WO2009082774A1 - Fahrzeug, insbesondere regalbediengerät, sowie verfahren zur antriebsregelung eines derartigen fahrzeugs - Google Patents

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WO2009082774A1
WO2009082774A1 PCT/AT2008/000474 AT2008000474W WO2009082774A1 WO 2009082774 A1 WO2009082774 A1 WO 2009082774A1 AT 2008000474 W AT2008000474 W AT 2008000474W WO 2009082774 A1 WO2009082774 A1 WO 2009082774A1
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drive
speed
mast
unit
vehicle
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PCT/AT2008/000474
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Inventor
Christoph Wolkerstorfer
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Tgw Mechanics Gmbh
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    • B66FHOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/07Floor-to-roof stacking devices, e.g. "stacker cranes", "retrievers"
    • B66F9/072Travelling gear therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
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    • B66F9/06Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075Constructional features or details
    • B66F9/20Means for actuating or controlling masts, platforms, or forks
    • B66F9/24Electrical devices or systems

Definitions

  • Vehicle in particular storage and retrieval unit, and method for controlling the drive of such a vehicle
  • the invention relates to a vehicle, in particular a storage and retrieval unit, with the features in the preamble of claim 1 and a method for controlling the drive of a vehicle, in particular a storage and retrieval unit, having the features in the preamble of claim 9.
  • a generic storage and retrieval device or a generic method is known from WO 2007/039009, in which a vehicle with two connected via a data line electrical drives is claimed, according to the invention, the speed and torque of the first drive (master drive) a controller of the second Drive (slave drive) are transmitted and the controller a speed for the second drive is specified by the speed and the torque of the first drive and the torque of the second drive are taken into account.
  • DE 196 08 293 A1 relates to a stacker crane which comprises a lower chassis with a first electric drive, an upper chassis with a second electric drive and a mast connecting the chassis.
  • the mast is rigidly mounted on the lower chassis, which is supported by means of several arranged in the direction of movement wheels on a rail, wherein the wheelbase corresponds at least to the simple wheel diameter.
  • a control unit is provided, by means of which a vertical position of the mast is monitored by controlling the speed of both electric drives.
  • the mast is provided with an angle sensor that detects the deviation from the vertical position. In the case of deviations from the vertical position, a correction signal is applied to one of the electric drives for readjustment of the predetermined angle, and a speed change of this drive is triggered with it.
  • DE 195 34 291 A1 discloses a storage and retrieval unit with a double mast, which is provided on the mast head with an antiskid drive which serves to dampen mast oscillations caused by changes in the driving speed due to the mass inertia of the stacker crane.
  • JP 09-272606 A discloses a drive control for a stacker crane, in which means a strain sensor detects the curvature of the mast during the operating drive between start and end position and is acted upon by a control unit, the driving force of the lower chassis with an order to a derived from the curvature of the mast damping force target set force.
  • the storage and retrieval devices known from the prior art thus comprise a lower chassis with a first electric drive, an upper chassis, optionally with a second electric drive and a mast connecting the trolleys. From a mast height of approx. 10 meters, damping is required during travel or when driving.
  • the electric drive on the lower chassis mostly serves solely as a traction drive.
  • the Antipendel- and traction drive are coupled together via a data line.
  • the driving force is mostly frictionally locked on the rails by the anti-skid and traction drive
  • This slip can amplify the vibration excitation and leads to tension of the mast after reaching the target position.
  • the anti- '.0 pendulum drive In order to release these tensions again, the anti- '.0 pendulum drive must be switched torqueless when a target position is reached, so that the mast is stabilized again or it returns to its vertical starting position. In this case, the mast vibrations must decay, even before stored on a load handling equipment at the destination position conveyed into a shelf or conveyed can be outsourced from the shelf.
  • the decay time of the mast oscillations is often about 0.5 sec. »5
  • the object of the invention is to avoid the disadvantages associated with the occurrence of vibrations on a vehicle, in particular in the form of a stacker crane, such as increased mechanical load on the bodywork and waiting times for the decay of vibrations due to substantial inhibition of vibration processes. 50
  • the object of the invention is achieved by a vehicle having the features of claim 1 and by the method for drive control with the measures of claim 10.
  • a transducer attached to the mast a transducer is, with the occurring during driving deformation, in particular a curvature of the mast, so a compression or expansion is detected and this deformation is taken into account in the drive control of the second drive.
  • An arithmetic unit of the Antipendel- drive which itself can also be designed as a controller calculated from the deformation 5 or curvature of the mast a speed correction value of the correct sign used to the drive control of the first drive reference speed added and thus an adjusted correction speed value for the second drive, So the Antipendor drive is given.
  • control device for the first drive and the second drive in each case comprises at least one drive controller, since in this case a conversion of conventional drive controls is connected to the inventive design with little effort.
  • the transducer for deformation as a strain gauge and to arrange it at a distance to the neutral fiber of the mast.
  • the strain transducer can advantageously comprise one or more strain gauges, for example in a temperature-insensitive bridge circuit, whereby a high measurement resolution or measurement sensitivity
  • strain transducers are available as finished, ready-to-use units and can be easily integrated into existing control devices.
  • the transducer is arranged to carry out meaningful deformation measurements at the points with the greatest loads or deformations, ie in the lower and / or upper third of the mast height between the first drive unit and the second drive unit.
  • a reference speed of the first drive can be predetermined by the control device - A -
  • Target speed of the first drive may be used, i. the setpoint speed of the second drive corresponds, except for the speed correction value, to the setpoint speed of the first drive.
  • Another possibility is to use as a reference speed of the first drive whose actual speed, which is easily detectable via in the drive motors often already integrated rotary encoder.
  • the arithmetic unit for specifying the speed correction value can advantageously be formed as a controller and thereby have a P-control behavior or a PD control behavior or a PID control behavior, the value zero being specified as the set value of the deformation or one, 0 being deviating from zero Value corresponding to a predetermined desired deformation, which occurs for example due to the dead weight at a starting position, is predetermined.
  • control device can be a proportional element for multiplying the reference speed nlbez of the first drive with a factor F before the correction is carried out
  • FIG. 1 shows a shelf storage system with a shelf storage and a 5 stacker crane according to the invention
  • Figure 2 is a diagram of the drive control of the storage and retrieval device by the control device.
  • FIG. 3 shows a possible embodiment of the control device or control circuits for drive control
  • Fig. 4 is a diagram of the drive control of the second drive (slave drive).
  • a shelf storage system is shown schematically, the one along a guideway 1 movable vehicle in the form of a stacker crane 2 and arranged on both sides of the guide track 1 shelf storage 3 comprises.
  • the storage and retrieval unit 2 has a vertically mounted on a first lower drive unit 4 via stiffening elements 5, vertical mast 6 and along this means of lifting drive 7 vertically adjustable lifting unit 8 and
  • the lifting unit 8 is provided with an only schematically indicated guide device 12 and the mast 6 with a guide rail 13 shown only schematically, so that the lifting unit 8 is mounted vertically displaceable on the guide rail 13 on the mast 6 via the guide device 12.
  • the lower drive unit 4 is mounted on this rotatably mounted height guide rollers 14 and side guide rollers 15 on the lower guide rail 1 and by driving at least one of the height guide rollers 14 or Seiteri Evaluationsrollen 15 or other drive means along the guideway 1 in the direction of travel registered, horizontal
  • the guideway 1 extends along an alley formed between the shelves 3 and is mounted on mounting clamps 16 at the bottom of a hall.
  • the guide track 1 is flange-shaped in the manner of an I-rail.
  • the height guide rollers 14 are supported on a vertical web of the guideway 1, the paired so''0 guide rollers 15 are unrolled and on a side facing away from the ground, horizontally extending upper flange, the height guide rollers 14 are supported.
  • the height and side guide rollers 14, 15 are spaced from each other in the direction of travel of the lower drive unit 4 and arranged on both sides of the mast 6 in the direction of travel of the stacker crane - in accordance with double arrow - one behind the other.
