WO2012020149A1 - Instalación automática para almacenar y dispensar productos - Google Patents

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WO2012020149A1
WO2012020149A1 PCT/ES2010/070549 ES2010070549W WO2012020149A1 WO 2012020149 A1 WO2012020149 A1 WO 2012020149A1 ES 2010070549 W ES2010070549 W ES 2010070549W WO 2012020149 A1 WO2012020149 A1 WO 2012020149A1
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WO
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shelves
modular
automatic installation
products
storage
Prior art date
Application number
PCT/ES2010/070549
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English (en)
French (fr)
Inventor
Francisco Javier MARTÍN DE PABLO
Isabel GONZÁLEZ LÓPEZ
Original Assignee
Automatismos Y Montajes Industriales J. Martin, S.L.
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Publication date
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Priority to ES10855839.6T priority patent/ES2523724T3/es
Priority to EP10855839.6A priority patent/EP2604550B1/en
Priority to BR112013002956A priority patent/BR112013002956A2/pt
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G1/00—Storing articles, individually or in orderly arrangement, in warehouses or magazines
    • B65G1/02—Storage devices
    • B65G1/04—Storage devices mechanical
    • B65G1/06—Storage devices mechanical with means for presenting articles for removal at predetermined position or level
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G1/00—Storing articles, individually or in orderly arrangement, in warehouses or magazines
    • B65G1/02—Storage devices
    • B65G1/04—Storage devices mechanical
    • B65G1/0407—Storage devices mechanical using stacker cranes
    • B65G1/0421—Storage devices mechanical using stacker cranes with control for stacker crane operations

Definitions

  • the present invention refers to an automatic installation for storing and dispensing products, essentially applicable to the pharmaceutical sector, although it is also applicable to any other sector in which it is necessary to store and dispense different Small products
  • the products are stored in principle in modular shelves, which can be inclined or not, shelves that are part of some modular shelving features that also form an elongated shelf structure in the longitudinal direction.
  • the essentiality of the invention is centered on horizontal modular guide features where respective modular subsets (robots) are moved for loading and unloading of the products with respect to the shelves of the modular shelves, horizontal modular guides that they can be easily adapted to the required length of the elongated shelving structure, so that both sub-assemblies of loading and unloading have a horizontal movement of translation in parallel along that elongated shelving structure and a vertical movement to access the different shelf levels where products are stored.
  • the invention aims to use as movement technology the movement that is generated in permanent magnet linear motors, a consequence is certainly to achieve very good times both accelerations (1G, 2G, 3G ...) and final speeds ( 5 mts / sg) while the extraction times will depend on the length of the system.
  • accelerations (1G, 2G, 3G ...) and final speeds ( 5 mts / sg) while the extraction times will depend on the length of the system.
  • robots unloading subsets
  • the technology used is based on the transmission of movement both in relation to a horizontal direction, as in elevation and descent in a vertical direction, by means of serrated and smooth belts, as well as other means, such as a screw-auger mechanism.
  • the real problem that these means of transmission entail is due to the maintenance and wear of the parts as well as their difficult replacement.
  • the length of this type of high performance belts, as well as the guidance on which the robot moves are factors that differentiate each of the facilities, being elements that delay the delivery of these types of warehouses.
  • the belts involve regular maintenance work.
  • the invention proposes an automatic installation for storing and dispensing products comprising a characteristic fully modular automatic storage system that allows for a reduction in manufacturing, assembly and commissioning costs. in progress of the installation, in addition to a robust and accessible online control system from which it can be accessed for maintenance work and in case of system failure.
  • the products are stored in modular shelves of characteristic modular shelves that also form an elongated shelf structure in the longitudinal direction.
  • the shelves are arranged in different heights, so that on both longitudinal sides of the elongated structure of shelves and separated from it, a characteristic subset of the previous load (robot) is placed that deposits the packaged products in the highest part of the shelves from one side of the elongated structure and a characteristic subset of rear load (robot) that collects the products packaged from the lower part of the shelves in correspondence with the other side of the elongated structure, all done automatically.
  • the loading and unloading subsets move along some horizontal modular guide features that adapt to the required length with respect to the length of the elongated shelf structure.
  • Both subsets of loading and unloading have a horizontal movement of translation in parallel along this elongated shelving structure and a vertical movement to access the different levels of the shelves, where the products are stored.
  • the horizontal modular guides are supported on top of vertical legs fixed inferiorly in correspondence with a modular base also formed by different base plates and stiffening profiles.
  • the horizontal modular guides are characterized in that they comprise a modular upper rail that incorporates permanent magnets and an encoder strip, and an electrified lower rail that constitutes an electro-rail for electrically feeding a coil incorporated in a wrapping moving head coupled to the modular upper rail that it moves along it precisely and in a controlled manner.
  • the encoder can be optical and / or magnetic depending on the type of linear motor and the precision with which you want to work.
