WO2022128678A1 - Regallagersystem mit mehrebenen lagerregalen - Google Patents

Regallagersystem mit mehrebenen lagerregalen Download PDF

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WO2022128678A1
WO2022128678A1 PCT/EP2021/084776 EP2021084776W WO2022128678A1 WO 2022128678 A1 WO2022128678 A1 WO 2022128678A1 EP 2021084776 W EP2021084776 W EP 2021084776W WO 2022128678 A1 WO2022128678 A1 WO 2022128678A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shuttles
shuttle
storage
local
order
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/084776
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Traian GLIGOR
Tobias Polanz
Matthias Wehner
Tsz-Fung MOK
Andreas Groell
Sören Mushack
Edwin Prince Joseph
Original Assignee
Dematic 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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dematic Gmbh filed Critical Dematic Gmbh
Publication of WO2022128678A1 publication Critical patent/WO2022128678A1/de

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Classifications

    • 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
    • B65G1/0492—Storage devices mechanical with cars adapted to travel in storage aisles

Definitions

  • the invention relates to a rack storage system with multi-level storage racks, pairs of which each define an aisle between them, in which shuttles travel along the storage racks in the storage levels as operating devices for storing and retrieving loads in and out of the storage racks, the shuttles on rails travel along the storage rack fronts facing the aisle, with the rails supplying the shuttles with data and energy via contact line arrangements on the same rails, for which purpose the shuttles have corresponding customer arrangements, and the system has a central order control and a local control in each shuttle and the central order control via the Conductor line arrangements communicate with the local controllers of the shuttles, according to claim 1.
  • At least one vertical lift can be arranged within the base area of the shelves of an aisle in such a way that the shuttles can move past the vertical lift on rails along the front sides of the shelves facing the aisle and can deliver or pick up load via a buffer conveyor arranged next to the vertical lift, with the buffer conveyor Load transported on to the lift or taken over by the lift.
  • EP 3265 405 A1 known to drive several shuttles in an alley at the same time.
  • EP 3265405 A1 provides that all shuttles drive through the respective aisle in the same direction, so that collisions etc. do not occur.
  • EP 2 683 629 B1 also provides for a roundabout in the same direction of travel, in contrast to EP 3 265405 A1 the roundabout does not run in one plane but vertically over several levels. For this purpose, the shuttles then have to go over Elevators perform a level change.
  • EP 3 038 950 A1 also describes the use of two shuttles on a rail, with the control system switching between the operating phases for the shuttles to avoid collisions.
  • the control system can also control or coordinate the travel movements of the shuttles, which are located on one and the same shelf level, so that they do not collide if the travel areas overlap, which can happen when the operating phases are switched.
  • the shuttles can have a distance sensor system in order to measure a distance from one another and to maintain a safety distance.
  • the control for this can be provided centrally or locally in the shuttles.
  • the shuttles are each supplied with power and data from dedicated contact lines in the rails and can thus exchange this data with the central controller or directly with each other.
  • the processing of orders is controlled via a route planning module of the central control.
  • DE 102009 032 406 A1 discloses a shelf storage system with a shelf store with a plurality of shelves arranged adjacent to one another, between which shelf storage aisles extend from a first shelf storage side to a second shelf storage side and which, seen in the vertical direction, have several shelf levels, several guideways which are at the level of the Shelf levels run along the shelf storage aisles, several rail vehicles, which are guided along the guideways and can be moved in order to transport articles onto the shelves and to transport them away from the shelves, several lifting devices, which are arranged on the first shelf storage side and are assigned to a respective one of the shelf storage aisles and from which the railway vehicles can be moved vertically in order to be able to convert the respective railway vehicle on the first shelf storage side between any of the shelf levels of the associated shelf storage aisle onto the respective guide track, with little on the second shelf storage side At least one storage and retrieval device is arranged, from which at least one rail vehicle can be picked up and from which the at least one picked up rail vehicle is movable both horizontally transversely to the rack storage aisle
  • the object of the present invention is to provide such a shelf storage system with more than one shuttle per level on the same rails, which is optimized in operation with regard to the coordination of the ferry operation of the shuttles.
  • the central controller and the local controllers are set up to exchange order data via the conductor rail arrangements by means of addressed data telegrams, with the data telegrams notifying the local controllers of the shuttles of an order processing priority, the orders each using the local controller without interaction with the central controller can only be processed decentrally, with the shuttle with the higher order priority pushing the other shuttle out of a colliding rail area via a data exchange via the conductor rail arrangements due to a right of way negotiated solely between the local controllers.
  • the invention is particularly suitable for storage racks with aisles that are 50 to 250 meters long, preferably 100 to 250 meters and particularly preferably 150 to 250 meters. Then the use of two or more shuttles is particularly efficient.
  • the orders are then only processed decentrally by the local controllers. Order processing is no longer controlled by the central controller.
  • the order priorities are exchanged between the local controllers or shuttles via direct shuttle-to-shuttle communication between the local controllers via the conductor line arrangement of the respective storage level. This is particularly easy to do because the shuttles share the same conductor line. Unlike in EP 3 038 950 A1. The technology for this is similar to our own EP 2 591 559 B1.
  • the local controllers of the shuttles are set up, it can make sense to transmit order statuses from the local controller in the respective shuttle to the central order controller via the contact line arrangement. This can then carry out optimized order planning and awarding.
  • the respective shuttle takes into account whether the other shuttle is waiting for an order, then the respective shuttle can continue; has no order and the aisle (lane) is free, then the respective shuttle can continue; has no order and the aisle (lane) is not free, then the respective shuttle can continue after the other shuttle has moved out of the way; has an order and the aisle (lane) is free, then the respective shuttle can continue; has an order and the aisle (lane) is not free, then it has to respective shuttle wait, if its priority is lower, until the other shuttle has processed its task with higher priority; has an order and the aisle (lane) is not free, then the respective shuttle must wait, if its priority is higher, until the other shuttle has cleared the lane;
  • the shuttles can also exchange information about their connection and/or configuration and error status with the central controller.
