ES2847757T3 - Sistemas y métodos para el procesamiento dinámico de objetos - Google Patents

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ES2847757T3 ES16822292T ES16822292T ES2847757T3 ES 2847757 T3 ES2847757 T3 ES 2847757T3 ES 16822292 T ES16822292 T ES 16822292T ES 16822292 T ES16822292 T ES 16822292T ES 2847757 T3 ES2847757 T3 ES 2847757T3
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Matthew Mason
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Joseph Romano
Daniel Smith
Siddhartha SRINIVASA
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Abstract

Un método para procesar objetos, dicho método comprendiendo las etapas de: adquirir un objeto que se clasificará de una estación (316) de entrada con un dispositivo (312) de movimiento programable; identificar el objeto para determinar indicios asociados al objeto; asignar una ubicación (342) intermedia al objeto en respuesta a los indicios, en donde la ubicación intermedia se asocia a una ubicación de destino, caracterizado por que el método además comprende las etapas de: mover el objeto usando un primer carro automatizado hacia una de al menos dos estaciones (336) intermedias, en donde una primera estación intermedia de las al menos dos estaciones intermedias incluye un segundo carro (338) automatizado para transportar objetos a una de una primera pluralidad de ubicaciones intermedias, y una segunda estación intermedia de las al menos dos estaciones intermedias incluye un tercer carro (338) automatizado para transportar objetos a una de una segunda pluralidad de ubicaciones intermedias; y transportar el objeto a la ubicación intermedia asignada.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistemas y métodos para el procesamiento dinámico de objetos
Prioridad
La presente solicitud reivindica prioridad con respecto a la Solicitud Provisional de Patente de Estados Unidos No. de Serie 62/263,050, presentada el 4 de diciembre de 2015, así como con respecto a la Solicitud Provisional de Patente de Estados Unidos No. de Serie 62/265,181, presentada el 9 de diciembre de 2015.
Antecedentes
La invención se refiere, en general, a sistemas automatizados de clasificación y otros sistemas de procesamiento y se refiere, en ciertas realizaciones, a sistemas robóticos para clasificar objetos (p.ej., paquetes, artículos, etc.).
Los sistemas de clasificación de los centros de distribución actuales, por ejemplo, suponen, en general, una secuencia inflexible de operaciones por medio de las cuales un flujo desorganizado de objetos de entrada se separa por trabajadores humanos en un solo flujo de objetos aislados presentados uno por vez a un trabajador humano con un escáner que identifica el objeto. Los objetos se cargan entonces a un transportador y el transportador luego transporta los objetos hasta el destino deseado, el cual puede ser un recipiente, un conducto, una bolsa o un transportador de destino.
En sistemas de clasificación de paquetes típicos, los trabajadores humanos normalmente recuperan paquetes en un orden de llegada y clasifican cada paquete u objeto en un recipiente recolector según una heurística dada. Por ejemplo, todos los objetos de tipo similar podrían ir a un recipiente recolector, o todos los objetos en un pedido de cliente único, o todos los objetos destinados al mismo destino de envío, etc. Se requiere que los trabajadores humanos reciban objetos y muevan cada uno a su recipiente recolector asignado. Si el número de diferentes tipos de objetos de entrada (recibidos) es grande, se requiere un gran número de recipientes recolectores.
Dicho sistema tiene ineficacias inherentes, así como inflexibilidades, dado que el objetivo deseado es combinar objetos entrantes con recipientes recolectores asignados. Dichos sistemas pueden requerir un gran número de recipientes recolectores (y, por lo tanto, una gran cantidad de espacio físico, grandes costes de capital y grandes costes operativos) en parte debido a que la clasificación de todos los objetos al unísono no es siempre la más eficaz.
El estado actual de los sistemas de clasificación de la técnica depende del trabajo humano. La mayoría de las soluciones dependen de un trabajador que está llevando a cabo una clasificación, mediante el escaneo de un objeto de un área de admisión (conducto, mesa, etc.) y la colocación del objeto en una ubicación de preparación, o recipiente recolector. Cuando un recipiente está lleno o el sistema de software de control decide que este necesita vaciarse, otro trabajador vacía el recipiente en una bolsa, caja, u otro contenedor, y envía dicho contenedor a la próxima etapa de procesamiento. Dicho sistema tiene límites con respecto al rendimiento (a saber, cuán rápidamente los trabajadores humanos pueden clasificar o vaciar recipientes de esta manera) y al número de desvíos (a saber, para un tamaño de recipiente dado, solo pueden disponerse tantos recipientes como quepan dentro del alcance eficaz de los trabajadores humanos).
Medios parcialmente automatizados para resolver el presente problema carecen de áreas clave. Dichos enfoques normalmente implican transportadores con recirculación tipo bandeja con reclinación o con compartimento para bombas. Dichos transportadores tienen bandejas discretas que pueden cargarse con un objeto. Las bandejas y los objetos entonces atraviesan túneles de escaneado que escanean el objeto y lo asocian a la bandeja en la cual se encuentra montado; cuando la bandeja pasa el recipiente correcto, un mecanismo activador hace que la bandeja descargue el objeto en el recipiente. Una desventaja de dichos sistemas es que cada desvío requiere un accionador, lo cual aumenta la complejidad mecánica y el coste por desvío puede ser muy alto. Para aplicaciones que requieren cientos de desvíos, el gran coste de dicho sistema no logra un buen rendimiento sobre la inversión.
Una alternativa es utilizar trabajo humano para aumentar el número de desvíos, o recipientes recolectores, disponible en el sistema. Ello reduce los costes de instalación del sistema, pero aumenta los costes operativos. Células de clasificación manual se proveen por un equipo de trabajadores, lo cual evita el gran coste por desvío. Múltiples células pueden entonces funcionar en paralelo y, de esta forma, multiplicar de manera eficaz el rendimiento linealmente mientras se mantiene el número de desvíos automatizados costosos al mínimo (igual al número de células de clasificación paralelas, no al número total de recipientes del sistema que se necesitan). El presente enfoque implica que objetos para la clasificación se proveen a cada célula, lo cual puede llevarse a cabo de forma manual, pero se realiza fácilmente por medio de un transportador con brazos de barrido u otros desvíos pasivos a cada célula de trabajo. Dichos desvíos no identifican un objeto y no pueden desviarlo a un lugar particular; más bien, funcionan con sensores de interrupción del haz u otros sensores simples para intentar garantizar que grupos indiscriminados de objetos se desvíen a cada célula. El coste más bajo de los desvíos no sofisticados junto con el bajo número de desvíos mantiene el coste de desvío del sistema general bajo.
Lamentablemente, sin embargo, dichos sistemas no abordan las limitaciones con respecto al número total de recipientes del sistema. El sistema desvía simplemente una parte igual de los objetos totales a cada célula manual paralela. Cada célula de clasificación paralela debe, por lo tanto, tener de todas formas designaciones de recipientes recolectores; de lo contrario, un objeto podría entregarse a una célula que no tiene un recipiente al cual se mapea dicho objeto. Existe aún la necesidad de un sistema de clasificación de objetos más eficaz y más rentable que clasifique los objetos en recipientes recolectores apropiados, y que sea más eficaz en el funcionamiento.
El documento US 6079570 A describe una disposición para distribuir artículos que se clasificarán a ubicaciones físicas objetivo. Los artículos que se clasificarán se entregan a un número de elementos receptores que se mueven a lo largo de un trayecto transportador más allá de las ubicaciones físicas objetivo. Los elementos receptores se controlan de modo que las ubicaciones físicas objetivo se asignan de manera dinámica y dependen de la secuencia operativa para las operaciones de clasificación a los objetivos de clasificación lógicos, lo cual optimiza la capacidad de la disposición y la secuencia operativa.
