NO321230B1 - Plukkesystem - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et robotsystem ifølge innledningen av krav 1 og en fremgangsmåte ifølge krav 7.

1 utleveringsavdelingene ved forskjellige

produksjonsanlegg hentes sett av produkter for levering etter kundenes ordre. Manuell henting er tidkrevende fordi en enkelt kundes ordre vil kunne omfatte et stort antall forskjellige produkter. Ved automatisert henting har hvert produkt sin egen matelinje hvorfra produktene tas i henhold til kundenes ordre. Produktene samles bare opp ved enden av disse matelinjer. Imidlertid er matelinjesysternet dyrt og komplisert og opptar stor plass. Robotsystemer vil kunne installeres for å gjøre henteprosessen raskere. Da imidlertid en kundeordre normalt omfatter et stort antall forskjellige produkter, blir transportstrekningene og således også robotens ar-beidstid urimelig lang.

Å anordne vareenheter i søyler eller vertikale stabler og plukke utvalgte gjenstander fra disse er kjent fra US-A-2 701 065, som viser et wirebasert heissystem med beholdere. Systemet omfatter to separate heisanordninger som gjør det mulig å bringe beholdere fra en nedre posisjon i en beholderstabel. Systemet er beregnet for bilparkering og vedrører bare å oppnå adgang til enkeltbeholdere. FI-922028 viser et system for lagring og transport av kasser og kassestabler. Imidlertid gjør systemet det ikke mulig å danne forutbestemte kassekombinasjoner ved å plukke kasser fra utvalgte stabler.

Et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et robotar-rangement for å øke hastigheten ved plukking og utlevering av varer. Dette oppnås ved å anvende en spesiell robotgripeanordning og ved å redusere de totale transportstrekninger. Lagerromsplassen vil også kunne reduseres ved å eliminere ledige rom, så som ganger og transportbåndpassasj er.

Ifølge ett aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt et robotsystem som angitt i det etterfølgende krav 1.

Robotsystemet er anvendelig for håndtering av varer lagret i kasser, eller lignende, som er stablet på hverandre i vertikale stabler på gulvet i et lagerrom. Hensiktsmessig er lasterommet av systemets gripeanordning åpent oppad. Ved å styre de vertikale bevegelser av roboten er det mulig å plukke en eller flere kasselignende vareenheter fra, eller avlevere en eller flere kasselignende vareenheter til toppen av en vertikal stabel av de kasselignende vareenheter. Mengden av vareenheter som plukkes eller leveres av roboten vil kunne velges fritt og varieres uten noen endring av gripeanordningens konstruksjon. Således vil roboten kunne plukke den mengde kasser som er spesifisert i en kundeordre fra et antall stabler uten noen transport fra hver stabel tilbake til leveringsstedet i mellomtiden. Derfor blir tiden som anvendes for robotbevegelser kort og funksjonen effektiv.

Roboten vil kunne være en bro- eller portalrobot omfattende en bro som beveger seg over hele arbeidsområdet. I dette tilfelle er robotenheten, så som en løpevogn som bærer gripeanordningen bevegelig langs broen. Dette gjøre det mulig å utnytte gulvarealet for lagring på en meget effektiv måte fordi roboten arbeider ovenfra, slik at det ikke kreves noen ganger i lagringsområdet.

Roboten beveger vareenheter til ønskede posisjoner. Van-ligvis lesser roboten av en stabel av vareenheter den har dannet ved å plukke valgte gjenstander fra en eller flere vertikale stabler av vareenheter i arbeidsområdet, ved en avlessingsstasjon.

Robotens gripeanordning omfatter fortrinnsvis en vertikalt bevegelig tårniignende ramme som vil kunne beveges fritt ovenfra over en hvilken som helst ønsket stabel av vareenheter, slik at stabelen lukkes inne i rammens innvendige rom.

Stabelen vil også kunne strekke seg ovenfor toppen av rammen. Rammen forsyner fortrinnsvis den transporterte stabel med støtte sideveis, slik at roboten vil kunne akselerere og retardere forholdsvis hurtig og derved forsere transporten av vareenheter. Gripeanordningen bør være bevegelig vertikalt oppad til et slikt nivå at den vil kunne passere horisontalt over selv den høyeste stabel av vareenheter som er stablet på gulvet i arbeidsområdet.