  • This electrified rail serves to power all the systems of the installation, both the transmission system on the "x" axis (horizontal direction) through a linear motor and driver, and the "y" axis (vertical direction) through of driver and rotary servo-motor as the control system and signal transmission both internally and with external installations.
  • Said mobile wrapping head also incorporates sliding skates and also an encoder reader to determine, in combination with the encoder strip, the exact and precise position of the wrapping moving head at all times.
  • the rest of each of the sub-assemblies of loading and unloading is fixed on said enveloping mobile head, these incorporating a vertical profile integral with said enveloping moving head, while on that vertical profile a movable mobile support is coupled to the along such vertical profile.
  • the moving head also incorporates an electronic control panel.
  • Said mobile support incorporates a cradle to house the respective container containing the corresponding packaged product to accurately deposit it in the modular shelves on one side of the elongated shelf structure by means of the load subset or collect it from such modular inclined shelves on the opposite side. through the other even discharge subsystem.
  • Upward and downward mobility of the movable supports is carried out by means of a toothed belt coupled to end pinions, one of which connects with an electric motor element disposed at the upper end of the respective vertical profile.
  • the modular upper rail of the horizontal guidance system of the loading and unloading subsets is fixed to the vertical legs by means of wrapping plates while the lower rail is fixed to the legs by means of angular plates.
  • the product is introduced back into the warehouse in the product loading area, semi-automatically.
  • the pharmacist will then deposit the packaged product on a tape once the packaged product has been passed through a barcode reader.
  • the pharmacist will have a drawer where to place the packaged product so that it cannot be deposited in any wrong place.
  • This tape will pass the packaged product through a laser volume measurement system so that a specific packaged product and dimensions of the package containing the product are assigned to a barcode.
  • the system will evaluate if that product is already stored in the shelves of the shelves and, if so, it will evaluate if the dimensions are the same as the one stored, sending an order to the robot to locate that packaged product in the position where the rest is of stored product. If there is no such reference in the warehouse, the system will assign a free location.
  • the belt moves the packaged product to the pick-up position by the robot (load subset) of the product.
  • the robot load subset
  • the cradle of the robot picks up the packaged product from the belt.
  • the robot once it has the location where it must be deposited, makes the necessary displacement and pushes the packaged product into the shelf channel where it must be located.
  • the storage of the packaged product on the shelf is by gravity, so that the container with the product slides along the shelf when it is tilted until it meets, either with the end stop of the channel, or until the container that was previously loaded.
  • the process of unloading the packaged product starts from the instruction given by the pharmacist from his customer service post. From that point, the unloading robot is positioned in the channel where the indicated product is and, from the lifting cradle of the same, an actuator rises that lifts the product enough so that, by gravity, it saves the end stop of the channel and slide over the crib. Through a presence photocells, the cradle ensures that the product has been unloaded. Once this check is made, the robot is repositioned at the material exit point, and, by opening a hatch and gravity again, deposits the packaged product at the discharge point or on a conveyor belt that carries the product to the post of receiving the order by the pharmacist.
  • linear servomotors are defined, basically defined by the combination of each upper rail with its permanent magnets and moving head that incorporates the corresponding winding.
  • servomotors allow a positioning accuracy and a much higher speed than the current monitoring mechanisms. In addition, it avoids having mechanical transmission elements, avoiding the wear of spindles, belts, etc., which translates into a reduction in maintenance costs.
  • optical or magnetic encoders For longitudinal positioning it has been decided to use optical or magnetic encoders, so as to allow the modularity of the system.
  • All these elements will be supplied in predetermined standard lengths, so that there will be standard modules for the realization of the entire path, plus a final section whose length will depend on the length of the final installation. In case of changing the length of the installation during the manufacturing process, only the final section will vary.
  • the modules of the shelves will be made in a modular way, as mentioned above, of the same length as the sections of the translation system, adjusting the total length of the installation with the intermediate shelves.
  • the inclined shelves will have a superficial finish that allows the correct sliding of the medicines (packaged products) by gravity, providing them with the sufficient inclination to optimize the space between shelves as well as the speed of falling of containers containers of the products. In the event that any product is going to have a significantly lower weight, the shelf can be provided with an additional inclination to favor the fall.
  • the shelf fixing system to the shelf will be carried out by means of quick anchors without tools, so that the arrangement of the shelves can be changed quickly.
  • the project will include the development of the application for system governance, which is expected to be divided into three large operating blocks: management, maintenance and control.
  • the first one would be in charge of controlling the operations of entry and exit of the products, with their corresponding ups and downs in the system, as well as the extraction of expired products; It will also include operations that provide statistical information and data on the system and stored products, as well as commercial value information for decision-making assistance.
  • the maintenance operation will have the purpose of optimizing the warehouse, through recalculations, management of holes, physical redefinition of the shelves, etc.
  • control block will be in charge of the physical movements of the system, the communication with the external parts, by means of barcode readers, by means of signs of existence or not of medicine, by calibrating the medicine for one or another assignment. in cell, etc.