El documento EP 1995192 A1 describe un sistema que tiene un dispositivo de carga con transportadores de suministro y descarga para la clasificación y almacenamiento intermedio de artículos de equipaje. Un almacenamiento de clasificación con múltiples lugares de almacenamiento se dispone entre los transportadores de suministro y descarga para los artículos de equipaje. El almacenamiento de clasificación se utiliza para cargar y descargar una carretilla de transporte fijada a los transportadores de suministro y descarga. La carretilla de transporte se mueve de forma paralela al almacenamiento de clasificación entre la carretilla y los transportadores. La carretilla de transporte es móvil sobre carriles. Una reivindicación independiente también se incluye para un método de almacenamiento y carga de equipaje asistido por máquina-manual.
El documento US 2002/092801 A1 describe un sistema y método de clasificación dinámica. Un sistema de contenerización robótico tiene un número de ubicaciones para contenedores como, por ejemplo, carretas o palés. A cada ubicación puede asignarse una velocidad de capacidad de carga que representa el tiempo que se necesita para que un robot cargue un artículo a una ubicación. El sistema puede programarse con un esquema base de destinos simplificado. Después de dichas etapas iniciales, el sistema lee códigos de destino de cada uno de los múltiples artículos en una carga de artículos enviados al sistema para la clasificación. El sistema puede almacenar el código de destino para cada artículo leído en una base de datos histórica. El sistema entonces determina si al código de destino leído se asigna una ubicación. Si al código de destino se asigna una ubicación, el artículo se carga en un contenedor en la ubicación asignada. Si al código de destino no se asigna una ubicación, el sistema determina si asignar al código de destino una ubicación según si el código de destino se encuentra en el esquema de destinos, el número proyectado o histórico de artículos que tienen el mismo código de destino, y la velocidad de capacidad de carga para cada ubicación.
El documento US 2006/070929 A1 describe un dispositivo y método de clasificación para asignar, de forma dinámica, recipientes a objetos como, por ejemplo, correo. El dispositivo tiene al menos un dispositivo de lectura para leer información de entrega de objetos y un sistema de transporte que transporta los objetos. Al menos un alimentador induce los objetos al sistema de transporte. Múltiples ubicaciones físicas de recipientes son adyacentes al sistema de transporte para el almacenamiento del objeto inyectado desde el sistema de transporte. Un controlador o procesamiento asigna y reasigna, de forma dinámica, ubicaciones de clasificación, según se requiera, a las múltiples ubicaciones físicas de recipientes durante una operación de clasificación para cada objeto de los objetos.
Compendio
Según una realización, la invención provee un método de procesamiento de objetos según se describe en la reivindicación 1 independiente anexa.
Según otra realización, la invención provee un sistema de procesamiento de objetos según se describe en la reivindicación 9 independiente anexa.
Varias características opcionales se describen en las reivindicaciones dependientes anexas.
Breve descripción de los dibujos
La siguiente descripción puede además comprenderse con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:
La Figura 1 muestra una vista diagramática ilustrativa de un sistema según una realización de la presente invención que incluye transportadores de entrada y salida;
la Figura 2 muestra una vista diagramática ilustrativa de un sistema según otra realización de la presente invención que incluye un transportador de entrada circulante;
la Figura 3 muestra una vista diagramática ilustrativa de un sistema según una realización adicional de la presente invención que incluye múltiples transportadores de entrada y múltiples transportadores de salida;
la Figura 4 muestra una vista diagramática ilustrativa de un sistema de percepción para su uso en relación con el sistema de la Figura 3;
la Figura 5 muestra una vista diagramática ilustrativa de una relación de asignación de objeto en un sistema de clasificación convencional;
la Figura 6 muestra una vista diagramática ilustrativa de una relación de asignación de objeto según ciertas realizaciones de la presente invención;
la Figura 7 muestra una vista diagramática ilustrativa de un sistema de asignación de objetos de la Figura 5; las Figuras 8A - 8I muestran vistas diagramáticas ilustrativas de etapas de asignación de objetos en un sistema según ciertas realizaciones de la presente invención;
la Figura 9 muestra un diagrama de flujo ilustrativo de un proceso según una realización de la presente invención; la Figura 10 muestra una vista diagramática ilustrativa de un sistema de procesamiento de objetos según una realización adicional de la presente invención que incluye un gran número de estaciones de clasificación, así como una entrada automatizada mediante un transportador sujeto con abrazadera;
la Figura 11 muestra una vista diagramática ilustrativa de una porción de un sistema según una realización adicional de la presente invención que implica recipientes de entrada individuales;
la Figura 12 muestra una vista diagramática ilustrativa de una porción de un sistema según una realización adicional de la presente invención que implica recipientes de entrada provistos en un transportador de entrada;
la Figura 13 muestra una vista diagramática ilustrativa de una porción de un sistema según una realización adicional de la presente invención que implica carros de salida provistos en un carril de salida;
la Figura 14 muestra una vista diagramática ilustrativa de una porción de un sistema según una realización adicional de la presente invención que implica colocar en bolsa objetos en las estaciones de clasificación;
la Figura 15 muestra un diagrama de flujo ilustrativo de un método general de provisión de procesamiento dinámico de objetos;
la Figura 16 muestra una vista diagramática ilustrativa de un sistema según una realización adicional de la presente invención que incluye estaciones de clasificación con ala de lanzadera;
la Figura 17 muestra una vista isométrica frontal diagramática ilustrativa del sistema de percepción del sistema de la Figura 16;
la Figura 18 muestra una vista posterior diagramática ilustrativa del sistema de percepción del sistema de la Figura 16;
las Figuras 19A - 19C muestran vistas diagramáticas ilustrativas del movimiento del carro en una estación de clasificación con ala de lanzadera de la Figura 16 sin los muros guías en aras de la claridad;
la Figura 20 muestra una vista ampliada de una estación de clasificación con ala de lanzadera de la Figura 16; la Figura 21 muestra una vista diagramática ilustrativa de un sistema según una realización adicional de la presente invención que incluye cuatro estaciones de clasificación con alas de lanzadera; y
la Figura 22 muestra una vista diagramática ilustrativa de un sistema según una realización adicional de la presente invención que incluye ocho estaciones de clasificación con alas de lanzadera.
Los dibujos se muestran en aras de la ilustración solamente.
Descripción detallada
Según varias realizaciones, la invención provee un sistema de clasificación de objetos inherentemente más flexible en el cual los objetos pueden seleccionarse en un orden más ventajoso y la clasificación de dichos objetos puede aprovechar la correspondencia dinámicamente variable entre las salidas del clasificador y los destinos finales de los objetos.
Los solicitantes han descubierto que, cuando se automatiza la clasificación de objetos, deben considerarse ciertos objetivos: 1) el rendimiento del sistema general (paquetes clasificados por hora), 2) el número de desvíos (a saber, número de ubicaciones discretas a las cuales puede encaminarse un objeto), 3) el área total del sistema de clasificación (pies cuadrados), y 4) los costes anuales para ejecutar el sistema (horas-hombre, costes eléctricos, coste de componentes desechables).
Los sistemas y métodos de la presente invención son apropiados para aplicaciones en sistemas de clasificación actuales que reciben objetos en un flujo desorganizado y que se requiere que clasifiquen los objetos en flujos clasificados. Dichos sistemas reconocen que la información de lectura en un objeto puede, a veces, ser desafiante; una vez que un objeto se haya escaneado, por lo tanto, es importante mantener la información asociada al objeto. La adquisición de objetos de desórdenes desorganizados también es desafiante, y una vez que un objeto se haya adquirido, es importante mantener el objeto separado de otros objetos. Además, sistemas de transporte y transmisión convencionales tienen flexibilidad limitada, normalmente siguiendo un único carril que pasa por cada destino posible.