Ved sin nedre ende er gripeanordningen forsynt med gripefingre eller lignende, ved hvis hjelp den nederste vareenhet som skal gripes i et stabelparti vil kunne gripes. Det anbefales at hver vareenhet er forsynt med fremspring, utsparinger eller lignende, understøttelsespunkter for å muliggjøre at gripefingrene lett får sikkert tak.

Robotens gripeanordning er fortrinnsvis dimensjonert slik at den vil kunne løfte og transportere et større antall vareenheter som er stablet på hverandre enn det som finnes i den høyeste stabel av vareenheter i lagerrommet eller arbeidsområdet, i en operasjon. Det blir således mulig å transportere et større antall vareenheter enn det som er mulig å holde stablet i lagerrommet, i en operasjon. Dette øker effektiviteten av robotsystemet og reduserer transportstrekningene.

Ifølge et andre aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte som angitt i det etterfølgende krav 7. Denne fremgangsmåte minimaliserer robotens totale transportstrekning mellom stablene av vareenheter og lossestedet. Hvis roboten arbeider i et fryselagerrom vil plukking og avlessing av vareenheter kunne styres fullstendig fra utsiden av lagerrommet, noe som er fordelaktig når det gjelder beskyttelse av arbeiderne.

Hvis hver vertikal stabel inneholder bare en type vareenhet er styringen av robotsystemet forholdsvis enkel, noe som forbedrer påliteligheten. Av og til, for eksempel siste forbruksdato eller "salg på dato" av varer, er det nødvendig å endre plukkesekvensen av vareenheter. Da styres roboten for å bevege ønskede mengder av varer fra bestemte stabler eller søyler til andre lagringssteder, for eksempel til tilgrensende tomme lagringsposisjoner.

En utførelse av oppfinnelsen vil nå, bare som eksempel bli beskrevet under spesiell henvisning til de vedføyde teg-ninger hvor

Figur 1 viser et skjematisk riss, sett ovenfra, av et robotsystem ifølge oppfinnelsen, Figur 2 er et skjematisk snitt etter linjen II - II på figur 1, og Figur 3 er et skjematisk sideriss av en gripeanordning ifølge oppfinnelsen. Figur 1 og 2 viser et stort antall vareenheter i form av kasser som er anordnet i vertikale søyler eller stabler i et lagringsområde 3 av et lagerrom 1. Horisontale skinner 4 strekker seg på begge sider av lagringsområdet 3, fortrinnsvis på et nivå godt ovenfor toppen av de vertikale stabler. En eller flere robotbroer 5 spenner mellom og er bevegelige langs skinnene 4. Hver robotbro omfatter en tralle 6 som beveger seg langs broen. I lagringsområdet 3 finnes lagringssteder i tverrgående rekker 7a, 7b, 7c, etc. i trallens 6 bevegelsesretning, og i langsgående rekker 8a, 8b, 8c, etc. i broenes 5 bevegelsesretning.

En transportlinje, som for eksempel et transportbånd 10 bringer vareenheter til lagerrommet 1. Andre transportbånd 11 beveger vareenheter til arbeidsområdet for en robotenhet 12 som er montert på robotens tralle 6. Robotenheten 12 løfter en eller flere kasser 13 fra transportbåndet 11 og beveger kassene til den ønskede posisjon i lagringsområdet 3, enten til en tom lagringsposisjon eller på toppen av en vertikal stabel av kasser som allerede finner seg i lagringsområdet. En komplett vertikal stabel av kasser omfatter typisk opp til ti eller enda flere kasser som er stablet på hverandre. Fordi roboten beveger seg over arbeidsområdet og beveger seg vertikalt for adgang til stablene av kasser, er det ikke nødvendig at roboten beveger seg over arbeidsområdet og beveger seg vertikalt for adgang til stablene av kasser, er det ikke nødvendig at roboten beveger seg mellom stablene. Følgelig er kassestablene hensiktsmessig anbrakt tett inntil hverandre for å oppnå mest mulig effektiv utnyttelse av lagerrommet og for å minimalisere transportstrekningene. I praksis er den minste avstand mellom tilgrensende stabler ca 5 cm. Dette nødvendiggjør anvendelse av et flatt og plant lagerromsgulv, kasser som passer nøyaktig på hverandre, og et robotsystem som vil kunne posisjoneres nøyaktig og feilfritt. I tillegg må robotens gripeanordning være liten, bare litt større enn ytterdimensjonene av stabelen av kasser.

