IT9021702A1 - Impianto per il trasporto di carichi pallettizzati con veicoli a guida automatica. - Google Patents

Description

IMPIANTO PER IL TRASPORTO DI CARICHI PALLETTIZZATI CON VEICOLI A GUIDA AUTOMATICA

La presente invenzione riguarda un impianto per il trasporto di carichi disposti su pallets o in contenitori a mezzo di veicoli i quali, guidati automaticamente, si muovono lungo percorsi predeterminati, seguendo una pista segnata sul pavimento.

Più in particolare, nell’impianto secondo l’invenzione i vari veicoli, le cui funzioni sono comandate e controllate da un computer centrale che comunica con un azionamento montato su ciascun carrello, sono provvisti di mezzi atti a rilevare otticamente una pista disegnata sul pavimento per fornire all’azionamento una serie di segnali in funzione dei quali vengono attivati i dispositivi che controllano la velocità, la sterzata ecc.

Sono noti impianti per la movimentazione di carichi, ad esempio impianti per il trasporto di carichi all’interno di stabilimenti, comprendenti una serie di percorsi lungo i quali si muovono carrelli atti a ricevere un carico per trasportarlo verso una pluralità di stazioni di raccolta disposte lungo i vari tratti del percorso.

Oltre ad impianti nei quali il percorso è costituito da rotaie o simili, sono noti anche impianti nei quali i carrelli si muovono sul pavimento, seguendo una pista costituita da un filo metallico Interrato, formante uno o più circuiti collegati ad un generatore di frequenza.

Il segnale che corre lungo la pista viene captato, attraverso apposite antenne, da dispositivi di ricezione montati sui carrelli e collegati ai sistemi di guida del veicolo.

In particolare si effettua una comparazione frai segnali generati dai due sensori e, segnali che risultano uguali quando il carrello si trova esattamente a centro pista.

Questa soluzione presenta però alcuni inconvenienti che si possono così sintetizzare:

- difficoltà di installazione del filo metallico costituente la pista, in corrispondenza di discontinuità del pavimento oppure quando questo comprende parti metalliche quali binari o simili; - rischi di rottura del filo, in quanto questo si trova a pochi millimetri di profondità;

- necessità di interventi piuttosto complessi ed onerosi in caso di modifica dei percorsi;

- necessità di continuità di alimentazione elettrica e di disporre di un generatore di frequenza.

Con questo sistema noto, è inoltre necessario ricorrere a dispositivi ausiliari per avere informazioni circa la esatta posizione, momento per momento, del carrello lungo il percorso, mentre il carrello deve mantenersi, durante il moto, esclusivamente a centro pista.

Altri problemi per gli impianti noti, si presentano in relazione ai sistemi di comunicazione fra le unità elettroniche che governano l’Impianto e i vari carrelli, dovuti alla necessità di sopprimere disturbi ed interferenze elettromagnetiche.

Qualunque sia il tipo di collegamento prescelto, infatti, si verificano inconvenienti che nel caso di collegamento via radio sono dati dalla necessità di disporre spesso il trasmettitore 1n corrispondenza del soffitto per poter coprire l’intero percorso dei carrelli, oltre che dai disturbi generati da questo tipo di impianti .

Problemi dovuti alla necessità di coprire l’intero percorso si incontrano anche nel caso di collegamenti a raggi infrarossi.

Per risolvere i problemi sopra accennati, la presente invenzione propone un impianto per il trasporto di carichi a mezzo di veicoli a guida automatica, a rilevamento ottico del percorso.

Più in particolare, nell’impianto secondo l’Invenzione il percorso è definito da una striscia dipinta sul pavimento, di colore contrastante con quello del pavimento stesso, mentre ciascun carrello è provvisto di una telecamera che inquadra il tratto di pavimento davanti al carrello, producendo una Immagine focalizzata e inviata a mezzi elettronici che analizzano questa immagine e forniscono segnali in funzione della posizione del carrello rispetto alla pista.

La presente Invenzione sarà ora descritta dettagliatamente, a puro titolo di esempio non limitativo, con particolare riferimento alle figure allegate in cui:

- la figura 1 è una vista dall’alto dell'Impianto secondo l'invenzione;

- la figura 2 è una vista dall’alto del carrello in un impianto secondo l’invenzione;

- la figura 3 è una vista laterale parzialmente sezionata del carrello di figura 2;

- la figura 4 è uno schema a blocchi che illustra i mezzi di controllo del carrello

L’impianto comprende uno o più carrelli dotati ciascuno di mezzi motori, mezzi atti a ricevere e scaricare un pallet o carico analogo e mezzi guida che, controllati da un computer guidano i carrelli lungo un percorso definito da una pista dipinta sul pavimento, in un colore che contrasta con quello del pavimento stesso, preferibilmente una pista bianca su fondo scuro.

In particolare la pista, figura (1) comprende vari tratti di percorso o rami intercollegati in corrispondenza di nodi, per nodi Intendendosi quei punti del percorso ove si eseguono determinate operazioni ad esempio bivi, incroci, stazioni di carico e scarico ecc., oppure semplici punti in cui si trovano riferimenti atti a permettere al carrello di verificare la propria posizione lungo 11 percorso.