  • At least one vertical lift is arranged within the base area of the shelves of an aisle or in its extension on the front side in such a way that the shuttles can drive past the vertical lift and deliver or load goods via a buffer conveyor also arranged next to the vertical lift within the base area of the shelves ., whereby the buffer conveyor conveys the load to the lift or takes it over from the lift.
  • a vertical lift is preferably arranged in each storage rack.
  • a central arrangement in the longitudinal direction of the aisle is particularly preferred, since this achieves a particularly high increase in throughput with two shuttles.
  • it can also make sense to arrange a vertical lift in each third, i. H. in the longitudinal direction between the first and second or second and third third a vertical lift.
  • buffer conveyors can be arranged on both sides of each vertical lift.
  • the local control has a sensor system in the shuttle for decentralized collision avoidance by determining the distance.
  • the shuttle can have a sensor system for distance measurement arranged on the end face (or both end faces) in the direction of travel.
  • each shuttle can also have a reflector in order to make detection easier and more reliable for the respective sensor system of the other shuttle(s).
  • the specific distance can be saved via direct shuttle-to-shuttle communication of the local controllers via the conductor rail arrangement of the respective storage level.
  • the dead times for the learning process can be shortened.
  • the use of two shuttles creates redundancy and increases performance since the shuttles can operate more independently according to the invention.
  • the performance can be almost doubled.
  • the travel time of the individual shuttle is therefore drastically reduced and its performance increased. This also reduces maintenance intervals and wear.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a shelf storage system in which two shuttles move simultaneously in at least some storage levels per level
  • FIG. 2 shows a schematic view of a storage and retrieval level of the shelf storage system from FIG. 1 in the region of the connection of a storage lift to the storage and retrieval conveyor system;
  • FIG. 3 shows a flowchart of the sequence of a learning process in the warehouse according to FIG. 1 and
  • FIG. 1 and 2 designated as a whole with 1 shelf storage system is shown. It has multi-level storage racks 2, pairs of which each define an aisle 3 between them.
  • two shuttles 5 travel along the storage racks 2 as operating devices for storing and retrieving loads into or out of the storage racks, with the shuttles 5 traveling on rails 6 along the storage rack fronts 7 facing the aisle 3 .
  • two shuttles 5 each share the roadway or rails 6.
  • the rails 6 supply the shuttles 5 with data and energy via contact line arrangements 10 of the same rails 6 .
  • the shuttles 5 have corresponding pickup arrangements (not shown).
  • the system includes a central rack storage system controller 8 (WMS) and a central order controller 12 as well as a local controller 9 in each shuttle 5. Both central controllers 8, 12 are connected to the conductor rail arrangements 10 via connections 11 and communicate with the local controllers via the conductor rail arrangements 10 9 of the shuttles 5.
  • WMS central rack storage system controller 8
  • central order controller 12 as well as a local controller 9 in each shuttle 5.
  • Both central controllers 8, 12 are connected to the conductor rail arrangements 10 via connections 11 and communicate with the local controllers via the conductor rail arrangements 10 9 of the shuttles 5.
  • a storage and retrieval level 13 is also provided, in which packages 15 are fed to the rack storage system 1 via conveyor technology 14 for storage 16 or removed for retrieval 17.
  • the conveyor technology 16 or 17 is connected to a vertical package lift 18 which has lifting platforms 19 in order to move the packages between the levels and to exchange them between the storage levels 4 and the storage or retrieval level 13 .
  • the package lifts 18 are integrated into the basic dimensions of the storage rack 2 in such a way that the shuttles 5 can drive past them in the aisle 3 .
  • a buffer conveyor 20 is also integrated in the storage levels 4 in the aisle direction next to the package lifts 18, which decouples the shuttles 5 from the package lifts 18, since these can now deliver packages 15 to the buffer conveyor 20 or pick them up from them and not onto the package lift 18 needs maintenance.
  • the central job controller 12 and the local controllers 9 are set up to exchange job data on the conductor rail arrangements 10 by means of addressed data telegrams, the data telegrams local Controllers 9 of the shuttles 5 each communicate an order processing priority.
  • the orders are then only processed in a decentralized manner by means of the local controller 9 without interaction with the central order controller 12, with the shuttle 5 with the higher order priority communicating with the other shuttle 5* (on the same rail 6) Displaced from a colliding rail area due to a right of way negotiated solely between the local controllers 9 and 9*.
  • the shuttles 5 also have sensors 5A facing each other on the respective front side 5B in order to generate additional data on the distance from one another, which is used for speed control and also for collision avoidance via the data exchange between the local controls 9 and 9*.
  • the shuttles 5, 5* are calibrated or calibrate themselves (step II), in particular with regard to the running wheel path measurement sensors (encoders).
  • the shuttles 5, 5* then move towards one another starting from the start or end of the rail 6 or the aisle 3 (step IIIA, B), it being checked (step IV) whether the distance has fallen below the threshold value of 1500 mm. If this is not the case (N), the shuttles 5, 5* continue to move towards one another.
  • step VA moves on by approx. 2000 mm and the other shuttle 5* moves back by approx. 3000 mm to create space (VB).
  • step V Both length values determined in this way are compared with the data from the respective wheel path measurement sensors (incremental encoder; step V).
  • One shuttle 5 shares the path data it has learned in this way directly with the other shuttle 5* via the data exchange between the local controls 9 and 9* (step VIA).
  • the other shuttle 5* determines its route data, which it has also learned, and after reconciling its own data with those from the shuttle 5, generates a common route table for the entire route (step VIB).
