WO2011054907A1 - Verladesystem und arbeitsverfahren hierfür - Google Patents

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WO2011054907A1
WO2011054907A1 PCT/EP2010/066836 EP2010066836W WO2011054907A1 WO 2011054907 A1 WO2011054907 A1 WO 2011054907A1 EP 2010066836 W EP2010066836 W EP 2010066836W WO 2011054907 A1 WO2011054907 A1 WO 2011054907A1
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WO
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loading
luggage
robot
person
pieces
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/066836
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French (fr)
Inventor
Winfried Geiger
Damir Kovacevic
Original Assignee
Aberle Robotics Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Aberle Robotics Gmbh filed Critical Aberle Robotics Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • B25J9/1676—Avoiding collision or forbidden zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/36—Other airport installations
    • B64F1/368—Arrangements or installations for routing, distributing or loading baggage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
    • F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
    • F16P3/142—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using image capturing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
    • F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
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    • G—PHYSICS
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    • G—PHYSICS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/40203—Detect position of operator, create non material barrier to protect operator
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/50—Machine tool, machine tool null till machine tool work handling
    • G05B2219/50362—Load unload with robot

Definitions

  • the invention relates to an operating method for a loading system for loading luggage at an airport and to a corresponding loading system.
  • Such loading systems are intended to automatically stow the luggage of passengers who come from a check-in area of the airport in storage containers.
  • such loading containers may be luggage trolleys which merely serve to transport the items of luggage onto an airfield.
  • the loading containers may also be in the form of containers (unit load devices) which are intended to be stowed as a whole in an aircraft.
  • this is achieved by providing a robot for the removal of the luggage from a feed section of the transport system and for storing these pieces of luggage in a mobile loading container.
  • This robot is adapted to take on the feed section of the transport system supplied luggage with a gripper and to place after a pivoting movement of the robot arm used for this purpose and thus the gripper in the mobile loading container.
  • the object of the invention is to provide an operating method for a loading system and a loading system which avoid or reduce the disadvantages of the prior art. This is achieved by a method according to claim 1 according to the invention.
  • This method is carried out with a loading system having a transport system with a supply section for supplying the luggage, a robot for removing the luggage from the feed section of the transport system and for storing the luggage in a mobile loading container and at least one such loading container for receiving the luggage. Furthermore, it is provided in the loading system that the robot is arranged in a freely accessible from the outside safety zone and that a person detection device is provided, which is adapted to detect a penetration of a person in this safety zone. In addition, a loading detection device is provided, which is designed to detect a respective filling situation of at least one of the loading containers.
  • the person recognition device of the loading system recognizes whether an operator is in the security zone and, in response, stops or at least slows down the robot located in that security zone. This makes it possible for an operator to intervene in a running loading operation by the robot and in particular to manually insert luggage into the loading container. Also, the operator can safely remove a loading container manually from the security zone. Furthermore, the method provides that the removal of the person from the security zone is also recognized and leads to the automatic continuation of the loading process by the robot. However, provision may also be made for a manual acknowledgment of the operator to be required, for example by pressing a button, before the robot is restarted. the completion of his activities in the security zone.
  • the filling situation of at least one of the loading containers is determined according to the method according to the invention by means of the loading detection device.
  • a manual manipulation of the filling situation of the loading container carried out by the operator is thereby detected and can be taken into account during the subsequent automated depositing of pieces of luggage into this loading container by the robot.
  • the leaving of the safety zone by the operator if necessary with an explicit confirmation by the operator, therefore leads to the fact that the change made by the operator to the loading containers is automatically detected in order to control the further loading operation based thereon.
  • the inventive method allows the common and fast loading of the loading container by a robot and a human. This takes into account the problems arising from the attempts to automatically load all luggage via a robot.
  • the method according to the invention deviates from this and provides that only a portion of the luggage, preferably the vast majority, are automatically inserted into the loading container. However, those bags that are difficult to handle by the robot are handled by a human operator.
  • the method according to the invention makes it possible to continue the automated loading by the robot without problems after such a human intervention in the loading process, since its control device has an overview of the effects of the human body via the loading recognition device. engages and this considered in subsequently to be loaded luggage.
  • the invention also relates to a loading system having the stated features, in which a control device is provided,
  • a freely accessible safety zone is understood to mean a safety zone which is not separated from an environment by walls or doors, in particular not in relation to the feed section accessible to an operator.
  • An operator can thus easily access, with a piece of luggage originating from this feed section, the security zone in which the robot and the loading container are arranged in order to stow a piece of luggage that is not easily handled by the robot manually in the loading container.
  • the person recognition device is provided, which recognizes it when the operator enters the security zone. This can be achieved, for example, via a camera system, via light barriers or via similar devices.
  • the person recognition device can be designed to detect the entry of the operator and / or his presence in the security zone.
  • the entire area of the security zone is monitored, so that even a failure to enter the operator, for example due to a defective photocell, is unproblematic, since its presence in the security zone is continuously checked.
  • This can be done for example via a laser beam, which is guided over a niksegmentformige horizontal surface and whose impact point is evaluated continuously or at intervals. If this point of impact is not detected at a position to be assumed in the absence of the operator, this means that the operator is present.
  • the person recognition system allows a control device to take measures, in particular with regard to the robot, which avoid a risk of injury to the entered operator.
  • the person recognition device is designed to differentiate to determine in which partial safety zone an operator moves to adjust the activity of the robot only in this partial safety zone or possibly also in the immediately adjacent partial safety zones accordingly.
  • the loading detection device makes it possible to determine a manual loading of a loading container, which is loaded in parallel by the robot, in order to be able to take into account the change of the filling situation brought about by this operator during a continued automated loading of the loading container by the robot ,
  • the Verladeerkennungs may in particular comprise a camera, which is provided for example on the robot itself.
  • the loading system it is provided that at least two loading containers are provided for receiving the luggage and that the robot is designed such that it can store pieces of luggage in the at least two loading containers, without the loading container must be moved for this.
  • the loading containers which may in particular be baggage carts or ULD containers, are thus in corresponding ones Recordings or arranged on corresponding parking spaces, which are adapted to the robot and its mobility such that the robot with his gripper can place the originating from the feed section of the transport system luggage optionally in one of at least two loading containers.
  • the number of required transport operations of the loading container is reduced because they do not have to be supplied to the loading system individually, but can be supplied in groups.
  • the robot is a robot adapted for handling luggage, which means in particular that on a robot arm pivotally mounted on a robot base a gripper is provided which is suitable for gripping luggage.
  • This gripper is movable over the robot arm and optionally via further movement systems such that it can insert pieces of luggage into the at least two loading containers.
  • the robot is associated with a gripper magazine in which several adapted to each different types of luggage grippers are kept.
  • the transport system has at least one main section for the common transport of all luggage items to be loaded from the loading system and has at least two feed sections for the separate further transport of luggage from the main section to the robot.
  • at least one distribution device is provided, by means of which it can be controlled which piece of luggage is assigned to which feed section.
  • the robot is like this adapted to be able to remove luggage from the two Zuurerabitesen.
  • the robot grasp bags of two feed sections, both of which are fed by a common main section.
  • the feed sections and / or the main section are preferably designed as conveyor belts.
  • a distribution device allows the loading system, on a case by case basis, to control with respect to individual pieces of luggage on which of the feeding sections the item of luggage in question is conveyed to the robot. Through this use of two feed sections, the order in which the robot stores the pieces of luggage in the at least one loading container can be flexibly influenced.
  • pieces of baggage which, due to their dimensions or type, are to be stowed at a later time, may be directed to a longer and / or slower conveying delivery section, while pieces of luggage which are to be loaded by the robot in the near future may be transported on a shorter and / or or faster running feed section can be supplied to the robot.
  • a luggage detection device is provided, which is in particular arranged on the main section and which allows to determine via appropriate sensors property of a piece of luggage as the dimensions of the luggage or its volume, derived therefrom to control the supply of luggage to the robot ,
  • the transport system also has a supply section accessible to an operator.
  • a feed section is characterized in that a human operator can remove the items of baggage fed to this feed section without being put in danger by the robot.
  • This feed section can either not be reached by the robot. be bar or the robot is configured so that it does not engage in this area entered by an operator.
  • the accessible to an operator feed section is particularly intended for handling special items of luggage that can not be handled by the robot or only poorly.