  • the development tasks related to the database will be aimed at allowing said database to allow the registration and control of information such as:
  • Development activities will also include the completion of the programming tasks of the prototype control system.
  • special attention will be given to the development of user interfaces so that they allow, in an agile and intuitive way, to introduce, understand and manage the information related to the products stored and dispensed through this system (article name, measures, expiration date, registration reference number, etc).
  • Figure 1 Shows a perspective view of the automatic installation for storing and dispensing packaged products, object of the invention. Basically understand an elongated structure of modular shelves that support a set of shelves where packaged products are stored. In addition, a characteristic horizontal modular guidance system is incorporated in which a subset of the previous load and a subset of the subsequent discharge are coupled.
  • Figure 2. Shows a view similar to the previous one in which the elongated shelving structure is not included.
  • Figure 3. Shows a perspective view of the horizontal modular guidance system.
  • Figure 4. It shows a detail of the horizontal modular guidance system where a mobile head that supports an electronic control panel and a vertical profile through which a mobile support provided with a cradle receiving the boxes with the respective product runs.
  • Figure 5. Shows a detailed view of the coupling of the moving head with respect to the horizontal modular guidance system.
  • the automatic installation for storing and dispensing products is determined from an elongated structure 1 that supports modular shelves 2 with shelves 3 arranged at different heights and superimposed one below the other and next to each other. others too.
  • the loading and unloading subsets 5 have a horizontal translational movement parallel to that elongated shelf structure 1 and a vertical movement to access the different levels of the shelves 3 where the products are stored.
  • the horizontal modular guides 4 are supported on top of vertical legs 7 fixed inferiorly in correspondence with a modular base also formed by different base plates 8 and stiffening profiles 9, joining these vertical legs 7.
  • the horizontal modular guides 4 comprise a modular upper rail 10 incorporating permanent magnets 11 and an encoder strip 12.
  • the horizontal modular guides 4 also incorporate a lower rail 13 that constitutes an electro-rail for electrically feeding a coil incorporated in a mobile enclosing head 14 coupled in the modular upper rail 10, mobile enclosing head 14 that travels along such upper rail Modulate 10 accurately and in a controlled manner.
  • the electrified lower rail 13 feeds all the elements of the installation that require it.
  • the enveloping moving head 14 also incorporates sliding skates and also an encoder reader to determine, in combination with the encoder strip 12, the exact and precise position of the enveloping moving head 14 at all times. It incorporates an electronic control panel 17.
  • each of the loading and unloading subsets 5 is fixed, these incorporating a vertical profile 15 integral with said mobile enclosing head 14, while a mobile support is coupled on said vertical profile 15 16 movable along such vertical profile 15.
  • the mobile support 16 incorporates a cradle 18 to house the respective container containing the corresponding product to accurately deposit it in the modular shelves 3 on one side of the elongated shelving structure by means of the load subset 5 or collect it from such shelves 3 by the opposite side through the other unloading subsystem 6.
  • the upward and downward mobility of the movable supports 16 is carried out by means of a toothed belt 19 coupled to end pinions 20, one of which connects to an electric motor 21 disposed at the upper end of the vertical profile 15.
  • the modular upper rail 10 of the horizontal guidance system of the loading and unloading subsets 5 is fixed to the vertical legs 7 by means of wrapping plates 22 while the lower rail is fixed to the legs by means of angular plates 23.
  • linear motors combined with electrified guides and "wireless" systems serve as maintenance for other systems (sets 5 and 6) in order to transport and position materials.
  • these linear motors have only one support point, in which the movement is generated and applied, this means that they do not have to have a fixed reference point (where it is generated) and a reference one (where it is applied and where it feeds) .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Warehouses Or Storage Devices (AREA)

Abstract

Incluye en principio una estructura alargada que soporta estanterías con baldas de almacenaje de productos envasados, incluyendo además un sistema de guiado horizontal por donde se desplaza un conjunto de carga anterior y otro posterior. Se caracteriza porque cada sistema de guiado comprende un raíl superior modular (10) que incorpora imanes permanentes (11) y una regleta de encoder (12), acoplándose en tal raíl superior modular (10) un cabezal móvil envolvente (14) desplazable a lo largo de ese raíl superior modular (10) que incluye ese cabezal al menos una bobina, un panel de control electrónico (17), y un lector de encoder asociado a la regleta de encoder (12), constituyendo dicho cabezal móvil envolvente (14) el soporte del respectivo subconjunto, comprendiendo además cada sistema de guiado longitudinal un raíl inferior (13) que constituye una electrova de alimentación eléctrica de la bobina del cabezal móvil envolvente (14) y demás elementos de la instalación que precisan alimentación eléctrica.

Description

INSTALACIÓN AUTOMÁTICA PARA ALMACENAR Y DISPENSAR PRODUCTOS
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención, según se expresa ene el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a una instalación automática para almacenar y dispensar productos, esencialmente aplicable al sector farmacéutico, aunque también es aplicable a cualquier otro sector en el que se precise almacenar y dispensar distintos productos de pequeño tamaño.