  • the shuttles are compared as follows: o
  • the beginning and end of the total driving range are known reference values (end points or starting points at the end or beginning of the aisle).
  • the absolute position values of the entire travel area are counted up by the wheel path measurement sensors from the start of the travel area including the overlapping area
  • the absolute position values of the entire travel area are counted down from the end of the travel area including the return journey by the wheel path measurement sensors
  • the values obtained from the wheel travel measurement sensors should be the same for both shuttles, or if not, the position values are synchronized by adjusting the measurement data from the travel wheel travel measurement sensors (incremental encoder) using a factor, i. H. the synchronization of the route position values allows the values measured differently by the shuttles to be adjusted to one another using the factor.
  • the common route table for the entire route is then sent (shared, step VIIB) from the local controller 9* of the shuttle 5* to the local controller 9 of the first shuttle 5, which receives and stores the data (step VIIA).
  • the shuttles 5, 5* normally work independently of one another, one shuttle only shifts the other shuttle when there is a high-priority order. Since both shuttles are active, each can take turns delivering or picking up a package 15 to the lift 18 . This reduces the waiting time of the lift and increases productivity. Strategic placement of the lift in the middle of the aisle or two lifts on each side can increase throughput. In the best case, through the Introducing two shuttles on one level potentially doubles the throughput of the system.
  • the communication between the shuttles 5, 5* takes place via a UDP server/client method.
  • the shuttles 5, 5* exchange a data telegram with each other every 200 ms. This data telegram contains important information such as mode, position, status, job type, shuttle status, etc.
  • step iii the two shuttles 5, 5* are connected to one another in terms of communication technology (step i) and are also configured accordingly (cf. above) (step ii). Otherwise, the process is aborted or a status message is sent to the central controller (step iii) in order to initiate the coupling or configuration process.
  • the respective shuttle generally takes into account whether the other shuttle is waiting for an order, then the respective shuttle can continue (I); and process his order (II, IV), has no order and the aisle (lane) is free, then the respective shuttle can continue (II); and process its order (IV), has no order and the aisle (lane) is not free, then the respective shuttle can continue after the other shuttle has moved out of the way (III); and process its order (IV), has an order (V) and the aisle (lane) is free, then the respective shuttle can continue and process its order (IV); has an order (V) and the aisle (lane) is not free, then the respective shuttle must wait (VII), if its priority is lower (VI), until the other shuttle has processed its order with higher priority in order to fulfill its order to be processed (IV), has an order (V) and the aisle (lane) is not free, then the respective shuttle must wait (IX), if its priority is higher (VIII), until the other shuttle has cleared the lane, to complete his order (IV);

Landscapes

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

Abstract

Regallagersystem mit mehrebenen Lagerregalen, von denen Paare zwischen sich jeweils eine Gasse definieren, in der in den Lagerebenen Shuttles entlang der Lagerregale als Bediengeräte zum Ein- und Auslagern von Ladegütern in bzw. aus den Lagerregalen fahren, wobei die Shuttles auf Schienen entlang den der Gasse zugewandten Lagerregalvorderseiten fahren, wobei die Schienen die Shuttles über Schleifleitungsanordnungen derselben Schienen mit Daten und Energie versorgen, wozu die Shuttles entsprechende Abnehmeranordnungen aufweisen, und das System eine zentrale Auftragssteuerung und in jedem Shuttle eine lokale Steuerung aufweist und die zentrale Auftragssteuerung über die Schleifleitungsanordnungen mit den lokalen Steuerungen der Shuttles kommuniziert, wobei die zentrale Steuerung und die lokalen Steuerungen eingerichtet sind, Auftragsdaten über die Schleifleitungsanordnungen mittels adressierter Datentelegramme auszutauschen, wobei die Datentelegramme den lokalen Steuerungen der Shuttles jeweils eine Auftragsabarbeitungspriorität mitteilen, die Aufträge jeweils mittels der lokalen Steuerung ohne Interaktion mit der zentralen Steuerung nur dezentral abgearbeitet werden, wobei dasjenige Shuttle mit der höheren Auftragspriorität über einen Datenaustausch über die Schleifleitungsanordnungen das jeweils andere Shuttles aufgrund einer allein zwischen den lokalen Steuerungen ausgehandelten Vorfahrt aus einem kollidierenden Schienenbereich verdrängt.

Description

Regallagersystem mit mehrebenen Lagerregalen
Die Erfindung betrifft ein Regallagersystem mit mehrebenen Lagerregalen, von denen Paare zwischen sich jeweils eine Gasse definieren, in der in den Lagerebenen Shuttles entlang der Lagerregale als Bediengeräte zum Ein- und Auslagern von Ladegütern in bzw. aus den Lagerregalen fahren, wobei die Shuttles auf Schienen entlang den der Gasse zugewandten Lagerregalvorderseiten fahren, wobei die Schienen die Shuttles über Schleifleitungsanordnungen derselben Schienen mit Daten und Energie versorgen, wozu die Shuttles entsprechende Abnehmeranordnungen aufweisen, und das System eine zentrale Auftragssteuerung und in jedem Shuttle eine lokale Steuerung aufweist und die zentrale Auftragssteuerung über die Schleifleitungsanordnungen mit den lokalen Steuerungen der Shuttles kommuniziert, nach Anspruch 1.
Dabei kann innerhalb der Grundfläche der Regale einer Gasse mindestens ein Vertikallift so angeordnet sein, dass die Shuttles auf Schienen entlang der der Gasse zugewandten Regalvorderseiten an dem Vertikallift vorbeifahren können und über einen neben dem Vertikallift angeordneten Pufferförderer Ladegut abgeben bzw. aufnehmen können, wobei der Pufferförderer Ladegut an den Lift weiterfördert bzw. vom Lift übernimmt.