Según ciertas realizaciones, la invención provee sistemas y métodos que vencen suposiciones básicas de sistemas de clasificación actuales, con mejoras en cada uno de los desafíos identificados más arriba. Los sistemas, en algunas realizaciones, proveen sistemas de escaneado y percepción mejorados y reducen el desafío de escanear un objeto y, además, mediante la percepción de la forma y disposición de todo el objeto, reducen o eliminan la necesidad de mantener el objeto separado de otros. Los sistemas, en ciertas realizaciones, proveen efectores finales mejorados y el uso de manipuladores robóticos para mejorar la fiabilidad y economía de la adquisición de objetos, incluso en un desorden con otros objetos y, de esta manera, reducen la necesidad de mantener la separación de los objetos. Los sistemas, en realizaciones adicionales, proveen sistemas de transporte y transportadores mejorados, y proveen manipuladores robóticos programables, en particular, que permiten el cambio dinámico de patrones de manejo de objetos, con eficacias resultantes en el proceso de clasificación, requisitos de espacio más bajos, menor demanda de operaciones manuales y, como consecuencia, costes de capital y operativos más bajos para todo el sistema.
La Figura 1, por ejemplo, muestra un sistema 10 según una realización de la presente invención que incluye una primera estación 12 de clasificación y una segunda estación 14 de clasificación que se alimentan, cada una, por un transportador 16 de entrada común. Un transportador 18 de salida lleva recipientes 50 de salida a estaciones de procesamiento corriente abajo. La primera estación 12 de clasificación incluye un dispositivo de movimiento programable, p.ej., un sistema 20 robótico, así como recipientes 22, 24, 26 y 28 recolectores. La segunda estación 14 de clasificación incluye un dispositivo de movimiento programable, p.ej., un sistema 30 robótico, así como recipientes 32, 34, 36 y 38 recolectores. La primera estación 12 de clasificación puede también incluir una pila de recipientes 40 recolectores adicionales y la segunda estación de clasificación puede incluir una pila de recipientes 42 recolectores adicionales. Un controlador 44 central se comunica con los sistemas 20 y 30 robóticos para proveer una entrada con respecto a la asignación de objetos a un recipiente según se describe en mayor detalle más abajo. Unidades 46 y 47 de percepción (p.ej., cámaras o escáneres) pueden emplearse para proveer a las estaciones 12, 14 de clasificación información de identificación (datos de indicios) con respecto a los objetos 48, 49 que se están proveyendo en el transportador 16 de entrada.
Durante el uso, cada estación 12, 14 de clasificación puede seleccionar un objeto y luego identificar el objeto seleccionado mediante un dispositivo de detección en el brazo articulado (p.ej., en un sistema como se muestra en la Figura 3 descrita más abajo), o puede primero identificar un objeto con anterioridad a la selección (p.ej., mediante el uso de escáneres 46, 47) y luego sujetar el objeto identificado. Para cada objeto sujetado, el sistema colocará el objeto en una estación de destino asignada si una estación de destino se ha asignado al objeto. Para cada nuevo objeto sujetado, el sistema asigna un nuevo recipiente al objeto si un nuevo recipiente se encuentra disponible. De lo contrario, el objeto se devuelve al transportador 16 de entrada. Lo que es significativo es que a la estación de clasificación no se le preasigna un conjunto grande de recipientes recolectores asignados a todos los objetos posibles que puedan aparecer en el trayecto de entrada.
Además, el controlador central puede emplear una amplia variedad de heurística que puede además formar el proceso de asignación dinámica de objetos a recipientes recolectores, según se describe en mayor detalle más abajo. Una vez que los recipientes se hayan llenado o de otra manera completado, los recipientes completados (p.ej., 50) se colocan en el transportador 18 de destino según se muestra, donde luego se encaminan a una o más siguientes estaciones de procesamiento. El sistema 10 puede incluir cualquier número de estaciones de clasificación, y el controlador 44 central puede gestionar la asignación de estaciones de destino (p.ej., recipientes) para proveer una asignación eficaz de objetos a estaciones de destino. Si los objetos no pueden clasificarse para cuando alcanzan un extremo del transportador 16 de entrada, los objetos pueden caer en un recipiente 52 de objetos no identificado de modo que pueden escanearse y colocarse por un trabajador humano, o recolocarse otra vez hacia el trayecto de entrada en caso de que una estación de destino simplemente no se hubiera asignado para el objeto.
Según otra realización, y con referencia a la Figura 2, un sistema 60 de la invención puede incluir un transportador 62 en bucle de entrada sobre el cual se proveen objetos 64 que pasan por múltiples estaciones de clasificación, así como un transportador 64 de salida sobre el cual pueden colocarse recipientes 66 llenos o de otra manera completados mediante cualquiera de un sistema robótico u otro sistema de movimiento programable en una estación de clasificación. De manera similar al sistema 10 de la Figura 1, el sistema 60 puede también incluir un controlador 68 central que se comunica con sistemas 70 y 80 robóticos, así como unidades de percepción (p.ej., 63) para proveer entradas con respecto a la asignación de objetos a un recipiente como se describe en mayor detalle más abajo. El sistema 70 robótico provee objetos a los recipientes 72, 74, 76 y 78, y el sistema 80 robótico provee objetos a los recipientes 82, 84, 86 y 88. El sistema 70 robótico puede seleccionar nuevos recipientes de la pila de recipientes 90 y el sistema 80 robótico puede seleccionar nuevos recipientes de la pila de recipientes 92. Nuevamente, la asignación de recipientes a objetos se dirige por los objetos seleccionados por los sistemas robóticos (como pueden dirigirse por o basarse en la entrada del sistema 68 de control).
La invención provee, por lo tanto, ejemplos de sistemas de clasificación y otros sistemas de distribución que implican mover objetos de alimentación directamente a un almacenamiento intermedio, sin intervención humana. El almacenamiento intermedio mantiene los objetos, posiblemente en un desorden desorganizado, donde puede accederse a ellos por uno de varios clasificadores. Un ejemplo implicará un transportador circulante (como se muestra en la Figura 2), con percepción integrada. El sistema de percepción puede leer etiquetas cuando estas son visibles, pero puede también usar algoritmos de visión de máquina más generales para identificar la clase y forma de los objetos, y para seguir objetos mientras estos circulan. Los clasificadores adquieren objetos del almacenamiento intermedio. Si fuera necesario, estos usan sus propios sistemas de percepción para leer etiquetas no leídas previamente. Pueden mover objetos a cualquiera de varias salidas, incluida la posibilidad de colocar un objeto otra vez en el almacenamiento intermedio, ya sea para su posterior manejo o para el manejo por un clasificador diferente.