  • pieces of luggage for manual stowage can be supplied via this feed section, when the loading container is almost full and a full utilization of the existing space is only possible via a manual insertion of luggage. An operator may take the luggage from the feed section and stow it manually in one of the shipping containers.
  • the robot can be designed in the manner described above to be able to load two loading containers in parallel and / or to be able to detect pieces of luggage from two feed sections of the transport system. This can be achieved by a stationary robot whose robot arm is sufficiently long. However, it is considered advantageous if the robot has a robot base and a robot arm which can be pivoted relative to the robot base, the robot base being designed to be translationally movable along a rail track in order to achieve a high degree of freedom of movement. The robot is thus designed by its mobility along the rail track for being able to reach the two loading containers and / or the two feed sections with his gripper.
  • the robot can reach a plurality of loading containers and / or feed sections of the transport system.
  • the loading containers are preferably arranged in series one behind the other, wherein the rail track may extend parallel to the arrangement of the respective parking spaces or receptacles for the loading container and thus parallel to the loading containers.
  • the rail track can be provided on the bottom side. However, it is considered to be particularly preferred if the rail track is arranged on the ceiling side, in particular at a height of at least two meters above a floor. This allows an operator, along with the robot, to load the same shipping container and act beneath the robot, which in turn is located below the rail track.
  • the rail track preferably has a parking area, in which one of the robots can be moved for maintenance purposes or with less baggage.
  • a baggage recognition device which is designed to recognize the baggage items supplied to the robot via the transport system.
  • This baggage recognition device can determine properties of the baggage items, in particular their dimensions, their type, their mass and their surface condition in order to be able to determine the correct handling of the baggage items on the basis of this data.
  • the baggage recognition device can be used to identify and to supply luggage items to be handled by the robot and to be handled by the human operator on the corresponding transport section.
  • the control device according to the invention which is used to carry out the method according to the invention and is designed for evaluating output data of the loading detection device and the person recognition device and for controlling the robot, can furthermore be designed for evaluating output data of the baggage recognition device and / or for controlling the transponder. portsystems, the distribution device, and / or the Ver Kunststoffebehalter is formed.
  • control device is used in particular for evaluating the data of the baggage identification device with regard to the properties of the individual baggage items and their classification based thereon.
  • the control device is used to evaluate the output data from the person recognition device, that is to say in particular the recognition of persons in the security zone or in one of the partial security zones.
  • the control device is used to evaluate the output data of the loading detection device and to determine which effects a manually performed loading operation of an operator has caused on the filling situation of a loading container.
  • the control device can control the transport system and the distribution device and thus in particular control which piece of luggage is fed on which feed section and at which speed this feed section is operated. Furthermore, the control device can control the robot and in particular specify with which gripper the robot grips a piece of luggage from which feed section. Furthermore, the control device can specify to the robot in which loading container and at which point in this loading container the piece of luggage is to be stored. If appropriate, the control device can also control the transport of the loading containers into their desired position or from their desired position. In particular, the control device is designed to control the supply of a piece of luggage to one of at least two feed sections of the transport system as a function of the respective current filling of the loading containers and depending on the type of item of luggage.
  • the two feed sections are each those from which the robot can remove the luggage.
  • the item of luggage may be assigned to a particular feeding section, the feeding sections preferably differing in the transporting speed of the baggage to the robot controlled by the controller.
  • the control device can thus control when which piece of luggage is available for the robot.
  • FIG. 1 shows the structure of a loading system according to the invention
  • Figures 2a to 2e the sequence of a first loading operation with the
  • FIG. 1 shows a loading system according to the invention, which is arranged in the luggage distribution area of an airport.
  • the loading system has a transport system designed as a conveyor belt system 10, by means of which luggage pieces can be conveyed from a check-in area 8 of the airport to a robot system 40.
  • This robot system 40 is adapted to load the luggage from the conveyor system 10 into loading containers 60a, 60b, 60c, 60d.
  • the conveyor belt system 10 has a main section 12, via which all pieces of luggage to be loaded with the illustrated loading system are fed in the direction of the arrow 1. From the main section 12, a total of six feed sections 14a, 14b, 14c, 16a, 16b, 16c are departing, distribution means 18a, 18b, 18c, 18d, 18e being provided for influencing which path a piece of luggage takes along the conveyor belt system 10. These distribution devices 18a, 18b, 18c, 18d, 18e make it possible to purposefully divert a piece of luggage onto a desired feed section 14a, 14b, 14c, 16a, 16b or, in the absence of a deflection, to feed the piece of luggage to the feed section 16c.
  • a baggage recognition device 70 is further provided.
  • This baggage recognition device 70 is designed as a bridge, under which the luggage items are passed, wherein properties of the baggage items are determined by a sensor system adapted for this purpose, in particular their type, their dimensions and their mass.
  • the robot system 40 has two rail tracks 42, 44, along each of which a robot 46, 48 is movable.
  • the robots 46, 48 themselves consist of a along the respective rail track 42, 44 movable robot base 46a, 48a, to which a multi-unit robotic arm 46b, 48b is pivotally articulated.
  • These robot arms 46b, 48b each have a gripper 46c, 48c which is designed to be able to grip luggage, in particular luggage of a certain type.
  • the robot system 40 furthermore has a gripper magazine 50, which allows the robots 46, 48 to couple an optimal gripper 52 instead of the gripper 46c, 48c on a case-by-case basis and in particular as a function of the item of luggage to be grasped.
  • Both rail tracks 42, 44 each have a parking area 42a, 44a, in which the respective robots 46, 48 can be positioned when they are not needed.
  • the arrangement of the robot system 40 relative to the conveyor belt system 10 is such that the robots 46, 48 can at least on the feed sections 14a, 14b, 16a, 16b in the direction of the arrows 2 supplied luggage directly from the conveyor belt can take to load them.
  • the two outer feed sections 14c, 16c are not intended for handling by the robots 46, 48. Instead, a human operator 30, 32 is in each case acting on it, which handles those pieces of luggage which were conveyed via the feed sections 14c, 16c into the removal sections 15, 17 belonging to the feed sections.
  • the receptacles 60a to 60d are positioned at parking spaces 62a to 62d provided for this purpose.
  • containers may also be used, in particular ULD containers that are specific to Aircraft are adapted, and for which the parking spaces 62a-62d may optionally be designed as adapted recordings.
  • the robot 46 can remove luggage from the two feed sections 14a, 14b and insert them into the two shipping containers 60a, 60b.
  • the robots 46, 48 in the present embodiment, if necessary, all four supply sections 14a, 14b, 16a, 16b and all four loading containers 60a to 60d reach.
  • each of the robots 46, 48 provision is made in the present case for each of the robots 46, 48 to be associated with two feed sections and two loading containers.
  • Both robots each have a loading detection device 46d, 48d which is directly attached to the robot base 46a, 48a and which preferably has a camera. Through this camera, it is possible for the robots to recognize the current filling situation of the loading containers 60a to 60d, the purpose of which will be explained below.
  • the robots 46, 48 each act in a dotted-illustrated safety zone 80, 82, which is designed so large that in each case by the respective robot 46, 48 in the course of achieving the two feed sections and the two loading containers crossed area is completely covered.
  • a personal recognition device 84 can be formed for example by light barriers or by a camera system. Also a system with a fast rotating Laser beam whose impact point is evaluated, can be used here.
  • the person recognition device is designed to recognize the entry of one of the operators 30, 32 into the security zones 80, 82 so that the movement of the respective robot 46, 48 can be adjusted.
  • a further encapsulation of the security zones 80, 82 for example by partitions or grids, is not present, since it is intended that the operators 30, 32 enter the security zones 80, 82 and that this should not be hindered.
  • the loading system further has a control device 72, which is connected via lines 74 indicated by dashed lines to the robot system 40 and thus also to the loading detection devices 46d, 48d, to the conveyor belt system 10, to the luggage detection device 70 and to the personal recognition device 84.
  • This control device 72 controls the entire loading process.
  • the control device 72 is shown as an integral unit in the exemplary embodiment, it can of course also be formed by a plurality of cooperating units.
  • a robot control unit can be designed as a separate subunit.
  • the loading system shown allows baggage items coming from the check-in area 8 to be analyzed by the baggage recognition device 70 and fed via the feed sections 16a, 16b, 14a, 14b to the robots 46, 48, which automatically load the baggage into make the loading containers 60a to 60d.
