ES2961835T3 - Sistema de almacenamiento y recuperación - Google Patents

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ES2961835T3 ES14732638T ES14732638T ES2961835T3 ES 2961835 T3 ES2961835 T3 ES 2961835T3 ES 14732638 T ES14732638 T ES 14732638T ES 14732638 T ES14732638 T ES 14732638T ES 2961835 T3 ES2961835 T3 ES 2961835T3
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Abstract

Sistemas 250 métodos 200 y conjuntos de instrucciones codificadas ejecutables por máquina para el manejo total y/o parcialmente automatizado de mercancías. En particular, la divulgación proporciona mejoras en el almacenamiento y recuperación de contenedores en sistemas tales como sistemas de procesamiento de pedidos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de almacenamiento y recuperación
REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES RELACIONADAS
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La divulgación en el presente documento se refiere a sistemas y métodos para manipular contenedores procesados por sistemas de almacenamiento y recuperación al menos parcialmente automatizados. En particular, la divulgación proporciona sistemas y métodos mejorados para el apilamiento de contenedores en sistemas de almacenamiento y recuperación totalmente automáticos o semiautomáticos.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Se conocen diversas formas de sistemas de procesamiento y cumplimiento de pedidos, tanto totalmente automáticos o semiautomáticos. Ellos y los componentes que los componen pueden adoptar muchas formas. Como ejemplo, el documento US 2.701.065, describe la manipulación y almacenamiento de mercancías almacenadas en contenedores apilados en filas independientes. Otro ejemplo se muestra en el documento EP 0767113 (Cimcorp™), donde se describe un mecanismo para retirar una pluralidad de contenedores apilados usando un manipulador de carga robótico en forma de un tubo rectangular que desciende alrededor de los contenedores y es capaz de agarrar una entrada en cualquier nivel.
Un sistema estructurado por armazones se describe en el documento WO 98/049075A donde se apilan múltiples contenedores en virtud de estar retenidos en una estructura de armazón en rejilla. Los contenedores se manipulan mediante un dispositivo de carga móvil, como se describe en la patente noruega documento NO 317366, que es capaz de recoger el contenedor superior de una pila guiada por rieles en una gran rejilla. En algunas implementaciones, se pueden utilizar múltiples controladores de carga para aumentar la capacidad y reducir los tiempos de acceso.
Sin embargo, es necesario mejorar la eficiencia de los sistemas y procesos para almacenar y recuperar contenedores en tales sistemas. El documento EP1775241A1 revela las características del preámbulo según la reivindicación 1.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Los sistemas de almacenamiento y recuperación de mercancías totalmente automáticos o semiautomáticos, varios aspectos de los cuales a veces pueden denominarse sistemas de "cumplimiento de pedidos", "almacenamiento y recuperación" y/o "selección de pedidos", se pueden implementar en una amplia variedad de tipos y formas. Una manera de proporcionar acceso a mercancías almacenadas para su recuperación totalmente automático y/o semiautomático, por ejemplo, comprende la colocación de mercancías, que pueden ser de cualquier tipo deseado, en recipientes u otros contenedores (en lo sucesivo denominados genéricamente contenedores), y apilar y/o disponer de otro modo los contenedores verticalmente en capas, y opcionalmente en múltiples columnas y/o filas, de modo que los contenedores individuales puedan ser accesibles mediante sistemas de recuperación de contenedores total o parcialmente automatizados. Tales sistemas pueden comprender, por ejemplo, diversas combinaciones de contenedores; mecanismos de soporte de la pila de contenedores, que pueden incluir dispositivos mecánicos tales como armazones y/o contenedores independientes, apilables y/o de otro modo especializados; y dispositivos de recuperación automatizados o semiautomáticos (es decir, "robóticos"), tales como manipuladores de carga que pueden, por ejemplo, operar sobre rejillas u otras formas de rieles, usando ruedas y/o sobre otras formas de dispositivos de desplazamiento mecánicos.
Por ejemplo, como se muestra en la Figura 2, los sistemas de almacenamiento y recuperación de mercancías pueden proporcionarse en formas que comprenden filas y columnas de contenedores apilados, en combinación con manipuladores de carga operados por rieles elevados configurados para acceder a los contenedores tanto para almacenamiento como para retirada, desde arriba. como se muestra en las Figuras 3 y 4.
Los sistemas de preparación de pedidos automáticos o semiautomáticos pueden incluir muchos procesos que, en algunos ejemplos, pueden separarse ampliamente en al menos dos aspectos principales. Un aspecto implica el movimiento de contenedores con producto dentro y fuera del almacenamiento con un sistema mecanizado o de otro tipo. Otro aspecto implica la transferencia de producto dentro, fuera y entre contenedores, lo que a menudo puede implicar un proceso manual y/o automatizado.
La optimización de los procesos de movimiento de contenedores puede, en algunos ejemplos, implicar la gestión de transportadores, grúas, transbordadores, manipuladores de carga robóticos, etc. de una manera que optimice el rendimiento del sistema de almacenamiento y recuperación. En una aplicación industrial real, esto puede implicar compensaciones entre la utilización y el desempeño de diferentes partes del sistema, especialmente cuando la contienda por diversos recursos ocurre con el tiempo.
La optimización de los procesos de movimiento de productos (como la preparación de pedidos y el reabastecimiento de contenedores) puede, en algunos ejemplos, centrarse en mantener a los recolectores/mecanismos manuales (por ejemplo, humanos) y (semi)automatizados constantemente activos sin períodos de espera. En una operación de recogida de mercancías o comestibles en general, puede haber variaciones en el tiempo necesario para realizar estas tareas, dependiendo del tamaño, peso, forma, robustez, etc. de los productos individuales. Por ejemplo, durante el reabastecimiento de contenedores, puede llevar 20 veces más tiempo llenar un contenedor con un producto que con otro producto.
Proporcionar un amortiguador entre el sistema mecánico de movimiento de contenedores y los sistemas de movimiento de productos puede, en algunas realizaciones, reducir o eliminar los retrasos causados por la espera de que un contenedor, un dispositivo (tal como un manipulador de carga, transportador, etc.) u otro recurso del otro sistema esté disponible. En algunos ejemplos, esto puede permitir una optimización separada o general de los dos sistemas.
Según la invención se proporciona un sistema según la reivindicación 1.
En algunas realizaciones de ejemplo, el uso de amortiguador puede mejorar la utilización de la mano de obra. En algunos escenarios de ejemplo, la productividad de un proceso de reabastecimiento de contenedores (entrante) puede aumentar entre un 30 % y un 40 %, y la productividad de preparación de pedidos puede aumentar entre un 20 % y un 30 % mediante la introducción de almacenamientos intermedios de tamaño adecuado. En algunos ejemplos, la presente divulgación proporciona métodos y sistemas para disponer dichos almacenamientos intermedios de manera eficiente en términos de costo y espacio.
La productividad de los manipuladores de carga robóticos en algunos sistemas de ejemplo también se puede aumentar reduciendo el movimiento vertical de los manipuladores de carga en las estaciones de reabastecimiento y preparación de pedidos. En algunos escenarios, esto puede permitir un acceso más frecuente de los manipuladores de carga robóticos a cada ubicación de entrega y recogida, lo que puede permitir una mayor velocidad de recogida y/o una mayor productividad del trabajo. Algunas realizaciones de la presente divulgación pueden reducir significativamente el movimiento vertical del manipulador de carga.
En algunos escenarios y/o realizaciones de ejemplo, la eficiencia de los sistemas descritos, y otros tipos de sistemas de almacenamiento y recuperación, se puede mejorar proporcionando el almacenamiento y el acceso de contenedores, en pilas, desde arriba y desde abajo, como se muestra por ejemplo en las Figuras 5-7, etc.
Por lo tanto, en varios aspectos, la divulgación en el presente documento proporciona sistemas, métodos y correspondientes conjuntos de instrucciones codificadas ejecutables por máquina para el manejo totalmente automático y semiautomático de contenedores. En particular, la divulgación proporciona mejoras en el apilamiento de contenedores en sistemas de almacenamiento y recuperación que pueden ser parte de sistemas más grandes, tales como sistemas de cumplimiento de pedidos.
En el mismo y otros aspectos, la divulgación proporciona sistemas para apilar contenedores en sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación. Dichos sistemas pueden incluir una o más abrazaderas, correspondiendo cada abrazadera o de otro modo definiendo una ubicación de la pila y configuradas para sujetar uno o más contenedores más bajos de una pila; uno o más elevadores configurados para elevar uno o más contenedores a una posición adecuada para su acoplamiento mediante la(s) abrazadera(s); y al menos un manipulador de carga aéreo configurado para levantar uno o más contenedores desde la parte superior de la pila, y para bajar uno o más contenedores hasta la parte superior de la pila.