Según una realización adicional que se muestra en la Figura 3, un sistema 100 de la invención puede incluir múltiples transportadores 93, 94 de entrada sobre los cuales se proveen objetos 134, 136 de entrada que se clasificarán. Los objetos clasificados pueden proveerse (p.ej., en recipientes 97, 102 completados) en uno de múltiples transportadores 96, 98 de salida. Según se describe más arriba, el sistema puede también incluir un controlador 104 central que se comunica con unidades 106 y 108 de percepción, así como con sistemas 110 y 120 robóticos para proveer una entrada con respecto a la asignación de objetos a un recipiente como es describe en mayor detalle más abajo. Con referencia adicional a la Figura 4, cada unidad de percepción puede incluir luces 105 y cámaras 107, y el sistema robótico (p.ej., 110, 120) puede usarse para mantener un objeto por vez en la unidad (106, 108) de percepción asociada de modo que el sistema puede identificar el objeto sostenido. De manera similar al sistema descrito más arriba, el sistema 110 robótico provee objetos a los recipientes 112, 114, 116 y 118, y el sistema 120 robótico provee objetos a los recipientes 122, 124, 126 y 128. El sistema 110 robótico puede seleccionar nuevos recipientes de la pila de recipientes 130 y el sistema 120 robótico puede seleccionar nuevos recipientes de la pila de recipientes 132. Nuevamente, la asignación de objetos a recipientes recolectores se dirige por los objetos seleccionados por los sistemas robóticos (como puede dirigirse por o basarse en la entrada del sistema 104 de control). Según realizaciones adicionales, el almacenamiento intermedio de entrada puede también incluir áreas de entrada designadas en las estaciones de clasificación a las cuales los trabajadores humanos pueden también proveer objetos que se clasificarán. Los sistemas 110 y 120 robóticos de la Figura 3 pueden incluir unidades de percepción sobre los transportadores según se describe más arriba, y/o unidades 111 y 121 de percepción montadas en la robótica que facilitan la sección y sujeción de objetos de los transportadores 93 y 94 de entrada.
Un conmutador puede también usarse en ciertas realizaciones, el cual correlaciona salidas del clasificador con recipientes recolectores en una manera dinámica. Por ejemplo, un sistema puede implicar la recolección de objetos que se colocarán en bolsas por un trabajador humano que luego las coloca sobre un transportador hacia un área de carga de camiones, pero con una etiqueta generada de forma dinámica que indica el destino deseado.
En un sistema de clasificación, la relación entre objetos y sus destinos previstos es conocida, y puede proveerse en un manifiesto. Por ejemplo, un objeto que tiene una etiqueta dirigida a Boston, Massachusetts, se asociará al destino de Boston, Massachusetts. Con referencia a la Figura 5, dicha relación fija entre un objeto 140 y un destino 142 es una relación fija. En sistemas de clasificación convencionales, a un contenedor 144 intermedio se asigna una relación fija con el destino, y dicha relación impone la asignación del objeto 140 al contenedor 144 intermedio. Ello se muestra en la Figura 7, donde cada destino 164, 166, 1687, 170, 172 se asocia a un contenedor 154, 156, 158, 160, 162 intermedio. A medida que los objetos 152 se procesan, estos simplemente se encaminan a los contenedores intermedios adecuados según lo establecido por la relación fija.
Según realizaciones de la presente invención, por otro lado, la relación entre contenedores intermedios y destinos no es fija, y cambia de forma dinámica durante la clasificación. La Figura 6, por ejemplo, muestra que, mientras la relación entre un objeto 146 y su destino 148 es fija, la asignación de un contenedor 150 intermedio (p.ej., un recipiente recolector) se elige de forma dinámica según una variedad de heurística. Una vez asignado, permanece en el lugar hasta que se vacíe el recipiente recolector. Como se muestra en la Figura 6, la asignación de un recipiente recolector (contenedor 150 intermedio) para un objeto 146 se determina por el destino del objeto y el contenedor intermedio al mapeo de destino, y el mapeo de destino (entre el contenedor 150 intermedio y el destino 148) se reasigna dinámicamente durante la operación.
Con referencia a la Figura 8A, al comienzo de un proceso de clasificación, puede no haber relaciones asignadas entre contenedores 176, 178, 180, 182, 184 intermedios y objetos 174, o entre contenedores 176, 178, 180, 182, 184 intermedios y destinos 186, 188, 190, 192, 194. Como se muestra en la Figura 8B, cuando los indicios de un objeto se detectan, un contenedor 176 intermedio se asigna al objeto, y el destino 188 del objeto se asigna al contenedor intermedio. Objetos adicionales que se procesan y también se asocian al destino 188 también se proveen en el contenedor 176 intermedio. Con referencia a la Figura 8C, cuando se detectan indicios de un objeto diferente que está asociado a un destino 192 diferente, un nuevo contenedor 178 intermedio se asigna al objeto, y el destino 192 del objeto se asigna al contenedor intermedio. Según se observa más arriba, cuando se selecciona un objeto que está asociado a un destino, p.ej., 188, que ya tiene un contenedor 176 intermedio asociado a aquel, el objeto puede colocarse en el mismo contenedor 176 intermedio. Según ciertas realizaciones de la invención, sin embargo, y con referencia a la Figura 8E, el sistema puede elegir asignar un nuevo contenedor 180 intermedio al destino 188, por ejemplo, si se conoce que muchos de los objetos se asociarán probablemente al destino 188. Con referencia a la Figura 8F, cuando se detectan indicios de otro objeto que está asociado a otro destino 186, un nuevo contenedor 184 intermedio se asigna al objeto, y el destino 186 del objeto se asigna al contenedor 184 intermedio.
Cuando un contenedor intermedio se llena o se determina que de otra manera está listo para un mayor procesamiento (p.ej., si el sistema determina que es improbable ver otro objeto asociado al destino), el contenedor intermedio se vacía y los contenidos se reenvían para mayor procesamiento. Por ejemplo, y con referencia a la Figura 8F, cuando el sistema determina que el contenedor 176 intermedio está lleno, los contenidos se vacían, y el contenedor 176 intermedio no se asigna nuevamente a un destino como se muestra en la Figura 8H. El contenedor 176 intermedio puede más adelante reutilizarse y asociarse a un nuevo destino 190 como se muestra en la Figura 8I.
Como se muestra en la Figura 9, un proceso de clasificación de la invención en una estación de clasificación puede comenzar (etapa 200) y el brazo articulado, u otro dispositivo de recepción de objetos, recibe un nuevo objeto (etapa 202). El sistema identifica el nuevo objeto (etapa 204) por cualquiera de un escáner aéreo, o un sistema de escáneres, o por un escáner lanzable, según se describe en la presente memoria, etc. El sistema entonces determina si alguna ubicación en la estación ya se ha asignado a un nuevo objeto (etapa 206). Si es así, el sistema coloca el objeto en dicha ubicación (etapa 218). Si no, el sistema entonces determina si una siguiente ubicación se encuentra disponible (etapa 208). Si no, el sistema puede (ya sea con o sin entrada de un humano) determinar si reintentar identificar el objeto (etapa 210). Si es así, entonces el sistema devolverá el objeto al flujo de entrada (etapa 212) que se recibirá nuevamente en un momento más adelante (etapa 202). Si no, el sistema colocará el objeto en un área de clasificación manual para la clasificación por un humano (etapa 214). Si una ubicación siguiente se encuentra disponible (etapa 208), el sistema asigna una siguiente ubicación al objeto (etapa 216) y el objeto se coloca entonces en dicha ubicación (etapa 218). Si una ubicación ya se había asignado al objeto (etapa 206), el objeto se coloca en dicha ubicación (etapa 218). El número de objetos en la ubicación se actualiza entonces (etapa 220), y si la ubicación está completa (etapa 222), el sistema identifica que la ubicación está lista para un mayor procesamiento (etapa 226). Si no, el sistema entonces determina si (según conocimiento previo y/o heurística) es probable que la ubicación reciba un objeto adicional (etapa 224). Si es así, el sistema identifica que la ubicación está lista para un mayor procesamiento (etapa 226). Si no, el sistema regresa para recibir un nuevo objeto (etapa 202). El procesamiento adicional puede, por ejemplo, incluir recoger los artículos en la ubicación en una sola bolsa para el transporte a una ubicación de envío.