  • the loading system also allows items of baggage to be fed via the feed sections 14c, 16c to human operators 30, 32 who can place these items of baggage manually in the shipping containers 60a-60d.
  • the two separate feed sections associated with each robot 46, 48 can be used to influence the feeding order of luggage to be packaged. This will be explained with reference to FIGS. 2a to 2e and with reference to the right-side robot 46.
  • the two loading containers 60a, 60b are already almost completely loaded with items of luggage 90 on a lowermost luggage level.
  • the size of the respective items of luggage 90a-90d is known to the controller 72 through detection at the baggage recognition device 70.
  • the control device 72 controls the distributing devices 18b, 18c and the feeding sections 14a, 14b such that the robot 46, before the large items of luggage 90a, 90b, the small pieces of luggage 90c, 90d can load.
  • the speed of the feed section 14a is reduced and, by a corresponding control of the distributing devices 18b, 18c, the smaller pieces of luggage 90c, 90d are fed to the robot 46 via the feed section 14b in the manner shown in FIG. 2b become.
  • robot 46 can initially stow the smaller items of luggage 90c, 90d in the two loading containers 60a, 60b, only to subsequently place the larger items of luggage 90a, 90b in a second plane above the smaller items of luggage 90c, 90d. This is illustrated in FIGS. 2d and 2e.
  • FIGS. 3a to 3g A further loading situation is illustrated with reference to FIGS. 3a to 3g. It illustrates the special design of the loading system to the effect that both an automated and a manual loading is possible.
  • two pieces of luggage 90e, 90f are fed in this case via the main section 12 of the conveyor belt system 10.
  • the item of luggage 90f is detected by the baggage recognition device 70 and the control device 72 as baggage that is difficult to handle by the robot and is therefore forwarded by means of the distribution device 18a to the delivery section 14c so that it reaches the removal area 15 for manual stowage, as shown in FIGS. 3b and 3c clarify.
  • the other item of luggage 90e can be handled by the robot and is therefore simultaneously supplied to the delivery section 14b by means of the distribution device 18b, where it is grasped by the robot 46 in the manner illustrated in FIG. 3d in order to place it at the location 90e 'shown in dashed lines by the control device 72.
  • the robot 46 therefore initially remains in the position of FIG. 3d.
  • the operator 30 places the item of luggage 90f in the loading container 60a and then leaves the safety zone 80 again in the manner illustrated in FIG. 3e.
  • the person recognition device 84 recognizes this and forwards it to the control device 72.
  • the control device 72 activates the robot 46 again, whereby it is controlled such that it does not immediately resume the loading process, but previously positioned in the manner illustrated in FIG. 3f in such a way that it visually checks the loading container 60a by means of the loading detection means 46d.
  • control device 72 which recognizes that the originally intended position 90e 'for the item of luggage 90e is no longer available. Therefore, the controller 72 optimizes the loading strategy in consideration of the inserted bag 90f so that the robot places the bag 90e instead of the originally intended position 90e 'at the alternative position 90e ".

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Verladesystems zum Verladen von Gepäckstücken (90, 90a-90f) an einem Flughafen. Das dabei genutzte Verladesystem weist ein Transportsystem (10) mit mindestens einem Zuführabschnitt (14a-14b, 16a-16b) zur Zuführung der Gepäckstücke (90, 90a-90f), einen Roboter (46, 48) zur Entnahme von Gepäckstücken (90, 90a-90f) vom Zuführabschnitt (14a, 14b, 16a, 16b) des Transportsystems (10) und zur Ablage der Gepäckstücke (90, 90a-90f) in einem mobilen Verladebehälter (60a-60d) und mindestens einen Verladebehälter (60a-60d) zur Aufnahme der Gepäckstücke (90, 90a-90f) auf. Dabei ist vorgesehen, dass der Roboter (46, 48) in einer von außen frei zugänglichen Sicherheitszone (80, 82) angeordnet ist, dass eine Personenerkennungseinrichtung (84) vorgesehen ist, die dafür ausgebildet ist, ein Eindringen einer Person (30, 32) in die Sicherheitszone (80, 82) zu erkennen und dass eine Verladeerkennungseinrichtung (46d, 48d) vorgesehen ist, die dafür ausgebildet ist, eine jeweilige Befüllungssituation mindestens eines der Verladebehälters (60a- 60d) zu erkennen. Gemäß dem Verfahren wird mittels der Personenerkennungseinrichtung (84) detektiert wird, ob sich eine Person (30, 32) in der Sicherheitszone (80, 82) befindet. Im Falle einer Detektion einer Person (30, 32) wird die Bewegung des in der Sicherheitszone (80, 82) angeordneten Roboters (46, 48) angepasst, insbesondere angehalten oder verlangsamt. Sobald die Person (30, 32) die Sicherheitszone verlassen hat, wird die Befüllungssituation mindestens eines der Verladebehälters (60a) ermittelt. Die dabei ermittelte durch die Person (30, 32) durchgeführten manuellen Manipulation der Befüllungssituation wird beim nachfolgenden automatisierten Ablegen von Gepäckstücken (90f) in den Verladebehälter (60a) berücksichtigt.

Description

Verladesystem und Arbeitsverfahren hierfür
Anwendungsgebiet und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für ein Verladesystem zum Verladen von Gepäckstücken an einem Flughafen sowie ein korrespondierendes Verladesystem.
Derartige Verladesysteme sind dafür vorgesehen, die Gepäckstücke von Flugreisenden, die aus einem Check-in-Bereich des Flughafens stammen, automatisiert in Verladebehälter zu verstauen. Solche Verladebehälter können dabei insbesondere Gepäckwagen sein, die lediglich dem Transport der Gepäckstücke auf ein Flugfeld dienen. Die Verladebehälter können jedoch auch in Form von Containern (Unit Load Devices) vorliegen, die dafür vorgesehen sind, als Ganzes in einem Flugzeug verstaut zu werden.
Zum Verladen von Gepäckstücken ist es bislang noch gängige Praxis, dass der Umladevorgang von einem Transportsystem, beispielsweise einem Förderband, in die Verladebehälter manuell erfolgt. Dieses Umladen ist jedoch aufgrund der sehr unterschiedlichen Gepäckstücke eine gesundheitlich sehr belastende Tätigkeit, so dass Bedarf besteht, diese Tätigkeit zumindest zum Teil zu automatisieren.
Bei bekannten Systemen wird dies dadurch erzielt, dass ein Roboter zur Entnahme der Gepäckstücke von einem Zuführabschnitt des Transportsystems und zur Ablage dieser Gepäckstücke in einem mobilen Verladebehälter vorgesehen ist. Dieser Roboter ist dafür ausgebildet, auf dem Zuführabschnitt des Transportsystems zugeführte Gepäckstücke mit einem Greifer zu ergreifen und nach einer Schwenkbewegung des hierfür verwendeten Roboterarms und damit des Greifers im mobilen Verladebehälter zu platzieren.
Allerdings ergeben sich bei den bisher bekannten Verladesystemen einige Nachteile, die insbesondere darauf zurückzuführen sind, dass der verwendete Roboter nicht in der Lage ist, die Verladebehälter vollständig auszunutzen, wobei dies insbesondere für die genannten Container gilt, die nur seitlich, aber nicht von oben, beladen werden können. Außerdem kann bei bekannten gattungsgemäßen Systemen auf die Reihenfolge der dem Roboter zugeführten Gepäckstücke nur sehr eingeschränkt Ein- fluss genommen werden, so dass eine ungünstige Reihenfolge von Gepäckstücken auch zu einer nicht optimalen Aufnahme der Gepäckstücke in den Verladebehältern führt. Nicht zuletzt haben die bisherigen Versuche zur automatisierten Verladung von Gepäckstücken gezeigt, dass die Vielfalt der bei Fluggepäck zu verladenden Gepäckstücke eine schwer zu bewältigende Herausforderung für ein automatisiertes Verladesystem darstellt.
Aufgabe und Lösung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Betriebsverfahren für ein Verladesystem sowie ein Verladesystem zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeiden oder vermindern. Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 erreicht.