Roboten styres automatisk ved hjelp av et styresystem og omfatter et arrangement som informerer styresystemet om posisjonene av de bevegede deler av roboten. Styresystemet er forhåndsprogrammert med bestemte grenseverdier, så som det maksimale antall kasser som tillates i en stabel, den maksimale tillatte vekt av en stable, tider for når varer på lageret må kasseres, er foreldet eller er modne, etc.

Vareenheter vil i tillegg kunne transporteres innenfor lagringsområdet 3. For eksempel er det mulig å bevege den/de nederste kasse<®> først ut fra lagringsområdet eller å holde tilbake de øverste kasser for senere levering. Fordi data og posisjoner vedrørende alle varer er tilgjengelige i styresystemet i tide, er robotdriften nøyaktig og fleksibel.

Hvis det er ønskelig å plukke varer fra lagringsområdet 3, programmeres robotenheten 12 til å bevege seg langs den

korteste bevegelsesbane fra en lagringsposisjon til en annen, idet den plukker kasser fra de øvre ender av utvalgte vertikale stabler og beveger dem til en transportør 14 eller til en hvilken som helst annen losseplass. Den ende-lige transport av vareenheter ut fra lagerrommet 1 gjennomføres av en transportør 15. Det foreligger også transportlinjer 16 og 17 for eventuell manuell sortering av varer fra en kasse til en annen.

Figur 3 viser robotenhetens 12 gripeanordning 20, som omfatter en fundamentplate 18 som er festet til trallen 6. Fundamentplaten bærer en selvunderstøttende konstruksjon i form av en ramme 21 som er åpen ved sin nedre ende. Rammen 21 er vertikalt bevegelig ved hjelp av en motor 19 som er festet til fundamentplaten 18. Rammens indre lasterom eller -avdeling har i det minste en slik høyde at det omslutter den høyest mulige stabel av vareenheter som er stablet i lagringsområdet 3. Den øvre ende av rammen 21 vil også kunne være åpen, hvilket gjør det mulig å transportere en stabel av vareenheter som rager høyere enn rammen. Ved sin bunnende er rammen 21 forsynt med føringsorganer 23 og 24 for stabelhjørner.

Robotenheten 12 plasserer gripeanordningen 20 i posisjonen ovenfra for en valgt kassestabel, slik at stabelen opptas mellom hjørneføringsorganene 23 og 24. Deretter senkes rammen 21 ved hjelp av en motor 19 til et slikt nivå at et par gripefingre 25 og 26 som styres av kraftsylindere kan gripe og fastholde en valgt kasse i den valgte stabel. Når rammen 21 og den grepne kasse deretter beveges oppad, bæres den grepne kasse og alle kasser i stabelen over denne, som sammen utgjør en valgt del eller et første sett av kasser av kassestabelen i rammen, og vil kunne beveges til en annen posisjon. Hvis vekten som bæres av rammen 21 plasseres på toppen av en annen stabel, vil man ved løsning av grepet om den tidligere grepne kasse, og ved senkning av rammen til en ny plukkeposisjon, kunne plukke en valgt mengde eller et andre sett av kasser nedenfor de kasser som allerede befinner seg i rammen fra denne andre kassestabel. På denne måte er den stabel som går ut dannet som en ønsket kombinasjon av det første og andre sett av kasser. Om ønskelig kan ytterligere stabler oppsøkes av robotenheten 12, slik at ytterligere kasser legges til lasten som bæres av rammen. Sluttelig beveger robotenheten 12 den dannede kassestabel til et losseområde, så som transportøren 14.