Los productos se almacenan en principio en unas baldas modulares, que pueden ser inclinadas o no, baldas que forman parte de unas características estanterías modulares también que configuran una estructura alargada de estantería en dirección longitudinal.
Partiendo de esta premisa, la esencialidad de la invención se centra en unas características guías modulares horizontales por donde se desplazan respectivos subconjuntos modulares (robots) para la carga y descarga de los productos con respecto a las baldas de las estanterías modulares, guías modulares horizontales que se pueden adaptar fácilmente a la longitud requerida de la estructura alargada de estanterías, de manera que ambos subconjuntos de carga y descarga tienen un movimiento horizontal de traslación paralelamente a lo largo de ese estructura alargada de estanterías y un movimiento vertical para poder acceder a los distintos niveles de las baldas donde se almacenan los productos.
Así pues, la invención pretende utilizar como tecnología de traslación el movimiento que se genera en motores lineales de imanes permanentes, una consecuencia es ciertamente, conseguir tiempos muy buenos tanto de aceleraciones (1G, 2G, 3G...) como de velocidades finales (5 mts/sg) mientras que los tiempos de extracción dependerán de la longitud del sistema. Para ello, se plantea el desarrollo de un nuevo sistema de accionamiento en traslación de los subconjuntos de carga y descarga (robots) que permitan unas velocidades mayores además de una modularidad mucho mayor también.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los sistemas de almacenaje automático para productos farmacéuticos en la propia farmacia y otros, aunque tiene un recorrido relativamente breve (mediados de los años 90) se basa en una tecnología empleada en otros sistemas de manutención adaptada a la problemática de las farmacias.
Este tipo de soluciones aportan al sector farmacéutico las ventajas de la automatización de su almacén, entre las que destacan:
Reducción de daños al producto.
- Aumento de la densidad de almacenaje.
Flexibilidad de almacenamiento.
Reducción del tiempo de preparación del pedido.
El principal inconveniente que tiene el almacenaje automático en las farmacias es su elevado coste, tanto de adquisición como de mantenimiento, siendo además sistemas muy rígidos que no ofrecen flexibilidad al cliente final.
La tecnología empleada, está basada en la transmisión de movimiento tanto en relación con una dirección horizontal, como en elevación y descenso en una dirección vertical, mediante correas dentadas y lisas, así como otros medios, como puede ser un mecanismo tornillo-sinfín. El verdadero problema que acarrean estos medios de transmisión viene dado por el mantenimiento y el desgaste de las piezas así como su difícil sustitución.
Este tipo de transmisión implica una flexibilidad muy reducida en cuanto a las dimensiones finales del almacén. Si bien en altura no es importante, dado que la gran mayoría de farmacias está ubicadas en locales comerciales con alturas fijas, la variación de longitud del almacén en función de los requerimientos del cliente hace que cada una de las instalaciones tenga un diseño especial.
La longitud de este tipo de correas de altas prestaciones, asi como el guiado sobre el que se mueve el robot son factores que diferencian cada una de las instalaciones, siendo elementos que retrasan la entrega de este tipo de almacenes. Además, las correas implican labores asiduas de mantenimiento.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes mencionados en los apartados anteriores, la invención propone una instalación automática para almacenar y dispensar productos que comprende un característico sistema de almacenamiento automático completamente modular que permite un abaratamiento de costes de fabricación, montaje y puesta en marcha de la instalación, además de un sistema de control robusto y accesible on-line desde el que se pueda acceder para labores de mantenimiento y en caso de fallo del sistema.
Tal como se ha referido en apartados anteriores, los productos se almacenan en unas baldas modulares de unas características estanterías modulares también que configuran una estructura alargada de estantería en dirección longitudinal.
Las baldas están dispuestas en distintas alturas, de manera que por ambos laterales longitudinales de la estructura alargada de estanterías y separados de la misma, se dispone un característico subconjunto de carga anterior (robot) que deposita los productos envasados en la parte más elevada de las baldas desde un lateral de la estructura alargada y un característico subconjunto de carga posterior (robot) que recoge los productos envasados de la parte más baja de las baldas en correspondencia con el otro lateral de la estructura alargada, todo ello realizado de forma automática. Los subconjuntos de carga y descarga se desplazan a lo largo de unas características guías modulares horizontales que se adaptan a la longitud requerida con respecto a la longitud de la estructura alargada de las estanterías.
Ambos subconjuntos de carga y descarga tienen un movimiento horizontal de traslación paralelamente a lo largo de esta estructura alargada de estanterías y un movimiento vertical para poder acceder a los distintos niveles de las baldas, donde se almacenan los productos.
Las guías modulares horizontales están sustentadas en lo alto de unas patas verticales fijadas inferiormente en correspondencia con una base modular también formada por distintas placas base y perfiles de rigidización .