Dieses Verfahren wird mit einem Verladesystem durchgeführt, welches ein Transportsystem mit einem Zuführabschnitt zur Zuführung der Gepäckstücke, einen Roboter zur Entnahme der Gepäckstücke vom Zuführabschnitt des Transportsystems und zur Ablage der Gepäckstücke in einem mobilen Verladebehälter sowie mindestens einen solchen Verladebehälter zur Aufnahme der Gepäckstücke aufweist. Weiterhin ist bei dem Verladesystem vorgesehen, dass der Roboter in einer von außen frei zugänglichen Sicherheitszone angeordnet ist und dass eine Personenerkennungseinrichtung vorgesehen ist, die dafür ausgebildet ist, ein Eindringen einer Person in diese Sicherheitszone zu erkennen. Zudem ist eine Verladeerkennungseinrichtung vorgesehen, die dafür ausgebildet ist, eine jeweilige Befüllungssituation mindestens eines der Verladebehälter zu erkennen.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die wird Personenerkennungseinrichtung des Verladesystems erkannt, ob sich ein Bediener in der Sicherheitszone befindet, und in Reaktion darauf der in dieser Sicherheitszone angeordneten Roboter angehalten oder zumindest verlangsamt. Hierdurch wird es einem Bediener möglich, in einen laufen Verladevorgang durch den Roboter einzugreifen und insbesondere manuell Gepäck in den Verladebehälter einzufügen. Auch kann der Bediener gefahrlos einen Verladebehälter manuell aus der Sicherheitszone entfernen. Weiterhin sieht das Verfahren vor, dass auch das Entfernen der Person aus der Sicherheitszone wiederum erkannt wird und zur automatischen Fortsetzung des Verladevorgangs durch den Roboter führt. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass vor einem Wiederanlaufen des Roboters zunächst eine manuelle Bestätigung des Bedieners, beispielsweise durch einen Tastendruck erforderlich ist, mit der der Be- diener den Abschluss seiner Tätigkeit in der Sicherheitszone bestätigt. Sobald erkannt wurde, dass der Bediener die Sicherheitszone verlassen hat, wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels der Verla- deerkennungseinrichtung die Befüllungssituation mindestens eines der Verladebehälter ermittelt. Eine durch den Bediener durchgeführte manuelle Manipulation der Befüllungssituation des Verladebehälters wird dabei erkannt und kann beim nachfolgenden automatisierten Ablegen von Gepäckstücken in diesen Verladebehälter durch den Roboter berücksichtigt werden. Das Verlassen der Sicherheitszone durch den Bediener, ggf. mit einer expliziten Bestätigen durch den Bediener, führt demnach dazu, dass automatisiert die durch den Bediener erfolgte Veränderung an den Verladebehältern erkannt wird, um basierend darauf den weiteren Verladevorgang zu steuern. Insbesondere wird dabei ermittelt, welche Möglichkeiten zur Ablage von Gepäckstücken im Verladebehälter nach der Einfügung eines Gepäckstücks durch den Bediener noch bestehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet die gemeinsame und schnelle Beladung des Verladebehälters durch einen Roboter und einen Menschen. Hiermit wird den Problemen Rechnung getragen, die sich aus den Versuchen ergeben haben, alle Gepäckstücke automatisiert über einen Roboter zu verladen. Das erfindungsgemäße Verfahren rückt hiervon ab und sieht vor, dass nur ein Teil der Gepäckstücke, vorzugsweise der weit überwiegende Teil, automatisiert in den Verladebehälter eingefügt werden. Jene Gepäckstücke, die durch den Roboter schwer zu handhaben sind, werden allerdings durch einen menschlichen Bediener gehandhabt. Dabei leistet das erfindungsgemäße Verfahren, dass nach einem solchen menschlichen Eingriff in den Verladeprozess, das automatisierte Verladen durch den Roboter problemlos fortgeführt werden kann, da dessen Steuereinrichtung sich über die Verladeerken- nungseinrichtung einen Überblick über die Auswirkungen des menschli- chen Eingriffs macht und diese bei nachfolgend zu verladenden Gepäckstücken berücksichtigt.
Die Erfindung betrifft neben dem Verfahren auch ein Verladesystem mit den genannten Merkmalen, bei dem eine Steuereinrichtung vorgesehen ist,
In Hinblick auf das Verladesystem wird als frei zugängliche Sicherheitszone eine Sicherheitszone verstanden, die nicht durch Wände oder Türen gegenüber einer Umgebung getrennt ist, insbesondere nicht gegenüber dem für einen Bediener zugänglichen Zuführabschnitt. Ein Bedie- ner kann somit mit einem von diesem Zuführabschnitt stammenden Gepäckstück ohne weiteres in die Sicherheitszone gelangen, in der der Roboter und der Verladebehälter angeordnet sind, um ein vom Roboter nicht gut zu handhabendes Gepäckstück manuell im Verladebehälter zu verstauen. Um jedoch zu vermeiden, dass es dabei zu einer Verletzungsgefahr kommt, ist die Personenerkennungseinrichtung vorgesehen, die es erkennt, wenn der Bediener in die Sicherheitszone eintritt. Dies kann beispielsweise über ein Kamerasystem, über Lichtschranken oder über ähnliche Vorrichtungen erzielt werden. Die Personenerkennungseinrichtung kann dafür ausgebildet sein, das Eintreten des Bedie- ners und/oder dessen Anwesenheit in der Sicherheitszone zu erfassen. In letzterem Fall wird der gesamte Bereich der Sicherheitszone überwacht, so dass auch ein Nichterkennen des Eintreten des Bedieners, beispielsweise aufgrund einer defekten Lichtschranke, unproblematisch ist, da seine Anwesenheit in der Sicherheitszone kontinuierlich überprüft wird. Dies kann beispielsweise über einen Laserstrahl erfolgen, der über eine kreissegmentformige horizontale Fläche geführt wird und dessen Auftreffpunkt kontinuierlich oder in Intervallen ausgewertet wird. Wird dieser Auftreffpunkt nicht an einer bei Abwesenheit des Bedieners anzunehmenden Position erfasst, so bedeutet dies, dass der Bediener anwesend ist. Das Personenerkennungssystem erlaubt es einer Steuereinrichtung, Maßnahmen insbesondere hinsichtlich des Roboters zu ergreifen, die eine Verletzungsgefahr des eingetretenen Bedieners vermeiden. Neben einer Gestaltung, bei der der gesamte vom Roboter erreichbare Bereich als eine einheitliche Sicherheitszone behandelt wird, ist es auch möglich, mehrere Teilsicherheitszonen vorzusehen, beispielsweise je eine Teilsicherheitszone je Verladebehälter oder je Roboter. In einem solchen Fall ist die Personenerkennungseinrichtung dafür ausgebildet, differenziert zu ermitteln, in welcher Teilsicherheitszone sich ein Bediener bewegt, um die Tätigkeit des Roboters nur in dieser Teilsicherheitszone bzw. ggf. auch in den unmittelbar benachbarten Teilsicherheitszonen entsprechend anzupassen.
Die Verladeerkennungseinrichtung gestattet es, eine durch einen Bediener durchgeführte manuelle Beladung eines Verladebehälters, der parallel durch den Roboter beladen wird, zu ermitteln, um bei einer fortgeführten automatisierten Beladung des Verladebehälters durch den Roboter die durch diesen Bediener herbeigeführte Änderung der Befüllungssitua- tion berücksichtigen zu können. Die Verladeerkennungseinrichtung kann insbesondere eine Kamera aufweisen, die beispielsweise am Roboter selbst vorgesehen ist.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verladesystems ist vorgesehen, dass mindestens zwei Verladebehälter zur Aufnahme der Gepäckstücke vorgesehen sind und dass der Roboter derartig ausgebildet ist, dass er Gepäckstücke in den mindestens zwei Verladebehältern ablegen kann, ohne dass die Verladebehälter hierfür bewegt werden müssen.
Die Verladebehälter, bei denen es sich insbesondere um Gepäckwagen oder um ULD-Container handeln kann, sind somit in entsprechenden Aufnahmen oder auf entsprechenden Stellplätzen angeordnet, die auf den Roboter und seine Beweglichkeit derart abgestimmt sind, dass der Roboter mit seinem Greifer die vom Zuführabschnitt des Transportsystems stammenden Gepäckstücke wahlweise in einen von mindestens zwei Verladebehälter platzieren kann. Dies gibt dem Roboter bzw. dem den Roboter steuernden Steuersystem eine wesentlich höhere Flexibilität, denn es kann fallweise entscheiden, ob ein spezifisches Gepäckstück besser im ersten oder im zweiten Verladebehälter anzuordnen ist. Darüber hinaus wird auch die Zahl der erforderlichen Transportvorgänge der Verladebehälter reduziert, da diese dem Verladesystem nicht einzeln zugeführt werden müssen, sondern gruppenweise zugeführt werden können.
