IT202200000758U1 - Robot per applicazioni industriali o magazzini di logistica, sistema e metodo di pallettizzazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Robot per applicazioni industriali o magazzini di logistica, sistema e metodo di pallettizzazione

Il presente modello d?utilit? ha per oggetto un robot che trova particolare applicazione nel campo della robotica industriale e della robotica logistica.

Inoltre, il presente modello d?utilit? riguarda inoltre un sistema ed un metodo di pallettizzazione.

In particolare, il presente modello d?utilit? si inserisce nel settore dei robot fissi o mobili a guida autonoma (noti anche come AMR ? Autonomous Mobile Robots) utilizzati per il prelievo (picking), la manipolazione, la pallettizzazione e la spedizione di pacchi nei magazzini di logistica.

Una delle procedure operative di maggiore rilievo in questo ambito, riguarda l?assemblamento del pallet di carico per l?evasione di un ordine.

Questa procedura prevede due fasi operative: il picking, ovvero la presa dagli scaffali delle merci richieste, e la pallettizzazione, ovvero l?assemblamento delle merci sul pallet.

A tal proposito, ad oggi un problema sentito consiste nei dispositivi di presa utilizzati dai robot stessi per il prelievo dei pacchi dai diversi scaffali.

Tali dispositivi sono tendenzialmente idonei unicamente al prelievo di specifici pacchi.

Inoltre, non tutti i dispositivi di presa sono in grado di posizionarsi in quei contesti dove gli spazi di manovra sono limitati, non riuscendo ad esempio ad eseguire manovre di presa per pacchi posti in profondit? negli scaffali.

In questo modo vengono a crearsi situazioni in cui sia necessario l?intervento umano, portando a rallentamenti che possono ridurre il numero di ordini evasi. Compito tecnico del presente modello d?utilit? risulta dunque essere quello di mettere a disposizione un robot per applicazioni industriali e/o magazzini di logistica, un sistema ed un metodo di pallettizzazione che siano in grado di superare gli inconvenienti emersi dall?arte nota.

Scopo del presente modello d?utilit? risulta dunque quello di mettere a disposizione un robot per applicazioni industriali e/o magazzini di logistica, un sistema ed un metodo di pallettizzazione che permettano di incrementare il numero di ordini evasi.

Un ulteriore scopo del presente modello d?utilit? risulta dunque quello di mettere a disposizione un robot per applicazioni industriali e/o magazzini di logistica, un sistema ed un metodo di pallettizzazione che permettano di rendere automatizzata la fase di pallettizzazione non pi? in specifiche aree adibite ma direttamente in corrispondenza degli scaffali dove vengono prelevati i pacchi. Il compito tecnico specificato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da robot per applicazioni industriali e/o magazzini di logistica, un sistema ed un metodo di pallettizzazione comprendenti le caratteristiche tecniche esposte in una o pi? delle unite rivendicazioni. Le rivendicazioni dipendenti corrispondono a possibili forme di realizzazione dell?invenzione.

In particolare, il compito tecnico specificato e gli scopi specificati sono raggiunti da un robot per applicazioni industriali o magazzini di logistica comprendente un manipolatore robotico comprendente un estremo mobile ed un dispositivo di presa collegato o collegabile all?estremo mobile e configurato per il prelievo, il trasporto ed il rilascio di pacchi contenenti merci.

Il dispositivo di presa comprende un sistema di aspirazione a vuoto dotato di due superfici aspiranti perpendicolari tra loro configurate per definire una configurazione di presa su un pacco contenente merci, in cui detto manipolatore robotico ? realizzato nella forma di un braccio meccanico a sette gradi di libert? comprendente sette link e sette giunti rotativi.