Las guías modulares horizontales se caracterizan porque comprenden un raíl superior modular que incorpora imanes permanentes y una regleta de encoder, y un raíl inferior electrificado que constituye una electrovía para alimentar eléctricamente a una bobina incorporada en un cabezal móvil envolvente acoplado en el raíl superior modular que se desplaza a lo largo del mismo con precisión y de forma controlada.
El encoder puede ser óptico y/o magnético en función del tipo de motor lineal y la precisión con la que se quiera trabajar.
Este raíl electrificado sirve para alimentar todos los sistemas de la instalación, tanto el sistema de transmisión en el eje "x" (dirección horizontal) a través de un driver y motor lineal, como el de eje "y" (dirección vertical) a través de driver y servo-motor rotativo como el sistema de control y transmisión de señales tanto en interno como con las instalaciones exteriores.
Dicho cabezal móvil envolvente incorpora además unos patines de deslizamiento y también un lector de encoder para determinar, en combinación con la regleta de encoder, la posición exacta y precisa del cabezal móvil envolvente en todo momento. Sobre dicho cabezal móvil envolvente se fija el resto de cada uno de los subconjuntos de carga y descarga, incorporando éstos para ello un perfil vertical solidario a dicho cabezal móvil envolvente, a la vez que sobre tal perfil vertical se acopla un soporte móvil desplazable a lo largo de tal perfil vertical. El cabezal móvil incorpora también un panel electrónico de control.
Dicho soporte móvil incorpora una cuna para albergar el respectivo envase que contiene el producto envasado correspondiente para depositarlo con precisión en las baldas modulares por un lateral de la estructura alargada de estanterías mediante el subconjunto de carga o recogerlo de tales baldas inclinadas modulares por el lateral contrario a través del otro subsistema parejo de descarga.
La movilidad hacia arriba y hacia debajo de los soportes móviles se realiza mediante una correa dentada acoplada en unos piñones extremos, uno de los cuales conecta con un elemento motor eléctrico dispuesto en el extremo superior del respectivo perfil vertical.
El raíl superior modular del sistema de guiado horizontal de los subconjuntos de carga y descarga se fija a las patas verticales mediante unas placas envolventes mientras que el raíl inferior se fija a las patas mediante unas placas angulares.
Con esta disposición descrita, básicamente el funcionamiento de la instalación es el siguiente.
En primer lugar, una vez recepcionado el nuevo producto (contenido en la respectiva caja) recibido o el producto que se ha extraído del almacén pero que al final no ha sido adquirido por el cliente, el producto se introduce de nuevo en el almacén en la zona de carga de producto, de manera semiautomática . El farmacéutico depositará entonces el producto envasado sobre una cinta una vez se haya pasado el producto envasado por un lector de código de barras. El farmacéutico dispondrá de un cajón donde colocar el producto envasado de manera que no pueda depositarlo en algún lugar erróneo.
Esta cinta hará pasar el producto envasado por un sistema láser de medición del volumen de manera que se asigna a un código de barras un producto envasado determinado y unas dimensiones del envase que contiene el producto. El sistema evaluará si ese producto ya está almacenado en las baldas de las estanterías y, en caso afirmativo, evaluará si las dimensiones son las mismas que el almacenado, mandando una orden al robot de que ubique ese producto envasado en la posición donde está el resto de producto almacenado. En caso de que no exista esa referencia en el almacén, el sistema le asignará una ubicación libre.
A continuación la cinta traslada el producto envasado a la posición de recogida por parte del robot (subconjunto de carga) del producto. Mediante un sistema empujador, la cuna del robot recoge el producto envasado de la cinta.
El robot, una vez tiene la ubicación donde debe depositarlo, realiza el desplazamiento necesario y empuja al producto envasado en el canal de la estantería donde debe ubicarse.
El almacenamiento del producto envasado en la estantería es por gravedad, de manera que el envase con el producto desliza por la balda cuando es inclinada hasta encontrarse, bien con el tope final del canal, bien hasta el envase que se cargo con anterioridad.
El proceso de descarga del producto envasado parte de la instrucción dada por el farmacéutico desde su puesto de atención al público. Desde ese punto el robot de descarga se posiciona en el canal donde está el producto indicado y, de la cuna de elevación del mismo, sale un accionador que eleva el producto lo suficiente como para que, por gravedad, salve el tope final de canal y deslice sobre la cuna. Mediante unas fotocélulas de presencia, la cuna se asegura de que el producto se ha descargado. Una vez hecha esta comprobación, el robot se vuelve a posicionar en el punto de salida de material, y, abriendo una compuerta y por gravedad de nuevo, deposita el producto envasado en el punto de descarga o sobre una cinta transportadora que lleva el producto hasta el puesto de recepción del pedido por el farmacéutico.
Para ello, se ha desarrollado el nuevo sistema de accionamiento de traslación de los robots ( subconj untos de carga y descarga) que permitan unas velocidades mayores además de una modularidad también mucho mayor.
Para ello se utilizan servomotores lineales definidos básicamente por la combinación de cada rail superior con sus imanes permanentes y cabezal móvil que incorpora el correspondiente bobinado.