Aspectos de la invención también pueden incluir elevadores que comprenden mecanismos para bajar una o más abrazaderas para enganchar uno o más contenedores dispuestos debajo de una pila, y para levantar dichos contenedores sujetos para formar una parte inferior de la pila.
En la misma u otras realizaciones, los sistemas según la invención pueden incluir transportadores para transportar contenedores hacia o desde posiciones debajo de ubicaciones de apilamiento donde pueden ser levantados por dichos elevadores.
En diversas realizaciones, los sistemas según la invención pueden incluir abrazaderas que se pueden mover a lo largo de las alturas de las pilas y configurarse para sujetar y levantar cualquier contenedor deseado dentro de las pilas.
En diversas realizaciones, la invención se puede implementar utilizando pilas independientes o pilas soportadas por armazones, o ambas.
En aspectos adicionales, la divulgación proporciona métodos correspondientes y estructuras lógicas tales como conjuntos de instrucciones codificadas ejecutables por máquina adecuados para su uso en la implementación de dichos métodos y/o de otro modo controlando dichos sistemas.
El control de dichos sistemas totalmente automáticos y/o semiautomáticos, y en particular de tales abrazaderas, elevadores, manipuladores de cargas aéreas y mecanismos, se puede lograr mediante el uso de diversas formas y combinaciones de sensores, mecanismos de control y procesadores configurados adecuadamente operando según la lógica de control programada en forma de software, firmware, etc.
La presente invención proporciona un sistema para apilar contenedores en un sistema de almacenamiento y recuperación automatizado según la reivindicación 1.
Características opcionales se establecen en las reivindicaciones dependientes. En la misma u otras realizaciones, los sistemas según la invención pueden incluir al menos un procesador configurado para gestionar el movimiento de contenedores en el sistema, donde gestionar el movimiento de los contenedores en el sistema comprende: generar señales para controlar o instruir a una o más abrazaderas, el elevador y al menos un manipulador de cargas aéreas.
La invención también se refiere a un método para apilar contenedores en un sistema de almacenamiento y recuperación automatizado según la reivindicación 20.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La invención se ilustra en las figuras de los dibujos adjuntos, que pretenden ser ejemplares y no limitativos, y donde referencias similares pretenden referirse a piezas similares o correspondientes.
La Figura 1 es un diagrama de flujo esquemático que ilustra procesos y sistemas a los que se pueden aplicar aspectos de la invención.
Las Figuras 2 y 4 a 6 son diagramas esquemáticos que muestran aspectos de una realización de un sistema de almacenamiento y recuperación adecuado para su uso en la implementación de la invención.
La Figura 3 es un diagrama esquemático que muestra dispositivos adecuados para su uso en la implementación de aspectos de la invención.
La Figura 4a es un diagrama esquemático que muestra aspectos de un sistema de recogida de ejemplo. La Figura 7 muestra una serie de diagramas esquemáticos que ilustran aspectos de un proceso de ejemplo para apilar contenedores.
Las Figuras 8a, 8b y 9 son diagramas esquemáticos que muestran dispositivos/mecanismos adecuados para su uso en la implementación de aspectos de la invención.
Las Figuras 10, 11 y 11a son diagramas esquemáticos que muestran aspectos de una realización de un sistema de almacenamiento y recuperación que incluye dispositivos adecuados para su uso en la implementación de aspectos de la invención.
Las Figuras 12a y 12b son diagramas esquemáticos que muestran dispositivos/mecanismos adecuados para su uso en la implementación de aspectos de la invención.
DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES
Realizaciones preferidas de métodos, sistemas y aparatos adecuados para su uso en la implementación de la invención se describen con referencia a los dibujos.
Una de las aplicaciones más importantes de los sistemas de almacenamiento y recuperación según la invención es el procesamiento totalmente automático o semiautomático de pedidos, como por ejemplo mediante su uso como componentes 40 de sistemas automatizados de cumplimiento de pedidos como el que se muestra en la Figura 1.
En la realización mostrada en la Figura 1, un sistema de cumplimiento de pedidos 250 comprende un sistema de reabastecimiento 30; sistema de almacenamiento y recuperación 40, que puede incluir sistema(s) de almacenamiento y recuperación de acceso inferior como se describe en el presente documento; un sistema de preparación de pedidos 50; y una instalación de despacho 60. Como entenderán los expertos en las técnicas relevantes, varios componentes de dicho sistema 250 pueden configurarse en una amplia variedad de formas, utilizando muchos tipos diferentes de dispositivos y procesos, en varias combinaciones. Además, dichos sistemas y procesos pueden usarse para la clasificación, almacenamiento y entrega de cualquier tipo de productos, incluidos, por ejemplo, comestibles y/u otros artículos de oficina, domésticos y de consumo.
También debe entenderse que, si bien diversos aspectos de los procesos y sistemas mostrados en la Fig. 1 se ilustran utilizando cuadros funcionales o esquemáticos separados, en diversas realizaciones, los aspectos físicos, lógicos y otros aspectos del o de los sistemas 250 y funciones 200 representadas se pueden combinar o compartir de otro modo en una amplia variedad de formas.
Las estaciones de reabastecimiento 30 y los procesos asociados pueden, por ejemplo, proporcionar cualquier aspecto de los sistemas de procesamiento de pedidos 250 que permitan separar y colocar palés y/u otros paquetes múltiples de artículos entrantes, individualmente o en grupos, en contenedores separados para el almacenamiento en un sistema o sistemas de almacenamiento y recuperación 40 basados en una rejilla u otro tipo de sistema(s) de almacenamiento y recuperación. Dichos procesos se pueden realizar usando cual(es)quiera sistema(s) totalmente automático(s) o semiautomático(s) adecuadamente configurado(s), usando, por ejemplo, varios tipos de transportadores, carros, dispositivos robóticos, etc., y/o pueden ser realizados manualmente por trabajadores humanos. En diversas realizaciones, una estación de reabastecimiento 30 puede incluir estaciones de selección únicas o múltiples donde uno o más conjuntos de artículos paletizados o agrupados de otro modo se seleccionan y se colocan en contenedores inicialmente vacíos o parcialmente llenos.
(Sub)sistema(s) de almacenamiento y recuperación 40 puede incluir cual(es)quiera máquina(s), dispositivo(s), infraestructura o disposición adecuada para almacenar y recuperar automática y/o manualmente contenedores que contengan uno o más artículos según la divulgación en este documento. Preferiblemente, dichos sistemas proporcionan medios para almacenar dichos contenedores en rejillas que comprenden múltiples pilas, y para almacenar, recuperar y/o acceder de otro modo a los contenedores almacenados en dichas pilas tanto desde la parte superior como desde la parte inferior, como se describe en el presente documento.
La(s) estación(es) de preparación de pedidos 50 pueden incluir cualquier tipo o forma de sistema(s) adecuado para recibir contenedores de artículos recuperados mediante el(los) sistema(s) de almacenamiento y recuperación 40, y permitir la recogida de artículos desde los mismos. Dichos sistemas pueden, por ejemplo, incluir varios tipos y formas de sistemas transportadores o basados en carros, donde los contenedores 1 pueden cargarse en transportadores o carros de selección para su transporte a áreas de selección, para automatización y/o o extracción manual de artículos y su colocación en contenedores de entrega u otros contenedores de montaje de pedidos.
Aspectos del o de los sistemas de almacenamiento y recuperación 30, 40, 50 según la invención se pueden implementar usando componentes proporcionados por fabricantes tales como Autostore™, Cimcorp™, y otros.
Un ejemplo de operación de un sistema 250 se puede describir haciendo referencia a las Figuras 1 y 4 - 7. En 202, los artículos paletizados u otros lotes de artículos llegan a una estación de reabastecimiento 30. Por ejemplo, los artículos de palé(s) se pueden retirar de un camión u otro medio de transporte en un centro de procesamiento/cumplimiento de pedidos, y ser transportados a una o más estaciones de reabastecimiento 30 que comprenden mesas, transportadores, carros, etc. para contener una pluralidad de recipientes o contenedores 1. Al retirarlos o abrirlos de cualquier embalaje, en la estación 30, uno o más productos pueden estar en los recipientes 1 u otros contenedores.