I rami sono suddivisi in tratte, ad esempio tratte rettilinee o curve che il carrello deve percorrere a velocità differenti e che vengono riconosciute dai dispositivi di controllo montati su ciascun carrello in base alla distanza percorsa, oppure tramite riferimenti fissi.

In figura i rami sono indicati con i numeri da 1 a 4, i nodi con i numeri da 5 a 8, mentre le stazioni con i numeri da 9 a 11. Con 12 si indica un computer preposto al controllo e alla gestione dell’impianto.

La pista viene rilevata da una telecamera posta su ciascun carrello, fissata all’albero dello sterzo e l ’immagine della pista, raccolta su un sensore, ad esempio un sensore CCD consente di conoscere, in base al valore di ciascun pixel, lo scostamento del carrello rispetto al tratto di pista lungo il quale si sta muovendo.

Lungo il percorso ai lati della pista, sono poi disposti degli elementi di riferimento fissi, ad esempio elementi riflettenti o simili che, come verrà illustrato in seguito, permettono di verificare la posizione del carrello lungo il percorso.

Ciascun carrello (figure 2 e 3), comprende un telaio 14 montato su ruote e provvisto, nella parte superiore, di una rulliera 15 o simili che costituisce il piano di carico.

Ciascun carrello è poi dotato di un motore 16 che, tramite un gruppo moto-riduttore aziona le ruote motrici 17 e di un secondo motore 18, che aziona lo sterzo.

I motori 17 e 18 sono collegati ciascuno ad un encoder o altro trasduttore di tipo noto che, durante il movimento generano una serie di segnali 1 quali, opportunamente elaborati, consentono di conoscere istante per istante la posizione lungo la pista, la velocità e l’angolo di sterzata del carrello.

La conoscenza dell’angolo di sterzata serve a determinare la accelerazione massima da impostare, mentre la direzione viene controllata tramite la telecamera.

Un illuminatore di tipo noto, solidale al gruppo sterzo, illumina la pista, che viene ripresa da una telecamera 20.

Un microcomputer 21 riceve 1 segnali provenienti dalla telecamera 20, li elabora in base alle istruzioni e alle informazioni provenienti dal computer centrale 12 e comanda di conseguenza le funzioni del carrello, attraverso un azionamento 22.

Un gruppo di batterie 23 fornisce al carrello l’energia necessaria.

A bordo del carrello sono poi presenti un apparato ricetrasmettitore in grado di comunicare con il computer centrale, un gruppo motoriduttore, non illustrato in figura, per azionare i rulli 15 per la movimentazione del carico, fotocellule 24 disposte sulle fiancate laterali dei pannelli e contatti striscianti 25, disposti sempre sulle pareti laterali ed atte ad impegnare corrispondenti elementi collocati in corrispondenza delle varie stazioni.

I mi crocomputer 21 montato su ciascun veicolo, e che ne costituisce il sistema di controllo, riceve dal computer centrale 12 le informazioni relative a ciascuna missione da compiere, con le indicazioni dei rami della pista da percorrere intese come successione di nodi, delle operazioni da eseguire nei nodi indicati, del tipo di carico ecc. ed attiva, di conseguenza, i vari azionamenti preposti al controllo della velocità del carrello, delle direzioni da seguire, alla verifica dell’esatto indirizzamento e alla attivazione delle operazioni di carico e scarico.

Più in particolare il computer 12 attiva un programma di navigazione il quale, in base all’elenco dei tratti di pista da percorrere e al genere di carico da trasportare stabilisce le velocità da tenere sia nei tratti rettilinei che in curva, le direzioni da seguire in corrispondenza di ogni incrocio, riconosce tramite le fotocellule laterali il posizionamento delle stazioni ed attiva, di conseguenza, il carico e lo scarico degli oggetti. Per tutte queste funzioni, di guida e di carico e scarico il modulo di navigazione attiva due azionamenti, uno preposto alla guida e l’altro alle diverse operazioni sopra citate.

L'azionamento preposto alla guida del carrello acquisisce dalla telecamera 20 l’immagine della pista nella parte anteriore del carrello e, dopo opportune operazioni di filtraggio digitale del segnale proveniente dalla telecamera individua, in base ai pixel acquisiti, la posizione del centro pista da seguire.

Inoltre, individua i punti di riferimento 13 sul pavimento per eseguire ogni volta un ricalcolo della posizione, con funzione di controllo, risincronizzando i dispositivi che controllano la distanza percorsa per verificare l’esatta posizione del carrelo, ad esempio in prossimità delle stazioni o al momento di effettuare operazioni di carico e scarico.

Questo "modulo guida" comanda inoltre il motore 18 per effettuare le sterzate in modo da seguire il tratto previsto di pista in corrispondenza dei nodi, controllando l’angolo di sterzata e lo spazio percorso a mezzo degli encoder collegati ai motori 16 e 18. Questo modulo preposto alla guida controlla anche l’accelerazione in modo che risulti sempre inferiore a quella massima stabilita dal modulo di navigazione in funzione del tipo di carico.