Estos servomotores permiten una precisión de posicionamiento y una velocidad mucho mayor que los actuales mecanismos de monitorización . Además, se evita tener elementos de transmisión mecánicos, evitando el desgaste de husillos, correas, etc., lo que se traduce en una reducción de costes de mantenimiento.
Para un sistema de cuatro metros de longitud se ha calculado que este tipo de motores, y con la rampa de aceleraciones que permiten, el tiempo en realizar dicho desplazamiento es de seis segundos.
Para el posicionamiento longitudinal se ha decidido emplear encoders ópticos o magnéticos, de manera que se permita la modularidad del sistema.
En cuanto a la modularidad del sistema de traslación, a la hora de diseñar el mismo se realizará un estudio de las longitudes a mecanizar, tanto del sistema de sujeción del motor lineal como el de las guias lineales de deslizamiento de dicho motor (cabezal móvil envolvente) .
Se diseñará el perfil de aluminio extruido necesario para poder soportar las guias de traslación, asi como la parte fija del motor lineal. Por último, se estudiará la sustitución del tradicional sistema de alimentación de la corriente mediante cable-cadena portacables por un carril toma corriente de perfil cerrado (rail inferior) que permita las velocidades y aceleraciones que desarrollará el motor lineal .
Todos estos elementos se suministrarán en longitudes estándar predeterminadas, de manera que se tendrán módulos estándar para la realización de todo el trayecto, más un tramo final cuya longitud dependerá de la longitud de la instalación final. En caso de cambio de longitud de la instalación durante el proceso de fabricación, únicamente variará el tramo final.
Los módulos de las estanterías se realizarán de manera modular, tal como se ha referido anteriormente, de la misma longitud que los tramos del sistema de traslación, ajusfando la longitud total de la instalación con las baldas intermedias.
Las baldas inclinadas tendrán un acabado superficial tal que permita el correcto deslizamiento de los medicamentos (productos envasados) por gravedad, dotándolas de la inclinación suficiente como para optimizar el espacio entre baldas así como la velocidad de caída de envases contenedores de los productos. En caso de que algún producto vaya a tener un peso significativamente inferior, se podrá dotar a la balda de una inclinación adicional para favorecer la caída.
El sistema de fijación de la balda a la estantería se realizará mediante anclajes rápidos sin necesidad de herramientas, de manera que se pueda cambiar la disposición de las baldas de forma rápida.
Se desarrollará también el sistema de guiado que conformará los carriles por donde deslizan los productos envasados, en un material termoplástico que favorezca el deslizamiento. Estas guías serán de desmontaje rápido para poder cambiar la configuración de la balda de una manera rápida y sencilla.
Por otro lado, se pretende desarrollar un sistema de carga y descarga en robot ( subconj untos de carga y descarga) que utilicen la misma base de sujeción de la columna, de manera que únicamente difieran en el propio dispositivo de carga/descarga, aminorando el número de referencias para el mantenimiento de la instalación.
Se evitará el empleo de neumática, eliminando la instalación de aire comprimido que no suele ser común en las farmacias y que se debe instalar para algunas soluciones comerciales. Todos los mecanismos estarán accionados mediante motores eléctricos y controlados mediante fotocélulas que permitan garantizar el posicionamiento de todos los motores asi como de la carga en todo momento.
En cuando al desarrollo del sistema de control/comunicaciones, el gobierno del sistema se realizará mediante PLC-PC en el que residirán tanto la base de datos relacional, como los ficheros maestros de la aplicación. Se empleará tecnología "wireless" para la comunicación del PC con los PLCs integrados en la máquina.
En lo que respecta a los desarrollos a nivel de software, el proyecto incluirá el desarrollo de la aplicación para el gobierno del sistema, que previsiblemente estará dividida en tres grandes bloques operativos: de gestión, mantenimiento y control.
El primero de ellos sería el encargado de controlar las operaciones de entrada y salida de los productos, con sus correspondientes altas y bajas en el sistema, así como la extracción de los productos caducados; también englobará las operaciones que proporcionan información y datos estadísticos sobre el sistema y los productos almacenados, así como información de valor comercial para la ayuda de la toma de decisiones. El operativo de mantenimiento tendrá como finalidad la optimización del almacén, mediante recálculos, gestión de huecos, redefinición física de los estantes, etc.
Por último, el bloque de control será el encargado de los movimientos físicos del sistema, la comunicación con las partes exteriores, mediante lectores de código de barras, mediante señales de existencia o no de medicamento, mediante el calibrado del medicamento para una u otra asignación en celda, etc.
Las tareas de desarrollo relativas a la base de datos estarán encaminadas a que dicha base de datos permita el registro y control de información como:
Las características de los productos almacenados.
Las posiciones y dimensiones de los huecos disponibles. - La posición que ocupan los diferentes productos en el almacén .
El registro del historial de operaciones realizadas.