Según una realización adicional de la presente invención, y con referencia a la Figura 10, un sistema 230 incluye múltiples estaciones 240 de clasificación, cada una de las cuales incluye un sistema 242 de robot, una unidad 244 de percepción, múltiples ubicaciones 246 de destino (p.ej., recipientes) y una pila de recipientes 248 adicionales que pueden usarse mientras los recipientes 246 se mueven o identifican como listos para un mayor procesamiento. En particular, los objetos 236 de entrada se proveen en una tolva 232 de entrada y un transportador 234 sujeto con abrazadera lleva los objetos 236 hacia arriba en un transportador 238 de entrada. Una vez en el transportador 238, cada uno de los sistemas 242 de robot selecciona ciertos objetos del transportador, nuevamente mediante el uso de cualquiera de las unidades de percepción por encima del transportador de entrada (como, por ejemplo, unidades 46, 47 y 63 de percepción de las Figuras 1 y 2), o unidades 111 y 121 de percepción de la Figura 3 que se montan sobre los propios robots, que facilitan la selección y el agarre de los objetos. Una vez que cualquiera de los recipientes esté lleno o de otra manera se considere completado, los recipientes 250 se cargan al transportador 252 de salida para un mayor procesamiento, donde el sistema conoce la identidad de cada recipiente 252 así como sus contenidos según la asignación del procesador 256 central.
Según realizaciones adicionales, la entrada a cada estación 12 de clasificación puede proveerse en una tolva 260 móvil que puede posicionarse por un trabajador humano cerca del sistema 20 robótico como se muestra en la Figura I I . El sistema 12 de clasificación de la Figura 11 puede usar un sistema 262 de percepción para identificar objetos (así como cualquiera de las unidades 46, 47, 63, 111, 121 de percepción descritas más arriba), puede llenar los recipientes 22, 24, 26, 28 con objetos, y puede proveer recipientes 264 llenos o de otra manera completados al transportador 266 de salida. Según una realización adicional, la entrada a cada estación 12 de clasificación puede proveerse en una tolva 268 que es una de múltiples tolvas 268, 270 que se proveen en un transportador 272 de entrada cerca del sistema 20 robótico como se muestra en la Figura 8. El sistema 12 de clasificación de la Figura 12 puede usar un sistema 274 de percepción para identificar objetos (así como cualquiera de las unidades 46, 47, 63, 111, 121 de percepción descritas más arriba), puede llenar los recipientes 22, 24, 26, 28 con objetos, y puede proveer recipientes 276 llenos o de otra manera completados al transportador 278 de salida.
Según una realización adicional, la entrada a cada estación 12 de clasificación puede proveerse por un transportador de entrada como se describe más arriba con referencia a la Figura 1, que se provee sobre un transportador 280 de entrada cerca del sistema 20 robótico como se muestra en la Figura 13. El sistema 12 de clasificación de la Figura 13 puede usar un sistema 282 de percepción para identificar objetos (así como cualquiera de las unidades 46, 47, 63, I I I , 121 de percepción descritas más arriba), puede llenar los recipientes 22, 24, 26, 28 con objetos, y puede proveer recipientes 24 llenos o de otra manera completados a un carro 284 de salida que se monta sobre un carril 286 de salida. Según una realización adicional, la entrada a cada estación 12 de clasificación puede proveerse por un transportador de entrada como se describe más arriba con referencia a la Figura 1, que se provee sobre un transportador 288 de entrada cerca del sistema 20 robótico como se muestra en la Figura 14. El sistema 12 de clasificación de la Figura 14 puede usar un sistema 290 de percepción para identificar objetos (así como cualquiera de las unidades 46, 47, 63, 111, 121 de percepción descritas más arriba), puede llenar los recipientes 22, 24, 26, 28 con objetos, y puede proveer recipientes 26 llenos o de otra manera completados a una estación de colocación en bolsas para la colocación en bolsas por trabajadores humanos para proveer conjuntos de objetos clasificados en bolsas 292 para un mayor procesamiento por trabajadores humanos.
Un proceso del sistema de control general se muestra, por ejemplo, en la Figura 15. El sistema de control general puede comenzar (etapa 300) permitiendo que un nuevo recipiente recolector en cada estación se asigne a un grupo de objetos según parámetros de sistema generales (etapa 302) como se describe en mayor detalle más abajo. El sistema luego identifica recipientes asignados correlacionados con objetos en cada estación (etapa 304) y actualiza el número de objetos en cada recipiente en cada estación (etapa 306). El sistema entonces determina que cuando un recipiente está lleno o el sistema espera que la estación de clasificación asociada no vea probablemente otro objeto asociado al recipiente, el sistema robótico de estación de clasificación asociado entonces colocará el recipiente completado sobre un transportador de salida, o señalizará a un trabajador humano que entre y vacíe el recipiente (etapa 308) y luego regresará a la etapa 302.
Sistemas de varias realizaciones proveen numerosas ventajas debido a la flexibilidad dinámica inherente. La correspondencia flexible entre salidas de clasificador y destinos hace que pueda haber menos salidas de clasificador que destinos, de modo que todo el sistema pueda requerir menos espacio. La correspondencia flexible entre salidas de clasificador y destinos también hace que el sistema pueda elegir el orden más eficaz en el cual manejar los objetos, en una manera que varía con la mezcla particular de objetos y la demanda corriente abajo. El sistema también es fácilmente escalable, mediante incorporación de clasificadores, y más robusto dado que el fallo de un solo clasificador puede manejarse de forma dinámica sin incluso detener el sistema. Debería ser posible que los clasificadores tengan cierta discreción en el orden de los objetos y, de esta manera, se favorezcan objetos que necesitan manejarse rápidamente, o se favorezcan objetos para los cuales el clasificador dado puede tener un sujetador especializado.
Según ciertas realizaciones, por lo tanto, el sistema provee un sistema de clasificación que emplea un almacenamiento intermedio en la etapa de alimentación que permite la admisión escalable y flexible de objetos en el sistema. El almacenamiento intermedio puede incluir un solo transportador, un transportador circulante o múltiples transportadores, posiblemente para separar objetos desorganizados de objetos organizados. En realizaciones adicionales, la invención provee un sistema de clasificación que emplea múltiples clasificadores conectados flexiblemente a procesos corriente arriba y corriente abajo. El sistema puede también emplear una etapa de destino flexible, que incluye un proceso para cambiar de manera dinámica la correspondencia de salidas de clasificador y destinos del sistema mediante el uso de un conmutador basado en heurística del proceso de clasificación. El sistema puede, de manera dinámica, mapear salidas del clasificador a destinos del sistema según tendencias de uso históricas a largo plazo y estadísticas, o artículos ya procesados, o contenidos actuales de otras salidas de clasificador dinámicamente asignadas, o tiempo de clasificación promedio, mínimo o máximo asociado a cada salida de clasificador, o características físicas de los artículos clasificados, o información a priori, o entregas futuras conocidas, o ubicación dentro de una instalación, incluida la ubicación física con respecto a otras salidas de clasificador asignadas (p.ej., por encima, al lado, sobre o cerca), o envíos entrantes, así como conocer qué artículos se encuentran actualmente corriente arriba del proceso de clasificación y combinaciones de lo de más arriba. Además, sistemas de realizaciones de la invención proveen información con respecto a la correspondencia entre salidas del clasificador a destinos del sistema que puede proveerse a un sistema automatizado para la clasificación.
Al hacer uso de la heurística, el mapeo de salidas del clasificador a destinos del sistema puede mejorarse sustancialmente con respecto a la asignación fija tradicional. Los destinos pueden asignarse sobre la marcha, lo cual reduce el espacio desperdiciado de salidas de clasificador no utilizadas y reduce el tiempo que requiere procesar objetos entrantes. Las tendencias históricas a largo plazo pueden usarse para asignar salidas de clasificador cuando el próximo grupo de objetos entrante es en parte o totalmente desconocido. Los patrones de uso históricos proveen una percepción sobre cuándo puede esperarse que lleguen los objetos dirigidos a ciertos destinos, el número de objetos dirigidos a cada destino esperado para cierta hora dada, y las propiedades físicas probables de dichos objetos entrantes.