Bei dem Roboter handelt es sich um einen für die Handhabung von Gepäckstücken angepassten Roboter, wobei dies insbesondere bedeutet, dass an einem schwenkbeweglich an einer Roboterbasis angebrachten Roboterarm ein Greifer vorgesehen ist, der zum Ergreifen von Gepäckstücken geeignet ist. Dieser Greifer ist über den Roboterarm und gegebenenfalls über weitere Bewegungssysteme derart beweglich, dass er Gepäckstücke in die mindestens zwei Verladebehälter einfügen kann. Vorzugsweise ist dem Roboter ein Greifermagazin zugeordnet, in dem mehrere an jeweils verschiedene Arten von Gepäckstücken angepasste Greifer vorgehalten werden.
Bei einer Weiterbildung des Verladesystems ist vorgesehen, dass das Transportsystem mindestens einen Hauptabschnitt zum gemeinsamen Transport aller vom Verladesystem zu verladenden Gepäckstücke aufweist und mindestens zwei Zuführabschnitte zum getrennten Weitertransport von Gepäckstücken vom Hauptabschnitt zum Roboter aufweist. Dabei ist mindestens eine Verteilungseinrichtung vorgesehen, mittels derer gesteuert werden kann, welches Gepäckstück welchem Zuführabschnitt zugeordnet wird. Weiterhin ist dabei der Roboter derart ausgebildet, dass er Gepäckstücke von den beiden Zuführabschnitten entnehmen kann.
Gemäß dieser Gestaltung ist es dem Roboter somit möglich, Gepäckstücke von zwei Zuführabschnitten zu erfassen, die beide von einem gemeinsamen Hauptabschnitt gespeist werden. Die Zuführabschnitte und/oder der Hauptabschnitt sind vorzugsweise als Förderbänder ausgebildet. Eine Verteilungseinrichtung gestattet es dem Verladesystem, fallweise hinsichtlich einzelner Gepäckstücke zu steuern, auf welchem der Zuführabschnitte das betreffende Gepäckstück zum Roboter gefördert wird. Durch diese Verwendung zweier Zuführabschnitte kann auf die Reihenfolge, in der der Roboter die Gepäckstücke in dem mindestens einen Verladebehälter verstaut, flexibel Einfluss genommen werden. So können beispielsweise Gepäckstücke, die aufgrund ihrer Maße oder ihres Typs zu einem späteren Zeitpunkt verstaut werden sollen, auf einen längeren und/oder langsamer fördernden Zuführabschnitt geleitet werden, während Gepäckstücke, die in naher Zukunft vom Roboter verladen werden sollen, auf einem kürzeren und/oder schneller laufenden Zuführabschnitt dem Roboter zugeführt werden können. Zur Unterscheidung der Gepäckstücke ist dabei vorzugsweise eine Gepäckerkennungseinrichtung vorgesehen, die insbesondere am Hauptabschnitt angeordnet ist und die es erlaubt, über entsprechende Sensoren Eigenschaft eines Gepäckstücks wie die Maße des Gepäckstücks oder dessen Volumen zu ermitteln, um daraus abgeleitet die Zuführung des Gepäckstücks zum Roboter zu steuern.
Bei einer Weiterbildung des Systems weist das Transportsystem auch einen für einen Bediener zugänglichen Zuführabschnitt auf. Ein solcher Zuführabschnitt ist dadurch gekennzeichnet, dass ein menschlicher Bediener die auf diesen Zuführabschnitt zugeführten Gepäckstücke entnehmen kann, ohne dabei in Gefahr durch den Roboter zu kommen. Dieser Zuführabschnitt kann entweder durch den Roboter nicht erreich- bar sein oder aber der Roboter ist derart konfiguriert, dass er in diesen durch einen Bediener betretenen Bereich nicht eingreift. Der für einen Bediener zugängliche Zuführabschnitt ist insbesondere für die Handhabung besonderer Gepäckstücke vorgesehen, die durch den Roboter nicht oder nur schlecht gehandhabt werden können. Auch können Gepäckstücke zur manuellen Verstauung über diesen Zuführabschnitt zugeführt werden, wenn der Verladebehälter annähernd voll ist und eine vollständige Ausnutzung des vorhandenen Raums nur noch über ein manuelles Einfügen von Gepäckstücken möglich ist. Ein Bediener kann die Gepäckstücke von dem Zuführabschnitt herunternehmen und sie manuell in einem der Verladebehälter verstauen.
Der Roboter kann in oben beschriebener Art und Weise dafür ausgebildet sein, parallel zwei Verladebehälter beladen zu können und/oder Gepäckstücke von zwei Zuführabschnitten des Transportsystems erfassen zu können. Dies kann durch einen stationären Roboter erreicht werden, dessen Roboterarm ausreichend lang ausgebildet ist. Als vorteilhaft wird es jedoch angesehen, wenn der Roboter eine Roboterbasis und ein gegenüber der Roboterbasis verschwenkbaren Roboterarm aufweist, wobei die Roboterbasis zur Erreichung einer hohen Bewegungsfreiheit entlang eines Schienenstrangs translativ beweglich ausgebildet ist. Der Roboter ist somit durch seine Verfahrbarkeit entlang des Schienenstrangs dafür ausgebildet, die beiden Verladebehälter und/oder die beiden Zuführabschnitte mit seinem Greifer erreichen zu können. Hierdurch kann der Roboter auch bei Verwendung eines vergleichsweise kurzen Roboterarms eine Mehrzahl von Verladebehältern und/oder Zuführabschnitten des Transportsystems erreichen. Die Verladebehälter sind vorzugsweise in Reihe hintereinander angeordnet, wobei sich der Schienenstrang parallel zur Anordnung der jeweiligen Stellplätze bzw. Aufnahmen für die Verladebehälter und damit parallel zu den Verladebehältern erstrecken kann. Der Schienenstrang kann bodenseitig vorgesehen sein. Als besonders bevorzugt wird es jedoch angesehen, wenn der Schienenstrang decken- seitig, insbesondere in einer Höhe von mindestens zwei Metern über einem Boden angeordnet ist. Dies erlaubt es, dass ein Bediener gemeinsam mit dem Roboter den gleichen Verladebehälter belädt und hierfür unterhalb des Roboters agiert, der seinerseits unterhalb des Schienenstrangs angeordnet ist. Auch ist es möglich, mehrere Roboter vorzusehen, die jeweils einen eigenen Schienenstrang aufweisen oder gemeinsam den gleichen Schienenstrang verwenden. Insbesondere bei der Verwendung von mehreren Robotern weist der Schienenstrang vorzugsweise einen Parkbereich auf, in den einer der Roboter zu Wartungszwecken oder bei geringerem Gepäckaufkommen verfahren werden kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine Gepäckerkennungseinrichtung vorgesehen ist, die dafür ausgebildet ist, die über das Transportsystem dem Roboter zugeführten Gepäckstücke zu erkennen. Diese Gepäckerkennungseinrichtung kann Eigenschaften der Gepäckstücke ermitteln, insbesondere deren Maße, deren Typ, deren Masse und deren Oberflächenbeschaffenheit, um die richtige Handhabung der Gepäckstücke auf Basis dieser Daten festlegen zu können. Die Gepäckerkennungseinrichtung kann insbesondere genutzt werden, um durch den Roboter zu handhabende und durch den menschlichen Bediener zu handhabende Gepäckstücke zu identifizieren und auf dem entsprechenden Transportabschnitt zuzuführen.
Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient und hierfür zur Auswertung von Ausgangsdaten der Verladeerkennungseinrichtung und der Personenerkennungseinrichtung sowie zur Steuerung des Roboters ausgebildet ist, kann weiterhin zur Auswertung von Ausgangsdaten der Gepäckerkennungseinrichtung ausgebildet sein und/oder zur Steuerung des Trans- portsystems, der Verteilungseinrichtung, und/oder der Verladebehalter ausgebildet ist.
In Hinblick auf die Gepäckerkennungseinrichtung dient die Steuereinrichtung dabei insbesondere der Auswertung der Daten der Gepäckerkennungseinrichtung in Hinblick auf die Eigenschaften der einzelnen Gepäckstücke und deren darauf basierender Klassifizierung.
