carriles en zonas de la fábrica, del almacén o de la
empresa.
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El presente sistema de almacenamiento y
transporte se volverá a explicar brevemente a continuación mediante
un ejemplo de realización en unión con los dibujos, sin que sea
limitante de la idea general de la invención. Se muestra:
Fig. 1 una vista lateral de una zona de
almacenamiento del presente sistema de almacenamiento y transporte
como un posible ejemplo de realización;
Fig. 2 esquemáticamente una vista frontal (a) a
modo de ejemplo del sistema de almacenamiento y transporte así como
una vista en planta (b) desde arriba;
Fig. 3 esquemáticamente un ejemplo de un
vehículo del presente sistema de almacenamiento y transporte en
vista en perspectiva y en vista lateral; y
Fig. 4 esquemáticamente un ejemplo de los
componentes para la transmisión por radio desde el ordenador de
control a los distintos vehículos.
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Las Figuras 1 a 3 muestran a modo de ejemplo en
vista lateral (Fig. 1), vista frontal (Fig. 2a) y vista en planta
(Fig. 2b) una zona de almacenamiento del presente sistema de
almacenamiento y transporte según un ejemplo de realización. La
zona de almacenamiento representada consta de varios estantes 1
dispuestos juntos, entre los cuales se forman pasillos 2. Los
distintos estantes reciben mercancías de almacenaje 3 en distintos
niveles, tal como se puede ver esquemáticamente en las Figuras 1 y
2a. En los estantes o filas de estantes 1 hay formados en cada
plano perfiles de guía, que forman las vías de carriles 4 para los
vehículos 5 presentes. Los vehículos 5 se desplazan a distintos
niveles entre los estantes 1 sobre los carriles y en el
correspondiente lugar depositan la mercancía de almacenamiento en
el estante o lo recogen de éste. En las figuras pueden verse
distintos vehículos 5 con la mercancía de almacenamiento 3 que se
encuentra sobre ellos. En este ejemplo, en los lados frontales de
los estantes 1 pueden verse carrilles 4a colgantes del techo que
discurren transversalmente y mediante los cuales los distintos
vehículos 5 pueden desplazarse de un pasillo de estantes a otro
pasillo de estantes. El transporte entre los distintos niveles se
realiza igualmente a través de transportadores verticales 14
previstos en los lados frontales de los estantes 1, cuyo sentido de
transporte se indica en la parte izquierda de la Figura 1 por medio
de una flecha.
El mismo sistema puede verse esquemáticamente en
una representación simplificada en la Figura 2, en vista anterior
(a) para ilustrar el transportador vertical 14 y los carriles 4a que
discurren transversalmente y en vista en planta (b) desde arriba.
La vista desde arriba muestra los pasillos de estantes 2 con el
transportador vertical 14 conectado delante y el juego de carriles
en la zona previa.
La Figura 3 muestra un ejemplo de la
configuración de un vehículo satélite según la presente invención
en representación esquemática en vista en perspectiva y en vista
lateral. El vehículo consta de un chasis 6 con ruedas motrices 7,
que discurren en los carriles no representados, los propulsores 8 y
un medio receptor 9 para recoger la mercancía de almacenaje 3. La
mercancía de almacenaje 3 está indicada esquemáticamente en este
ejemplo como una caja con forma de paralelepípedo. Tal como se ve en
la figura, la mercancía de almacenaje 3 puede recogerse o
depositarse transversalmente al sentido de marcha del vehículo
5.
Los vehículos 5 están realizados en un modo de
construcción ligero. En la configuración del control y de la
alimentación de energía, se utilizan los más modernos conceptos de
control y transmisión de energía. Los vehículos 5 no presentan
ninguna técnica informática móvil ni ninguna técnica pesada de
almacenamiento de energía. Además, en los vehículos 5 no se utiliza
ningún accionamiento múltiple innecesario. Garantizando un vehículo
5 ligero sin complejos componentes que se desplacen junto con él, la
realización de la estructura de estantes, del vehículo y del
sistema de carriles en el presente caso constituye una inversión
rentable. La clase de precio en la que pueden venderse los
vehículos de serie se sitúa en la categoría de las técnicas de
transporte continuo con capacidad de retención, de modo que el uso
de los presentes vehículos en lugar de una técnica de transporte
continuo no constituye ninguna desventaja desde razonamientos
económicos.
La energía se almacena en el vehículo sólo para
cubrir puntas de rendimiento de corta duración. Para ello, en el
presente ejemplo se montan en el vehículo los llamados Powercaps 12.