A medida que se completa el almacenamiento deseado de los contenedores 1, en 204 los contenedores pueden transferirse para su almacenamiento en un sistema de almacenamiento y recuperación 40 (Figuras 4 y 5), como por ejemplo mediante un transportador, y almacenarse allí hasta que se necesiten para cumplir con un pedido. Por ejemplo, un contenedor 1 puede llevarse a una rejilla 2, acoplarse a un manipulador de carga aéreo 4 en un puerto 7 o un elevador/abrazadera de acceso inferior, y almacenarse dentro de una pila 3 de la rejilla hasta que sea necesario para procesos de cumplimiento de pedidos adicionales.
Cuando se determina posteriormente que se necesita un contenedor 1 que contiene uno o más artículos para procesos de cumplimiento de pedidos adicionales, en 206 ese contenedor 1 puede recuperarse del sistema de almacenamiento y recuperación 40 y entregarse a una estación de preparación de pedidos 50. Por ejemplo, el contenedor 1 identificado como necesario, o de otro modo deseado, para cumplir con un pedido puede recuperarse de un punto de almacenamiento 18 (ver, por ejemplo, la Figura 4) en la rejilla 2 mediante un manipulador de carga 4 o elevador 71, y transportarse a un puerto de entrega 7. En el puerto 7, el contenedor 1 se puede bajar o colocarse de otro modo en un transportador 5 u otro medio de transporte para su entrega a una estación de preparación de pedidos 50.
En la estación de preparación de pedidos 50, los artículos pueden retirarse del o de los contenedores recuperados 1, colocarse en contenedor(es) de pedido o de entrega y, de otro modo, prepararse para la entrega según sea necesario.
En 208, los contenedores empaquetados 1, o conjuntos de estos que comprenden partes o totalidades de pedidos seleccionados pueden transportarse, mediante transportador, montacargas u otros medios, a un vehículo de carga u otro punto de entrega 60, para su envío a cualquier cliente que realice el pedido. Por ejemplo, en un sistema 250 que comprende una estación de recolección, el recolector puede mover el o los contenedores 1 que se han llenado con todos los artículos deseados a un transportador u otro dispositivo, para su entrega a una instalación de despacho 60 u otra ubicación deseada.
En la instalación de despacho 60, los contenedores empacados 1 asociados con uno o más pedidos montados pueden clasificarse y entregarse a medios de transporte, tales como camiones, o entregarse de otro modo a, o prepararse para la entrega a, cliente(s) u otros agentes asociados con los pedidos. Debe entenderse que proporcionar un contenedor para su envío puede incluir hacer cola o identificar de otra manera el contenedor como listo para su envío, y no necesariamente incluye la carga o envío real del contenedor.
En 210, 212, 214, los contenedores 1 total y/o parcialmente vacíos pueden devolverse a los puntos deseados en el sistema de cumplimiento de pedidos 250, para su posterior almacenamiento y/o reabastecimiento según se desee.
Los principios de la invención se pueden aplicar con especial ventaja a la aceptación y cumplimiento de pedidos semiautomáticos y/o totalmente automatizados. Dichos pedidos pueden incluir, por ejemplo, pedidos ingresados a través de Internet y/u otras redes de comunicación públicas y privadas.
Como se señaló anteriormente, en una operación típica de recolección de productos adaptada para manejar una gran variedad de artículos, tal como un sistema de procesamiento de pedidos de comestibles, se pueden implementar sistemas de almacenamiento y recuperación 40 para manejar amplias variedades y cantidades de artículos. En algunas realizaciones, dichos artículos pueden colocarse en recipientes u otros contenedores y organizarse en rejillas de contenedores apilados o en capas para reducir el espacio requerido para almacenar todos los contenedores. En diversas realizaciones, dichas rejillas pueden comprender pilas independientes y/o pilas soportadas por armazones. Por ejemplo, en el sistema de almacenamiento y recuperación 40 ilustrado en la Figura 2, los contenedores 1 pueden almacenarse en rejillas 2 que comprenden columnas 12 y filas 10 de pilas 3.
En diversas realizaciones, la(s) rejilla(s) 2 asociadas con el(los) sistema(s) 40, 250 del tipo mostrado en la Figura 2 pueden comprender cualquier número deseado de pilas 3 de contenedores 1, en forma de recipientes, cajas, cestas, palés y/u otros contenedores.
Los contenedores 1 almacenados en una rejilla 2 se pueden almacenar y/o recuperar de las pilas 3 mediante el uso de diversos dispositivos o sistemas automáticos o semiautomáticos. Los dispositivos y sistemas según la invención pueden extraer contenedores de, y/o insertar contenedores en, pilas 3 desde cualquier dirección accesible, incluyendo la parte superior, los lados y la parte inferior de la rejilla 2.
Si bien algunos sistemas de almacenamiento y recuperación 40 han previsto el acceso a los contenedores 1 desde la parte superior de las rejillas 2 y/o las pilas 3, una capacidad alternativa o adicional para recuperar contenedores e insertar contenedores en la parte inferior de dichas rejillas o pilas, como se describe en el presente documento, puede proporcionar numerosas ventajas, incluida una eficiencia mejorada en varias circunstancias.
Por ejemplo, como se muestra en las Figs. 3 y 4, y según la invención, los contenedores 1 pueden almacenarse y/o recuperarse de un sistema de almacenamiento y recuperación 40 mediante el uso de manipuladores de carga aéreos 4 configurados para desplazarse por encima de la rejilla 2, sobre rieles 16, y para acoplarse a contenedores 1 desde arriba. Como se muestra en 7 en la Figura 4, por ejemplo, un manipulador de carga 4 puede usar un elevador 8 u otro dispositivo para bajar una pinza 6 para enganchar y levantar el contenedor 1 desde la parte superior de la pila 3 donde está colocado.
En algunos ejemplos, la rejilla 2 puede proporcionar una armazón estructural para guiar los contenedores a medida que se almacenan o recuperan del sistema 40, y para evitar que las pilas se caigan. Los rieles 16 pueden ser parte de la estructura de la rejilla 2 o pueden ser estructuras separadas situadas encima de la rejilla 2. Aunque los rieles 16 de ejemplo en la Fig. 4 se ilustran como vías perpendiculares, los rieles 16 pueden tener cualquier forma o configuración. que permiten a los robots acceder a cada ubicación de la pila sin impedir la capacidad de almacenar o recuperar contenedores desde la parte superior de las pilas 3.
Los manipuladores de carga robóticos 4 están configurados para viajar a lo largo de los rieles para acceder a las distintas pilas 3 del sistema. Como se ilustra en la Fig. 3, un manipulador de carga robótico de ejemplo puede tener dos juegos de ruedas perpendiculares para acoplarse a la vía. En algunas realizaciones, los manipuladores de carga robóticos pueden incluir un elevador u otro mecanismo que se usa para seleccionar qué juego de ruedas se acoplan con la vía y, por lo tanto, controlar la dirección de desplazamiento a lo largo de los rieles.
En otras realizaciones, sólo se puede utilizar un único juego de ruedas giratorias u otros mecanismos para acoplar disposiciones de rieles perpendiculares u otras.
Los manipuladores de carga robóticos pueden incluir una pinza u otro mecanismo que se puede bajar desde el manipulador de carga mediante alambres, cuerdas, cintas u otros mecanismos similares a cables. Una vez en contacto con el contenedor 1, un ancla u otro mecanismo de acoplamiento en la pinza puede acoplarse de forma segura con una porción superior del contenedor 1. El contenedor 1 puede entonces ser levantado de la pila y fuera de la estructura de rejilla mediante el manipulador de carga robótico. El mecanismo de anclaje puede adoptar muchas formas, pero en algunos ejemplos puede incluir un gancho o una llave giratoria.
Para recuperar los contenedores 1 que no están en la parte superior de una pila, se puede instruir a los manipuladores de carga robóticos 4 para que retiren secuencialmente cada contenedor apilado encima del contenedor 1 deseado hasta que el contenedor 1 deseado esté en la parte superior y se pueda acceder a él y retirarlo. Cualquier contenedor inicialmente apilado encima del contenedor deseado se puede mover a otras ubicaciones en el sistema o se puede mantener/almacenar temporalmente en otro lugar y regresar a la misma pila una vez que se haya recuperado el contenedor deseado. En algunos ejemplos, recuperar un contenedor deseado desde el medio o la parte inferior de una gran pila de contenedores puede llevar mucho tiempo y puede ocupar uno o más manipuladores de carga robóticos 4 durante una cantidad de tiempo significativa.