Oppfinnelsen skal ikke anses begrenset til den viste utfø-relse, idet flere variasjoner av denne kan tenkes, inklu-dert variasjoner med trekk som tilsvarer, men som ikke nødvendigvis bokstavelig ligger innenfor meningen av trekk som er angitt i de påfølgende krav.

Claims (10)

1. Robotsystem omfattende en robot som er bevegelig over et arbeidsområde for å håndtere vareenheter anordnet i vertikale stabler innenfor arbeidsområdet, hvilken robot er forsynt med en vertikalt bevegelig gripeanordning (20) for å gjøre det mulig å gripe vareenheter som skal plukkes fra og/eller lastes på stablene, karakterisert ved at gripeanordningen (20) omfatter et lasterom som i vertikal retning er dimensjonert for å oppta og omslutte en flerhet av vareenheter som er anordnet i en vertikal stable, hvorved muliggjøres at gripeanordningen (20), ved styring av dens vertikale bevegelser, valgfritt plukker en eller flere vareenheter fra, eller valgfritt leverer en eller flere vareenheter til, en vertikal stabel av vareenheter, slik at det antall vareenheter som er plukket/levert av roboten vil kunne velges fritt og varieres.

2. Robotsystem ifølge krav 1, karakterisert ved at roboten utfjøres av en bro- eller portalrobot forsynt med en bro (5) som er montert for bevegelse over arbeidsområdet, og en robotenhet (12) som er montert for bevegelse langs broen mens den understøtter og styrer gripeanordningen (20) .

3. Robotsystem ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at en lossestasjon er plassert innenfor robotenhetens (12) arbeidsområdet, i hvilken robotenheten (12) kan losse en stabel av varer som er plukket fra arbeidsområdet .

4. Robotsystem ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at gripeanordningen (20) omfatter en vertikalt bevegelig tårnlignende åpen ramme (21) som tilveiebringer dette lasterom, hvor rammen er bevegelig over stablene av vareenheter for valgfritt å levere en eller flere vareenheter til, eller valgfritt å plukke en eller flere vareenheter fra, en valgt stabel med vareenheter.

5. Robotsystem ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at gripefingre eller lignende er anordnet ved den nedre ende av gripeanordningen (20) for å kunne etablere fastholdelse ved den nederste vareenhet av et sett av vareenheter som skal løftes fra en vertikal stabel.

6. Robotsystem ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at gripeanordningen (20) er konstruert og anordnet for å kunne løfte og transportere et større antall vareenheter enn det som finnes i den høyeste stabel av vareenheter i robotenhetens (12) arbeidsområde i en operasjon.

7. Fremgangsmåte for anvendelse av et robotsystem ifølge et av de foregående krav, for å bære en flerhet av vareenheter, karakterisert ved at robotenheten (12) inn-ledningsvis plukker i det minste en vareenhet fra en første vertikal stabel av vareenheter i en første plukkeoperasjon og deretter, i det minste i en ytterligere plukkeoperasjon tillegger til den i det minste ene vareenhet som bæres av gripeanordningen, den eller hver ytterligere plukkeoperasjon omfattende å plassere den i det minste ene vareenhet som bæres av gripeanordningen på toppen av en valgt vertikal stabel av vareenheter, og å plukke i det minste en ytterligere vareenhet fra den valgte vertikale stabel i tillegg til den i det minste ene vareenhet som er plassert på toppen av den valgte vertikale stabel av vareenheter.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakteriser t ved at bare en type vareenhet er plassert i de forskjellige stabler av vareenheter i robotenhetens (12) arbeidsområde.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakteriser t ved at gripeanordningen (20) styres for å bære flere vareenheter enn dem som finnes i den høyeste vertikale stabel av vareenheter i robotenhetens (12) arbeidsområde.

10. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 7-9, karakterisert ved at robotenheten (12) styres for å bevege valgte antall vareenheter fra valgte vertikale stabler til en annen posisjon, for å endre plukkerekkefølgen av vareenheter fra valgte vertikale stabler.