Dabei ist üblicherweise lediglich pro Lagerebene ein einzelnes Shuttle in der Gasse gleichzeitig vorhanden. Ist dieses Shuttle gestört oder in Wartung, so ist die Gasse nicht bedienbar.
Um dies zu vermeiden bzw. den Durchsatz zu erhöhen, ist z. B. aus der EP 3265 405 A1 bekannt, mehrere Shuttles in einer Gasse gleichzeitig fahren zu lassen. Dazu sieht die EP 3265405 A1 vor, dass alle Shuttles in derselben gleichen Richtung durch die jeweilige Gasse fahren, so dass es nicht zu Kollisionen etc. kommt. Allerdings bedingt dies, dass außerhalb der Gassen in der „Vorzone“ eine Wendebahn angeordnet ist, so dass die Shuttles in eine Art Kreisverkehr fahren können.
Auch die EP 2 683 629 B1 sieht analog einen Kreisverkehr in derselben Fahrrichtung vor, wobei im Unterschied zur EP 3 265405 A1 der Kreisverkehr nicht in einer Ebene, sondern vertikal über mehrere Ebenen verläuft. Hierzu müssen die Shuttles dann über Lifte einen Ebenen-Wechsel vollführen.
EP 3 038 950 A1 beschreibt ebenfalls die Verwendung zweier Shuttles auf einer Fahrschiene, wobei zur Kollisionsvermeidung vom Steuerungssystem zwischen den Betriebsphasen für die Shuttles umgeschaltet wird. Ebenso kann das Steuerungssystem die Fahrbewegungen der Shuttles, welche sich auf ein und derselben Regalebene befinden, so steuern bzw. koordinieren, dass diese nicht kollidieren, wenn sich die Fahrbereiche überscheiden, was beim Umschalten der Betriebsphasen vorkommen kann. Zusätzlich ist beschrieben, dass die Shuttles eine Abstandssensorik aufweisen können, um eine Distanz zueinander zu messen und einen Sicherheitsabstand einzuhalten. Die Steuerung dazu kann zentral oder lokal in den Shuttles vorgesehen sein. Dabei werden die Shuttles jeweils von dedizierten Schleifleitungen in den Fahrschienen mit Strom und Daten versorgt und können diese Daten so mit der zentralen Steuerung oder direkt untereinander austauschen. Das Abarbeiten von Aufträgen wird über ein Fahrwegplanungsmodul der zentralen Steuerung gesteuert.
Die Versorgung von Shuttles über Schleifleitungen mit Daten und Energie ist aus der EP 2 591 559 B1 bekannt.
Aus der DE 102009 032 406 A1 ist ein Regallagersystem mit einem Regallager mit mehreren benachbart zueinander angeordneten Regalen bekannt, zwischen denen sich Regallagergassen von einer ersten Regallagerseite zu einer zweiten Regallagerseite erstrecken und welche in Vertikalrichtung gesehen mehrere Regalebenen aufweisen, mehreren Führungsbahnen , die auf Höhe der Regalebenen entlang den Regallagergassen verlaufen, mehreren Bahnfahrzeugen, die entlang den Führungsbahnen geführt bewegbar sind, um Artikel in die Regale zu transportieren und von den Regalen wieder abzutransportieren, mehreren Hebeeinrichtungen, die auf der ersten Regallagerseite angeordnet und einer jeweiligen der Regallagergassen zugeordnet sind und von denen die Bahnfahrzeuge vertikal bewegbar sind, um das jeweilige Bahnfahrzeug auf der ersten Regallagerseite zwischen beliebigen der Regalebenen der zugeordneten Regallagergasse auf die jeweilige Führungsbahn umsetzen zu können, wobei auf der zweiten Regallagerseite wenigstens ein Regalbediengerät angeordnet ist, von welchem wenigstens ein Bahnfahrzeug aufnehmbar ist und von welchem das wenigstens eine aufgenommene Bahnfahrzeug sowohl horizontal quer zu den Regallagergassen als auch vertikal bewegbar ist, um das wenigstens eine aufgenommene Bahnfahrzeug auf der zweiten Regallagerseite zwischen beliebigen der Regallagergassen und beliebigen der Regalebenen auf die jeweilige Führungsbahn umsetzen zu können.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein solches Regallagersystem mit mehr als einem Shuttle pro Ebene auf denselben Fahrschienen bereitzustellen, das im Betrieb hinsichtlich der Abstimmung des Fährbetriebs der Shuttles optimiert ist.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Regallagersystem gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die zentrale Steuerung und die lokalen Steuerungen eingerichtet sind, Auftragsdaten über die Schleifleitungsanordnungen mittels adressierter Datentelegramme auszutauschen, wobei die Datentelegramme den lokalen Steuerungen der Shuttles jeweils eine Auftragsabarbeitungspriorität mitteilen, die Aufträge jeweils mittels der lokalen Steuerung ohne Interaktion mit der zentralen Steuerung nur dezentral abgearbeitet werden, wobei dasjenige Shuttle mit der höheren Auftragspriorität über einen Datenaustausch über die Schleifleitungsanordnungen das jeweils andere Shuttle aufgrund einer allein zwischen den lokalen Steuerungen ausgehandelten Vorfahrt aus einem kollidierenden Schienenbereich verdrängt.
Dies erlaubt es, die Aufträge tatsächlich sequenziert aus der Gasse bereitzustellen, da die Auftragspriorität die Abarbeitungsreihenfolge auch bei der Verwendung mehrerer Shuttles bestimmt. Daneben erlaubt es auch, eilige Aufträge vorzuziehen.
Insbesondere eignet sich die Erfindung bei Lagerregalen mit einer Länge der Gassen von 50 bis 250 Metern, vorzugsweise 100 bis 250 Metern und besonders bevorzugt 150 bis 250 Metern. Dann ist der Einsatz von zwei oder mehr Shuttles besonders effizient.