A medida que aumentan las demandas del sistema y se utilizan manipuladores de carga aéreos 4 adicionales, se puede desarrollar congestión de tráfico y/u otras formas de contención entre manipuladores de carga. Por ejemplo, cuando varios manipuladores de carga intentan acceder a contenedores o viajar en la misma región de la rejilla, uno o más manipuladores de carga pueden tener que esperar hasta que otro manipulador de carga complete su tarea o se aparte del camino. En algunos casos, esto puede aumentar el tiempo requerido para el almacenamiento y recuperación de contenedores, y puede ralentizar cualquier actividad posterior de manejo de carga y/o procesamiento de pedidos que no se puede iniciar hasta que se completen las tareas de manejo de carga actuales. Asimismo, cuando una pila 3 comprende un número relativamente menor de contenedores con respecto a una altura máxima de pila de la rejilla 2, se puede requerir que la pinza 6 del manipulador de carga aéreo 4 recorra una distancia significativa para alcanzar la parte superior de la pila, y recorrer de nuevo la misma distancia que cuando se retrae, y emplear una cantidad de tiempo relativamente mayor para hacerlo que si la pila 3 comprendiera más contenedores 1.
En algunas realizaciones de ejemplo, estas y otras ineficiencias pueden aliviarse o eliminarse por completo mediante el uso de sistemas de acceso a la parte inferior como se describe en el presente documento. Otras ventajas ofrecidas por algunas realizaciones de la invención pueden incluir un acoplamiento rápido y seguro de los contenedores 1 para ser insertados y/o retirados de las pilas 3 de la rejilla 2.
En algunos ejemplos, el uso de sistemas de almacenamiento intermedio puede mejorar la desvinculación de actividades manuales, y por lo tanto a menudo impredecibles, como la reposición y la recogida de las tareas realizadas por los manipuladores/elevadores de carga. La Figura 4a ilustra un ejemplo de un sistema de selección de zonas convencional 80, donde se puede proporcionar un almacenamiento intermedio de preselección 86 entre el sistema transportador 82 y el recolector 84. En algunos casos operativos, este almacenamiento intermedio puede combinar altos rendimientos con una alta productividad del trabajo. En algunos ejemplos, se pueden utilizar aspectos de la presente solicitud para proporcionar un almacenamiento intermedio similar a un sistema de almacenamiento y recuperación basado en rejilla como se describe, por ejemplo, en la Figura 12 o en cualquier otra realización de ejemplo.
Por ejemplo, el uso tanto de manipuladores de carga de acceso superior 4 como de manipuladores de abrazadera y elevador de acceso inferior como se describe en el presente documento puede facilitar el uso de regiones de almacenamiento intermedio dentro de las rejillas 2, particularmente cuando se combina con el uso de transportadores, etc., como se muestra por ejemplo en la Figura 5.
En las Figuras 5 - 11 se muestran ejemplos de sistemas 40 para manipular contenedores 1 en sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación 40 según la invención. Como se muestra en las Figuras 5 - 9, un sistema 40 puede incluir una o más abrazaderas 72 para sujetar o de otra manera enganchar uno o más contenedores 1 más bajos en una pila 3 en cualquier ubicación de apilamiento deseada o adecuada entre la o las filas 10 y la o las columnas 12. Dichos sistemas 40 para manipular contenedores pueden incluir además uno o más elevadores 71 para levantar uno o más contenedores 1 para, por ejemplo, permitir el acoplamiento de dichos contenedores mediante una abrazadera o abrazaderas 72 y así agregar el o los contenedores a la parte inferior de una pila o pilas 3.
Alternativamente, o, además, las abrazaderas 72 pueden configurarse para acoplarse a uno o más contenedores 1 para permitir la liberación de las abrazaderas 72, el descenso de los correspondientes contenedores 1 y/o la pila 3, el acoplamiento de uno o más contenedores más altos en la pila y retirada del contenedor liberado.
En diversas realizaciones, como puede verse, las abrazaderas 72 pueden definir la parte inferior de las pilas 3 correspondientes engranando y luego continuar sujetando los contenedores 1 más inferiores y, por lo tanto, también soportando cualquier contenedor adicional 1 superior.
En la misma y/u otras realizaciones, como se muestra por ejemplo en la Figura 9, las abrazaderas móviles 79 se pueden usar junto con los elevadores de contenedores 75 para enganchar los contenedores 1 y moverlos entre las abrazaderas inferiores 72, y/o la(s) parte(s) superior(es) de la(s) pila(s) 3, y la(s) posición(es) de entrega 74 adecuadas para un acoplamiento rápido y eficiente por parte del o de los manipuladores de carga elevados 4. Dicho aparato puede usarse para recibir rápidamente uno o más contenedores 1 desde un manipulador aéreo 4 y bajarlos a la parte superior de una pila 3, y/o retirarlos de la parte superior de una pila y entregarlos, en una posición de entrega 74, a dicho o dichos manipuladores aéreos. Tal uso de los dispositivos 72, 75, 79 puede reducir significativamente los tiempos de espera y/o manipulación para los manipuladores de carga 4 y aliviar la congestión en puntos críticos del sistema.
El funcionamiento de los sistemas de almacenamiento y recuperación de acceso a la parte inferior según la invención se puede explicar haciendo referencia a las Figuras 5-11.
Por ejemplo, la Figura 7 muestra una secuencia de vistas laterales (i-vii) que ilustran un proceso ejemplar para apilar contenedores usando un aparato según la invención. En (i), una serie de contenedores 1 se mueve a través de un transportador 5 hacia una ubicación 7 (de derecha a izquierda en la figura) donde existe una pila 3 de contenedores, o donde se va a crear dicha pila. Como se señaló anteriormente, una o más ubicaciones de apilamiento 7 pueden definirse mediante la presencia de abrazadera(s) 7 adaptada(s) para soportar uno o más contenedores 1 y cualquier contenedor que descanse sobre ellos. En (i), el contenedor más a la izquierda 1, 91 llega a una posición debajo de una ubicación de apilamiento deseada 7 definida por una abrazadera 72, 77.
En (ii), un elevador 71, 78 debajo de la ubicación de apilamiento 7 deseada levanta o maniobra de otro modo el contenedor 1, 91 a una posición donde puede ser enganchado y retenido por la abrazadera 72, 77 en el lugar de apilamiento 7. Con el contenedor 1, 91 a una altura adecuada, y/o de otro modo en una posición adecuada con respecto a la abrazadera 72, 77, la abrazadera 72, 77 se acopla y sujeta el contenedor en la posición inferior de la pila 3. En la realización mostrada, el contenedor sujeto 1, 91 se convierte en el primer contenedor de la pila 3; por tanto, la abrazadera 72, 77 define la ubicación 7 de la nueva pila.
En (iii), el elevador 71,78 vuelve a su condición original, y el contenedor 1,91 y la pila 3 son retenidos por la abrazadera 72.
En (iv), el transportador 5 desplaza los contenedores 1 restantes hacia la izquierda hasta que el siguiente contenedor 1, 92 esté dispuesto debajo de la abrazadera 72, 77 y la pila 3, en la ubicación 7.
En (v), el elevador 71,78 levanta el siguiente contenedor 1,92 hasta que esté debajo del contenedor 1,91 previamente sujeto y esté en contacto con el contenedor 1, 91, o de otra manera lo suficientemente cerca como para que la abrazadera 72, 77 pueda liberar el contenedor 1, 91 en la parte inferior de la pila de modo que descanse sobre el contenedor 1, 92 sin daño o perjuicio. Con la abrazadera en una posición no acoplada y sin soportar ninguno de los contenedores 91, 92, el elevador 71, 78 levanta ambos contenedores hasta que el contenedor inferior 1, 92 esté adecuadamente dispuesto para su acoplamiento y retención por la abrazadera 72, 77.
En (vi), la abrazadera 71,78 se acopla al contenedor inferior 1,92 y soporta el peso de ambos contenedores 91,92 y su contenido y, por lo tanto, de la pila mejorada 3. El elevador 72, 77 regresa a su posición original.
En (vii), el transportador mueve los contenedores 1 restantes sin apilar hacia la izquierda y el proceso (i)-(vi) se puede repetir hasta que todos los contenedores 1 deseados estén apilados en la ubicación de apilamiento 7.
Cualquiera o todos los pasos del proceso (i)-(vi) en la Fig. 7 se pueden aplicar en orden inverso para permitir la recuperación del o de los contenedores 1 de una pila 3.
Por ejemplo, en (v), un elevador 71, 78 se eleva para enganchar el contenedor 1, 92 más bajo en una pila 3 que comprende dos contenedores 1, y la abrazadera 72, 77 se mueve a una posición no acoplada liberando los contenedores apilados 91, 92. Con la abrazadera 77, 72 en una posición no acoplada, el elevador 71, 78 soporta ambos contenedores y su contenido. El elevador baja los dos contenedores apilados 91, 92 hasta que el contenedor superior 91 esté a una altura, o esté dispuesto de otra manera, de manera que pueda ser enganchado por la abrazadera 72, 77.