  • the driven height guide roller 14 is coupled to a lower, first 15 drive 17, preferably in the form of an electric motor, in particular a servomotor with a rotary encoder, and driven by this.
  • the rack conveyor vehicle is supported with its height guide rollers 14 directly on the guideway 1 forming bottom of a hall.
  • the mast head at the upper end of the mast 6 is provided with a bracket which simultaneously forms an upper, second drive unit 18 or a chassis, are arranged on the paired side guide rollers 19, which are mounted on a vertical web of an upper guide.
  • the guideway 20 is formed by a guide rail with, for example, I- or T-shaped cross-section and attached, for example, to the shelf storage 3 or to a ceiling of a hall.
  • the upper drive unit 18 serves in this embodiment, the lateral guidance of the mast head of the storage and retrieval device 2 along the upper guide rail 20 and additionally has an upper, second drive 21, preferably also in the form of an electric motor, in particular a servomotor with rotary encoder, whose driving forces about one of the To tasksmngsrollen 19 or at least a separate drive wheel 22 or other drive members are transmitted to the upper guide track 20.
  • an electric motor in particular a servomotor with rotary encoder
  • the mast 6 is thus guided at its mast base with the lower, first drive unit 4 and driven by the lower, first drive 17 and guided at its mast head with the upper, second drive unit 18 and driven by the upper, second drive 21.
  • the lower first drive 17 is the main drive, which, with a powerful motor, carries out the majority of the drive power required for the driving movements.
  • the upper, second drive 21 is dimensioned smaller and serves as an additional drive primarily to drive the mast head by controlled movements to match the movements of the mast base caused by the lower, first drive 17 and by the movements induced movements and oscillations of the mast 6 in Driving direction as far as possible, which generally requires less power.
  • the upper drive 21 may be formed as a main drive and the lower drive 17 act as an additional drive.
  • the lifting unit 8 is coupled to the lifting drive 7 via at least one drive element 23, in particular a traction mechanism, and is a drive wheel 24 mounted in the area of the mast foot and a bracket in the region of the mast head of the upper drive unit 18 rotatably mounted guide wheel 25 out and with its two free
  • the drive wheel 24 is coupled to the lifting drive 7 and driven by this.
  • the band-like traction means is formed, for example, by a chain, toothed belt and the like.
  • the traction means is expediently formed by a toothed belt which engages positively with the drive wheel 24 and essentially union without slipping a stroke on the lifting unit 8 transfers and the lifting unit 8 in the direction of the registered vertical double arrow (y-direction) adjusted.
  • the lifting drive 7, lower first drive 17 and upper second drive 21 are each 5 formed by an electric motor, such as asynchronous motor, servomotor or stepper motor, which are optionally also equipped with appropriate transmission units.
  • an electric motor such as asynchronous motor, servomotor or stepper motor, which are optionally also equipped with appropriate transmission units.
  • a control device 26 For positioning the driving units 4, 18 and the lifting unit 8 of the storage and retrieval unit at [0 for example with respect to a particular shelf 11, a control device 26 is provided with a position measuring system 27 as an actual value for the horizontal position of the lower driving unit 4 and with a not shown path measuring system for the vertical position of the lifting unit 8 is connected.
  • a position measuring system 28 may be provided as an actual value transmitter for the horizontal position of the upper drive unit 18, this L 5 is not required by the inventive control of the drives 17, 21 for the drive control, but for example for additional detection of improper misalignment of the mast. 6 can be used.
  • the upper position measuring system 28 is generally dispensed with in a storage and retrieval unit 2 according to the invention.
  • the distance measuring systems 27, 28 are each formed, for example, by a distance sensor or a laser or infrared measuring system, with which the current position of the lower drive unit 4 and possibly the upper drive unit 18 relative to a stationary reference point detected as the actual value or actual position becomes. If a slip occurring between the driven wheels of the drive units 4, 18 and the guideways 1, 20 neglects negligible
  • the distance measurement can also indirectly by a coupled to the drives 17, 21 rotary or incremental encoder (resolver) in conjunction with known radii of the driven wheels of the driving units 4, 18 take place.
  • a start position for movements to be subsequently executed is defined when the storage and retrieval unit 2 is stationary, while an end position or target position of the drive units 4, 18 and the lifting unit 8 passes through the warehouse management system, in particular be specified by a parent control computer.
  • the for the movement of The starting position to the target position required movements are calculated by the control device 26 and the drives 17, 21 and the lifting drive 7 driven accordingly.
  • the target position corresponds, for example, to a shelf 11 into which or from which a load 10 is to be stored or retrieved.
  • control device 26 and the required power electronics (not shown) for the lifting drive 7 and the drives 17, 21 are arranged in a control cabinet 29 which is fixed, for example, on the control panel 2.
  • a transducer 30 As actual value for the current detection of the deformation of the mast 6 in Direction of travel based on a defined starting position or output deformation, approximately in the stationary state with average payload, arranged.
  • the transducer 30 is provided, for example, by a strain transducer 31 spaced from the neutral fiber 32 of the mast 6 and e.g. Has strain gauges or formed by a piezoresistive sensor and circuitry associated with the control device 26.
  • Fig. 2 shows schematically the relationship between the control device 26 and the drives 17 and 21 of the storage and retrieval device 2.
  • the control device 26 based on the executed and defined by a parent guide driving tasks for the lower first drive 17 before a target speed nlsoll before, the corresponding Traveling movements of the stacker crane 2 initiates.
  • this setpoint speed nlsoll can have a certain time profile which causes, for example, a smooth start of the movement or a smooth stopping of the movement of the lower drive unit 4 or the entire storage and retrieval unit 2.
  • a disturbing slip between the driven wheels and the guide track 1 can be significantly reduced, and the mechanical loads of the mast 6 during acceleration or deceleration can be reduced.
  • the trajectories and speeds are today often generated using common position control devices and will not be explained at this point. Since the storage and retrieval unit 2 can not be regarded as a rigid system, especially with high designs, ie large mast lengths, accelerations of the lower drive unit 4 inevitably lead to Relatiwerschiebept between lower drive unit 4 and upper Fahrahrein- unit 18, if not with an additional drive synchronous to lower drive unit 4 is driven. From the prior art, it is known to drive the upper second drive 21 with the actual speed of the lower first drive 17.
  • the control unit 26 comprises a computing unit 33 which has as an input variable the measured value of the deformation of the mast 6 detected by the sensor 30, for example the strain sensor 31.
  • the control device 26 is shown greatly simplified in Fig. 2 as a black box, since there are many options, the inventive measures - Specifying a target speed nlsoll for the first drive 17, calculating a speed correction value .DELTA.n, linking a reference speed nlbez of the first drive 17th with the speed correction value .DELTA.n and setting a corrected target speed n2korr for the second drive 21, - Assign a variety of electrical or electronic components with control functionality.
  • FIG. 3 shows a possible exemplary embodiment for the control unit 26 or the linking of input variables and output variables carried out by the latter for controlling the control unit 26. 17, 21.
  • the first drive 17 is associated with a first drive controller 34 and the second drive 21, a second drive controller 35 assigned.
  • the first drive controller 34 which is designed as a position controller 36, calculates, based on the position-actual value xlist measured by the position-measuring system 27, and a
  • the higher-level position control in the illustrated embodiment thus also includes a speed control in that the actual speed value nlist of the first drive 17 is fed back into the first drive controller 34
  • the drive controller 34 or position controller 36 may be formed by frequency converters known from the prior art, servo drive amplifiers, stepping drive amplifiers, power converters, servo inverters and the like and will therefore not be explained in detail.
  • the second drive controller 35 has, as known from the prior art as input variables, a reference speed nlbez of the first drive 17 and the actual speed n2ist of the second drive 21, which represents the variable to be controlled of the second drive 21.
  • the reference speed nlbez can, as indicated in FIG. 3, be formed from different sizes of the first drive 17.
  • the reference speed nlbez can be formed by the actual speed nlist of the first drive 17, which is detected, for example, by a rotary encoder or resolver which is obligatory in such drives.