Inoltre, il compito tecnico specificato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un sistema per la pallettizzazione di pacchi contenenti merci comprendente almeno un robot di cui sopra ed almeno una piattaforma a guida autonoma configurata per muoversi all?interno di un magazzino e comprendente una superficie di appoggio configurata per ricevere un pallet. Il robot ? configurato per prelevare un pacco contenente merci, trasportarlo e posizionarlo sul pallet. Il compito tecnico specificato e gli scopi specificati sono inoltre raggiunti da un metodo per la pallettizzazione di pacchi contenenti merci mediante un robot di cui sopra e/o in un sistema di cui sopra, comprendente le fasi di movimentare un dispositivo di presa in prossimit? di un pacco collocato in uno scaffale di un magazzino, posizionare il dispositivo di presa in corrispondenza di uno spigolo anteriore del pacco, definire una configurazione di presa mediante il sistema di aspirazione, movimentare il pacco in prossimit? di un pallet e rilasciare il pacco sul pallet.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa di una forma di realizzazione di robot per applicazioni industriali e/o magazzini di logistica, un sistema ed un metodo di pallettizzazione.

Tale descrizione verr? esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nei quali:

- La figura 1 ? una rappresentazione schematica di un robot oggetto della presente invenzione;

- Le figure 2a e 2b sono rappresentazioni schematiche di operazioni eseguite dal robot di figura 1;

- La figura 3 ? una rappresentazione schematica di un sistema oggetto della presente invenzione.

Con riferimento alle figure allegate, con 1 ? stato complessivamente indicato un robot per applicazioni industriali e magazzini di logistica che, per semplicit? di descrizione, verr? di seguito indicato come robot 1.

Il robot 1 pu? essere realizzato nella forma di un robot a base fissa o di un robot a base mobile.

Qualora il robot 1 sia un robot a base mobile comprende, come ad esempio rappresentato nelle figure allegate, una piattaforma a guida autonoma 2 configurata per muoversi all?interno di un magazzino ?M?. In altre parole, il robot 1 ? dotato di una base mobile formata da una piattaforma a guida autonoma (AGV) in grado di muoversi autonomamente all?interno del magazzino ?M? evitando ostacolo e selezionando i percorsi pi? veloci per raggiungere le zone dal magazzino ?M? ove realizzare le diverse operazioni sulla merce o sul pacco ?P? contenente la merce.

Preferibilmente, la piattaforma a guida autonoma 2 ? definita da un robot mobile autonomo (AMR) che garantisce una autonomia di movimento maggiore.

Preferibilmente, la piattaforma a guida autonoma 2 utilizza mappe ed ? dotata di tecnologia sensorizzata con cui ? in grado di pianificare i percorsi, riconoscere ed evitare gli ostacoli.

Preferibilmente, la piattaforma a guida autonoma 2 comprende un sistema di guida differenziale a quattro ruote motrici omnidirezionali 2a. In questo modo, il robot 1 ? in grado di muoversi liberamente in tutte le direzioni all?interno del magazzino ?M?, senza pertanto necessitare di eseguire particolari manovre che ne allungherebbero i tempi di percorrenza tra una zona del magazzino e l?altra. Preferibilmente, le ruote motrici omnidirezionali 2a possono essere ruote del tipo Mecanum (o Ilon).

Vantaggiosamente, quando il robot 1 ? realizzato nella forma di un robot mobile ? in grado di realizzare un ampio range di manovre quali rototraslazioni, traslazioni laterali 5 e rotazioni pure.

Il robot mobile 1 comprende inoltre un manipolatore robotico 3 comprendente un estremo mobile 3a.

Preferibilmente, il manipolatore robotico 3 ? realizzato nella forma di un braccio meccanico a sette gradi di libert? comprendente sette link e sette giunti rotativi. Il manipolatore robotico 3 ? pertanto configurato per il prelievo di merci dagli scaffali e per le operazioni di pallettizzazione delle merci sulla base di specifici ordini di carico.

Il manipolatore robotico 3 comprende un primo link 3b definente un elemento di base del manipolatore robotico 3 stesso e ne consente una rotazione attorno ad un asse di sviluppo del primo link 3b stesso.

Alternativamente, il link 3b ? fissato alla base superiore 2 della piattaforma ed ? in grado di eseguire una rotazione intorno ad un asse perpendicolare alla piattaforma a guida autonoma 2 mediante alle ruote motrici 2a. In questo modo ? possibile sfruttare le ruote motrici 2a per produrre un movimento essenziale per le operazioni di presa del braccio 3 per eseguire le operazioni di picking.