En (iv), la abrazadera ha enganchado y retenido el contenedor superior que ahora forma la parte inferior de la pila, y el elevador ha bajado el contenedor 1,92 originalmente en la parte inferior de la pila 3 a una posición debajo de la pila donde puede ser movido a otra ubicación por el transportador 5.
Si bien las secuencias de ejemplo descritas anteriormente ilustran cómo se puede apilar o recuperar una serie de contenedores 1 de una única pila 3 o ubicación 7, en otros escenarios, los contenedores se pueden almacenar o recuperar en cualquier secuencia en cualquier número de ubicaciones de la pila durante la operación de un sistema de procesamiento de pedidos. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 7, se pueden proporcionar una pluralidad de elevadores para permitir el almacenamiento y/o la recuperación desde varias ubicaciones de apilamiento 7 a lo largo de un único transportador. En la realización mostrada, se proporcionan cuatro (4) elevadores 71, cada uno en una ubicación 7 debajo de una abrazadera 72; por lo tanto, los contenedores 1 pueden agregarse, retirarse y/o accederse de otro modo a al menos cuatro (4) pilas 3 en ubicaciones de pila 7 en cualquier momento.
Los elevadores 71 pueden configurarse para enganchar los contenedores 1 en un transportador 5, carro (no mostrado) u otro medio de transporte de cualquier manera deseada o adecuada. Por ejemplo, como se ilustra en los ejemplos mostrados en la Fig. 7, en algunas realizaciones, se puede configurar un elevador 71 para levantar un contenedor 1 levantando la sección del transportador 81 donde se transporta el contenedor 1, y luego devolver esa sección 81 al mismo o a otro lugar. En otras realizaciones, los elevadores 71 pueden configurarse para permitir el acoplamiento del contenedor mediante una abrazadera a través de otros medios. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 5, en algunas realizaciones, un elevador 71 puede configurarse para empujar hacia arriba a través de una abertura 83 en el transportador 5 para acoplarse y levantar la parte inferior de un contenedor 1. En otras realizaciones, los elevadores 71 puede incluir uno o más mecanismos que enganchan el contenedor en el transportador desde uno o más lados y luego levantan el contenedor para que se acople mediante una abrazadera 72. En otras realizaciones, el contenedor 1 puede levantarse mediante un mecanismo desde una superficie superior del transportador.
Como se señaló anteriormente, una o más abrazaderas 71 pueden configurarse para acoplarse, retener y soportar el peso de los contenedores en una ubicación de apilamiento 7. En algunos ejemplos, las abrazaderas 71 pueden configurarse para acoplarse a uno o más lados de un contenedor, la parte inferior de un contenedor, un labio u otra protuberancia, o cualquier superficie o estructura adecuada, o combinación de superficies o estructuras, de un contenedor. Por ejemplo, las abrazaderas 71 ilustradas en la Fig. 7 están configuradas para acoplarse a un contenedor inferior 1, 92 en una pila 3 acoplando los lados, u orejetas, pasadores u otras estructuras unidas a los mismos, del contenedor. En otro ejemplo, una abrazadera 71 puede incluir uno o más miembros que están configurados para extenderse debajo de un contenedor para acoplarse y soportar una superficie inferior de un contenedor.
Las abrazaderas 71 pueden incluir cualquier mecanismo mecánico, hidráulico, neumático, eléctrico-mecánico y/u otros mecanismos adecuadamente configurados para enganchar y retener de manera liberable uno o más contenedores. En algunos ejemplos, se pueden implementar abrazaderas y/o elevadores con mecanismos de máquinas apiladoras convencionales que no restringen el acceso a la pila desde manipuladores de carga elevados y que son adecuados para su uso dentro de la rejilla u otra estructura general. En realizaciones preferidas, tanto la o las abrazaderas 71 como el o los elevadores 72 están configurados para soportar el peso de un contenedor y cualquier contenido deseado o anticipado, así como el peso de cualquier número deseado de contenedores apilados y sus contenidos.
En algunos ejemplos, los contenedores 1 pueden configurarse para mejorar o permitir el acoplamiento con las abrazaderas. Por ejemplo, los contenedores pueden configurarse con labios, manijas, aberturas u otras muescas o protuberancias adecuadas para acoplarse con abrazaderas para soportar los requisitos de carga del sistema. En algunos ejemplos, los contenedores pueden comprender materiales o ángulos de superficie o configuraciones que aumentan la fricción de soporte entre los contenedores y las abrazaderas.
Los contenedores también pueden configurarse para mejorar y/o permitir el acoplamiento de retención con la pinza u otro(s) mecanismo(s) en los manipuladores de carga aéreos. En algunos ejemplos, los contenedores pueden configurarse para acoplarse a una pluralidad de abrazaderas, pinzas u otros mecanismos de retención, transporte u otros mecanismos diferentes en el sistema.
Las figuras 12a y 12b muestran abrazaderas de ejemplo 72 y un contenedor de ejemplo 1. La figura 12a muestra las abrazaderas 72 en una posición no acoplada. Las abrazaderas de ejemplo 72 incluyen protuberancias para permitir o mejorar el acoplamiento con el contenedor 1. Una vez que las abrazaderas se colocan alrededor de un contenedor (ya sea mediante traslación del contenedor y/o de las abrazaderas), las abrazaderas 71 pueden configurarse para moverse hacia y acoplarse al contenedor 1. La figura 12b muestra las abrazaderas 72 en una posición acoplada. Las protuberancias pueden configurarse para acoplarse con un labio, muesca y/o abertura en el recipiente. A través de este acoplamiento y/o con otros mecanismos de soporte, las protuberancias u otras estructuras de acoplamiento pueden configurarse para soportar el peso del contenedor 1 y su contenido, así como el peso de cualquier contenedor y contenido por encima del contenedor acoplado en la pila.
En algunas realizaciones de ejemplo, los contenedores pueden incluir protuberancias que se acoplan con muescas, labios y/o aberturas en las abrazaderas.
En algunos ejemplos, las abrazaderas pueden incluir uno o más mecanismos de bloqueo para asegurar aún más el contenedor con las abrazaderas.
Como, por ejemplo, se muestra en la Figura 7, en diversas realizaciones los elevadores 71 se pueden colocar de forma fija o extraíble debajo de las abrazaderas 72 para definir la(s) ubicación(es) de apilamiento 7. En realizaciones adicionales, los elevadores 71 se pueden colocar movibles entre posiciones debajo de diferentes ubicaciones de apilamiento 7 mediante transbordador(es), riel(es), ruedas y/u otros medios. Así, por ejemplo, los elevadores 71 pueden moverse entre posiciones debajo de diferentes ubicaciones de apilamiento 7. Por ejemplo, como se ilustra en la Fig. 8a, un elevador 71 puede configurarse para desplazarse a lo largo de uno o más rieles 73 y, por lo tanto, desplazarse entre las ubicaciones de las abrazaderas. Dichos elevadores móviles 71 pueden configurarse para moverse a posiciones debajo de cualquier número de ubicaciones de apilamiento para levantar contenedores debajo de cualquier abrazadera 72 deseada. En algunas circunstancias, los elevadores móviles 71 pueden proporcionar eficiencia al reducir o eliminar la necesidad de tener elevadores dedicados en las ubicaciones de apilamiento deseadas 7. Aunque no se muestran, los elevadores 71 pueden configurarse para viajar en múltiples direcciones, p.ej., a lo largo de una rejilla transversal o perpendicular. En algunos ejemplos, los elevadores pueden incluir ruedas u otros mecanismos de desplazamiento y pueden no limitarse a desplazarse a lo largo de vías.
Los elevadores móviles 71 se pueden usar junto con los transportadores 5, como se muestra por ejemplo en la Figura 8a, y/o con cualquier otro medio configurado adecuadamente para mover los contenedores 1. Así, por ejemplo, en diversas realizaciones, los sistemas 40 configurados para acceso inferior a contenedores según la invención pueden incluir transbordadores 77 para mover elevadores entre diferentes ubicaciones de apilamiento 7, como se muestra en la Figura 8b.
En algunos ejemplos, los elevadores pueden incluir cualquier mecanismo mecánico, hidráulico, neumático, eléctricomecánico y/u otros. Los elevadores y las abrazaderas pueden controlarse mediante los mismos controladores lógicos programables (PLC) o separados que el resto del sistema.