In Hinblick auf die Personenerkennungseinrichtung dient die Steuereinrichtung der Auswertung der Ausgangsdaten von der Personenerkennungseinrichtung, also insbesondere der Erkennung von Personen in der Sicherheitszone oder in einer der Teilsicherheitszonen. In Hinblick auf die Verladeerkennungseinrichtung dient die Steuereinrichtung dazu, die Ausgangsdaten der Verladeerkennungseinrichtung auszuwerten und dabei zu ermitteln, welche Auswirkungen ein manuell durchgeführter Verladevorgang eines Bedieners auf die Befüllungssituation eines Verladebehälters bewirkt hat.
In Abhängigkeit der Auswertung dieser Daten kann die Steuereinrichtung das Transportsystem und die Verteilungseinrichtung steuern und somit insbesondere steuern, welches Gepäckstück auf welchem Zuführabschnitt zugeführt wird und mit welcher Geschwindigkeit dieser Zuführabschnitt betrieben wird. Weiterhin kann die Steuereinrichtung den Roboter steuern und dabei insbesondere festlegen, mit welchem Greifer der Roboter von welchem Zuführabschnitt ein Gepäckstück ergreift. Weiterhin kann die Steuereinrichtung dem Roboter vorgeben, in welchen Verladebehälter und an welcher Stelle in diesem Verladebehälter das Gepäckstück abzulegen ist. Gegebenenfalls kann die Steuereinrichtung auch den Transport der Verladebehälter in ihre Soll-Position oder aus ihrer Soll-Position steuern. Insbesondere ist die Steuereinrichtung dafür ausgebildet, die Zuführung eines Gepäckstücks zu einem von mindestens zwei Zuführabschnitten des Transportsystems in Abhängigkeit der jeweiligen aktuellen Befüllung der Verladebehälter und in Abhängigkeit der Art des Gepäckstücks zu steuern. Die beiden Zuführabschnitte sind dabei jeweils solche, von denen der Roboter die Gepäckstücke entnehmen kann. Abhängig davon welche Reihenfolge der noch zu verladenden Gepäckstücke in Hinblick auf die derzeitige Befüllung der Verladebehälter vorteilhaft erscheint, kann das Gepäckstück einem bestimmten Zuführabschnitt zugewiesen werden, wobei die Zuführabschnitte sich vorzugsweise in der durch die Steuereinrichtung gesteuerten Transportgeschwindigkeit der Gepäckstücke zum Roboter unterscheiden. Die Steuereinrichtung kann somit steuern, wann welches Gepäckstück für den Roboter zur Verfügung steht.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich neben den Ansprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches anhand der Figuren erläutert wird. Dabei zeigen:
Figur 1 den Aufbau eines erfindungsgemäßen Verladesystems,
Figuren 2a bis 2e den Ablauf eines ersten Verladevorgangs mit dem
Verladesystem nach Figur 1 und
Figuren 3a bis 3g den Ablauf eines zweiten Verladevorgangs mit dem
Verladesystem nach Figur 1 .
Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verladesystem, welches im Gepäckverteilungsbereich eines Flughafens angeordnet ist.
Das Verladesystem verfügt über ein als Förderbandsystem 10 ausgebildetes Transportsystem, mittels dessen Gepäckstücke von einem Check- In-Bereich 8 des Flughafens zu einem Robotersystem 40 gefördert werden können. Dieses Robotersystem 40 ist dafür ausgebildet, die Gepäckstücke vom Förderbandsystem 10 in Verladebehälter 60a, 60b, 60c, 60d zu verladen.
Zu den Komponenten des Verladesystems im Einzelnen:
Das Förderbandsystem 10 verfügt über einen Hauptabschnitt 12, über den alle mit dem dargestellten Verladesystem zu verladenden Gepäckstücke in Richtung des Pfeils 1 zugeführt werden. Vom Hauptabschnitt 12 gehen insgesamt sechs Zuführabschnitte 14a, 14b, 14c, 16a, 16b, 16c ab, wobei zur Einflussnahme darauf, welchen Weg ein Gepäckstück entlang des Förderbandsystems 10 nimmt, Verteilungseinrichtungen 18a, 18b, 18c, 18d, 18e vorgesehen sind. Diese Verteilungseinrichtungen 18a, 18b, 18c, 18d, 18e erlauben es, zielgerichtet ein Gepäckstück auf einen gewünschten Zuführabschnitt 14a, 14b, 14c, 16a, 16b umzulenken bzw. dadurch, dass keine Umlenkung erfolgt, das Gepäckstück dem Zuführabschnitt 16c zuzuführen. Am Hauptabschnitt 12 ist weiterhin eine Gepäckerkennungseinrichtung 70 vorgesehen. Diese Gepäckerkennungseinrichtung 70 ist als Brücke ausgestaltet, unter der die Gepäckstücke hindurchgeführt werden, wobei durch eine hierfür an- gepasste Sensorik Eigenschaften der Gepäckstücke ermittelt werden, insbesondere deren Art, deren Maße und deren Masse.
Das Robotersystem 40 weist zwei Schienenstränge 42, 44 auf, entlang derer jeweils ein Roboter 46, 48 verfahrbar ist. Die Roboter 46, 48 selbst bestehen aus einer entlang des jeweiligen Schienenstrangs 42, 44 verfahrbaren Roboterbasis 46a, 48a, an der ein mehrgliedriger Roboterarm 46b, 48b schwenkbar angelenkt ist. Diese Roboterarme 46b, 48b weisen jeweils einen Greifer 46c, 48c auf der dafür ausgebildet ist, Gepäckstücke, insbesondere Gepäckstücke einer bestimmten Art, ergreifen zu können. Das Robotersystem 40 verfügt weiterhin über ein Greifermagazin 50, welches es den Robotern 46, 48 gestattet, fallweise und insbesondere in Abhängigkeit des zu ergreifenden Gepäckstücks, einen hierfür optimalen Greifer 52 statt des Greifers 46c, 48c anzukoppeln. Beide Schienenstränge 42, 44 verfügen über jeweils einen Parkbereich 42a, 44a, in dem die jeweils Roboter 46, 48 positioniert werden können, wenn sie nicht benötigt werden.
Die Anordnung des Robotersystems 40 relativ zum Förderbandsystem 10 ist dergestalt, dass die Roboter 46, 48 zumindest auf den Zuführabschnitten 14a, 14b, 16a, 16b in Richtung der Pfeile 2 zugeführte Gepäckstücke direkt von dem Förderband ergreifen können, um diese zu verladen. Die beiden äußeren Zufuhrabschnitte 14c, 16c sind nicht für die Handhabung durch die Roboter 46, 48 vorgesehen. Stattdessen ist an ihnen jeweils ein menschlicher Bediener 30, 32 tätig, der jene Gepäckstücke handhabt, welche über die Zuführabschnitte 14c, 16c in die den Zuführabschnitten zugehörigen Entnahmebereiche 15, 17 gefördert wurden.
Gegenüberliegend zu den durch die Roboter 46, 48 zugänglichen Zuführabschnitten 14a, 14b, 16a, 16b sind auf der gegenüberliegenden Seite der Schienenstränge 42, 44 die Aufnahmebehälter 60a bis 60d an hierfür vorgesehenen gestrichelt dargestellten Stellplätzen 62a bis 62d positioniert. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um fahrbare Gepäckwagen, die bestimmungsgemäß auf dem Rollfeld beim Flugzeug wieder entladen werden. Alternativ können auch Container Anwendung finden, insbesondere ULD-Container, die spezifisch auf Flugzeuge angepasst sind, und für die die Stellplätze 62a-62d gegebenenfalls als angepasste Aufnahmen ausgebildet sein können.
Wie aus den gestrichelten Darstellungen 46' des Roboters 46 hervorgeht, kann der Roboter 46 aufgrund der Beweglichkeit seines Roboterarms 46b und aufgrund seiner Verfahrbarkeit entlang des Schienenstrangs 42 Gepäckstücke von den beiden Zuführabschnitten 14a, 14b entnehmen und sie in die beiden Verladebehälter 60a, 60b einfügen. Zwar kann ein jener der Roboter 46, 48 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel bei Bedarf auch alle vier Zuführabschnitte 14a, 14b, 16a, 16b sowie alle vier Verladebehälter 60a bis 60d erreichen. Bestimmungsgemäß ist vorliegend jedoch vorgesehen, dass jedem der Roboter 46, 48 jeweils zwei Zuführabschnitte und zwei Verladebehälter zugeordnet sind.