  • a third possibility is that the reference speed nlbez, as indicated by dashed line 50 c, is calculated from the travel speed of the first driving unit 4 detectable by means of the distance measurement 27.
  • This third variant can be used advantageously, for example, if different slip ratios are present due to different design of the driving units 4, 18, and a control by means of the rotational speeds of the first drive 17 would be too inaccurate, ie, if the actual speed nlist of the first drive 17 deviates too much from the actual speed of the first drive unit 4 due to high slip.
  • the reference speed nlbez can still be converted with a transmission factor which can take into account different transmission ratios between the lower drive unit and upper case purity - such a proportional element 37 of the control is shown in simplified form in FIG. 3 as a box in the natal line.
  • a transmission factor which can take into account different transmission ratios between the lower drive unit and upper case purity -
  • a proportional element 37 of the control is shown in simplified form in FIG. 3 as a box in the natal line.
  • the factor F can be set approximately such that the actual, effective diameters of the drive wheels of the lower drive unit 4 and upper drive unit 18 are automatically or manually measured by operating personnel and the diameter ratio as a factor F in the proportional member 37 for correction of the drive 17 of the first , lower unit 4 derived reference speed nlbez is used.
  • the reference rotational speed nlbez which is optionally corrected by the factor F with respect to changes in the gear ratios, is taken into account for the regulation of the second drive 21, but also the reference values determined by the measured value.
  • taker 30 detected deformations of the mast 6, which are also received in the second drive controller 35, taken into account.
  • the arithmetic unit 33 which calculates the speed correction value ⁇ n from the deformation measurement value is included in the second drive controller 35; the target rotational speed n2korr of the second drive 21 is thus again composed of the reference rotational speed nlbez of the first drive 17 and the rotational speed correction value ⁇ n.
  • the nominal rotational speed of the second drive 21 corresponds to the reference rotational speed nlbez of the first drive 17, which corresponds to the well-known master-slave operation of the conventional bank stacker cranes.
  • the transducer 30 is arranged in the lower third of the mast height 38 between the first drive unit 4 and the second drive unit 18, since the highest deformation values are measured with the lowest possible arrangement if a constant bending stiffness is assumed via the mast height 38.
  • the drive controller 35 is designed as a speed controller 39, based on the reference speed nlbez the first drive 17 and the actual value of the regulated speed n2ist the second drive 21 is a target Speed n2soll is calculated for the second drive 21, which is still summed with the deformation-dependent speed correction value .DELTA.n and the second drive 21 is acted upon by the correction speed n2korr, where n2soll corresponds to the reference speed nlbez of the first drive 17.
  • the speed correction value ⁇ n is in this example by the computing unit 33 in the form of a PID Regulator 40 calculated, which in addition to the extent of deformation of the mast 6, the deformation rate in the drive control of the second drive 21 can be received and the vibrations of the storage and retrieval system 2 can be even better prevented.
  • the mast 6 is deformed in the direction of travel, for example in relation to the lower driving unit 4 leading upper drive unit 18 (approximately at a braking operation) and the input speed n2korr of the upper, second drive 21 by a negative speed correction value .DELTA.n compared to the reference speed nlbez something slows down and thereby corrects the lead.
  • a negative speed correction value .DELTA.n compared to the reference speed nlbez something slows down and thereby corrects the lead.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2), umfassend eine erste Fahreinheit (4) mit einem ersten Antrieb (17), eine zweite Fahreinheit (18) mit einem zweiten Antrieb (21), einen die Fahreinheiten (4, 18) etwa in Vertikalrichtung verbindenden Mast (6), sowie eine die Drehzahlen der Antriebe (17, 21) beeinflussende Regeleinrichtung (26). Am Mast (6) ist dabei zumindest ein Messwertaufnehmer (30) zum Erfassen einer Verformung des Mastes (6) in Fahrrichtung des Mastes (6) angeordnet und die Regeleinrichtung (26) umfasst eine Recheneinheit (33) zur Berechnung eines von der Verformung des Mastes (6) abhängigen Drehzahlkorrekturwertes Δn. Durch die Regeleinrichtung (26) ist dem zweiten Antrieb (21) eine aus einer Bezugsdrehzahl n1bez des ersten Antriebs (17) und dem Drehzahlkorrekturwert Δn zusammengesetzte Korrekturdrehzahl n2korr vorgebbar.

Description

Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät, sowie Verfahren zur Antriebsregelung eines derartigen Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Regalbediengerät, mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Antriebsregelung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Regalbediengeräts, mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 9.
Ein gattungsgemäßes Regalbediengerät bzw. ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus WO 2007/039009 bekannt, in der ein Fahrzeug mit zwei über eine Datenleitung verbundenen elektrischen Antrieben beansprucht wird, wobei erfindungsgemäß die Drehzahl und das Drehmoment des ersten Antriebes (Master-Antrieb) einem Regler des zweiten Antriebes (Slave- Antrieb) übermittelt werden und vom Regler eine Drehzahl für den zweiten Antrieb vorgegeben wird, indem die Drehzahl und das Drehmoment des ersten Antriebes und das Drehmoment des zweiten Antriebes berücksichtigt werden.
DE 196 08 293 Al bezieht sich auf ein Regalbediengerät, welches ein unteres Fahrwerk mit einem ersten elektrischen Antrieb, ein oberes Fahrwerk mit einem zweiten elektrischen Antrieb und einen die Fahrwerke verbindenden Mast umfasst. Der Mast ist am unteren Fahrwerk biegesteif befestigt, das mittels mehrerer in Bewegungsrichtung angeordneter Räder auf einer Schiene abgestützt ist, wobei der Radabstand mindestens dem einfachen Raddurchmesser entspricht. Zusätzlich ist eine Reglereinheit vorgesehen, mittels derer eine Senkrechtstellung des Mastes durch Steuerung der Drehzahl beider elektrischen Antriebe überwacht wird. Der Mast ist mit einem Winkelsensor versehen, der die Abweichung von der Senkrechtstellung erfasst. Bei Abweichungen von der Senkrechtstellung wird einem der elektrischen Antriebe zur Nach- regelung des vorgegebenen Winkels ein Korrektursignal aufgeschaltet und mit diesem eine Drehzahländerung dieses Antriebes ausgelöst.
DE 195 34 291 Al offenbart ein Regalbediengerät mit einem Doppelmast, das am Mastkopf mit einem Antipendelantrieb versehen ist, der zur Dämpfung von bei Änderungen der Fahr- geschwindigkeit durch die Massenträgheit des Regalbediengerätes hervorgerufenen Mastschwingungen dient.
JP 09-272606 A offenbart eine Antriebsregelung für ein Regalbediengerät, bei dem mittels eines Dehnungsaufnehmers die Krümmung des Mastes während der Betriebsfahrt zwischen Start- und Zielposition erfasst und durch eine Reglereinheit die Antriebskraft des unteren Fahrwerks mit einer um eine aus der Krümmung des Mastes abgeleiteten Dämpfungskraft veränderten Sollstellkraft beaufschlagt wird.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Regalbediengeräte umfassen somit ein unteres Fahrwerk mit einem ersten elektrischen Antrieb, ein oberes Fahrwerk, gegebenenfalls mit einem zweiten elektrischen Antrieb sowie einen die Fahrwerke verbindenden Mast. Ab einer Masthöhe von ca. 10 Meter ist zur Dämpfung der während der Fahrbewegung oder beim Be-
0 schleunigen und Abbremsen angeregten Schwingungen am Mast ein Antipendelantrieb erforderlich, der durch den zweiten elektrischen Antrieb am oberen Fahrwerk gebildet ist. Hingegen dient der elektrische Antrieb am unteren Fahrwerk zumeist alleinig als Fahrantrieb. Der Antipendel- und Fahrantrieb sind über eine Datenleitung miteinander gekoppelt. Die Antriebskraft wird vom Antipendel- und Fahrantrieb zumeist reibschlüssig auf die Schienen
5 übertragen. Damit verbunden ist ein Schlupf zwischen Fahrantrieb und Antipendelantrieb.