En algunas realizaciones, los elevadores 71 pueden incluir alternativa o adicionalmente uno o más mecanismos para bajar una o más abrazaderas 72 para enganchar los contenedores 1 en un transportador 5 o dispuestos de otro modo debajo de la pila. Una vez que se baja dicha abrazadera 72, la abrazadera puede engancharse y retener el o los contenedores y devolverse a una posición de almacenamiento apilado. Tales realizaciones son, por ejemplo, consistentes con las realizaciones de abrazaderas móviles 79 mostradas en la Figura 9, pero también se pueden aplicar a cualquiera de las realizaciones descritas, ilustradas o sugeridas en el presente documento.
Con referencia a la Fig. 9, un sistema 40 para apilar contenedores según la invención puede incluir una o más abrazaderas móviles 79, configuradas para mover uno o más contenedores 1 rápida y eficientemente entre la parte superior e inferior de una rejilla 2, de modo que, por ejemplo, pueda entregarse desde un manipulador aéreo 4 en o cerca de la parte superior de la rejilla, a un transportador 5, elevador 71 u otro dispositivo en o cerca de la parte inferior de la rejilla, o viceversa. Dichos sistemas pueden incluir uno o más mecanismos, tales como un elevador de contenedores 75, para mover las abrazaderas móviles a lo largo de la altura de la pila 3 o la rejilla 2.
Al retener uno o más contenedores 1 cerca de la parte superior de la ubicación de la pila 7, el tiempo requerido para colocar los contenedores en una pila 3 o retirarlos de ella se puede reducir, en algunos ejemplos, reduciendo la distancia que tiene que recorrer el polipasto 8 para bajar la pinza 6 para recuperar un contenedor de la parte superior de la pila. Dicho ahorro de tiempo se puede maximizar, por ejemplo, configurando la abrazadera móvil 79 para elevar un contenedor a la posición de entrega 74 antes de que el manipulador de carga aéreo 4 llegue a la ubicación de la pila.
De manera similar, se puede lograr eficiencia cuando un manipulador de carga aéreo 4 entrega un contenedor a una abrazadera móvil 79 en la posición de entrega 74. Mientras que la abrazadera móvil 79 baja el contenedor a la parte superior de la pila, el manipulador de carga aéreo puede moverse a otra tarea. En algunos ejemplos, esto puede reducir o eliminar el tiempo necesario para que un manipulador de carga aéreo baje un contenedor hasta la parte superior de la pila y luego vuelva a colocar el polipasto.
Si bien el ejemplo de la Fig. 9 ilustra un único contenedor 1 levantado por la abrazadera móvil 79, la abrazadera móvil puede configurarse para retener o levantar cualquier número de contenedores. En la realización mostrada en la Figura 9, el sistema elevador de contenedores 42 en la Figura 9 incluye mecanismos opcionales de abrazadera 72 y elevador 71. En otros ejemplos, el sistema elevador de contenedores 42 puede no tener la abrazadera inferior 72 y la abrazadera móvil 79 puede usarse para acoplarse al contenedor inferior de la pila.
En un ejemplo operativo, se puede utilizar una pila con una abrazadera móvil 79 en o al depositar un contenedor en una estación de recolección o en algún lugar de la rejilla. Por ejemplo, se pueden configurar uno o más manipuladores de carga robóticos 4 para depositar contenedores en la posición de entrega 74 con una latencia pequeña porque la posición de entrega alta solo puede requerir una distancia corta del cabrestante. Mientras la abrazadera móvil 79 transporta el contenedor a la parte superior de la pila 7, lo libera y regresa a la posición de entrega, el manipulador de carga robótico puede pasar a otra tarea y puede dejar espacio para que otro manipulador de carga llegue con otro contenedor.
Al mismo tiempo, posteriormente o de otro modo independiente del manipulador de carga y de las actividades de la abrazadera móvil, la abrazadera 72 y el elevador 71 en la parte inferior de la pila 7 pueden operarse para retirar contenedores de la parte inferior de la pila, tales como para entregarlos a un recolector o para mover un contenedor a una ubicación diferente. Este proceso puede ser independiente de los movimientos/ actividades de los manipuladores de carga robóticos, y puede depender sólo en ocasiones del movimiento de la abrazadera móvil 79.
En algunos ejemplos, varios de estos sistemas elevadores de contenedores 42 pueden configurarse para servir a un recolector. También puede haber uno o más sistemas elevadores de contenedores 42 para devolver los contenedores después de su recolección. En este caso, todos los componentes del sistema elevador de contenedores 42 funcionan a la inversa del ejemplo descrito anteriormente. En algunos ejemplos, esto puede conducir a una ganancia total de productividad para el recolector del 25-35 %, en comparación con un sistema sin elevadores de contenedores 42. Al mismo tiempo, en algún ejemplo, la productividad de los manipuladores de carga robóticos puede aumentar entre un 7-12 %.
En diversas realizaciones, los sistemas elevadores de contenedores 42 pueden incluir abrazaderas móviles y/o intermedias 79, 72 para retener una parte de la pila a medida que los contenedores no retenidos se retiran o se agregan a la parte superior o inferior de la pila.
En otro ejemplo, los sistemas de almacenamiento y recuperación 40 según la invención se pueden implementar con múltiples estaciones, o ubicaciones, 7 adaptadas para almacenar, recuperar y/o acceder de otro modo a los contenedores 1 desde la parte inferior de la(s) pila(s) 3 dentro de una rejilla. 2. En la Figura 10 se muestra una realización ejemplar de dicho sistema 40. En la realización mostrada en la Figura 10, el sistema 40 de almacenamiento y recuperación incluye un transportador 5 que puede usarse para mover contenedores 1 entre dos partes de la rejilla 2. Realizaciones como la que se muestra en la Figura 10, que comprende conexiones externas entre puertos o ubicaciones de apilamiento 7, se puede usar para mover contenedores 1 rápidamente entre partes de una rejilla 2 para aliviar, por ejemplo, la congestión del tráfico entre los manipuladores de carga 4, elevadores 71/abrazaderas 72, etc., o de otro modo optimizar o mejorar la eficiencia del almacenamiento de contenedores dentro de la rejilla. En tales realizaciones, se pueden usar una o más pilas 3 como almacenamientos intermedios para almacenar temporalmente contenedores en uno, cerca o en ambos extremos de la conexión. En algunos ejemplos de esta realización, la congestión reducida puede aumentar la capacidad general de todo el sistema entre un 3 % y un 5 %.
En una realización ejemplar, como se muestra en la figura 5, el sistema puede incluir uno o más sistemas apiladores 70 conectados a un transportador 5. Mientras que los sistemas apiladores 70 de ejemplo en la figura 5 se ilustran en un lado de la rejilla 2, estos sistemas apiladores 70 puede ubicarse en cualquier lugar dentro o cerca de la rejilla, o ser accesible de otro modo mediante manipuladores de carga configurados para acceder a la rejilla.
En un ejemplo operativo, los contenedores 1 se transportan a la rejilla 2 a través de uno o más transportadores 5 y se introducen en la rejilla 2 a través de uno o más sistemas de apilado 70. Como se ilustra en la Fig. 5, las abrazaderas y elevadores pueden ser configurados para cargar contenedores entrantes 1 en la parte inferior de una o más pilas designadas (a modo de ejemplo, se ilustran dos pilas designadas en la Fig. 5). En algunos ejemplos, sin la carga de considerar una ubicación de almacenamiento final para cada contenedor entrante, los contenedores se pueden agregar rápidamente a la parte inferior de la(s) pila(s) designada(s). Independientemente del momento en que los contenedores se introducen en la parte inferior de las pilas designadas, los manipuladores de carga aéreos 4 pueden recuperar los contenedores 1 de la parte superior de las pilas designadas y moverlos para almacenarlos en otro lugar de la rejilla 2 o ser recuperados para su envío a una estación de recolección, estación de reabastecimiento o a otro lugar.
Esta realización puede, en algunos ejemplos, mejorar la eficiencia cuando los contenedores de la estación de reabastecimiento 30 se introducen en el sistema de almacenamiento y recuperación 40 o cuando una gran cantidad de contenedores regresan del sistema de preparación de pedidos 50 al sistema de almacenamiento y recuperación 40. Por ejemplo, el (re)almacenamiento de mercancías puede implicar la transferencia de mercancías desde palés a contenedores. Dependiendo de la naturaleza del producto y su envoltorio, este proceso puede requerir una cantidad de tiempo muy diferente por contenedor. Para algunos productos, la velocidad de llenado del contenedor puede exceder ampliamente la velocidad a la que los manipuladores de carga 4 podrían guardar los contenedores en el sistema de almacenamiento 40. Para otros productos, la velocidad de llenado del contenedor puede ser muy baja. Mediante la introducción de un almacenamiento intermedio entre el proceso manual y el proceso automatizado de manejo de carga, ambos pueden operar de forma independiente con una productividad potencialmente alta. Además, la presencia de más de un sistema de apilado 70 también distribuye el tráfico, de modo que varios manipuladores de carga 4 pueden recuperar contenedores al mismo tiempo. En algunos ejemplos, la ganancia global de productividad del trabajo de esta realización puede ser del 30-40 %.