Il manipolatore robotico 3 comprende pertanto una serie di bracci meccanici definenti i diversi link tra loro collegati mediante i giunti rotativi.

L?ultimo braccio del manipolatore robotico 3 ? collegato al suddetto estremo mobile 3a.

Il robot 1 comprende inoltre un dispositivo di presa 4 collegato o collegabile all?estremo mobile 3a e direttamente coinvolto nella manipolazione dei pacchi o delle merci durante le operazioni di presa e pallettizzazione.

In altre parole, il dispositivo di presa 4 ? configurato per realizzare il prelievo, il trasporto ed il rilascio dei pacchi contenenti merci.

Preferibilmente, dispositivo di presa 4 ? collegato al manipolatore robotico mediante un giunto rotativo.

Il dispositivo di presa 4 comprende un sistema di aspirazione 4a a vuoto dotato di due superfici aspiranti 4b perpendicolari tra loro e configurate per definire una configurazione di presa su un pacco ?P? 5 contenente merci.

Con il termine configurazione di presa si vuole intendere una configurazione in cui l?azione aspirante del sistema di aspirazione 4a consente al dispositivo di presa 4 di trattenere saldamente il pacco ?P? durante le azioni di pallettizzazione. Preferibilmente, ciascuna superficie aspirante 4b comprende uno strato 4c di pellicola in gommapiuma adesiva per garantire una presa migliore.

Preferibilmente, il sistema di aspirazione 4a ? configurato per esercitare un?azione di depressurizzazione in modo da ottenere la configurazione di presa su un pacco contente merci. In particolare, il dispositivo di presa 4 ? configurato per posizionarsi in corrispondenza di uno spigolo superiore del pacco ?P? affinch? le superfici aspiranti 4b poggino su due facce del pacco ?P? (figura 2a) per poi successivamente eseguire la suddetta pressurizzazione per il prelievo del pacco stesso che rimarr? a contatto con le superfici di presa durante la manipolazione dello stesso (come ad esempio rappresentato in figura 2b).

Preferibilmente, le superfici aspiranti 4b sono configurate per definire rispettive forze di presa non allineate tra loro. In questo modo, anche se le superfici di contatto dell?organo di presa non ricoprono totalmente le facce del pacco ?P? e non sono allineate simmetricamente con il baricentro dello stesso, l?azione di queste due forze compenser? maggiormente l?azione del momento e delle altre azioni dinamiche che si sviluppano durante la movimentazione del pacco ?P?. In altre parole, il dispositivo di presa 4 ? configurato per realizzare una depressurizzazione tramite le superfici aspiranti 4b che genera due forze di presa perpendicolari alle superfici aspiranti 4b stesse (e pertanto tra loro non allineate) che consentono di realizzare una presa salda sul pacco ?P? in grado di evitare che possa scollegarsi dal dispositivo di presa 4 stesso.

Vantaggiosamente, il robot 1 sopra descritto ? in grado di superare gli inconvenienti emersi dall?arte nota consentendo il prelievo del pacco ?P? posizionando il dispositivo di presa 4 in corrispondenza dello spigolo anteriore del pacco ?P?. In questo modo, sar? possibile 5 prelevare il pacco ?P? anche in quei contesti dove gli spazi di manovra sono limitati o per quei pacchi posti in profondit? negli scaffali del magazzino ?M?.

Il robot 1 sopra descritto, sia esso fisso o dotato di piattaforma a guida autonoma 2, ? pertanto in grado di prelevare i prodotti e depositarli su un apposito pallet ?T? per realizzare le operazioni di pallettizzazione.

Il presente modello d?utilit? riguarda inoltre un sistema 10 di pallettizzazione di pacchi ?P?.

Il sistema 10 comprende almeno un robot 1 come descritto in precedenza.

In figura 3 ? rappresentato un sistema 10 operativo in un magazzino ?M? in cui il robot 1 ? dotato di una piattaforma a guida autonoma 2.

Il sistema 10 comprende inoltre almeno una piattaforma a guida autonoma 11 configurata per muoversi all?interno del magazzino ?M? e comprendente una superficie di appoggio 11a configurata per ricevere un pallet ?T?.