Beide Roboter verfügen jeweils über eine Verladeerkennungseinrichtung 46d, 48d, die unmittelbar an der Roboterbasis 46a, 48a angebracht ist, und die vorzugsweise eine Kamera aufweist. Durch diese Kamera ist es den Robotern möglich, die jeweils gegenwärtige Befüllungssituation der Verladebehälter 60a bis 60d zu erkennen, wobei der Zweck dessen nachfolgend noch erläutert wird.
Die Roboter 46, 48 agieren jeweils in einer gepunktet dargestellten Sicherheitszone 80, 82, die so groß ausgelegt ist, dass jeweils der durch den jeweiligen Roboter 46, 48 im Zuge der Erreichung der beiden Zuführabschnitte und der beiden Verladebehälter durchquerte Bereich dadurch vollständig abgedeckt ist. Neben einer nicht näher dargestellten und für die Bediener 30, 32 erkennbaren optischen Markierung der Sicherheitszonen 80, 82 sind diese durch eine Personenerkennungseinrichtung 84 zusätzlich abgesichert. Dieser Personenerkennungseinrichtung 84 kann beispielsweise durch Lichtschranken oder durch ein Kamerasystem gebildet sein. Auch ein System mit einem schnell rotierenden Laserstrahl, dessen Auftreffpunkt ausgewertet wird, ist hier verwendbar. Die Personenerkennungseinrichtung ist dafür ausgelegt, das Eintreten eines der Bediener 30, 32 in die Sicherheitszonen 80, 82 zu erkennen, so dass die Bewegung des jeweiligen Roboters 46, 48 angepasst werden kann. Eine weitergehende Abkapselung der Sicherheitszonen 80, 82, beispielsweise durch Trennwände oder Gitter, ist nicht vorhanden, da es bestimmungsgemäß vorgesehen ist, dass die Bediener 30, 32 die Sicherheitszonen 80, 82 betreten und da dies nicht erschwert werden sollte.
Das Verladesystem weist weiterhin eine Steuereinrichtung 72 auf, die über gestrichelt angedeutete Leitungen 74 mit dem Robotersystem 40 und somit auch mit den Verladeerkennungseinrichtungen 46d, 48d, mit dem Förderbandsystem 10, mit der Gepäckerkennungseinrichtung 70 und mit der Personenerkennungseinrichtung 84 verbunden ist. Diese Steuereinrichtung 72 steuert den gesamten Verladevorgang. Auch wenn die Steuereinrichtung 72 im Ausführungsbeispiel als integrale Einheit dargestellt ist, kann sie naturgemäß auch durch mehrere zusammenwirkende Einheiten gebildet werden. So kann beispielsweise eine Robotersteuereinheit als separate Subeinheit ausbildet sein.
Das dargestellte Verladesystem gestattet es, Gepäckstücke, welche vom Check-In-Bereich 8 kommen, durch die Gepäckerkennungseinrichtung 70 zu analysieren und es über die Zuführabschnitte 16a, 16b, 14a, 14b den Robotern 46, 48 zuzuführen, welche automatisiert das Verladen der Gepäckstücke in die Verladebehälter 60a bis 60d vornehmen. Das Verladesystem gestattet es auch, Gepäckstücke über die Zuführabschnitte 14c, 16c menschlichen Bedienern 30, 32 zuzuführen, die diese Gepäckstücke manuell in den Verladebehältern 60a bis 60d platzieren können. Bezogen auf die Handhabung von Gepäckstücken alleine mit den Robotern 46, 48 ergibt sich durch den Zugang dieser Roboter zu jeweils zwei zugeordneten Zuführabschnitten 14a, 14b, 16a, 16b und zu jeweils zwei Verladebehältern 60a, 60b, 60c, 60d eine besonders große Flexibilität des Systems. Der Zugang zu mehreren Verladebehältern erlaubt es den Robotern 46, 48, Gepäckstücke stets in jenem Verladebehälter zu platzieren, in dem zum gegebnen Zeitpunkt ein besonders gut geeigneter Platz gefunden werden kann.
Die beiden getrennten Zuführabschnitte, die jedem Roboter 46, 48 zugeordnet sind, können genutzt werden, um die Zuführungsreihenfolge von zu verpackenden Gepäckstücken zu beeinflussen. Dies wird anhand der Figuren 2a bis 2e und anhand des rechtseitigen Roboters 46 erläutert.
Wie die Figur 2a zeigt, sind in einem Ausgangszustand die beiden Verladebehälter 60a, 60b auf einer untersten Gepäckebene bereits fast vollständig mit Gepäckstücken 90 beladen. Auf dem Hauptabschnitt 12 werden in diesem Augenblick und in dieser Reihenfolge zwei große Gepäckstücke 90a, 90b und zwei kleinere Gepäckstücke 90c, 90d zugeführt. Die Größe der jeweiligen Gepäckstücke 90a-90d ist der Steuereinrichtung 72 durch die Erkennung an der Gepäckerkennungseinrichtung 70 bekannt. Um in den beiden Verladebehältern 60a, 60b zunächst die unterste Ebene vollständig auszufüllen, steuert die Steuereinrichtung 72 die Verteilungseinrichtungen 18b, 18c sowie die Zuführabschnitte 14a, 14b derart, dass der Roboter 46 noch vor den großen Gepäckstücken 90a, 90b die kleinen Gepäckstücke 90c, 90d verladen kann. Hierfür wird die Geschwindigkeit des Zuführabschnitts 14a reduziert und durch eine entsprechende Ansteuerung der Verteilungseinrichtungen 18b, 18c dafür Sorge getragen, dass in der in Figur 2b dargestellten Weise die kleineren Gepäckstücke 90c, 90d auf dem kürzeren und schnelleren Weg über den Zuführabschnitt 14b dem Roboter 46 zugeführt werden. Der Roboter 46 kann dementsprechend in der in Figur 2c verdeutlichten Weise in den beiden Verladebehältern 60a, 60b zunächst die kleineren Gepäckstücke 90c, 90d verstauen, um erst nachfolgend die größeren Gepäckstücke 90a, 90b in einer zweiten Ebene oberhalb der kleineren Gepäckstücke 90c, 90d zu platzieren. Dies ist in den Fig. 2d und 2e verdeutlicht.
Durch diese Einflussnahme auf die Reihenfolge, in der die Gepäckstücke 90a-90d verladen werden, lässt sich eine wesentlich bessere Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Platzes erzielen.
Eine weitere Verladungssituation ist anhand der Figuren 3a bis 3g verdeutlicht. Sie verdeutlicht die spezielle Gestaltung des Verladesystems dahingehend, dass sowohl ein automatisiertes als auch ein manuelles Verladen möglich ist.
Ausgehend von noch leeren Verladebehältern 60a, 60b werden in diesem Falle über den Hauptabschnitt 12 des Förderbandsystems 10 zwei Gepäckstücke 90e, 90f zugeführt. Das Gepäckstück 90f wird dabei durch die Gepäckerkennungseinrichtung 70 und die Steuereinrichtung 72 als durch den Roboter schwer zu handhabendes Gepäckstück erkannt und daher mittels der Verteilungseinrichtung 18a auf den Zuführabschnitt 14c weitergeleitet, so dass es zur manuellen Verstauung in den Entnahmebereich 15 gelangt, wie die Figuren 3b und 3c verdeutlichen. Das andere Gepäckstück 90e ist durch den Roboter handhabbar und wird daher zeitgleich mittels der Verteilungseinrichtung 18b dem Zuführabschnitt 14b zugeführt und dort in der in Figur 3d verdeutlichten Weise durch den Roboter 46 ergriffen, um es an der durch die Steuereinrichtung 72 vorgegebenen gestrichelt dargestellten Stelle 90e' im Verladebehälter 60a zu platzieren. Wenn nun der Bediener 30 das Gepäckstück 90e aus dem Entnahmebereich 15 entnimmt und damit in die Sicherheitszone 80 eintritt, wird dies durch die Personenerkennungseinrichtung 84 an die Steuereinrichtung 72 gemeldet, welche unmittelbar den Roboter 46 stoppt. Der Roboter 46 verharrt daher zunächst in der Position der Fig. 3d. Der Bediener 30 platziert das Gepäckstück 90f im Verladebehälter 60a und verlässt dann in der in Figur 3e verdeutlichten Weise wieder die Sicherheitszone 80. Die Personenerkennungseinrichtung 84 erkennt dies und gibt es an die Steuereinrichtung 72 weiter. Die Steuereinrichtung 72 aktiviert den Roboter 46 wieder, wobei dieser derart gesteuert wird, dass er den Verladevorgang nicht unmittelbar wieder aufnimmt, sondern sich in der in Figur 3f verdeutlichten Weise zuvor derartig positioniert, dass er mittels der Verladeerkennungseinnchtung 46d visuell den Verladebehälter 60a überprüft. Es folgt eine Auswertung durch die Steuereinrichtung 72, die dabei erkennt, dass die ursprünglich beabsichtigte Position 90e' für das Gepäckstück 90e nicht mehr zur Verfügung steht. Die Steuereinrichtung 72 optimiert daher die Verladestrategie unter Berücksichtigung des eingefügten Gepäckstücks 90f, so dass der Roboter das Gepäckstück 90e statt an der ursprünglich vorgesehenen Position 90e'an der alternativen Position 90e" platziert.