Nach der Erfindung findet zwar die Erstvergabe des Auftrags durch die zentrale Steuerung an die Shuttles statt, allerdings werden anschließend die Aufträge nur noch dezentral durch die lokalen Steuerungen abgearbeitet. Es findet keine Steuerung bei der Auftragsabarbeitung durch die zentrale Steuerung mehr statt.
Zum Aushandeln bzw. zur Vorfahrtsregelung über die Auftragsprioritäten, findet über eine direkte Shuttle-zu-Shuttle Kommunikation der lokalen Steuerungen über die Schleifleitungsanordnung der jeweiligen Lagerebene ein Austausch der Auftragsprioritäten zwischen den lokalen Steuerungen bzw. Shuttles statt. Dies ist besonders einfach möglich, da die Shuttles sich dieselbe Schleifleitung teilen. Anders als in EP 3 038 950 A1. Die Technologie dazu ist ähnlich der eigenen EP 2 591 559 B1.
Allerdings kann es sinnvoll sein, wenn die lokalen Steuerungen der Shuttles eingerichtet sind, Auftragsstati von der lokalen Steuerung im jeweiligen Shuttle über die Schleifleitungsanordnung an die zentrale Auftragssteuerung zu übermitteln. Dann kann diese eine optimierte Auftragsplanung und -vergäbe durchführen. Die Stati können als vereinfachte Datentelegramme übermittelt werden, in denen lediglich drei Zustände (0, 1 , 2) übertragbar sind, nämlich 0 = Auftrag wird abgearbeitet; 1 = wartend; 2 = vom anderen Shuttle verdrängt.
Wenn Aufträge mit gleicher Priorität, wie oft der Fall, abgearbeitet werden, so findet ebenfalls ein Austausch der Informationen direkt zwischen den Shuttles bzw. deren lokalen Steuerungen statt, wozu die lokalen Steuerungen der Shuttles eingerichtet sind, bei gleicher Auftragspriorität dem Shuttle Vorrang einzuräumen, das sich bereits im fraglichen Bereich der Gasse bewegt.
Dabei wird vom jeweiligen Shuttle berücksichtigt, ob das andere Shuttle auf einen Auftrag wartet, dann kann das jeweilige Shuttle fortfahren; keinen Auftrag hat und die Gasse (Fahrbahn) frei ist, dann kann das jeweilige Shuttle fortfahren; keinen Auftrag hat und die Gasse (Fahrbahn) nicht frei ist, dann kann das jeweilige Shuttle fortfahren, nachdem das andere Shuttle aus dem Weg gefahren ist; einen Auftrag hat und die Gasse (Fahrbahn) frei ist, dann kann das jeweilige Shuttle fortfahren; einen Auftrag hat und die Gasse (Fahrbahn) nicht frei ist, dann muss das jeweilige Shuttle warten, wenn seine Priorität niedriger ist, bis das andere Shuttle seinen Auftrag mit höherer Priorität abgearbeitet hat; einen Auftrag hat und die Gasse (Fahrbahn) nicht frei ist, dann muss das jeweilige Shuttle warten, wenn seine Priorität höher ist, bis das andere Shuttle die Fahrbahn frei gemacht hat;
Zudem können die Shuttles auch mit der zentralen Steuerung Informationen zu ihrem Verbindungs- und/oder Konfigurations- sowie Fehler-Status austauschen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist innerhalb der Grundfläche der Regale einer Gasse oder in deren Verlängerung an der Stirnseite mindestens ein Vertikallift so angeordnet, dass die Shuttles an dem Vertikallift vorbeifahren können und über einen neben dem Vertikallift ebenfalls innerhalb der Grundfläche der Regale angeordneten Pufferförderer Ladegut abgeben bzw. aufnehmen können, wobei der Pufferförderer Ladegut an den Lift weiterfördert bzw. vom Lift übernimmt. Vorzugsweise ist ein solcher Vertikallift in jedem Lagerregal angeordnet.
Besonders bevorzugt ist dabei eine in Längsrichtung der Gasse mittige Anordnung, da diese eine besonders hohe Durchsatzerhöhung mit zwei Shuttles erreicht. Bei Verwendung von drei Shuttles kann es auch sinnvoll sein, in jedem Drittel einen Vertikallift anzuordnen, d. h. in Längsrichtung zwischen dem ersten und zweiten bzw. zweiten und dritten Drittel je ein Vertikallift.
Um eine optimale Liftentkopplung zu erreichen, können auf beiden Seiten jedes Vertikallifts Pufferförderer angeordnet werden.
Zur eigentlichen Verhinderung von Kollisionen zwischen den sich gleichzeitig auf der Fahrschiene bewegenden Shuttles, ist es sinnvoll, wenn die lokale Steuerung jeweils eine Sensorik im Shuttle zur dezentralen Kollisionsvermeidung über Abstandsbestimmung aufweist. Dazu kann das Shuttle jeweils eine an der Stirnseite (oder beiden Stirnseiten) in Fahrrichtung angeordnete Sensorik zur Abstandsmessung aufweisen. Zur Verbesserung der Messergebnisse kann jedes Shuttle ebenfalls einen Reflektor aufweisen, um der jeweiligen Sensorik des/der anderen Shuttles die Erkennung zu erleichtern und zuverlässiger auszugestalten.
Aufgrund der hohen Fahrgeschwindigkeiten und daraus resultierenden kurzen Reaktionszeiten, kann zur Kollisionsvermeidung der bestimmte Abstand über direkte Shuttle-zu-Shuttle-Kommunikation der lokalen Steuerungen über die Schleifleitungsanordnung der jeweiligen Lagerebene zeitsparend erfolgen.