En otra realización ejemplar, el proceso se puede utilizar a la inversa, para llevar un gran número de contenedores 4 a un transportador 5 sin congestión restrictiva en el punto de entrega.
La Figura 6 muestra un sistema de ejemplo que tiene una pluralidad de ubicaciones de pilas de almacenamiento intermedio 7 como se describe en el presente documento para introducir y/o recuperar contenedores dentro y/o fuera del sistema de almacenamiento y recuperación 40. En algunos ejemplos, cada ubicación de pila de almacenamiento intermedio puede usarse como un lugar de inducción o de despacho. En algunos ejemplos, una o más ubicaciones de la pila de almacenamiento intermedio pueden configurarse como ubicaciones de inducción o despacho dedicadas. En algunos ejemplos, una o más ubicaciones de la pila de almacenamiento intermedio pueden variar entre actuar como ubicaciones de inducción o ubicaciones de envío dependiendo de las condiciones de carga en el sistema.
En algunos ejemplos, al proporcionar una o más ubicaciones de apilamiento de almacenamiento intermedio 7, los contenedores pueden transportarse dentro o fuera del sistema de almacenamiento y recuperación 40 de manera más eficiente al permitir que los manipuladores de carga aéreos 4 y los manipuladores de sujeción/elevadores operen a su propio ritmo en función de las cargas y demandas del sistema. En algunos ejemplos, esto puede reducir o eliminar los retrasos de los manipuladores de carga 4 esperando para dejar/recoger contenedores de las ubicaciones de puerto 7, y los retrasos de los contenedores (que vienen o van a las estaciones de recolección/estaciones de reabastecimiento) esperando ser incorporados/despachados al/del sistema de almacenamiento y recuperación.
Durante la inducción, los manipuladores de carga 4 pueden configurarse para recuperar contenedores desde la parte superior de las ubicaciones de las pilas de almacenamiento intermedio y transportarlos para su almacenamiento en otra parte del sistema de almacenamiento y recuperación. Por el contrario, durante la recuperación/despacho, el(los) manipulador(es) de carga 4 se pueden configurar para recuperar un contenedor deseado de cualquier otro lugar del sistema de almacenamiento y recuperación, y transportarlo hasta la parte superior de la ubicación de la pila de almacenamiento intermedio.
En algunas realizaciones, uno o más procesador(es), controlador(es) y/u otros dispositivos del sistema de control (que pueden denominarse colectivamente procesador(es) a lo largo de esta divulgación) pueden configurarse para coordinar o controlar de otro modo la sincronización de las operaciones de los transportadores, abrazaderas, elevadores y manipuladores de carga. Esta coordinación puede, en algunos ejemplos, incluir garantizar que el tiempo de las operaciones de abrazadera(s), elevador(es) y/o transportador(es) esté coordinado de tal manera que un elevador comience a levantarse después de que un transportador mueva un contenedor a una posición donde puede ser acoplado por el elevador, y de modo que una abrazadera comienza a moverse para acoplarse a un contenedor después de que un elevador haya operado para mover el contenedor a una posición donde pueda ser acoplado por la abrazadera. Esto se puede aplicar de manera similar en orden inverso.
En algunas realizaciones, los procesadores pueden configurarse para coordinar y controlar el funcionamiento de los manipuladores de carga elevados junto con los elevadores y las abrazaderas que se encuentran debajo. Si bien los manipuladores de carga aéreos pueden configurarse para funcionar de forma independiente y asíncrona con los elevadores y las abrazaderas, estos dispositivos pueden coordinarse y/o controlarse de manera que la temporización y el movimiento del polipasto y la pinza de un manipulador de carga aéreo compensa la altura potencialmente cambiante de la parte superior de la pila en función de las actividades de apilamiento realizadas por los elevadores y las abrazaderas. Por el contrario, la(s) abrazadera(s) y el(los) elevador(es) pueden controlarse o instruirse de manera que cualquier adición o retirada de contenedores de la parte inferior de la pila no interfiera con la adición o retirada de un contenedor de la parte superior de la pila por parte de un manipulador de carga aéreo.
En algunas realizaciones, el procesador puede configurarse para coordinar y controlar la operación del transportador, elevador, abrazadera y manipulador de carga aéreo para equilibrar el movimiento de contenedores entre una pluralidad de puertos/ almacenamientos intermedios/ ubicaciones de pila 7 (ver, por ejemplo, Fig. 6). En algunos ejemplos, esto puede equilibrar las cargas de trabajo entre diferentes dispositivos y/o puede reducir la congestión del controlador de carga o del contenedor en cualquier área del sistema.
En la Figura 11 se muestran ejemplos adicionales de sistema(s) de almacenamiento y recuperación 40 que comprenden múltiples puertos o ubicaciones de apilamiento 7. En la realización mostrada en la Figura 11, un sistema 40 incluye múltiples transportadores 5 que se extienden en lo que puede ser una sola fila de pilas 3 de la rejilla 2 en diferentes niveles, una encima de la otra. Como se muestra en la realización de la Figura 11, las abrazaderas 72, los elevadores 71 y las ubicaciones de apilamiento 7 pueden escalonarse verticalmente. En ejemplos como el que se muestra en la Figura 11, los transportadores 5 en múltiples niveles pueden llevar contenedores hacia y desde múltiples pilas 2 donde una primera pila está colocada directamente encima de una segunda pila. En algunos ejemplos de esta realización, la congestión reducida puede aumentar la capacidad general de todo el sistema en otro 2-4 %. La Figura 11 a muestra otro ejemplo de configuración que puede funcionar de manera similar al sistema de la Figura 11.
De manera similar a cualquiera de las realizaciones de ejemplo descritas en el presente documento, en lugar de acercarse desde la parte inferior, se pueden configurar transportadores u otros mecanismos de transporte para transportar contenedores entrantes a manipuladores de carga elevados para almacenar los contenedores en una o más pilas designadas desde arriba sin tener en cuenta a cualquier destino de almacenamiento final del contenedor. Luego, los contenedores se pueden retirar de la parte inferior de las pilas designadas mediante los mecanismos de abrazadera/ elevador para almacenarlos en otro lugar de la rejilla o despacho.
La provisión de transportadores y otros mecanismos para almacenar y recuperar contenedores en diferentes niveles de una rejilla 2 puede permitir el acceso a la rejilla desde uno o más lados de esta. Dicho acceso puede proporcionarse como alternativa o además del acceso desde arriba y/o debajo de la rejilla. En varios ejemplos, se pueden usar direcciones adicionales o alternativas desde las cuales acceder a la rejilla para reducir la contención o la congestión, o mejorar de otro modo los tiempos de acceso o la eficiencia del sistema.
Como entenderán mejor los expertos en las técnicas relevantes, se puede lograr una ventaja significativa mediante la automatización total o parcial de cualquiera de los procesos 200 descritos anteriormente, o partes de estos. Dicha automatización puede implementarse, por ejemplo, proporcionando controladores automatizados para que elevadores 71, abrazaderas 72, transbordadores 77, manipuladores de carga 4, transportadores, elevadores de contenedores 75 y/u otros componentes de los sistemas 30, 40, 50, etc. se proporcionen de cualquier manera adecuada, incluido, por ejemplo, el uso de procesadores de datos automáticos que ejecuten instrucciones adecuadamente configuradas, codificadas y legibles por máquina utilizando una amplia variedad de dispositivos, algunos de los cuales son conocidos y otros sin duda se desarrollarán más adelante. Procesadores adecuados para su uso en tales implementaciones pueden comprender uno o más procesadores de datos, ordenadores y/u otros sistemas o dispositivos, y comunicaciones, entradas/ salidas necesarias o deseables, control, sistema operativo y otros dispositivos, incluido el software, que sean adecuados para lograr los fines descritos en este documento. Por ejemplo, será suficiente un procesador de datos de uso general dispuesto en una o más placas de circuito.