Además de las tendencias correspondientes a objetos entrantes, las tendencias históricas proveen información sobre la velocidad a la cual los objetos pueden clasificarse en salidas, y la tasa a la cual las salidas se transfieren a los destinos del sistema. Dichos factores permiten que las salidas de los clasificadores se asignen de manera probabilística hasta que se logre una compresión determinista de los objetos entrantes.
Además de las tendencias históricas, una compresión del estado actual del sistema se usa para asegurar que haya una cantidad apropiada de espacio asignado para los objetos que se espera que lleguen. Cuando se combina con el conocimiento de dichos objetos que ya se han clasificado, la correspondencia de salidas de clasificador a destinos del sistema puede, normalmente, asignarse de manera determinista. El conocimiento de dichos objetos ya procesados y de los contenidos de las salidas actuales del clasificador permite que el sistema remapee, de manera opcional, las salidas del clasificador una vez que estas se hayan vaciado de sus contenidos. En el caso de que no haya suficientes salidas de clasificador, dicho conocimiento también permite que el sistema especifique qué salidas de clasificador deben vaciarse de modo que puedan rápidamente reasignarse a nuevos destinos de sistema.
Una consideración adicional cuando se asignan, de forma dinámica, salidas de clasificador es tener en cuenta las características físicas de los paquetes y la instalación. Si se espera que cierto destino reciba objetos más grandes poco manejables, entonces puede asignarse una salida de clasificador de tamaño apropiado. Si un destino de sistema particular requiere más de una sola salida de clasificador, entonces pueden asignarse dos salidas adyacentes con el mismo destino con el fin de facilitar la intervención humana.
Un método también se presenta para mostrar información de correspondencia salida del clasificador - destino de sistema próxima a los destinos. Ello permite que los trabajadores humanos interactúen con el sistema para comprender cómo y cuándo vaciar de forma adecuada los destinos. Además, para la clasificación autónoma es crucial la capacidad de enviar dichas asignaciones de destino a un sistema de clasificación sin intervención humana. Ello permite la construcción de software de sistema de clasificación totalmente simplificado.
Según realizaciones adicionales, los sistemas de la invención pueden emplear carros que se trasladan hacia atrás y adelante a lo largo de direcciones de transporte. Dichos sistemas pueden depender de una etapa de preclasificación, donde un objeto se clasifica primero con respecto a la célula de clasificación correcta, y una vez allí, se clasifica en el recipiente recolector apropiado. De esta manera, diferentes células pueden tener diferentes mapeos de recipientes recolectores, lo cual permite que el número total de recipientes del sistema se multiplique por el número de células paralelas que están funcionando. Dichas etapas de preclasificación, sin embargo, deben ser sistemas automatizados complicados y costosos, o deben depender de incluso más trabajo humano; de cualquier manera, añaden coste que eleva el coste general por desvío del sistema a niveles inaceptablemente altos.
Según una realización adicional, por lo tanto, la invención provee un nuevo enfoque a la clasificación de objetos que produce un gran número (y muy flexible) de recipientes recolectores totales, costes de desvío por recipiente muy bajos, rendimiento tan alto como el de un sistema manual, y una necesidad mucho más pequeña de trabajo manual para funcionar.
La Figura 16, por ejemplo, muestra un sistema 310 que incluye un brazo 312 articulado con un efector 314 final, un área 316 de entrada en la cual se presentan los objetos para la clasificación, una cámara 318 principal para identificar los objetos que se clasificarán, y un transportador 320 receptor para recibir los objetos que se clasificarán de cualquiera de un trabajador humano, otro transportador o un recipiente de entrada. El sistema también incluye un conducto 322 de salida no clasificable que lleva a un recipiente 324 de salida no clasificable para proveer objetos que el sistema no pudo identificar o no pudo clasificar por cualquier otro motivo (p.ej., no pudo sujetar o recoger).
Además de la cámara 318 principal, el sistema también incluye una unidad 326 de cámara lanzable, que incluye una parte superior abierta (340 como se muestra en las Figuras 17 y 18) y una parte inferior abierta (358 como se muestra en las Figuras 13 y 14) de la estructura 338, y múltiples cámaras (344 como se muestra en las Figuras 17 y 18) posicionadas dentro de la unidad 326 a las cuales se apunta en las regiones centrales superior, media e inferior del interior de la unidad 326. En particular, y según se muestra más en las Figuras 17 y 18, las múltiples cámaras 344 toman imágenes de un objeto cuando este se deja caer por el efector final a través de la unidad 326. La unidad 326 también incluye múltiples conjuntos de luces 342 que pueden convertirse en iluminadas cuando ciertas cámaras se activan, y la unidad 326 puede también incluir uno o más sensores (p.ej., sensores láser) en la parte superior de la unidad 216 que detectan cuándo un objeto cae en la unidad 216 (así como sensores opcionales para detectar cuándo el objeto ha abandonado la unidad). Las múltiples cámaras 344 se diseñan para recoger múltiples imágenes de cada objeto desde múltiples vistas para ayudar a identificar o confirmar la identidad del objeto que ha caído. El montaje de hardware que incluye anillos 352 en soportes 354 puede también facilitar el posicionamiento de la unidad 326 en el entorno robótico.
Con referencia, nuevamente, a la Figura 16, un objeto que se ha dejado caer a través de la unidad 326 de percepción entonces cae en un primer carro 328 que se provee en un carril 330 sobre el cual el carro 328 puede moverse recíprocamente de forma automática entre una primera etapa 332 de clasificación y una segunda etapa 334 de clasificación a cualquier lado del área en la cual se ha dejado caer el objeto. En cada una de la primera etapa 232 de clasificación y la segunda etapa 324 de clasificación, el contenido del carro 328 puede dejarse caer en un carro 338 adicional de cualquiera de dos secciones 336 de clasificador con ala de lanzadera. En cada una de las secciones 336 de clasificador con ala de lanzadera, el carro 338 se mueve recíprocamente a lo largo de un carril 340 entre recipientes 342 de clasificación que pueden, de manera opcional, incluir paredes 344 laterales asociadas. Como se muestra más en las Figuras 19A - 19C, el carro puede mover un objeto para que esté adyacente a un recipiente 342 de clasificación designado (Figura 19B), y puede luego accionarse para descargar el objeto 346 del carro 338 en el recipiente de destino asignado (Figura 19C). El movimiento de cada carro 328 y 338 (así como el ladeo de cada carro) puede efectuarse por energía eléctrica o neumática en varias realizaciones.
La Figura 20 muestra una sección 336 de clasificador con ala de lanzadera que incluye el carro 338 sobre el carril 338 entre recipientes 342 de destino dentro de paredes 344. Como se muestra más en la Figura 20, los recipientes recolectores pueden retirarse por pares mediante el deslizamiento de un cajón 346 asociado que contiene un par de los recipientes (358, 360) recolectores en una dirección transversal al movimiento del carro 338. El cajón 346 puede también incluir luces 362 que indican si cualquiera de los recipientes contenidos, p.ej., 358, 360, está lleno o de otra manera listo para un mayor procesamiento, p.ej., mediante colocación en una bolsa. Un escáner portátil / impresora 364 puede también proveerse de modo que etiquetas 366 con reverso adhesivo codificadas pueden proveerse directamente a una bolsa que contiene los objetos procesados.
El sistema de la Figura 16 muestra un sistema con dos secciones 336 de alas de lanzadera. Cuando un objeto se recoge del transportador de alimentación, este se deja caer en el primer clasificador 328 de lanzadera. Dicho clasificador de lanzadera lleva el objeto a una de dos alas, deja caer el objeto en el carro para dicha ala y luego se mueve otra vez a su posición inicial. Debido al desplazamiento limitado, dicha operación hacia atrás y adelante puede llevarse a cabo en el tiempo que el brazo articulado requiere para recoger otro objeto (suponiendo que el brazo articulado está recogiendo objetos a aproximadamente una tasa humana de rendimiento).