Mit der Erfindung können die Totzeiten für den Einlernprozess verkürzt werden. Durch die Verwendung von zwei Shuttles wird eine Redundanz geschaffen und die Leistung erhöht, da die Shuttles unabhängiger arbeiten können nach der Erfindung. Somit kann unter Berücksichtigung dessen bei der Auftragsabarbeitungsplannung die Leistung so gut wie verdoppelt werden. Es wird also die Fahrtzeit des einzelnen Shuttles drastisch reduziert und somit dessen Leistung erhöht. Dies verringert auch die Wartungsintervalle und den Verschleiß.
Somit wird auch eine höhere Leistungsdichte erreicht. Zudem können mit der Erfindung bestehende Anlagen einfach nach- bzw. aufgerüstet werden.
Weitere Details der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung, in der
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Regallagersystems, in dem in zumindest einigen Lagerebenen pro Ebene zwei Shuttles gleichzeitig fahren;
Fig. 2 eine schematische Ansicht auf eine Ein- und Auslagerungsebene des Regallagersystems aus Figur 1 im Bereich der Anbindung eines Lagerlifts an die Ein- und Auslagerfördertechnik;
Fig. 3 ein Flussdiagramm des Ablaufs eines Einlernprozesses im Lager nach Figur 1 und
Fig. 4 ein Flussdiagramm des Ablaufs der Kommunikation zwischen zwei Shuttles auf einer Ebene zeigen.
In den Figuren 1 und 2 ist ein als Ganzes mit 1 bezeichnetes Regallagersystem dargestellt. Es weist mehrebenen Lagerregale 2 auf, von denen Paare zwischen sich jeweils eine Gasse 3 definieren.
In der Gasse 3 in den Lagerebenen 4 fahren zwei Shuttles 5 entlang der Lagerregale 2 als Bediengeräte zum Ein- und Auslagern von Ladegütern in bzw. aus die Lagerregale, wobei die Shuttles 5 auf Schienen 6 entlang den der Gasse 3 zugewandten Lagerregalvorderseiten 7 fahren. Es teilen sich also in den Lagerebenen 4 zwei Shuttles 5 jeweils die Fahrbahn bzw. Schienen 6.
Die Schienen 6 versorgen die Shuttles 5 über Schleifleitungsanordnungen 10 derselben Schienen 6 mit Daten und Energie. Dazu weisen die Shuttles 5 entsprechende Abnehmeranordnungen (nicht gezeigt) auf.
Das System umfasst eine zentrale Regallagersystemsteuerung 8 (WMS) und eine zentrale Auftragssteuerung 12 sowie in jedem Shuttle 5 eine lokale Steuerung 9. Beide zentralen Steuerungen 8, 12 sind mit den Schleifleitungsanordnungen 10 über Anschlüsse 11 verbunden und kommunizieren über die Schleifleitungsanordnungen 10 mit den lokalen Steuerungen 9 der Shuttles 5.
Neben den Lagerebenen 4 ist auch eine Ein- bzw. Auslagerebene 13 vorgesehen, in der dem Regallagersystem 1 über Fördertechnik 14 jeweils Packstücke 15 zum Einlagern 16 zugeführt oder zum Auslagern 17 abgeführt werden.
Die Fördertechnik 16 bzw. 17 ist an je einen vertikalen Packstücklift 18 angeschlossen, die Hubplattformen 19 aufweisen, um die Packstücke zwischen den Ebenen zu bewegen und zwischen den Lagerebenen 4 und der Ein- bzw. Auslagerebene 13 auszutauschen.
Die Packstücklifte 18 sind derart in das Grundmaß des Lagerregals 2 integriert, dass die Shuttles 5 an diesen in der Gasse 3 vorbeifahren können.
In den Lagerebenen 4 sind ebenso integriert in Gassenrichtung neben den Packstückliften 18 jeweils ein Pufferförderer 20 angeordnet, der die Shuttles 5 von den Packstückliften 18 entkoppelt, da diese nun Packstücke 15 an die Pufferförderer 20 abgeben bzw. von diesen aufnehmen können und nicht auf den Packstücklift 18 gewartet werden muss.
Die zentrale Auftragssteuerung 12 und die lokalen Steuerungen 9 sind eingerichtet, Auftragsdaten über die Schleifleitungsanordnungen 10 mittels adressierter Datentelegramme auszutauschen, wobei die Datentelegramme den lokalen Steuerungen 9 der Shuttles 5 jeweils eine Auftragsabarbeitungspriorität mitteilen.
Anschließend werden die Aufträge jeweils mittels der lokalen Steuerung 9 ohne Interaktion mit der zentralen Auftragssteuerung 12 nur dezentral abgearbeitet, wobei dasjenige Shuttle 5 mit der höheren Auftragspriorität über einen Datenaustausch über die Schleifleitungsanordnungen 10 in den Schienen 6 das jeweils andere Shuttle 5* (auf derselben Schiene 6) aufgrund einer allein zwischen den lokalen Steuerungen 9 und 9* ausgehandelten Vorfahrt aus einem kollidierenden Schienenbereich verdrängt.
Die Shuttles 5 verfügen noch über einander zugewandte Sensorik 5A an der jeweiligen Stirnseite 5B, um zusätzlich Daten zum Abstand zueinander zu generieren, die zur Geschwindigkeitsregelung und auch zu einer Kollisionsvermeidung über den Datenaustausch zwischen den lokalen Steuerungen 9 und 9* genutzt werden.
Damit die Shuttles 5, 5* auf der gemeinsamen Schiene 6 fahren können, müssen diese in einem Prozess (vgl. Figur 3) auf die gesamte Schienenlänge eingelernt werden. Normalerweise müsste dazu jedes Shuttle 5 alleine einzeln die gesamte Schiene 6 abfahren. Vorliegend erlernen die Shuttles 5, 5* gemeinsam die Schienenlänge. Somit wird Zeit eingespart.
Dazu werden nach dem Start I die Shuttles 5, 5* kalibriert bzw. kalibrieren sich selbst (Schritt II), insbesondere hinsichtlich der Laufradwegemesssensoren (encoder).