Dieser Schlupf kann dabei die Schwingungsanregung verstärken und führt zu Verspannungen des Mastes nach Erreichen der Zielposition.
Um diese Verspannungen wieder zu lösen, muss mit Erreichen einer Zielposition der Anti- '.0 pendelantrieb momentenlos geschaltet werden, so dass sich der Mast wieder auspendelt bzw. er sich in seine lotrechte Ausgangslage zurückstellt. Dabei müssen die Mastschwingungen abklingen, noch bevor über ein Lastaufnahmemittel an der Zielposition Fördergut in ein Regalfach eingelagert bzw. Fördergut aus dem Regalfach ausgelagert werden kann. Die Abklingzeit der Mastschwingungen beträgt häufig etwa 0,5 sek. »5
Aufgabe der Erfindung ist es, die mit dem Auftreten von Schwingungen an einem Fahrzeug, insbesondere in Form eines Regalbediengeräts, verbundenen Nachteile wie erhöhte mechanische Belastung des Aufbaus und Wartezeiten für das Abklingen von Schwingungen durch weitgehendes Unterbinden von Schwingungsvorgängen zu vermeiden. 50
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch das Verfahren zur Antriebsregelung mit den Maßnahmen des Anspruchs 10 gelöst. Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, dass am Mast ein Messwertaufnehmer befestigt ist, mit dem die im Fahrbetrieb auftretende Verformung, insbesondere eine Krümmung des Mastes, also eine Stauchung oder Dehnung erfasst wird und diese Verformung bei der Antriebsregelung des zweiten Antriebs berücksichtigt wird. Eine Recheneinheit des Antipendel- antriebes, die selbst auch als Regler ausgebildet sein kann, berechnet aus der Verformung 5 bzw. Krümmung des Mastes einen Drehzahlkorrekturwert der vorzeichenrichtig zur von der Antriebsregelung des ersten Antriebs benutzten Bezugsdrehzahl hinzuaddiert und damit ein angepasster Korrekturdrehzahlwert für den zweiten Antrieb, also den Antipendelantrieb vorgegeben wird.
D Dadurch werden über den Drehzahlkorrekturwert die während der Fahrt des Regalbediengerätes zwischen einer Start- und Zielposition oder an der Start- oder Zielposition durch das Beschleunigen und Verzögern hervorgerufenen Mastschwingungen kompensiert bzw. vermieden.
5 Von Vorteil kann dabei eine Ausführung des Fahrzeugs sein, bei der die Regeleinrichtung für den ersten Antrieb und den zweiten Antrieb jeweils zumindest einen Antriebsregler umfasst, da in diesem Fall eine Umrüstung von konventionellen Antriebsregelungen auf die erfindungsgemäße Ausführung mit geringem Aufwand verbunden ist.
0 Eine zuverlässige Methode der Erfassung der Verformungen des Mastens besteht darin, den Messwertaufnehmer für die Verformung als Dehnungsaufnehmer auszubilden und in einem Abstand zur neutralen Faser des Mastes anzuordnen. Dabei kann der Dehnungsaufnehmer vorteilhaft einen oder mehrere Dehnmessstreifen, etwa in einer temperaturunempfindlichen Brückenschaltung, umfassen, wodurch eine hohe Messauflösung bzw. Messempfindlichkeit
,5 erzielt werden kann. Derartige Dehnungsaufnehmer sind als fertige, gebrauchsfertige Einheiten erhältlich und können problemlos in bestehende Regeleinrichtungen eingebunden werden.
Der Messwertaufnehmer wird zur Durchführung von aussagekräftigen Verformungsmessungen an den Stellen mit den größten Belastungen bzw. Verformungen angeordnet, also im un- >0 teren und/oder oberen Drittel der Masthöhe zwischen erster Fahreinheit und zweiter Fahreinheit.
Als Bezugsdrehzahl des ersten Antriebs kann eine von der Regeleinrichtung vorgegebene - A -
Soll-Drehzahl des ersten Antriebs verwendet werden, d.h. die Soll-Drehzahl des zweiten Antriebs entspricht bis auf den Drehzahlkorrekturwert der Soll-Drehzahl des ersten Antriebs. Bei ähnlichem Regelverhalten von erstem und zweitem Antrieb kann dadurch auf einfache Weise ohne das Erfordernis, Ist-Drehzahlen zu messen oder zwischen den Antrieben gemessene Ist- 5 Werte zu übertragen, eine Bezugsdrehzahl des ersten Antriebs bereitgestellt werden.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, als Bezugsdrehzahl des ersten Antriebs dessen Ist- Drehzahl einzusetzen, die über in den Antriebsmotoren häufig ohnehin integrierte Drehgeber leicht erfassbar ist.
0
Für den Fall, dass aufgrund von hohem Schlupf die Ist-Drehzahl des ersten Antriebs keine ausreichend genaue Aussage über die dadurch bewirkte Bewegung der ersten Fahreinheit erlaubt, kann aus der mittels eines Wegmesssystems berechneten Ist-Geschwindigkeit der ersten Fahreinheit eine für die Regelzwecke gut verwendbare Bezugsdrehzahl des ersten Antriebes
5 errechnet werden.
Die Recheneinheit zur Vorgabe des Drehzahlkorrekturwertes kann vorteilhaft als Regler ausgebildet sein und dabei ein P-Regelverhalten oder ein PD-Regelverhalten oder ein PID-Regelver- halten aufweisen, wobei als Sollgröße der Verformung der Wert Null vorgegeben ist oder ein ,0 bestimmter von Null abweichender Wert der einer vorgebbaren Soll-Verformung entspricht, die etwa aufgrund des Eigengewichts bei einer Ausgangsstellung auftritt, vorgegeben ist.
Weiters kann die Regeleinrichtung ein Proportionalglied zur Multiplikation der Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Fahrantriebes mit einem Faktor F vor der Durchführung der Korrektur
15 mit dem Drehzahlkorrekturwert Δn umfassen, wobei der Faktor F aus einem Übersetzungsverhältnis zwischen erstem Fahrantrieb und zweitem Fahrantrieb berechnet ist. Dadurch kann ein unterschiedlicher Verschleiß der Antriebsräder und damit auch Änderungen im Übersetzungsverhältnis zwischen unterem Fahrantrieb und oberem Fahrantrieb mit einem aktualisierbaren Faktor berücksichtigt werden und die dadurch angeregten Mastschwingungen und
S 0 Mastverformungen können minimiert werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematisch stark vereinfachter Darstellung:
Fig. 1 ein Regallagersystem mit einem Regallager und einem erfindungsgemäßen 5 Regalbediengerät;
Fig. 2 ein Schema der Antriebsregelung des Regalbediengeräts durch die Regeleinrichtung;
IO Fig. 3 eine mögliche Ausfülirungsform der Regeleinrichtung bzw. der Regelkreise zur Antriebsregelung;
Fig. 4 ein Schema der Antriebsregelung des zweiten Antriebs (Slave- Antrieb).
[ 5 Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, un-
10 ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
>5
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unteren
50 Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.
In Fig. 1 ist schematisch ein Regallagersystem dargestellt, das ein entlang einer Führungsbahn 1 verfahrbares Fahrzeug in Form eines Regalbediengeräts 2 sowie zu beiden Seiten der Füh- rungsbahn 1 angeordnete Regallager 3 umfasst. Das Regalbediengerät 2 weist einen an einer ersten, unteren Fahreinheit 4 über Versteifungselemente 5 biegesteif befestigten, lotrechten Mast 6 und eine entlang diesem mittels Hubantrieb 7 vertikal verstellbare Hubeinheit 8 sowie
5 ein auf dieser angeordnetes Lastaufnahmemittel 9 zum Ein- und Auslagern von Ladegütern 10 in ein bzw. aus einem Regalfach 11 der Regallager 3 auf. Die Hubeinheit 8 ist mit einer nur schematisch angedeuteten Führungsvorrichtung 12 und der Mast 6 mit einer nur schematisch dargestellten Führungsbahn 13 versehen, sodass die Hubeinheit 8 über die Führungsvorrichtung 12 an der Führungsbahn 13 am Mast 6 vertikal verschiebbar gelagert ist.