El ala de clasificación de lanzadera, por lo tanto, incluye un carro de objetos sobre una corredera lineal motorizada que se desplaza por encima de una fila doble de recipientes. El carro se carga con un objeto y luego baja por el ala a lo largo de la corredera lineal hasta que alcanza el recipiente recolector al cual el objeto pertenece; luego usa el accionamiento giratorio para expulsar el objeto a un lado o al otro, donde este cae en uno de los dos cubículos en dicha ubicación. El carro luego regresa a la posición inicial a la espera de otro objeto.
En el concepto según se muestra, cada ala está limitada a una longitud de 8 recipientes recolectores, para un total de 16 recipientes recolectores por ala. La longitud de los recipientes recolectores desplazados por el carro lineal debe equilibrarse con otros factores de rendimiento en el sistema. Dadas las velocidades que pueden alcanzarse para accionadores lineales accionados por correa, distancias, y velocidad de recogida del brazo articulado, dicha longitud de 8 recipientes recolectores es una longitud razonable que no limita de manera adversa el rendimiento del sistema (a saber, el brazo articulado no tiene que esperar que un clasificador con ala de lanzadera regrese a la posición inicial antes de recoger otro objeto). En el presente recuento de 8x2 o 16 recipientes recolectores, cada ala tiene un coste de desvío en los cientos de dólares, a diferencia de los miles de dólares por desvío inteligente para soluciones actualmente desplegadas, según se describe más arriba.
Los sistemas en la técnica anterior tampoco usan clasificación tipo hacia atrás y adelante dado que la lanzadera solo puede manejar un artículo a la vez, y la lanzadera necesita regresar a su posición inicial después de cada clasificación. Según ciertas realizaciones de la presente invención, esta preocupación se mitiga de tres maneras: 1) se usan múltiples alas en paralelo, 2) se asignan destinos frecuentes a recipientes recolectores más cercanos a la posición inicial de la lanzadera y, de esta manera, se reduce el tiempo de ciclo promedio de la lanzadera, y 3) el mapeo de objetos a recipientes recolectores es dinámico y se encuentra bajo el control del sistema según se describe más arriba.
La Figura 21 muestra un sistema 400 según una realización adicional de la presente invención que incluye un brazo 402 articulado con un efector 404 final, un área 406 de entrada en la cual se presentan objetos para la clasificación, una cámara 308 principal para identificar los objetos que se clasificarán, y un transportador 410 receptor para recibir los objetos que se clasificarán de cualquiera de un trabajador humano, otro transportador o un recipiente de entrada. El sistema también incluye un conducto 412 de salida no clasificable que lleva a un recipiente 414 de salida no clasificable para proveer objetos que el sistema no pudo identificar o no pudo clasificar por cualquier otro motivo (p.ej., no pudo sujetar o recoger).
El sistema también incluye una unidad 416 de cámara lanzable, que incluye una parte superior abierta y una parte inferior abierta, así como múltiples cámaras posicionadas dentro de la unidad 416 a las que se apunta en las regiones centrales superior, media e inferior del interior de la unidad 416 según se describe más arriba con referencia a las Figuras 16 - 20. El objeto que se ha dejado caer cae entonces en un primer carro 418 que se provee en un carril 420 sobre el cual el carro 418 puede moverse de forma automática entre una primera etapa 422 de clasificación, una segunda estación 424 de clasificación, una tercera estación 426 de clasificación y una cuarta estación 428 de clasificación. La primera estación 422 de clasificación incluye un segundo carro 338 que puede recibir objetos del primer carro 418, y que se desplaza a lo largo de un carril 340 entre dos filas de recipientes 432 recolectores. La segunda estación 324 de clasificación (así como cada una de las estaciones 326 y 328) incluye un carro 338 que puede recibir objetos del primer carro 418, y que se desplaza a lo largo de un carril 340 entre dos filas de recipientes 336 recolectores. Nuevamente, los recipientes recolectores pueden retirarse por pares mediante el deslizamiento de un par de los recipientes recolectores en una dirección transversal al movimiento del carro asociado según se describe más arriba con referencia a la Figura 20.
El sistema 400, por lo tanto, incluye 64 recipientes recolectores en total. El presente sistema puede además escalarse para añadir más recipientes recolectores. El primer clasificador de lanzadera (que transfiere objetos del robot recolector a las alas) puede también alargarse para alojar 4 alas de clasificación de lanzadera antes de que el rendimiento del sistema se vea afectado de manera adversa. En particular, el sistema puede además expandirse por la duplicación, nuevamente, del número de alas. Ello requiere la adición de otro clasificador de lanzadera que toma el objeto del robot recolector y lo entrega a uno de los 4 sistemas de alas. Ello evita que el tiempo de desplazamiento hacia atrás y adelante de la clasificación de lanzadera efectúe un rendimiento de sistema general adverso.
Dicho sistema se muestra aquí en la Figura 22. En particular, la Figura 22 muestra un sistema 500 que incluye dos brazos 552 articulados independientes que tienen un efector 554 final en un área 506 de entrada, un carro 520 principal sobre un carril 522, así como ocho estaciones 524, 526, 528, 530, 532, 534, 536 y 538 de clasificación. En cada una de dichas estaciones de clasificación, un carro 338 puede desplazarse a lo largo de su carril 340 para acceder a recipientes 342 según se describe más arriba. Puede permitirse que el carro 520 se desplace en una dirección suficientemente lejos para alcanzar tanto el transportador 534 de entrada como el conducto 512 de salida no clasificable, que hace que el sistema pueda elegir enviar un objeto en el primer carro al transportador de entrada para su reprocesamiento, o al conducto de salida no clasificable si el objeto no es clasificable.
Los sistemas 400 y 500 también proveen, en cada realización, una asignación de recipientes recolectores dinámica según se describe más arriba. En sistemas típicos llevados a cabo por humanos, los recipientes recolectores se asocian estadísticamente (a destinos, instalaciones de parada siguiente, clientes, etc.) y no cambian con frecuencia; ello es así de modo que los beneficios de la eficacia puedan obtenerse por humanos que aprendan la asociación y ubicaciones de cubículos. En los sistemas de la invención, no existen tales limitaciones, dado que el sistema implica colocar todos los objetos en recipientes recolectores, y siempre tiene amplio conocimiento sobre qué objetos se encuentran en el sistema, cuáles se encuentran en cada recipiente, etc. El sistema también tiene conocimiento de toda la actividad de clasificación histórica, lo cual significa que las tendencias históricas pueden usarse para tomar decisiones incluso más inteligentes sobre la asignación de recipientes recolectores.
En el ejemplo más simple, y con referencia, nuevamente, al sistema de dos alas que se muestra en la Figura 10, si los datos históricos sugieren que dos de los recipientes recolectores en el presente sistema obtienen la mayoría de los objetos en cada ciclo de clasificación, entonces el sistema asignará uno de dichos recipientes a la primera ala, y uno a la segunda y, por consiguiente, garantizará que todos los recipientes de alto volumen no se encuentren en una ala y creen, de esta manera, un cuello de botella. El sistema puede también asignar recipientes cerca del inicio del ala y, de esta manera, asegurar tiempos de ciclo mínimos para los recipientes recolectores más ocupados. Por último, si el sistema necesita un recipiente vacío, puede señalizar a un operador humano que entre y vacíe un recipiente dado y, de esta manera, permitir que el recipiente se use tan pronto como se vacíe. Dichas estrategias garantizan que el tiempo de ciclo de las alas de clasificación de lanzadera no impacte en el rendimiento del sistema general.