Anschließend fahren die Shuttles 5, 5* ausgehend vom Anfang bzw. Ende der Schiene 6 bzw. der Gasse 3 aufeinander zu (Schritt IIIA, B), wobei geprüft wird (Schritt IV), ob der Abstand den Schwellenwert von 1500 mm unterschritten hat. Ist dies nicht der Fall (N), fahren die Shuttles 5, 5* weiter aufeinander zu.
Wird der Abstand von 1500 mm unterschritten (Y), so fährt das eine Shuttle 5 (Schritt VA) ca. 2000 mm weiter und das andere Shuttle 5* fährt um etwa 3000 mm zurück, um Platz zu schaffen (VB).
Beide so ermittelten Längenwerte werden abgeglichen mit den Daten der jeweiligen Laufradwegemesssensoren (Inkrementalgeber; Schritt V). Das eine Shuttle 5 teilt seine so erlernten Wegdaten direkt über den Datenaustausch zwischen den lokalen Steuerungen 9 und 9* mit dem anderen Shuttle 5*(Schritt VIA). Das andere Shuttle 5* ermittelt seine ebenfalls erlernten Fahrwegdaten und erzeugt nach Abstimmung seiner eigenen Daten mit denjenigen vom Shuttle 5 eine gemeinsame Fahrwegtabei le für den gesamten Fahrweg (Schritt VIB).
Der Abgleich zwischen den Shuttles erfolgt so: o Anfang und Ende der Gesamtfahrbereiche sind bekannte Referenzwerte (Endpunkte bzw. Startpunkte am Ende bzw. Anfang der Gasse). o Von dem ersten Shuttle 5 werden die Positionswerte des gesamten Fahrbereiches absolut vom Anfang des Fahrbereiches inkl. Überlappungsbereich durch die Laufradwegemesssensoren heraufgezählt, o Für das andere Shuttle 5* werden die Positionswerte des gesamten Fahrbereiches absolut vom Ende des Fahrbereichs inkl. Zurückfahrt durch die Laufradwegemesssensoren heruntergezählt, o In der Überlappungszone sollten bei beiden Shuttles die erhaltenen Werte der Laufradwegemesssensoren gleich sein bzw. wenn nicht, erfolgt eine Synchronisierung der Positionswerte durch Anpassung der Messdaten der Laufradwegemesssensoren (Inkrementalgeber) über einen Faktor, d. h. die Synchronisierung der Fahrweg-Positionswerte erlaubt durch den Faktor eine Anpassung der von den Shuttles unterschiedlich gemessenen Werte aneinander.
Die gemeinsame Fahrwegtabelle für den gesamten Fahrweg wird dann von der lokalen Steuerung 9* des Shuttles 5* an die lokale Steuerung 9 des ersten Shuttles 5 gesendet (geteilt, Schritt VIIB), welche die Daten empfängt und speichert (Schritt VIIA).
Beide Shuttles 5, 5* teilen anschließend ihre Fahrwegtabelle mit der zentralen Steuerung (Schritt VI HA, B). Der Einlernprozess ist somit abgeschlossen (Schritt IX).
Die Shuttles 5, 5* arbeiten normalerweise unabhängig voneinander, nur bei einem Auftrag mit hoher Priorität verschiebt ein Shuttle das andere Shuttle. Da beide Shuttles aktiv sind, kann jedes abwechselnd ein Packstück 15 an den Lift 18 abgeben oder aufnehmen. Dadurch wird die Wartezeit des Lifts verkürzt und die Produktivität erhöht. Eine strategische Platzierung des Lifts in der Mitte des Gangs oder zwei Lifte auf jeder Seite können den Durchsatz erhöhen. Im besten Fall wird durch die Einführung von zwei Shuttles auf einer Ebene der Durchsatz des Systems potenziell verdoppelt.
Die Kommunikation zwischen den Shuttles 5, 5* erfolgt über eine UDP- Server/Clientmethode. Alle 200 ms tauschen die Shuttles 5, 5* ein Datentelegramm untereinander aus. Dieses Datentelegramm enthält wichtige Informationen wie Modus, Position, Zustand, Auftragsart, Shuttle-Status usw.
Wenn sich die Shuttles voneinander entfernen, bewegen sie sich mit einer höchstmöglichen Geschwindigkeit, da das Shuttle das Wegfahren als innerhalb seiner eigenen Sicherheitszone betrachtet.
Wenn sich die Shuttles aufeinanderzubewegen, wird die Geschwindigkeitsdynamik in Bezug auf die Nähe der Shuttles ständig reduziert. Auf diese Weise erreichen die Shuttles die spezifizierten Positionen sicherer.
Zur Regelung der Vorfahrt bei gleichen oder unterschiedlichen Prioritäten und/oder Bereichen innerhalb der Gasse, die zu Kollisionen führen könnten, kommen Prioritätsregeln zum Einsatz, z. B. gemäß Figur 4.
Dabei wird davon ausgegangen, dass die beiden Shuttle 5, 5* miteinander kommunikationstechnisch verbunden sind (Schritt i) und auch entsprechend konfiguriert sind (vgl. oben) (Schritt ii). Ansonsten wird abgebrochen bzw. eine Statusmitteilung an die zentrale Steuerung gesandt (Schritt iii), um den Prozess der Koppelung bzw. Konfiguration einzuleiten.
Wenn Aufträge mit gleicher Priorität, wie oft der Fall, abgearbeitet werden, so findet ebenfalls ein Austausch der Informationen direkt zwischen den Shuttles 5, 5* bzw. deren lokalen Steuerungen 9, 9* statt, wozu die lokalen Steuerungen der Shuttles eingerichtet sind, bei gleicher Auftragspriorität dem Shuttle Vorrang einzuräumen, das sich bereits im fraglichen Bereich der Gasse 3 befindet und dort bereits einen Auftrag abarbeitet.