Se trata de un medio de almacenamiento de energía basado en
condensadores. Estos medios de almacenamiento muy ligeros están
excelentemente indicados para usar en un servicio a intervalos. Un
aporte constante de energía (corriente de baja intensidad) se
realiza mediante contactos deslizantes o transmisión sin contacto
de energía. En la técnica de transporte de recipientes la
alimentación de corriente puede tener lugar a través de carriles de
desplazamiento, aplicándose a un carril un potencial de tensión
positivo y al otro carril uno negativo. La toma de energía puede
producirse entre las ruedas portantes 7 del vehículo 5 por medio de
contactos deslizantes. En este concepto debe aplicarse corriente a
todos los carriles. Para ello es necesario aplicar una tensión
máxima de 24 V con el fin de demostrar su inocuidad al usarlo en un
almacén. Por ese motivo es adecuada una variante especialmente para
el transporte de recipientes. El tendido de los carriles para el
transporte en edificios puede realizarse aquí en el techo de la
nave.
En otra variante la transmisión de energía se
realiza con una técnica de transmisión sin contacto de la energía,
tal como se conoce por ejemplo de DE 197 26 840 A1 o de EP 1 011 187
A1. La transmisión sin contacto de energía permite alimentar con
energía sistemas móviles sin desgaste y sin almacenadores de energía
arrastrados. Para mantener los elementos de transmisión lo más
pequeños posible, la energía se transmite magnéticamente con
frecuencia media. El sistema de transmisión consiste esencialmente
en una disposición de bobina primaria extensa y de bobina
secundaria móvil, que están acopladas a través de un entrehierro.
Sobre el lado primario del sistema de transmisión se encuentra un
ondulador que aplica al sistema de transmisión una corriente de
frecuencia media o una tensión de frecuencia media. En el lado del
secundario un convertidor estático alimenta desde el sistema de
transmisión a un consumidor, por regla general la propulsión del
sistema móvil. Este convertidor estático tiene la misión de ajustar
la potencia activa y minimizar la potencia reactiva que se
genera.
En la alimentación de energía a través de
contactos deslizantes resulta ventajoso para cubrir las puntas de
potencia disponer en los vehículos almacenadores de energía basados
en la técnica de los acumuladores, tal como ya se ha indicado con
anterioridad. Mientras que usando los acumuladores convencionales la
proporción entre tiempo de carga y tiempo de servicio a menudo no
es adecuada para el funcionamiento en las técnicas de flujo de
materiales con sus tiempos de parada bajos intrínsecos del sistema,
en este campo pueden usarse de manera muy ventajosa los sistemas
basados en condensadores. Para almacenar la energía resulta adecuado
en este caso el empleo de condensadores basados en las tecnologías
de Powercaps o Ultracaps. Esta tecnología desarrollada por la
empresa Siemens Matsushita Components (S+M) se basa en un
condensador de doble capa sin dieléctrico. El almacenamiento de
energía se produce mediante desplazamiento de la carga en la
interfaz entre electrodo y electrolito. La tabla siguiente muestra
una comparación de los parámetros esenciales para el funcionamiento
de los vehículos al usar acumuladores frente al uso de Ultracaps y
condensadores convencionales. A partir de esta tabla se ven con
claridad las diferencias en los tiempos de carga y de descarga así
como la energía o la potencia por peso de almacenador utilizado.
Cuando se usan vehículos eléctricos, al acelerar
hay que facilitar esencialmente más energía que durante la marcha
normal. Los Ultracaps aquí utilizados pueden facilitar la energía
que se necesita durante la aceleración y mediante la baja
alimentación de energía durante la marcha se recargan por contacto
deslizante. Naturalmente, también existe la posibilidad de cargar
mediante retroalimentación de energía al frenar.
La ventaja especial de esta técnica de
almacenamiento consiste en el peso ligero de los almacenadores y en
la disponibilidad suficiente de una cantidad de energía
ajustable.
El control de los distintos vehículos 5 se
realiza mediante transmisión por radio de datos de bus de campo. Un
ordenador central de flujo de materiales administra los encargos y
transmite las órdenes de marcha al correspondiente vehículo.
Mediante el ordenador de control central se controlan directamente
los propulsores 8 para el desplazamiento de traslación o para el
manejo de los medios de recogida de carga. El ordenador de control
central recibe de cada uno de los vehículos en respuesta los datos
necesarios sobre su posición momentánea, que de manera conocida se
registran por medio de los correspondientes sistemas de sensores de
los vehículos. El ordenador de control central se encarga de la
optimización de la marcha, el control del curso de marcha, evitar
colisiones, el cambio de agujas y el control de los elevadores.