Die Personenerkennung durch die Personenerkennungseinrichtung 84 sowie die Verladeerkennungseinnchtung 46d ermöglichen gemeinsam somit eine zweckmäßige Zusammenarbeit des Roboters 46 mit dem Bediener 30.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines Verladesystems zum Verladen von Gepäckstücken (90, 90a-90f) an einem Flughafen mit
einem Transportsystem (10) mit mindestens einem Zuführabschnitt (14a-14b, 16a-16b) zur Zuführung der Gepäckstücke (90, 90a-90f),
einem Roboter (46, 48) zur Entnahme von Gepäckstücken (90, 90a-90f) vom Zuführabschnitt (14a, 14b, 16a, 16b) des Transportsystems (10) und zur Ablage der Gepäckstücke (90, 90a-90f) in einem mobilen Verladebehälter (60a-60d) und
mindestens einem Verladebehälter (60a-60d) zur Aufnahme der Gepäckstücke (90, 90a-90f),
wobei
der Roboter (46, 48) in einer von außen frei zugänglichen Sicherheitszone (80, 82) angeordnet ist,
eine Personenerkennungseinrichtung (84) vorgesehen ist, die dafür ausgebildet ist, ein Eindringen einer Person (30, 32) in die Sicherheitszone (80, 82) zu erkennen und eine Verladeerkennungseinrichtung (46d, 48d) vorgesehen ist, die dafür ausgebildet ist, eine jeweilige Befüllungssituati- on mindestens eines der Verladebehälters (60a-60d) zu erkennen,
dadurch gekennzeichnet, dass
mittels der Personenerkennungseinrichtung (84) detektiert wird, ob sich eine Person (30, 32) in der Sicherheitszone (80, 82) befindet, wobei im Falle einer Detektion einer Person (30, 32) die Bewegung des in der Sicherheitszone (80, 82) angeordneten Roboters (46, 48) angepasst, insbesondere angehalten oder verlangsamt, wird und die Befüllungssituation mindestens eines der Verladebehälters (60a) ermittelt wird, sobald die Person (30, 32) die Sicherheitszone verlassen hat, und bei einer durch die Person (30, 32) durchgeführten manuellen Manipulation der Befüllungssituation diese ermittelte veränderte Befüllungssituation beim nachfolgenden automatisierten Ablegen von Gepäckstücken (90f) in den Verladebehälter (60a) berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zuführung eines Gepäckstücks (90, 90a-90f) zu einem von mindestens zwei Zuführabschnitten (14a, 14b, 16a, 16b) des Transportsystems (10) in Abhängigkeit der jeweilig aktuellen Befüllung der Verladebehälter (60a-60d) und/oder in Abhängigkeit der Art des Gepäckstücks (90, 90a-90e) erfolgt.
Verladesystem zum Verladen von Gepäckstücken (90, 90a-90f) an einem Flughafen mit
einem Transportsystem (10) mit mindestens einem Zuführabschnitt (14a-14b, 16a-16b) zur Zuführung der Gepäckstücke (90, 90a-90f),
einem Roboter (46, 48) zur Entnahme von Gepäckstücken (90, 90a-90f) vom Zuführabschnitt (14a, 14b, 16a, 16b) des Transportsystems (10) und zur Ablage der Gepäckstücke (90, 90a-90f) in einem mobilen Verladebehälter (60a-60d) und
mindestens einem Verladebehälter (60a-60d) zur Aufnahme der Gepäckstücke (90, 90a-90f),
wobei
der Roboter (46, 48) in einer von außen frei zugänglichen Sicherheitszone (80, 82) angeordnet ist, eine Personenerkennungseinrichtung (84) vorgesehen ist, die dafür ausgebildet ist, ein Eindringen einer Person (30, 32) in die Sicherheitszone (80, 82) zu erkennen,
eine Verladeerkennungseinrichtung (46d, 48d) vorgesehen ist, die dafür ausgebildet ist, eine jeweilige Befüllungssituati- on mindestens eines der Verladebehälters (60a-60d) zu erkennen und
eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Verladevorgangs vorgesehen ist, die zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 oder 2 ausgebildet ist.
Verladesystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens zwei Verladebehälter (60a-60d) zur Aufnahme der Gepäckstücke (90, 90a-90f) vorgesehen sind und der Roboter (46, 48) derartig ausgebildet ist, dass er die Gepäckstücke (90, 90a-90f) in den mindestens zwei Verladebehältern (60a-60d) ablegen kann, ohne dass die Verladebehälter (60a-60d) hierfür bewegt werden müssen.
Verladesystem nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Transportsystem (10)
mindestens einen Hauptabschnitt (12) zum gemeinsamen Transport aller vom Verladesystem zu verladenden Gepäckstücke (90, 90a-90f) aufweist und
mindestens zwei Zuführabschnitte (14a, 14b, 16a, 16b) zum getrennten Weitertransport der Gepäckstücke (90, 90a-90f) vom Hauptabschnitt (12) zum Roboter (46, 48) aufweist, wobei
mindestens eine Verteilungseinrichtung (18a-18d) vorgesehen ist, mittels derer gesteuert werden kann, welches Ge- päckstück (90, 90a-90f) welchem Zuführabschnitt (14a, 14b, 16a, 16b) zugeordnet wird, und
der Roboter (46, 48) derart ausgebildet ist, dass er die Gepäckstücke (90, 90a-90f) von den mindestens zwei Zuführabschnitten (14a, 14b, 16a, 16b) entnehmen kann.
6. Verladesystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Transportsystem (10) einen für einen Bediener zugänglichen Zuführabschnitt (14c, 16c, 15, 17) aufweist.
Verladesystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Transportsystem einen Rückführabschnitt aufweist, mittels dessen Gepäckstücke von dem Zuführabschnitt wieder auf den Hauptabschnitt gefördert werden können.
Verladesystem nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Roboter (46, 48)
eine Roboterbasis (46a, 48a) und
einen gegenüber der Roboterbasis (46a, 48a) verschwenkbaren Roboterarm (46b, 48b) aufweist,
wobei die Roboterbasis (46a, 48a) entlang eines Schienenstrangs
(42, 44) translativ beweglich ausgebildet ist.
9. Verladesystem nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Gepäckerkennungseinrichtung (70) vorgesehen ist, die dafür ausgebildet ist, die über das Transportsystem (10) dem Roboter (46, 48) zugeführten Gepäckstücke (90, 90a-90d) zu erkennen.
10. Verladesystem nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (72) zur Auswertung von Ausgangsdaten der Gepäckerkennungseinrichtung (70),
der Verladeerkennungseinrichtung (46d, 48d) und/oder der Personenerkennungseinrichtung (84)
und/oder zur Steuerung
des Transportsystems (10),
der Verteilungseinrichtung (18a-18e),
des Roboters (46, 48) und/oder
der Verladebehälter (60a-60d)
ausgebildet ist.
1 1. Verwendung eines Robotersystems nach einem der Ansprüche 3 bis 10 in einem Flughafen zum Zwecke des Verladens von Fluggepäck in flugzeugspezifischen Containern oder in Transportwagen (60a-60d) zum Verbringen von Gepäckstücken (90, 90a-90f) auf ein Flugfeld des Flughafens.
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