Las actividades de desarrollo también incluirán la realización de las tareas de programación del sistema de control del prototipo. En este punto se pondrá especial atención en el desarrollo de las interfaces de usuario de modo que éstas permitan, de una manera ágil e intuitiva, introducir, comprender y gestionar la información relacionada con los productos almacenados y dispensados mediante este sistema (nombre del artículo, medidas, fecha de caducidad, número de referencia del registro, etc) .
A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte de la misma se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de la instalación automática para almacenar y dispensar productos envasados, objeto de la invención. Comprende básicamente una estructura alargada de estanterías modulares que soportan un conjunto de baldas donde se almacenan los productos envasados. Además, se incorpora un característico sistema de guiado modular horizontal en el que se acoplan un subconjunto de carga anterior y un subconjunto de descarga posterior.
Figura 2.- Muestra una vista similar a la anterior en la que no se incluye la estructura alargada de estanterías.
Figura 3.- Muestra una vista en perspectiva del sistema de guiado modular horizontal.
Figura 4.- Muestra un detalle del sistema de guiado modular horizontal donde se destaca un cabezal móvil que soporta un panel electrónico de control y un perfil vertical por el que discurre un soporte móvil provisto de una cuna receptora de las cajas con el producto respectivo.
Figura 5.- Muestra una vista en detalle del acoplamiento del cabezal móvil con respecto al sistema de guiado modular horizontal.
DESCRIPCIÓN DE LA FORMA. DE REALIZACIÓN PREFERIDA
Considerando la numeración adoptada en las figuras, la instalación automática para almacenar y dispensar productos se determina a partir de una estructura alargada 1 que soporta unas estanterías modulares 2 con unas baldas 3 dispuestas a diferentes alturas y superpuestas unas debajo de otras y unas al lado de otras también.
En correspondencia con ambos laterales longitudinales de la estructura alargada 1 y separados de la misma, existen unas características guías modulares horizontales 4 que se acoplan y guían desplazándose las mismas un subconjunto de carga anterior 5 en correspondencia con uno de los laterales de tal estructura alargada 1 que deposita los productos en la parte más elevada de las baldas 3, y un subconjunto de descarga posterior 6 ubicado en el otro lateral parejo de la estructura alargada 1, estando este subconjunto de descarga posterior 6 destinado para recoger los productos de la parte más baja de las baldas 3 cuando son inclinadas.
Los subconjuntos de carga 5 y descarga 6 tienen un movimiento horizontal de traslación paralelamente a lo largo de esa estructura alargada 1 de estanterías y un movimiento vertical para poder acceder a los distintos niveles de las baldas 3 donde se almacenan los productos.
Las guías modulares horizontales 4 están sustentadas en lo alto de unas patas verticales 7 fijadas inferiormente en correspondencia con una base modular también formada por distintas placas base 8 y perfiles de rigidización 9, uniéndose a éstos tales patas verticales 7.
Las guías modulares horizontales 4 comprenden un raíl superior modular 10 que incorpora imanes permanentes 11 y una regleta de encoder 12.
Las guías modulares horizontales 4 incorporan además un raíl inferior 13 que constituye una electrovía para alimentar eléctricamente a una bobina incorporada en un cabezal móvil envolvente 14 acoplado en el raíl superior modular 10, cabezal móvil envolvente 14 que se desplaza a lo largo de tal raíl superior modular 10 con precisión y de forma controlada. El raíl inferior 13 electrificado alimenta a todos los elementos de la instalación que lo precisan .
El cabezal móvil envolvente 14 incorpora además unos patines de deslizamiento y también un lector de encoder para determinar, en combinación con la regleta de encoder 12, la posición exacta y precisa del cabezal móvil envolvente 14 en todo momento. Éste incorpora un panel electrónico de control 17.
Sobre dicho cabezal móvil envolvente 14 se fija cada uno de los subconjuntos de carga 5 y descarga 6, incorporando éstos para ello un perfil vertical 15 solidario a dicho cabezal móvil envolvente 14, a la vez que sobre tal perfil vertical 15 se acopla un soporte móvil 16 desplazable a lo largo de tal perfil vertical 15. El soporte móvil 16 incorpora una cuna 18 para albergar el respectivo envase que contiene el producto correspondiente para depositarlo con precisión en las baldas 3 modulares por un lateral de la estructura alargada de estanterías mediante el subconjunto de carga 5 o recogerlo de tales baldas 3 por el lateral contrario a través del otro subsistema parejo de descarga 6.
La movilidad hacia arriba y hacia debajo de los soportes móviles 16 se realiza mediante una correa dentada 19 acoplada en unos piñones extremos 20, uno de los cuales conecta con un motor eléctrico 21 dispuesto en el extremo superior del perfil vertical 15.
El raíl superior modular 10 del sistema de guiado horizontal de los subconjuntos de carga 5 y descarga 6 se fija a las patas verticales 7 mediante unas placas envolventes 22 mientras que el raíl inferior se fija a las patas mediante unas placas angulares 23.