El ordenador central se encarga del control y de
la navegación de todos los vehículos utilizados. Para la
transmisión de las órdenes, un acoplador de bus de campo a distancia
puede controlar cualquier bus de módulos satélite. Los tramos por
radio pueden cruzar distancias de hasta 10 km.
La Figura 4 muestra un ejemplo de una
configuración de principio de una transmisión por radio de este
tipo, en la que en el lado del ordenador central 13 hay previsto un
módulo de control con un módulo de radio 10 y en el lado de los
vehículos 5 otro módulo de radio 10 con los correspondientes módulos
satélite 11 para la conversión de las órdenes de control recibidas.
Los sistemas de este tipo pueden obtener comercialmente y los vende
por ejemplo la empresa ISK Automation GmbH, Raststatt.
- 1
- estante o hilera de estantes
- 2
- pasillo de estantes
- 3
- mercancías de almacenaje
- 4, 4a
- carriles, vías de carriles
- 5
- vehículos
- 6
- chasis
- 7
- ruedas propulsoras
- 8
- propulsión
- 9
- medios de recogida de carga
- 10
- módulo de carga
- 11
- módulo satélite
- 12
- almacenadores de energía/condensadores/Powercaps
- 13
- ordenador de control
- 14
- transportador vertical
Claims (8)
1. Sistema de almacenamiento y transporte que
comprende,
- -
- un número cualquiera de filas de estantes (1) para recibir mercancía de almacenaje (3) en varios niveles de estantes;
- -
- una pluralidad de vías de carriles (4, 4a) que están dispuestas a la altura de los distintos niveles de estantes entre las filas de estantes (1);
- -
- una pluralidad de vehículos (5) unidos a carriles con medios (9) para la recogida y la entrega de la mercancía de almacenaje (3), un chasis (6, 7) así como propulsiones (8) para el desplazamiento sobre las vías de carriles (4, 4a); y
- -
- medios para cambiar de posición los vehículos (5) entre los niveles de estantes;
extendiéndose las vías de carriles
(4, 4a), también en una zona previa delante de las filas de estantes
(1), hasta los puntos de destino para la mercancía de almacenaje
(3) y hay previstos medios para la alimentación externa sin cable
de energía a los vehículos (5) durante su funcionamiento, y un
ordenador de control central (13) para el control directo de los
vehículos (5) para realizar las tareas de transporte,
caracterizado porque el ordenador de control (13) está
configurado a través de una conexión por radio para el control
independiente de las propulsiones (8) y de los medios (9) para la
recogida y la entrega de la mercancía de almacenaje de los
distintos vehículos (5), y los vehículos (5) están equipados con un
sistema receptor (10, 11) para la recepción y para la conversión de
las señales de control transmitidas por el ordenador de control
(13), y porque los vehículos (5) comprenden un acumulador de
energía (12) para acumulación de energía a corto plazo prescindiendo
de la técnica de acumuladores
convencional.
2. Sistema de almacenamiento y transporte según
la reivindicación 1, caracterizado porque el ordenador de
control (13) tiene medios para determinar un recorrido de marcha
óptimo para los vehículos (5) evitando colisiones entre los
vehículos (5) al realizar las tareas de transporte.
3. Sistema de almacenamiento y transporte según
las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el ordenador
de control (13) tiene unidades para el control de agujas y para el
control de los medios para el cambio de posición de los vehículos
(5) entre los niveles de estantes.
4. Sistema de almacenamiento y transporte según
una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los
medios para la alimentación externa de energía de los vehículos (5)
tienen un dispositivo para la aplicación a las vías de carriles (4,
4a) o los pares de conductores que discurren a lo largo de las vías
de carriles (4, 4a), una tensión eléctrica entre los carriles (4,
4a) o conductores, así como una unidad en el vehículo (5) para el
contacto eléctrico con los carriles (4, 4a) o conductores en cada
caso por medio de como mínimo un contacto deslizante.
5. Sistema de almacenamiento y transporte según
una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los
medios para la alimentación externa de energía de los vehículos (5)
comprenden un dispositivo para la transmisión sin contacto de
energía a los vehículos (5).
6. Sistema de almacenamiento y transporte según
una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los
carriles de las vías de carriles (4, 4a) forman una superficie de
apoyo inferior para la mercancía de almacenaje (3) en los niveles de
estantes.
7. Sistema de almacenamiento y transporte según
una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el
acumulador de energía (12) se compone de condensadores.
8. Sistema de almacenamiento y transporte según
una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los
medios para cambiar la posición de los vehículos (5) entre los
niveles de estantes son transportadores verticales.
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| DE10121577 | 2001-05-03 | ||
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