Come ad esempio rappresentato in figura 3, il robot 1 ? configurato per prelevare un pacco ?P? contenente le merci, trasportarlo e posizionarlo sul pallet ?T?. Nell?esempio di figura 3 la fase di trasporto prevede la movimentazione dell?intero robot 1 assieme al pacco ?P? verso la piattaforma a guida autonoma 11 ma, qualora il robot fosse stato un robot 1 fisso, la fase di trasporto avrebbe previsto la sola movimentazione del pacco ?P? da un punto di prelievo (ad esempio da uno scaffale) al pallet ?T? avvicinato al robot 1 mediante la piattaforma a guida autonoma 11.

Preferibilmente, il sistema 10 pu? comprendere una pluralit? di robot 1 ed una pluralit? di piattaforme a guida autonoma 11 in funzione delle esigenze.

Il presente modello d?utilit? riguarda inoltre un metodo per la pallettizzazione di pacchi ?P?.

Il metodo pu? essere realizzato mediante un robot 1 come descritto in precedenza e/o mediante un sistema 10 come precedentemente descritto.

In altre parole, il metodo che verr? di seguito descritto pu? essere realizzato sia unicamente con un robot 1 (sia esso mobile o fisso) che con una piattaforma a guida autonoma 11 configurata 5 per supportare e trasportare il pallet ?T?.

Il metodo prevede una prima fase di movimentazione in cui il dispositivo di presa 4 viene posto in prossimit? di un pacco ?P? collocato in uno scaffale di un magazzino ?M? (o altra ubicazione in cui ? immagazzinato il pacco ?P?).

In altre parole, il manipolatore robotico 3 viene azionato in modo da avvicinare il dispositivo di presa 4 al pacco ?P?.

A questo punto, il metodo prevede di posizionare il dispositivo di presa 4 in corrispondenza di uno spigolo anteriore del pacco ?P? come ad esempio rappresentato in figura 2b.

In altre parole, le superfici aspiranti 4b vengono poste in contatto con uno spigolo del pacco ?P? da prelevare. Preferibilmente, le superfici aspiranti 4b sono poste in contatto di una superficie frontale e superiore del pacco ?P? (con il termine frontale si vuole intendere la faccia rivolta verso l?esterno dello scaffale, ovvero rivolta verso il robot 1).

A questo punto, il metodo prevede di definire una configurazione di presa mediante il sistema di aspirazione 4a. In altre parole, il metodo prevede di realizzare una depressurizzazione tramite le superfici aspiranti 4b che genera due forze di presa perpendicolari alle superfici aspiranti 4b stesse (e pertanto tra loro non allineate) che consentono di realizzare una presa salda sul pacco ?P? in grado di evitare che possa scollegarsi dal dispositivo di presa 4 stesso.

Il metodo prevede a questo punto di movimentare il pacco ?P? in prossimit? del pallet ?T?.

In altre parole, qualora il robot 1 sia un robot fisso, tramite il manipolatore robotico 3 il pacco ?P? viene prelevato dallo scaffale (o altra ubicazione) e

portato in prossimit? del pallet ?T?.

Alternativamente, qualora il robot 1 sia dotato di piattaforma a guida autonoma 2, successivamente o contemporaneamente al prelievo del pacco ?P? tramite il manipolatore robotico 3, il robot 1 viene movimento in prossimit? dell?ubicazione del pallet ?T? e il manipolatore 5 robotico 3 esegue ulteriori movimentazioni per avvicinare il pacco ?P? al pallet ?T?.

A questo punto, il metodo prevede di rilasciare il pacco ?P? sul pallet ?T? interrompendo l?azione di aspirazione e pertanto interrompendo la configurazione di presa.

Le operazioni di cui sopra sono eseguire in successione fino a completa esecuzione del precesso di pallettizzazione.

Vantaggiosamente, il presente modello d?utilit? ? in grado di superare gli inconvenienti emersi dall?arte nota.

Vantaggiosamente, il presente modello d?utilit? consente di incrementare il numero di ordini evasi.