0
Die untere Fahreinheit 4 ist über an dieser drehbar gelagerte Höhenführungsrollen 14 und Seitenführungsrollen 15 an der unteren Führungsbahn 1 gelagert und durch Antrieb zumindest einer der Höhenführungsrollen 14 oder der Seiteriführungsrollen 15 oder eines sonstigen Antriebsmittels entlang der Führungsbahn 1 in Fahrrichtung gemäß eingetragenem, waagrechtem
5 Doppelpfeil verfahrbar. Die Führungsbahn 1 verläuft entlang einer zwischen den Regallagern 3 ausgebildeten Gasse und ist über Befestigungsklemmen 16 am Boden einer Halle montiert. Vorzugsweise ist die Führungsbahn 1 flanschförmig nach der Art einer I-Schiene ausgebildet.
Auf einem senkrechten Steg der Führungsbahn 1 liegen die paarweise angeordneten Seiten- '.0 führungsrollen 15 abrollbar an und auf einem vom Boden abgewandten, horizontal verlaufenden Obergurt stützen sich die Höhenführungsrollen 14 ab. Die Höhen- und Seitenführungsrollen 14, 15 sind in Fahrrichtung der unteren Fahreinheit 4 zueinander beabstandet und zu beiden Seiten des Mastes 6 in Fahrtrichtung des Regalbediengerätes — gemäß Doppelpfeil — hintereinander angeordnet. Die angetriebene Höhenführungsrolle 14 ist an einen unteren, ersten 15 Antrieb 17, vorzugsweise in Form eines Elektromotors, insbesondere eines Servomotors mit Drehwinkelgeber, gekoppelt und von diesem angetrieben.
Alternativ dazu ist es aber auch möglich, dass das Regalförderfahrzeug mit seinen Höhenführungsrollen 14 unmittelbar am die Führungsbahn 1 bildenden Boden einer Halle abgestützt ist. iθ
Der Mastkopf am oberen Ende des Mastes 6 ist mit einer Konsole versehen, die gleichzeitig eine obere, zweite Fahreinheit 18 bzw. ein Fahrwerk bildet, an der paarweise angeordnete Seitenführungsrollen 19 angeordnet sind, die auf einem senkrechten Steg einer oberen Füh- rungsbahn 20 abrollbar anliegen. Die Führungsbahn 20 ist durch eine Führungsschiene mit beispielsweise I- oder T-förmigen Querschnitt gebildet und beispielsweise am Regallager 3 oder an einer Decke einer Halle befestigt. Die obere Fahreinheit 18 dient in diesem Ausfuhrungsbeispiel der Seitenführung des Mastkopfes des Regalbediengeräts 2 entlang der oberen 5 Führungsbahn 20 und weist zusätzlich einen oberen, zweiten Antrieb 21, vorzugsweise ebenfalls in Form eines Elektromotors, insbesondere eines Servomotors mit Drehwinkelgeber, auf, dessen Antriebskräfte etwa über eine der Seitenfühmngsrollen 19 oder zumindest ein eigenes Antriebsrad 22 oder andere Antriebsorgane auf die obere Führungsbahn 20 übertragen werden.
i 0 Der Mast 6 ist somit an seinem Mastfuß mit der unteren, ersten Fahreinheit 4 geführt und mit dem unteren, ersten Antrieb 17 angetrieben und an seinem Mastkopf mit der oberen, zweiten Fahreinheit 18 geführt und mit dem oberen, zweiten Antrieb 21 angetrieben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dabei der untere erste Antrieb 17 der Hauptfahrantrieb, der mit einem leistungsstarken Motor den Großteil der für die Fahrbewegungen erforderlichen Antriebsleis-
[5 tung aufbringt. Hingegen ist der obere, zweite Antrieb 21 kleiner dimensioniert und dient als Zusatzantrieb in erster Linie dazu, den Mastkopf durch geregelte Bewegungen passend zu den vom unteren, ersten Antrieb 17 bewirkten Bewegungen des Mastfußes anzutreiben und durch die Fahrbewegungen induzierte Verformungen und Schwingbewegungen des Mastes 6 in Fahrrichtung weitestgehend zu verhindern, wozu im Allgemeinen geringere Antriebsleistun-
10 gen ausreichend sind. Da der Zusatzantrieb ein Schwingen oder Pendeln des Mastes 6 unterbindet, kann dieser auch als Anti-Pendel-Antrieb bezeichnet werden.
Selbstverständlich kann bei anderen Bauformen auch der obere Antrieb 21 als Hauptfahrantrieb ausgebildet sein und der untere Antrieb 17 als Zusatzantrieb wirken.
>5
Wie in Fig. 1 weiters eingetragen, ist die Hubeinheit 8 über zumindest ein Antriebsorgan 23, insbesondere ein Zugmittel, mit dem Hubantrieb 7 gekoppelt und ist um ein im Bereich des Mastfußes gelagertes Antriebsrad 24 und ein im Bereich des Mastkopfes an der Konsole der oberen Fahreinheit 18 drehbar gelagertes Umlenkrad 25 geführt sowie mit dessen beiden frei-
50 en Enden mit der Hubeinheit 8 fest verbunden. Das Antriebsrad 24 ist an den Hubantrieb 7 gekoppelt und durch diesen angetrieben. Das bandartige Zugmittel ist beispielsweise durch eine Kette, Zahnriemen und dgl. gebildet. Zweckmäßig wird das Zugmittel durch einen Zahnriemen gebildet, der mit dem Antriebsrad 24 formschlüssig in Eingriff steht und im Wesent- lichen schlupffrei eine Hubbewegung auf die Hubeinheit 8 überträgt und die Hubeinheit 8 in Richtung des eingetragenen vertikalen Doppelpfeils (y-Richtung) verstellt.
Der Hubantrieb 7, unterer erster Antrieb 17 sowie oberer zweiter Antrieb 21 sind jeweils 5 durch einen Elektromotor, wie beispielsweise Asynchronmotor, Servomotor oder Schrittschaltmotor gebildet, die gegebenenfalls auch mit entsprechenden Getriebeeinheiten ausgestattet sind.
Zur Positionierung der Fahreinheiten 4, 18 und der Hubeinheit 8 des Regalbediengerätes bei- [0 spielsweise in Bezug auf ein bestimmtes Regalfach 11, ist eine Regeleinrichtung 26 vorgesehen, die mit einem Wegmesssystem 27 als Istwertgeber für die horizontale Position der unteren Fahreinheit 4 sowie mit einem nicht dargestellten Wegmesssystem für die vertikale Position der Hubeinheit 8 verbunden ist. Optional kann auch ein Wegmesssystem 28 als Istwertgeber für die horizontale Position der oberen Fahreinheit 18 vorgesehen sein, wobei dieses L 5 durch die erfindungsgemäße Regelung der Antriebe 17, 21 nicht für die Antriebsregelung erforderlich ist, sondern beispielsweise zur zusätzlichen Erkennung von unzulässigen Schiefstellungen des Mastes 6 einsetzbar ist. Aus Kostengründen wird bei einem erfindungsgemäßen Regalbediengerät 2 das obere Wegmesssystem 28 jedoch im Allgemeinen entfallen.
.0 Die Wegmesssysteme 27, 28 sind jeweils beispielsweise durch einen Abstandssensor bzw. ein Laser- oder Infrarotmesssystem gebildet, mit denen jeweils die aktuelle Position der unteren Fahreinheit 4 und evtl. der oberen Fahreinheit 18 bezogen auf einen ruhenden Bezugpunkt als Istwert bzw. Istposition erfasst wird. Wenn ein zwischen den angetriebenen Rädern der Fahreinheiten 4, 18 und den Führungsbahnen 1, 20 gegebenenfalls auftretender Schlupf vernach-
.5 lässigbar ist, kann die Wegmessung auch indirekt durch einen mit den Antrieben 17, 21 gekoppelten Dreh- bzw. Inkrementalgeber (Resolver) in Verbindung mit bekannten Radien der angetriebenen Räder der Fahreinheiten 4, 18 erfolgen.