Dabei wird vom jeweiligen Shuttle generell berücksichtigt, ob das andere Shuttle auf einen Auftrag wartet, dann kann das jeweilige Shuttle fortfahren (I); und seinen Auftrag abarbeiten (II, IV), keinen Auftrag hat und die Gasse (Fahrbahn) frei ist, dann kann das jeweilige Shuttle fortfahren (II); und seinen Auftrag abarbeiten (IV), keinen Auftrag hat und die Gasse (Fahrbahn) nicht frei ist, dann kann das jeweilige Shuttle fortfahren nachdem das andere Shuttle aus dem Weg gefahren ist (III); und seinen Auftrag abarbeiten (IV), einen Auftrag hat (V) und die Gasse (Fahrbahn) frei ist, dann kann das jeweilige Shuttle fortfahren und seinen Auftrag abarbeiten (IV); einen Auftrag hat (V) und die Gasse (Fahrbahn) nicht frei ist, dann muss das jeweilige Shuttle warten (VII), wenn seine Priorität niedriger ist (VI), bis das andere Shuttle seinen Auftrag mit höherer Priorität abgearbeitet hat, um seinen Auftrag abzuarbeiten (IV), einen Auftrag hat (V) und die Gasse (Fahrbahn) nicht frei ist, dann muss das jeweilige Shuttle warten (IX), wenn seine Priorität höher ist (VIII), bis das andere Shuttle die Fahrbahn frei gemacht hat, um seinen Auftrag abzuarbeiten (IV);

Claims

Patentansprüche
1. Regallagersystem (1) mit mehrebenen Lagerregalen (2), von denen Paare zwischen sich jeweils eine Gasse (3) definieren, in der in den Lagerebenen Shuttles (5, 5*) entlang der Lagerregale als Bediengeräte zum Ein- und Auslagern von Ladegütern in bzw. aus den Lagerregalen fahren, wobei mindestens zwei Shuttles (5, 5*) auf Schienen (6) entlang den der Gasse (3) zugewandten Lagerregalvorderseiten (7) einer Lagerebene (4) fahren, wobei die Schienen (6) die Shuttles (5, 5*) über Schleifleitungsanordnungen (10) derselben Schienen (6) mit Daten und Energie versorgen, wozu die Shuttles (5, 5*) entsprechende Abnehmeranordnungen aufweisen, und das System eine zentrale Auftragssteuerung (8, 12) und in jedem Shuttle (5, 5*) eine lokale Steuerung (9, 9*) aufweist und die zentrale Auftragssteuerung (8, 12) über die Schleifleitungsanordnungen (10) mit den lokalen Steuerungen (9, 9*) der Shuttles (5, 5*) kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Auftragssteuerung (8, 12) und die lokalen Steuerungen (9, 9*) eingerichtet sind, Auftragsdaten über die
Schleifleitungsanordnungen (10) mittels adressierter Datentelegramme auszutauschen, wobei die Datentelegramme den lokalen Steuerungen (9, 9*) der Shuttles (5, 5*) jeweils eine Auftragsabarbeitungspriorität mitteilen, die Aufträge jeweils mittels der lokalen Steuerung (9, 9*) ohne Interaktion mit der zentralen Auftragssteuerung (8, 12) nur dezentral abgearbeitet werden, wobei dasjenige Shuttle (5, 5*) mit der höheren Auftragspriorität über einen Datenaustausch über die Schleifleitungsanordnungen (10) das jeweils andere Shuttle aufgrund einer allein zwischen den lokalen Steuerungen (9, 9*) ausgehandelten Vorfahrt aus einem kollidierenden Schienenbereich verdrängt.
2. Regallagersystem (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorfahrtsregelung die Auftragsprioritäten über eine direkte Shuttle-zu-Shuttle- Kommunikation der lokalen Steuerungen (9, 9*) über die Schleifleitungsanordnung (10) der jeweiligen Lagerebene (4) ausgetauscht werden.
3. Regallagersystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Steuerungen (9, 9*) der Shuttles (5, 5*) eingerichtet sind, Auftragsstati von der lokalen Steuerung (9, 9*) im jeweiligen Shuttle (5, 5*) über die Schleifleitungsanordnung (10) an die zentrale Auftragssteuerung (8, 12) zu übermitteln.
4. Regallagersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Steuerungen (9, 9*) der Shuttles (5, 5*) eingerichtet sind, bei gleicher Auftragspriorität dem Shuttle (5, 5*) Vorrang einzuräumen, das sich bereits im fraglichen Bereich der Gasse (3) bewegt.
5. Regallagersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Grundfläche der Regale einer Gasse (3) oder in deren Verlängerung an der Stirnseite (5B) mindestens ein Vertikallift (18) so angeordnet ist, dass die Shuttles (5, 5*) an dem Vertikallift (18) vorbeifahren können und über einen neben dem Vertikallift (18) ebenfalls innerhalb der Grundfläche der Regale (2) angeordneten Pufferförderer (20) Ladegut abgeben bzw. aufnehmen können, wobei der Pufferförderer (20) Ladegut an den Lift (18) weiterfördert bzw. vom Lift übernimmt.
6. Regallagersystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten jedes Vertikallifts (18) Pufferförderer (20) angeordnet sind.
7. Regallagersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Steuerung (9, 9*) jeweils eine Sensorik im Shuttle (5, 5*) zur dezentralen Kollisionsvermeidung über Abstandsbestimmung aufweist.
8. Regallagersystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kollisionsvermeidung der bestimmte Abstand über direkte Shuttle-zu-Shuttle- Kommunikation der lokalen Steuerungen (9, 9*) über die Schleifleitungsanordnung (10) der jeweiligen Lagerebene (4) erfolgt.
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