Finalmente, el sistema puede también asignar y agrupar objetos para maximizar cualquier otra función de coste arbitraria. Dicho sistema de clasificación es, normalmente, una pequeña parte de un gran sistema, que, en general, se extiende a lo largo de múltiples instalaciones alrededor del estado, país o mundo. Como una parte de dicha red grande, el rendimiento del presente sistema inevitablemente tiene un impacto en los costes en cualquier otra parte de la red. Al comprender dichos impactos, el sistema presentado en la presente memoria puede asignar objetos a recipientes recolectores con el fin de minimizar el impacto del coste en cualquier otra parte en la macrorred.
En el presente concepto de sistema, brazos articulados (robots) adicionales pueden también añadirse a cada uno de los conceptos para escalar el rendimiento para el sistema. Normalmente, el número de robots R debe ser menor que o igual a la MITAD del número de alas W para que el tiempo de ciclo de lanzadera de ala no sea el limitador del rendimiento del sistema. Debajo de dicho número de robots, el rendimiento escala de manera lineal. Mediante la incorporación de robots y alas de clasificación de lanzadera, y mediante la sintonización de velocidades de clasificador de lanzadera y velocidades de recogida/escaneado de robots, es posible un amplio rango de rendimientos de sistema general y recuentos de cubículos mediante el uso de la misma arquitectura básica.
Para un mayor escalamiento, ocho alas alimentadas por una estación de recogida/escaneado es el máximo práctico. Para escalar recipientes máximos y rendimientos máximo más allá de esto, múltiples estaciones pueden paralelizarse y alimentarse por medios manuales o automatizados, así como células de clasificación manual se alimentan en conceptos descritos en la técnica anterior. Ello permite el escalamiento lineal continuado del rendimiento, así como mayores números de recipientes recolectores, dado que el sistema puede ahora asignar, de forma dinámica, entre todos los recipientes en todas las alas en todas las células paralelas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un método para procesar objetos, dicho método comprendiendo las etapas de:
adquirir un objeto que se clasificará de una estación (316) de entrada con un dispositivo (312) de movimiento programable;
identificar el objeto para determinar indicios asociados al objeto;
asignar una ubicación (342) intermedia al objeto en respuesta a los indicios, en donde la ubicación intermedia se asocia a una ubicación de destino, caracterizado por que el método además comprende las etapas de: mover el objeto usando un primer carro automatizado hacia una de al menos dos estaciones (336) intermedias, en donde una primera estación intermedia de las al menos dos estaciones intermedias incluye un segundo carro (338) automatizado para transportar objetos a una de una primera pluralidad de ubicaciones intermedias, y una segunda estación intermedia de las al menos dos estaciones intermedias incluye un tercer carro (338) automatizado para transportar objetos a una de una segunda pluralidad de ubicaciones intermedias; y
transportar el objeto a la ubicación intermedia asignada.
2. El método según se reivindica en la reivindicación 1, en donde dicha etapa de identificar el objeto incluye escanear el objeto con múltiples cámaras mientras el objeto está cayendo.
3. El método según se reivindica en la reivindicación 1, en donde dicha etapa de mover el objeto además incluye mover el objeto usando un segundo carro automatizado.
4. El método según se reivindica en la reivindicación 1, en donde dicha etapa de mover el objeto incluye descargar el objeto del primer carro automatizado al segundo carro automatizado.
5. El método según se reivindica en la reivindicación 1, en donde el método además incluye la etapa de asignar, de forma dinámica, ubicaciones intermedias adicionales asociadas a ubicaciones de destino adicionales para objetos adicionales con capacidad de respuesta a indicios asociados a cada uno de los objetos adicionales.
6. El método según se reivindica en la reivindicación 1, en donde cada ubicación intermedia no se asigna a una ubicación de destino hasta que un objeto se haya procesado y se haya asociado a la ubicación intermedia.
7. El método según se reivindica en la reivindicación 1, en donde dicho dispositivo de movimiento programable incluye un sistema robótico.
8. El método según se reivindica en la reivindicación 1, en donde dicho método además incluye la etapa de asignar una ubicación intermedia según al menos uno de:
i) tendencias de uso históricas a largo plazo y estadísticas;
ii) requisitos de entrega futura o procesos de clasificación;
iii) datos de percepción con respecto a objetos que se encuentran corriente arriba del área de entrada;
iv) datos relativos a objetos que ya se han procesado;
v) objetos que actualmente se están clasificando por múltiples dispositivos de movimiento programable;
vi) información sobre tiempo de clasificación;
vii) características físicas de objetos que se clasificarán; y
viii) información sobre ubicaciones dentro de una instalación en la cual pueden procesarse los objetos.
9. Un sistema de procesamiento de objetos que comprende:
al menos un dispositivo (312) de movimiento programable para adquirir un objeto que se procesará de una estación (316) de entrada;
un procesador (44) para asignar, de forma dinámica, una ubicación intermedia para el objeto, dicha ubicación intermedia asociándose dinámicamente a una ubicación de destino;
un primer carro (328) automatizado para moverse, de forma recíproca, entre al menos dos estaciones (336) intermedias;
un segundo carro (338) automatizado en comunicación con una primera de las al menos dos estaciones intermedias, dicho segundo carro automatizado para transportar objetos a una de una primera pluralidad de ubicaciones (342) intermedias, cada ubicación intermedia incluyendo un primer recipiente, caracterizado por que el sistema además comprende:
un tercer carro (338) automatizado en comunicación con una segunda de las al menos dos estaciones intermedias, dicho tercer carro automatizado para transportar objetos a una de una segunda pluralidad de ubicaciones (342) intermedias, cada ubicación intermedia incluyendo un segundo recipiente;
en donde el dispositivo de movimiento programable se configura para transferir el objeto al primer carro automatizado, y el primer carro automatizado se configura para transferir el objeto a uno del segundo o tercer carros automatizados para transportar el objeto a la ubicación intermedia asignada.
10. El sistema de procesamiento de objetos según se reivindica en la reivindicación 9, en donde dicha estación de entrada incluye un transportador (320) de entrada, y dicho primer carro automatizado es además movible a la estación de entrada de modo que un objeto puede devolverse a la estación de entrada por el primer carro automatizado.
11. El sistema de procesamiento de objetos según se reivindica en la reivindicación 9, en donde dicha estación de entrada incluye un conducto de salida para proveer objetos que el sistema robótico no puede procesar.
12. El sistema de procesamiento de objetos según se reivindica en la reivindicación 11, en donde dicho primer carro automatizado es además movible al conducto de salida de modo que un objeto puede moverse al conducto de salida por el primer carro automatizado.
13. El sistema de procesamiento de objetos según se reivindica en la reivindicación 9, en donde dicha estación de entrada incluye un sistema de escáner principal para identificar indicios con respecto a objetos, y un segundo sistema de escáneres que incluye múltiples escáneres.
14. El sistema de procesamiento de objetos según se reivindica en la reivindicación 13, en donde dichos múltiples escáneres de dicho segundo sistema de escaneado se posicionan para escanear un objeto mientras este está cayendo.
15. El sistema de procesamiento de objetos según se reivindica en la reivindicación 9, en donde dicho primer carro automatizado puede descargar cualquier contenido del carro en una dirección transversal a una dirección de movimiento del primer carro automatizado, y en donde dicho segundo carro automatizado puede descargar cualquier contenido del segundo carro automatizado en una dirección transversal a una dirección de movimiento del segundo carro automatizado, y en donde dicho tercer carro automatizado puede descargar cualquier contenido del tercer carro automatizado en una dirección transversal a una dirección de movimiento del tercer carro automatizado.
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