Durch die mittels der Wegmesssysteme erfassten Ist-Positionen der ersten Fahreinheit 4 bzw. 50 der Hubeinheit 8 wird im Stillstand des Regalbediengerätes 2 eine Startposition für darauf folgend auszuführende Bewegungen definiert, während eine Endposition bzw. Zielposition der Fahreinheiten 4, 18 und der Hubeinheit 8 durch das Lagerverwaltungssystem, insbesondere von einem übergeordneten Leitrechner vorgegeben werden. Die für die Bewegung von der Startposition zur Zielposition erforderlichen Bewegungen werden von der Regeleinrichtung 26 errechnet und die Antriebe 17, 21 sowie der Hubantrieb 7 entsprechend angesteuert. Die Zielposition entspricht beispielsweise einem Regalfach 11, in das bzw. aus dem ein Ladegut 10 eingelagert bzw. ausgelagert werden soll.
Die Regeleinrichtung 26 und die erforderliche Leistungselektronik (nicht gezeigt) für den Hubantrieb 7 sowie die Antriebe 17, 21 sind in einem Schaltschrank 29 angeordnet, der beispielsweise am Regelbediengerät 2 befestigt ist.
Da mittels der Regeleinrichtung 26 die durch die Fahrbewegungen hervorgerufenen Schwingungen und Verformungen des Mastes 6 minimiert werden sollten, ist dazu, wie in Fig. 1 weiters eingetragen, in der Nähe des Mastfußes ein Messwertaufnehmer 30 als Istwertgeber zur laufenden Erfassung der Verformung des Mastes 6 in Fahrtrichtung bezogen auf eine definierte Ausgangsstellung bzw. Ausgangsverformung, etwa im stillstehenden Zustand mit durch- schnittlicher Nutzlast, angeordnet. Der Messwertaufnehmer 30 ist beispielsweise durch einen Dehnungsaufnehmer 31, der mit Abstand zur neutralen Faser 32 des Mastes 6 angebracht ist und z.B. Dehnmessstreifen aufweist oder durch einen piezoresistiven Sensor gebildet und schaltungstechnisch mit der Regeleinrichtung 26 verbunden.
Fig. 2 zeigt schematisch die Beziehung zwischen der Regeleinrichtung 26 und den Antrieben 17 und 21 des Regalbediengeräts 2. Die Regeleinrichtung 26 gibt basierend auf den auszuführenden und von einer übergeordneten Leiteinrichtung festgelegten Fahraufträgen für den unteren, ersten Antrieb 17 eine Solldrehzahl nlsoll vor, die entsprechende Fahrbewegungen des Regalbediengeräts 2 einleitet. Diese Solldrehzahl nlsoll kann dabei insbesondere einen be- stimmten zeitlichen Verlauf aufweisen, der etwa einen sanften Anlauf der Bewegung oder ein sanftes Stoppen der Bewegung der unteren Fahreinheit 4 bzw. des gesamten Regalbediengeräts 2 bewirkt. Durch diese Maßnahme kann beispielsweise ein störender Schlupf zwischen den angetriebenen Rädern und der Führungsbahn 1 deutlich reduziert werden, und können die mechanischen Belastungen des Mastes 6 beim Beschleunigen oder Abbremsen reduziert wer- den. Die Bahnkurven und Geschwindigkeiten, etwa der Hubeinheit - auch als Trajektorien bezeichnet - und die dazu benötigten Drehzahlverläufe bzw. Geschwindigkeitsverläufe, werden heute vielfach mithilfe von gängigen Positionsregeleinrichtungen generiert und werden an dieser Stelle nicht mehr erläutert. Da das Regalbediengerät 2 insbesondere bei hohen Bauformen, d.h. großen Mastlängen, nicht als starres System betrachtet werden kann, führen Beschleunigungen der unteren Fahreinheit 4 unweigerlich zu Relatiwerschiebungen zwischen unterer Fahreinheit 4 und oberer Fahrein- heit 18, wenn diese nicht mit einem zusätzlichen Antrieb synchron zur unteren Fahreinheit 4 angetrieben wird. Aus dem Stand der Technik ist es dazu bekannt, den oberen zweiten Antrieb 21 mit der Ist-Drehzahl des unteren ersten Antriebs 17 anzutreiben. An dieser Stelle sei angemerkt, dass zwischen der Drehzahl des unteren ersten Antriebs 17 und der Drehzahl der oberen zweiten Antriebs 21 aufgrund unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse ein propor- tionaler Zusammenhang bestehen kann, der an dieser Stelle und in den folgenden Ausführungen der Einfachheit halber nicht überall angeführt wird und es wird der Einfachheit halber angenommen, dass gleiche Drehzahlen an den Antrieben 17, 21 gleiche Geschwindigkeiten der Fahreinheiten 4, 18 bewirken.
Erfindungsgemäß wird für den oberen zweiten Antrieb 21 von der Regeleinheit 26 nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, einfach eine Bezugsdrehzahl nlsoll des ersten Antriebs 17 vorgegeben, sondern diese mit einem von der Verformung des Mastes 6 abhängigen Drehzahlkorrekturwert An verknüpft, woraus sich eine Korrekturdrehzahl n2korr ergibt, mit der die Regeleinrichtung 26 den zweiten Antrieb 21 beaufschlagt. Zur Ermittlung des Drehzahl- korrekturwertes Δn umfasst die Regeleinheit 26 eine Recheneinheit 33, die als Eingangsgröße den vom Messwertaufnehmer 30, etwa dem Dehnungsaufnehmer 31 erfassten Messwert der Verformung des Mastes 6 aufweist.
Die Regeleinrichtung 26 ist in Fig. 2 stark vereinfacht als Black Box dargestellt, da es viele Möglichkeiten gibt, die erfindungsgemäßen Maßnahmen — Vorgeben einer Soll-Drehzahl nlsoll für den ersten Antrieb 17, Berechnen eines Drehzahlkorrekturwerts Δn, Verknüpfen einer Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs 17 mit dem Drehzahlkorrekturwert Δn und Vorgeben einer korrigierten Soll-Drehzahl n2korr für den zweiten Antrieb 21,- verschiedensten elektrischen bzw. elektronischen Komponenten mit regelungstechnischer Funktionalität zuzuordnen.
Fig. 3 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel für die Regeleinheit 26 bzw. die von dieser ausgeführte Verknüpfung von Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen zur Regelung der An- triebe 17, 21. Dabei ist, wie aus dem Stand der Technik bekannt, dem ersten Antrieb 17 ein erster Antriebsregler 34 zugeordnet und dem zweiten Antrieb 21 ein zweiter Antriebsregler 35 zugeordnet. Der erste Antriebsregler 34, der als Positionsregler 36 ausgebildet ist, berechnet basierend auf den vom Wegmeßsystem 27 gemessenen Positions-Ist- Wert xlist und einer an-
5 zufahrenden Soll-Position xsoll eine Soll-Drehzahl nlsoll für den ersten Antrieb 17, wobei wie bereits zuvor erwähnt durch spezielle Drehzahlverläufe ein sanftes Anfahren bzw. Abbremsen des Regalbediengeräts 2 bewirkt werden kann. Die übergeordnete Positionsregelung umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel somit auch eine Drehzahlregelung, indem der Drehzahl-Ist-Wert nlist des ersten Antriebs 17 in den ersten Antriebsregler 34 zurückgeführt
0 wird - über obligate Drehgeber, Resolver o.a. Der Antriebsregler 34 bzw. Positionsregler 36 kann durch aus dem Stand der Technik bekannte Frequenzumrichter, Servoantriebsverstärker, Schrittschaltantriebsverstärker, Stromrichter, Servoumrichter und dgl. gebildet sein und wird daher nicht näher erläutert.