Los sistemas descritos en el presente documento pueden controlarse al menos en parte mediante uno o más sistemas de control. Los sistemas de control pueden incluir uno o más procesadores, dispositivos de memoria y sistemas/ dispositivos de comunicación para controlar cualquier número de robots, transportadores, manipuladores de carga, dispositivos de recolección, abrazaderas, elevadores y/u otros mecanismos o dispositivos en uno o más aspectos de uno o más sistemas de procesamiento de pedidos 250. Por ejemplo, el procesador puede configurarse para comunicarse con y/o controlar/ instruir a manipuladores de carga, transportadores, elevadores, abrazaderas y/o cualquier otro dispositivo para transportar, almacenar y/o recuperar recipientes, palés, artículos, etc. hacia y desde el almacenamiento de palés 70, estación(es) de recolección 30,100, 50, sistema(s) de almacenamiento y recuperación 40, 100, sistema(s) de preparación de pedidos 100, 50, carga de vehículos 60 y/o cualquier otro aspecto del sistema. Los sistemas de control 1030 pueden, en algunos ejemplos, incluir redes de comunicación cableadas y/o inalámbricas para comunicarse con los diversos dispositivos. Estos sistemas de control pueden estar centralizados o distribuidos en cualquier número de ubicaciones, dispositivos y/o sistemas físicos y/o lógicos. Por ejemplo, los sistemas y/o métodos de ejemplo descritos en el presente documento pueden realizarse mediante un único sistema o dispositivo de control, o pueden realizarse en múltiples sistemas y/o dispositivos. Las referencias a procesador(es), dispositivo(s) y/o sistema(s) pueden ser aplicadas o implementadas por cualquier procesador, dispositivo y/o sistema dentro de cualquier dispositivo y/o sistema en el sistema en su conjunto, independientemente de su estructura física o lógica. ubicación.
Si bien la divulgación se ha proporcionado e ilustrado en relación con realizaciones específicas actualmente preferidas, se pueden realizar muchas variaciones y modificaciones sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones. Por lo tanto, la divulgación y la(s) invención(es) no deben limitarse a los componentes o detalles exactos de metodología o construcción establecidos anteriormente. Excepto en la medida necesaria o inherente a los procesos mismos, no se pretende ni implica ningún orden particular de los pasos o etapas de los métodos o procesos descritos en esta divulgación, incluidas las Figuras. En muchos casos, el orden de los pasos del proceso puede variarse sin cambiar el propósito, efecto o importancia de los métodos descritos. El alcance de la invención se definirá únicamente por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (20)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema para apilar contenedores (1) en un sistema de almacenamiento y recuperación automatizado, que comprende:
una o más abrazaderas (72), definiendo cada abrazadera (72) una ubicación de pila (3) y configurada para sujetar un contenedor (1) más bajo en una pila (3), la una o más abrazaderas (72) configuradas para soportar el peso de una pluralidad de contenedores (1) en la pila; y
un elevador (71) configurado para permitir el acoplamiento de una de las abrazaderas (72) a un contenedor (1) que está dispuesto debajo de la pila (3), donde el acoplamiento y desacoplamiento de las abrazaderas (72) permite que los contenedores (1) sean añadidos o retirados de la parte inferior de la pila (3);caracterizado porqueel sistema comprende:
una rejilla (2) que comprende al menos un manipulador de carga aéreo (4) configurado para viajar por encima de la rejilla (2) sobre rieles (16) de la estructura de rejilla (2) y para acoplarse a contenedores (1) desde arriba, donde los rieles (16) son vías perpendiculares, donde el manipulador de carga aéreo (4) está configurado para desplazarse a lo largo de los rieles (16) para acceder a las diversas pilas (3) en el sistema, donde el manipulador de carga aéreo (4) tiene dos juegos de ruedas perpendiculares. para enganchar las vías,
estando configurado al menos un manipulador de carga aéreo (4) para levantar uno o más contenedores (1) desde la parte superior de la pila (3), y para bajar uno o más contenedores (1) sobre la parte superior de la pila (3).
2. El sistema para apilar contenedores según la reivindicación 1, donde el elevador está colocado debajo de una o más de las ubicaciones de la pila (3).
3. El sistema para apilar contenedores según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende además un transbordador para mover el elevador para colocarlo debajo de diferentes ubicaciones de la pila (3).
4. El sistema para apilar contenedores según la reivindicación 3, donde el elevador está configurado para soportar uno o más contenedores (1) a medida que el elevador se mueve entre diferentes ubicaciones de la pila (3).
5. El sistema para apilar contenedores según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el elevador está configurado para levantar o soportar una pila de contenedores (1) en la ubicación de la pila (3) cuando la abrazadera (72) está en una condición no acoplada.
6. El sistema para apilar contenedores según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el elevador está configurado para acoplarse a una parte inferior o un costado del contenedor (1).
7. El sistema para apilar contenedores según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el elevador comprende uno o más mecanismos para bajar una abrazadera (72) para enganchar el contenedor (1) dispuesto debajo de la pila (3) y para levantar la abrazadera (72) y el contenedor acoplado (1) para formar la parte inferior de la pila (3).
8. El sistema para apilar contenedores según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además un transportador para transportar un contenedor (1) hacia o desde una posición debajo de una ubicación de pila (3) donde puede ser levantado por el elevador.
9. El sistema para apilar contenedores según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende además una segunda abrazadera (72) en una ubicación de la pila (3), siendo la segunda abrazadera (72) móvil a lo largo de una altura de la pila (3) y configurada para sujetar (72) y levantar cualquier contenedor (1) en la pila (3).
10. El sistema para apilar contenedores según la reivindicación 9, donde la segunda abrazadera (72) está configurada para soportar uno o más contenedores (1) a medida que los contenedores (1) se retiran o se agregan a la parte superior de la pila (3).
11. El sistema para apilar contenedores según la reivindicación 9, donde la segunda abrazadera (72) está configurada para soportar uno o más contenedores (1) a medida que los contenedores (1) se retiran o se agregan a la parte inferior de la pila (3).
12. El sistema para apilar contenedores según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, donde el elevador está configurado para levantar dos o más contenedores apilados entrantes (1) desde debajo de una de las ubicaciones de la pila (3), un contenedor inferior (1) de los contenedores entrantes apilados (1) que se sujetarán para formar la parte inferior de la pila (3).
13. El sistema para apilar contenedores según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, donde una o más de las abrazaderas (72) definen ubicaciones de pila (3) independientes o ubicaciones de pila (3) soportadas por armazón.
14. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende al menos un procesador configurado para gestionar el movimiento de contenedores (1) en el sistema, donde gestionar el movimiento de los contenedores (1) en el sistema comprende: generar señales para controlar o instruir a una o más abrazaderas (72), el elevador y al menos un manipulador de carga aéreo (4).
15. El sistema según la reivindicación 14, donde gestionar el movimiento de los contenedores (1) en el sistema comprende: generar señales para almacenar al menos uno de los contenedores (1) en el sistema en una posición en la pila (3) designada para ser parte de una región de almacenamiento intermedio.
16. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, donde al menos un procesador está configurado para: generar señales para controlar o dar instrucciones a una o más abrazaderas (72) y al elevador para agregar contenedores (1) a la parte inferior de la pila. (3); y generar señales para controlar o instruir de forma independiente al menos un manipulador de carga aéreo (4) para que levante los contenedores (1) desde la parte superior de la pila (3).
17. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, donde al menos un procesador está configurado para: generar señales para controlar o instruir al menos un manipulador de carga aéreo (4) para que baje los contenedores (1) a la parte superior de la pila (3); y generar señales para controlar u ordenar independientemente a una o más abrazaderas (72) y al elevador para retirar los contenedores (1) de la parte inferior de la pila (3).
18. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, donde al menos un procesador está configurado para: generar señales para controlar u ordenar a una o más abrazaderas (72) y al elevador para transferir un contenedor (1) desde la parte inferior de la pila (3) a un transportador; generar señales para hacer que el contenedor (1) sea transportado debajo de una segunda ubicación de pila (3); y generar señales para controlar o instruir a una segunda abrazadera (72) y un segundo elevador para agregar el contenedor (1) a la parte inferior de la segunda pila (3).
19. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 18, donde la generación de las señales para controlar o instruir a la una o más abrazaderas (72), el elevador y al menos un manipulador de cargas aéreo (4) están cronometradas o incluyen retrasos para evitar interferencia a medida que se agregan o retiran contenedores (1) de la parte superior o inferior de la pila (3).
20. Un procedimiento para apilar contenedores en un sistema de almacenamiento y recuperación automatizado que comprende un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, comprendiendo el método:
generar, mediante al menos un controlador, señales para coordinar la operación de un elevador y al menos una abrazadera (72) para agregar contenedores entrantes a la parte inferior de una pila (3), la al menos una abrazadera (72) configurada para sujetar un contenedor más bajo (1) en la pila (3); y
generar, mediante al menos un controlador, señales para controlar o instruir a al menos un manipulador de carga aéreo (4) para que levante uno o más contenedores (1) desde la parte superior de la pila (3).
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