Así pues, el uso de los motores lineales combinados con guías electrificadas y sistemas "wireless" sirven de manutención a otros sistemas (conjuntos 5 y 6) al objeto de transportar y posicionar materiales. Por definición, estos motores lineales solo tienen un punto de apoyo, en el que se genera y aplica el movimiento, esto hace que no tengan que tener un punto de referencia fijo (donde se genera) y uno referenciado (donde se aplica y de donde se alimenta) .

Claims

RE..VINDICACIONES
1. - INSTALACIÓN AUTOMÁTICA PARA ALMACENAR Y DISPENSAR PRODUCTOS, que incluyendo una estructura alargada que soporta unas estanterías con un conjunto de baldas de almacenaje de productos envasados, e incluyendo además en ambos laterales longitudinales de la estructura alargada y separados de ella un par de sistemas de guiado longitudinal horizontal donde se acoplan y desplazan un subconjunto de carga anterior (robot) para depositar el producto en las baldas y un subconjunto de descarga posterior (robot) para recoger el producto de tales baldas, se caracteriza porque los sistemas de guiado comprenden unas guías modulares horizontales, cada una de las cuales comprende a su vez un raíl superior modular (10) que incorpora imanes permanentes (11) y una regleta de encoder (12), acoplándose en tal raíl superior modular (10) un cabezal móvil envolvente (14) desplazable a lo largo de ese raíl superior modular (10), a la vez que incluye ese cabezal (14) al menos una bobina, un panel de control electrónico (17) y un lector de encoder asociado a la regleta de encoder (12), constituyendo dicho cabezal móvil envolvente (14) el soporte del respectivo subconjunto, comprendiendo además cada sistema de guiado longitudinal horizontal un raíl inferior (13) que constituye una electrovía de alimentación eléctrica de la bobina del cabezal móvil envolvente (14) y demás elementos de la instalación que precisan alimentación eléctrica.
2. - INSTALACIÓN AUTOMÁTICA PARA ALMACENAR Y DISPENSAR PRODUCTOS, según la reivindicación 1, caracterizada porque los subconjuntos de carga (5) y descarga (6) incorporan además un soporte móvil (16) desplazable a lo largo de un perfil vertical (15) fijado al cabezal móvil envolvente (14), incorporando dicho soporte móvil (16) una cuna (18) de recogida y depósito del producto envasado cuando se carga y descarga con respecto a las baldas (3) .
3. - INSTALACIÓN AUTOMÁTICA PARA ALMACENAR Y DISPENSAR PRODUCTOS, según la reivindicación 2, caracterizada porque el desplazamiento del soporte móvil (16) a lo largo del perfil vertical (15) se realiza mediante una correa dentada (19) acoplada en unos piñones extremos (20), uno de los cuales está conectado a un elemento motor eléctrico (21) dispuesto en el extremo superior del perfil vertical (15) .
4. - INSTALACIÓN AUTOMÁTICA PARA ALMACENAR Y DISPENSAR PRODUCTOS, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la modularidad del rail superior modular (10) se complementa con una estructura modular de las estanterías (2) y baldas (3), incorporándose también dicha modularidad en unas placas base (8) conformantes de una plataforma base de la instalación.
5.- INSTALACIÓN AUTOMÁTICA PARA ALMACENAR Y DISPENSAR
PRODUCTOS, según la reivindicación 1, caracterizada porque la regleta de encoder (12) es de tipo magnético.
6. - INSTALACIÓN AUTOMÁTICA PARA ALMACENAR Y DISPENSAR PRODUCTOS, según la reivindicación 1, caracterizada porque la regleta de encoder (12) es de tipo óptico.
7. - INSTALACIÓN AUTOMÁTICA PARA ALMACENAR Y DISPENSAR PRODUCTOS, según la reivindicación 4, caracterizada porque los raíles superiores modulares (10) y raíles inferiores (13) están fijados en lo alto de unas patas verticales (7) que arrancan de la plataforma base de la instalación.
8. - INSTALACIÓN AUTOMÁTICA PARA ALMACENAR Y DISPENSAR PRODUCTOS, según las reivindicaciones 3 y 4, caracterizada porque la plataforma base se complementa con unos perfiles rígidos ( 9) .
9.- INSTALACIÓN AUTOMÁTICA PARA ALMACENAR Y DISPENSAR
PRODUCTOS, según la reivindicación 8, caracterizada porque las patas se fijan inferiormente a los perfiles de rigidización (9) .
10.- INSTALACIÓN AUTOMÁTICA PARA ALMACENAR Y DISPENSAR PRODUCTOS, según la reivindicación 7, caracterizada porque los raíles superiores modulares (10) se fijan a las patas verticales (7) mediante unas placas envolventes (22).
11 . - INSTALACIÓN AUTOMÁTICA PARA ALMACENAR Y DISPENSAR PRODUCTOS , según la reivindicación 7, caracterizada porque el raíl inferior (13) se fija a las patas verticales (7) mediante unas placas angulares (23) .
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