5 Der zweite Antriebsregler 35 besitzt, wie aus dem Stand der Technik bekannt als Eingangsgrößen eine Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs 17 sowie die Ist-Drehzahl n2ist des zweiten Antriebs 21, die die zu regelnde Größe des zweiten Antriebs 21 darstellt. Die Bezugsdrehzahl nlbez kann dabei, wie in Fig. 3 angedeutet, aus verschiedenen Größen des ersten Antriebs 17 gebildet sein.
0
Wie mit Volllinie a angedeutet, kann die Bezugsdrehzahl nlbez durch die Ist- Drehzahl nlist des ersten Antriebs 17 gebildet sein, die bspw. von einem bei derartigen Antrieben obligaten Drehgeber oder Resolver erfasst wird.
J5 Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Bezugsdrehzahl nlbez, wie mit der strichlier- ten Linie b angedeutet, durch die Soll-Drehzahl nlsoll, die dem ersten Antrieb 17 vom ersten Antriebsregler 34 vorgegeben wird, definiert ist.
Eine dritte Möglichkeit besteht darin, dass die Bezugsdrehzahl nlbez, wie mit strichlierter 50 Linie c angedeutet, aus der mittels der Wegmessung 27 erfassbaren Fahrgeschwindigkeit der ersten Fahreinheit 4 berechnet wird. Diese dritte Variante ist beispielsweise dann vorteilhaft einsetzbar, wenn durch unterschiedliche Ausbildung der Fahreinheiten 4, 18 jeweils unterschiedliche Schlupfverhältnisse vorhanden sind und eine Regelung mittels der Drehzahlen des ersten Antriebs 17 zu ungenau wäre, d.h. wenn die Ist-Drehzahl nlist des ersten Antriebs 17 aufgrund von hohem Schlupf zu stark von der Ist-Geschwindigkeit der ersten Fahreinheit 4 abweicht.
5 Zusätzlich kann die Bezugsdrehzahl nlbez noch mit einem Übersetzungsfaktor umgerechnet werden, der unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen unterer Fahreinheit und oberer Fallreinheit berücksichtigen kann - ein derartiges Proportionalglied 37 der Regelung ist in Fig. 3 vereinfacht als Kasten im Linienzug nlbez dargestellt. Als mögliche Ursache für unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse sei hier insbesondere eine durch Abnützung von An-
0 triebsrädern entstehende Änderung der Übersetzungsverhältnisse zwischen unterer Fahreinheit 4 und oberer Fahreinheit 18 genannt. Da die Abnutzung der Antriebsräder zwischen unterer Fahreinheit 4 und oberer Fahreinheit 18 in der Praxis häufig unterschiedlich erfolgt und dies zu unterschiedlichen Geschwindigkeiten zwischen unterem und oberem Mastende führen kann, stellt dies zusätzlich zu den bei Anfahr- und Bremsvorgängen wirkenden Massenkräflten
5 eine Quelle für Mastverformungen und damit auch Mastschwingungen dar. Eine Korrektur dieser durch Abnützung von Antriebselementen bewirkten Schwingungsauslösung kann dadurch erfolgen, dass mittels des Proportionalglieds 37 die Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs 17 mit einem aktualisierten Faktor F zum Ausgleich von Veränderungen an den Wirkdurchmessern der Antriebsräder der unteren Fahreinheit 4 und der oberen Fahreinheit 18
,0 multipliziert wird und dadurch eine eventuelle Veränderung der Übersetzungsverhältnisse in die Berechnung der Korrekturdrehzahl n2korr einfließt. Obwohl die Regelung zur Minimierung der Mastverformung grundsätzlich unabhängig von der die Verformung auslösenden Ursache wirksam ist, kann die Regelung durch diese Zusatzkorrektur mittels des Faktors F erleichtert werden und können dadurch die Mastverformungen besser reduziert werden. Der
'5 Faktor F kann etwa derart festgelegt werden, dass die tatsächlichen, wirksamen Durchmesser der Antriebsräder von unterer Fahreinheit 4 und oberer Fahreinheit 18 automatisch oder manuell von Bedienungspersonal vermessen werden und das Durchmesserverhältnis als Faktor F im Proportionalglied 37 zur Korrektur der vom Antrieb 17 der ersten, unteren Fahreinheit 4 abgeleiteten Bezugsdrehzahl nlbez verwendet wird.
JO
Erfindungsgemäß wird für die Regelung des zweiten Antriebs 21 nicht nur die Bezugsdrehzahl nlbez, die gegebenenfalls mit dem Faktor F in Hinblick auf Veränderungen der Übersetzungsverhältnisse korrigiert wird, berücksichtigt, sondern werden auch die vom Messwertauf- nehmer 30 erfassten Verformungen des Mastes 6, die ebenfalls in den zweiten Antriebsregler 35 eingehen, berücksichtigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Recheneinheit 33, die aus dem Verformungsmesswert den Drehzahlkorrekturwert Δn berechnet, im zweiten Antriebsregler 35 enthalten; die Soll-Drehzahl n2korr des zweiten Antriebs 21 wird somit wieder aus der Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs 17 und dem Drehzahlkorrekturwert Δn zusammengesetzt. Für den Fall, dass der Mast 6 keine von der Soll- Verformung abweichende Verformung erfährt, was bei den in der Praxis auftretenden Fahrbewegungen nicht oder nur punktuell möglich ist, entspricht die Soll-Drehzahl des zweiten Antriebs 21 der Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs 17, was dem bekannten Master-Slave-Betrieb der herkömm- liehen Regalbediengeräte entspricht. Durch die erfindungsgemäße, von der Verformung des Mastes 6 abhängige Drehzahlkorrektur werden somit die am mechanischen System „Regalbediengerät" Instabilitäten hervorrufenden Verformungen und Schwingungen weitgehend unterbunden. Dies bewirkt auch, dass am Ende von Fahrbewegungen nach Erreichen der Zielposition des Regalbediengeräts 2 eine Wartezeit für einen Auspendelvorgang entfällt, da das System durch diese Art der Antriebsregelung in den üblichen Betriebszuständen in keinen schwingenden Zustand versetzt wird und bei Erreichen der Zielposition das System untere Fahreinheit 4 - Mast 6 - obere Fahreinheit 18 keine nennenswerte innere Verspannung aufweist, wodurch gegebenenfalls auch ein rnomentenfrei Schalten der Antriebe 17, 21, um Ausgleichsbewegungen zuzulassen, nicht erforderlich ist.
Fig. 2 zeigt weiters, dass der Messwertaufnehmer 30 im unteren Drittel der Masthöhe 38 zwischen erster Fahreinheit 4 und zweiter Fahreinheit 18 angeordnet ist, da bei möglichst tiefer Anordnung die höchsten Verformungswerte gemessen werden, wenn über die Masthöhe 38 eine gleich bleibende Biegesteifigkeit angenommen wird.
Figur 4 zeigt schematisch eine mögliche Ausführungsform der Antriebsregelung des zweiten Antriebes 21. Der Antriebsregler 35 ist dabei als Drehzahlregler 39 ausgebildet, der basierend auf der Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs 17 sowie dem Ist-Wert der zu regelnden Drehzahl n2ist des zweiten Antriebs 21 eine Soll-Drehzahl n2soll für den zweiten Antrieb 21 berechnet, der jedoch noch mit dem verformungsabhängigen Drehzahlkorrekturwert Δn summiert wird und der zweite Antrieb 21 mit der Korrekturdrehzahl n2korr beaufschlagt wird, wobei n2soll mit der Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs 17 übereinstimmt. Der Drehzahlkorrekturwert Δn wird in diesem Beispiel durch die Recheneinheit 33 im Form eines PID- Reglers 40 errechnet, wodurch neben dem Ausmaß der Verformung des Mastes 6 auch die Verformungsgeschwindigkeit in die Antriebsregelung des zweiten Antriebs 21 eingehen kann und die Schwingungen des Regalbediensystems 2 noch besser unterbunden werden können.