Vantaggiosamente, il presente modello d?utilit? permette di rendere automatizzata la fase di pallettizzazione non pi? in specifiche aree adibite, ma direttamente in corrispondenza degli scaffali dove vengono prelevati i pacchi ?P?. Cos? facendo la pedana di carico sar? realizzata in maniera progressiva e, una volta completato l?ordine di carico, sar? direttamente pronta per essere evasa. Vantaggiosamente, il presente modello d?utilit? permette una riduzione del personale umano, in quanto, il processo ? altamente automatizzato.

Vantaggiosamente, il presente modello d?utilit? ? installabile nei magazzini senza che siano previsti ingenti investimenti per l?adeguamento strutturale e impiantistico, in quanto i robot 1 sono integrati con opportuni sensori di prossimit? in grado di permettere alle macchine di seguire determinati percorsi e individuare gli scaffali per il prelievo delle merci. Inoltre attraverso l?ausilio di specifici algoritmi di ottimizzazione, in base all?ordine di carico sulle macchine saranno preimpostati i percorsi ottimi da seguire e l?ordine di carico da effettuare.

Claims (9)

RIVENDICAZIONI

1. Robot (1) per applicazioni industriali o magazzini (M) di logistica comprendente:

- un manipolatore robotico (3) comprendente un estremo mobile (3a); ed

- un dispositivo di presa (4) collegato o collegabile a detto estremo mobile (3a) e configurato per il prelievo, il trasporto ed il rilascio di pacchi (P) contenenti merci, in cui detto dispositivo di presa (4) comprende un sistema di aspirazione (4a) a vuoto dotato di due superfici aspiranti (4b) perpendicolari tra loro e configurate per definire una configurazione di presa su un pacco (P) contenente merci, caratterizzato dal fatto che detto manipolatore robotico (3) ? realizzato nella forma di un braccio meccanico a sette gradi di libert? comprendente sette link e sette giunti rotativi.

2. Robot (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo di presa (4) ? collegato a detto manipolatore robotico (3) mediante un giunto rotativo.

3. Robot (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui in detto sistema di aspirazione (4a) ? configurato per esercitare una azione di depressurizzazione in modo da ottenere detta configurazione di presa su un pacco (P) contente merci.

4. Robot (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui dette superfici aspiranti (4b) sono configurate per definire rispettive forze di presa non allineate tra loro.

5. Robot (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre una piattaforma a guida autonoma (2), AGV o AMR, configurata per muoversi all?interno di un magazzino (M) e sulla quale ? montato o montabile detto manipolatore robotico (3).

6. Robot (1) secondo la rivendicazione 5, in cui detta piattaforma a guida autonoma (2) comprende un sistema di guida differenziale a quattro ruote motrici omnidirezionali (2a), preferibilmente dette ruote motrici omnidirezionali (2a) essendo ruote del tipo Mecanum.

7. Robot (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuna superficie aspirante (4b) comprende uno strato (4c) di pellicola in gommapiuma adesiva.

8. Sistema (10) per la pallettizzazione di pacchi contenenti merci comprendente:

- almeno un robot (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti;

- almeno una piattaforma a guida autonoma (11) configurata per muoversi all?interno di un magazzino comprendente una superficie di appoggio (11a) configurata per ricevere un pallet (T);

detto almeno un robot (1) essendo configurato per prelevare un pacco (P) contenente merci, trasportarlo e posizionarlo su detto pallet (T).

9. Metodo per la pallettizzazione di pacchi contenenti merci mediante un robot (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni 1-7 e/o in un sistema (10) secondo la rivendicazione 8, comprendente le fasi di:

- movimentare un dispositivo di presa (4) in prossimit? di un pacco (P) collocato in uno scaffale di un magazzino (M) o altra ubicazione in cui ? immagazzinato il pacco (P);

- posizionare detto dispositivo di presa (4) in corrispondenza di uno spigolo anteriore di detto pacco (P);

- definire una configurazione di presa mediante detto sistema di aspirazione (4a); - movimentare detto pacco (P) in prossimit? di un pallet (T);

- rilasciare detto pacco (P) su detto pallet (T).