Il modulo operatore viene invece attivato dal modulo navigatore quando il veicolo si trova in corrispondenza di quelle stazioni ove è prevista una particolare operazione.

Il modulo navigatore, riconosciuta la stazione tramite le fotocellule laterali 24, comanda il modulo pilota a fermare il veicolo in corrispondenza della stazione, ove i contatti striscianti 25 impegneranno elementi corrispondenti previsti sulla stazione stessa, per sincronizzare l’al imentazione necessaria per il motore che attiva la rulli era 15 per la movimentazione del carico trasportato.

Con l’Impianto sopra descritto si ottengono numerosi vantaggi rispetto a quelli noti.

In particolare il sistema di rilevamento ottico della pista permette di definire quest’ultima semplicemente tramite una striscia dipinta sul pavimento, rendendo così estremamente semplice ed economico apportare variazioni al percorso, essendo sufficiente, a questo scopo, cancellare il tratto di pista che non Interessa più e dipingere i nuovi rami sul pavimento.

Non si è più legati alla necessità di seguire esattamente il centro pista, consentendo così al veicolo di muoversi in modo anche dìsassato per avvicinarsi ad una stazione in caso di carico o scarico, oppure o scostarsi un poco in caso di passaggio a velocità sostenuta.

Una volta trasmessi al computer a bordo del carrello i parametri relativi alla missione da compiere, si rende il carrello completamente indipendente dagli impianti a terra, evitando così la necessità di costose installazioni lungo tutto il percorso. In sostanza, quindi, con l’impianto secondo l’Invenzione è possibile variare a pi acemento la disposizione del percorso in quanto non si è più legati, per il controllo dei carrelli, alla conoscenza delle coordinate cartesiane della pista nè alla descrizione fisica della stessa, ma occorre semplicemente fornire al controllo del carrello la descrizione topologica della stessa, intesa come successione di nodi e rami ciascuno con lunghezza e caratteristiche note e memorizzate nei dispositivi di controllo del carrello.

Un esperto del ramo potrà poi prevedere numerose modifiche e varianti, che dovranno però ritenersi tutte comprese nell’ambito del presente trovato.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto per il trasporto di carichi pallettizzati con veicoli a guida automatica, del tipo comprendente uno o più carrelli automotori che si muovono lungo un percorso comprendente più rami collegati fra di loro, caratterizzato dal fatto di prevedere mezzi otti ci per i l ri l evamento del la pi sta, col legati a mezzi el ettroni ci i n grado di el aborare un segnale i n funz i one dell ’ immagine della pista rilevata e agire di conseguenza sui dispositivi di guida del veicolo.
2. 2. Impianto secondo la rivendicazione 1 , in cui detti mezzi di rilevamento della pista ne forniscono un’Immagine focalizzata.
3. 3. Impianto per il trasporto di carichi pallettizzati secondo le rivendicazioni 1 e 2, in cui la pista è costituita da una striscia dipinta sul pavimento 1n un colore contrastante con quello del pavimento stesso, essendo prevista, a bordo di ciascun carrello, una telecamera atta ad inquadrare la zona di pavimento antistante il carrello, detta telecamera essendo collegata a dispositivi elettronici atti a valutare, per ogni pixel , il valore di grigio rilevato e ad elaborare di conseguenza un segnale funzione della posizione relativa fra carrello e pista.
4. 4. Impianto secondo la rivendicazione 3, in cui detta telecamera è fissata all ’albero dello sterzo di ciascun carrello.
5. 5. Impianto per il trasporto dei carichi pallettizzati secondo le rivendicazioni da 1 e 4, in cui ciascun veicolo è provvisto di una unità di elaborazione atta a ricevere da un computer centrale le informazioni relative alla missione da compiere, detta unità centrale di elaborazione essendo collegata ad azionamenti atti a controllare la velocità di avanzamento e la direzione del veicolo.
6. 6. Impianto secondo la rivendicazione 5, in cui detta unità centrale di elaborazione controlla un modulo atto a stabilire la velocità di avanzamento nei vari tratti del percorso in funzione del carico, un modulo guida atto a mantenere Π veicolo allineato con la pista e un modulo atto a comandare le operazioni di scarico e carico degli oggetti trasportati.
7. 7. Impianto secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere, su ciascun veicolo, un encoder collegato al motore che comanda l’avanzamento ed un secondo encoder collegato allo sterzo, i segnali generati da detti encoder essendo inviati all’unità centrale di elaborazione montata sul veicolo.
8. 8. Impianto secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere, su ciascun carrello, un piano di trasporto costituito da una rulliera azionata da un motore montato a bordo del veicolo stesso.
9. 9. Impianto secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere, ai lati della pista, una serie di segnali di riferimento essendo previste, sui carrelli, fotocellule atte a rilevare detti segni di riferimento per controllare la posizione del carrello lungo il percorso.
10. 10. Impianto secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzat dal fatto di prevedere, su ciascun carrello, contatti strisciant atti ad impegnare corrispondenti elementi disposti in prossimità delle stazioni di carico e scarico.
11. 11. Impianto come descritto e illustrato