5 Im Betrieb der Regeleinrichtung 26 wird beispielsweise bei gegenüber der unteren Fahreinheit 4 voreilender oberer Fahreinheit 18 der Mast 6 in Fahrrichtung verformt (etwa bei einem Abbremsvorgang) und die Antriebsdrehzahl n2korr des oberen, zweiten Antriebs 21 durch einen negativen Drehzahlkorrekturwert Δn gegenüber der Bezugsdrehzahl nlbez etwas verlangsamt und dadurch die Voreilung korrigiert. Im Gegenzug wird bei in Fahrrichtung zurückbleiben-
.0 der oberer Fahreinheit 18 der Mast 6 entgegen der Fahrrichtung verformt und von der Regeleinrichtung 26 die Antriebsdrehzahl n2korr des oberen, zweiten Antriebs 21 durch einen positiven Drehzahlkorrekturwert Δn gegenüber der Bezugsdrehzahl nlbez etwas erhöht, wodurch der Rückstand der oberen zweiten Fahreinheit 18 gegenüber der unteren ersten Fahreinheit 4 gewissermaßen aufgeholt wird Da die Regelung schon bei sehr geringen Verformungen des
5 Mastes 6 aktiv werden kann, sind größere Verformungen und damit verbundenen Schwin- gungserscheinungen und dementsprechend hohe mechanische Belastungen von vornherein weitgehend unterbunden.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausfülirungsvarianten des erfindungsgemäßen 10 Fahrzeugs, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausfuhrungsvarianten desselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind '.5 also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.
Der Ordnung halber sei abschließend daraufhingewiesen, dass zum besseren Verständnis des 0 Aufbaus des Fahrzeugs dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrunde liegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1, 2; 3; 4 gezeigten Ausführungen den Gegen- stand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
Bezugszeichen auf Stellung
1 Führungsbahn 36 Positionsregler
2 Regalbediengerät 37 Proportionalglied
3 Regallager 38 Masthöhe
4 Fahreinheit 39 Drehzahlregler
5 Versteifungsblech 40 PID-Regler
6 Mast
7 Hubantrieb
8 Hubeinheit
9 Lastaufnahmemittel
10 Ladegut
11 Regalfach
12 Führungsvorrichtung
13 Führungsbahn
14 Höhenführungsrolle
15 Seitenfülirungsrolle
16 Befestigungsklemme
17 Antrieb
18 Fahreinheit
19 Seitenführungsrolle
20 Führungsbahn
21 Antrieb
22 Antriebsrad
23 Antriebsorgan
24 Antriebsrad
25 Umlenkrad
26 Regeleinrichtung
27 Wegmesssystem
28 Wegmesssystem
29 Schaltschrank
30 Messwertaufnehmer
31 Dehnungsaufnehmer
32 Neutrale Faser
33 Recheneinheit
34 Antriebsregler
35 Antriebsregler

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2), umfassend eine erste Fahreinheit (4) mit einem ersten Antrieb (17), eine zweite Fahreinheit (18) mit einem zweiten Antrieb (21), einen
5 die Fahreinheiten (4, 18) etwa in Vertikalrichtung verbindenden Mast (6), sowie eine die Drehzahlen der Antriebe (17, 21) beeinflussende Regeleinrichtung (26), dadurch gekennzeichnet, dass am Mast (6) zumindest ein Messwertaufnehmer (30) zum Erfassen einer Verformung des Mastes (6) in Fahrrichtung des Mastes (6) angeordnet ist und die Regeleinrichtung (26) eine Recheneinheit (33) zur Berechnung eines von der Verformung des Mastes (6)
[ 0 abhängigen Drehzahlkorrekturwertes Δn umfasst sowie von der Regeleinrichtung (26) dem zweiten Antrieb (21) eine aus einer Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs (17) und dem Drehzahlkorrekturwert Δn zusammengesetzte Korrekturdrehzahl n2korr vorgebbar ist.
2. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- [5 net, dass die Regeleinrichtung (26) für den ersten Antrieb (17) und den zweiten Antrieb (21) jeweils zumindest einen Antriebsregler (34, 35) umfasst.
3. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertaufnehmer (30) für die Verformung als Dehnungsaufnehmer
50 (31) ausgebildet ist und in einem Abstand zur neutralen Faser (32) des Mastes (6) befestigt ist.
4. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertaufnehmer (30) im unteren und/oder oberen Drittel der Masthöhe (38) zwischen erster Fahreinheit (4) und zweiter Fahreinheit (18) angeordnet ist.
»5
5. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs (17) durch dessen von der Regeleinrichtung (26) vorgegebene Soll-Drehzahl nlsoll gebildet ist.
!0 6. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs (17) durch dessen Ist-Drehzahl nlist gebildet ist.
7. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Fahrantrieb (4) eine Wegmesseinrichtung (27) oder eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung angeordnet ist und die Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs (17) aus der mittels der Wegmesseinrichtung (27) oder der Geschwindigkeits-
5 messeinrichtung ermittelten Ist-Geschwindigkeit des ersten Fahrantriebs (4) berechnet wird.
8. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (33) ein P-Regelverhalten oder ein PD-Regel- verhalten oder ein PID-Regelverhalten aufweist, wobei als Sollgröße der Verformung der Wert
0 Null oder ein definierter von Null abweichender Sollwert der Verformung vorgegeben ist.
9. Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (26) ein Proportionalglied (37) zur Durchführung einer Multiplikation der Bezugsdrehzahl nlbez mit einem Faktor F umfasst, wobei
5 der Faktor F aus einem Übersetzungsverhältnis zwischen erstem Antrieb (17) und zweitem Antrieb (21) berechnet ist und die Multiplikation vor der Durchführung der Korrektur der Bezugsdrehzahl nlbez mit dem Drehzahlkorrekturwert Δn erfolgt.
10. Verfahren zur Antriebsregelung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Regalbedienge- '0 räts (2), umfassend eine erste Fahreinheit (4) mit einem ersten Antrieb (17), eine zweite Fahreinheit (18) mit einem zweiten Antrieb (21), sowie einen die Fahreinheiten (4, 18) etwa in Vertikalrichtung verbindenden Mast (6), wobei die Drehzahlen der Antriebe (17, 21) durch eine Regeleinrichtung (26) veränderbar vorgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen am Mast (6) angeordneten Messwertaufnehmer (30) eine Verformung des Mastes
'5 (6) in Fahrrichtung des Mastes (6) erfasst wird und die Regeleinrichtung (26) einen von der erfassten Verformung des Mastes (6) abhängigen Drehzahlkorrekturwert Δn berechnet sowie von der Regeleinrichtung (26) dem zweiten Antrieb (21) eine aus einer Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs (17) und dem Drehzahlkorrekturwert Δn zusammengesetzte Korrekturdrehzahl n2korr vorgegeben wird.
O
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung des Mastes (6) im unteren oder oberen Drittel der Masthöhe (38) zwischen erster Fahreinheit (4) und zweiter Fahreinheit (18) gemessen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs (17) durch dessen von der Regeleinrichtung (26) vorgegebene Soll-Drehzahl nlsoll gebildet ist.
13. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsdrehzahl des ersten Antriebs (17) durch dessen Ist-Drehzahl nlist gebildet ist.
14. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Fahreinheit (4) eine Wegmesseinrichtung (27) oder eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung angeordnet ist und die Bezugsdrehzahl nlbez des ersten Antriebs (17) aus der mittels der Wegmesseinrichtung (27) oder der Geschwindigkeitsmesseinrichtung ermittelten Ist-Geschwindigkeit der ersten Fahreinheit (4) berechnet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsdrehzahl des ersten Antriebs (17) nlbez vor der Korrektur mittels des Drehzahlkorrekturwerts Δn mittels eines aus einem Übersetzungsverhältnis zwischen erstem Antrieb (17) und zweitem Antrieb (21) berechneten Proportionalfaktors F multipliziert wird.
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