Подвесная роботизированная система и способ ее работы - RU2555083C2

Чертежи

Показать все 7 чертежа(ей)

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к подвесной роботизированной системе, используемой для захвата, перемещения и доставки объектов на складской площади. Объекты могут быть размещены на складской площади в штабелях, другими словами, объекты являются штабелируемыми.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Подвесные роботизированные системы предшествующего уровня техники захватывают, перемещают и доставляют объекты на складской площади, такие как коробки, автомобильные шины и другие штабелируемые объекты. Настоящий документ посредством примера будет описывать главным образом штабелируемые коробки на складской площади. Коробки могут находиться на складской площади либо по отдельности, либо штабелями. Коробки содержат продукты, такие как продукты питания, напитки и письма, т.е. все виды товаров, которые должны быть складированы и являются подходящими для обработки коробок одной за другой. Коробки могут быть расположены на складской площади по продуктам. Например, напитки из апельсинового сока находятся в отдельной области (и в отдельных штабелях) от напитков из яблочного сока.

Подвесной роботизированный блок включает в себя портальный блок, выполненный с возможностью перемещения по складской площади. Общая компоновка является такой, что портальный блок перемещается по балкам, расположенным по краям складской площади. Балки, в свою очередь, поддерживаются колоннами. Захват крепится к портальному блоку и выполнен с возможностью перемещения вдоль портального блока. Система также включает в себя управляющую систему для управления движением портального блока и захвата. Портальный блок и захват могут перемещаться так, чтобы захват находился над коробкой или штабелем коробок, которые нужно захватить. Захват имеет захватывающие элементы, которые могут быть опущены до положения одиночной коробки или коробки в штабеле коробок, которая должна быть захвачена.

Когда захватывающие элементы произвели захват коробки, коробка/штабель коробок может быть поднят и перенесен в другое место, такое как конвейер для перемещения коробки/штабеля коробок из склада или в другое место на складской площади. Когда захват находится над желаемым новым местом, он опускает коробку/штабель коробок вниз и освобождает их. Таким образом, подвесная роботизированная система движется над складской площадью и способна поднять коробки со складской площади и опустить их вниз на складскую площадь.

Склад может также включать в себя по меньшей мере один конвейер для перемещения коробок (по отдельности или штабелем) на складскую площадь и по меньшей мере один конвейер для перемещения коробок из складской площади. Подвесной робот перемещает входящие коробки на желаемые места на складской площади, а исходящие коробки - на конвейер. Для обслуживания склада коробки могут быть перемещены на новые места в пределах складской площади.

Патентная публикация FI 105668 описывает подвесную роботизированную систему, аналогичную вышеописанной. Система может быстро захватить и переместить штабель коробок на нужное место. Одиночная коробка перемещается аналогичным образом, если она является самой верхней в штабеле или если она была помещена отдельно на складской позиции в пределах складской площади. Однако, если желательно забрать одну коробку из середины штабеля, процесс ее захвата и перемещения является относительно медленным и утомительным процессом. Захват перемещается к позиции над штабелем коробок, который содержит требуемую коробку. Захват опускается вниз и захватывает штабель, начиная с коробки, которая находится непосредственно над требуемой коробкой. Этот штабель поднимается вверх, перемещается, опускается и освобождается на другом месте (сверху другого штабеля, сверху одиночной коробки или на свободной складской позиции). Захват снова перемещается в позицию над требуемой коробкой и опускается вниз, чтобы захватить и поднять коробку. После этого захват перемещается в новое место, куда должна быть перемещена подобранная коробка (например, над конвейером), и опускается вниз, чтобы освободить коробку. Для того чтобы не нарушить поддержание складской площади, верхний штабель, который ранее был перемещен, возможно, придется переместить обратно наверх исходного штабеля. Таким образом, захват должен перемещаться относительно много раз в разные места складской площади и опускать и поднимать свои захватывающие элементы, чтобы захватить/освободить коробку/штабель. Другая альтернатива заключается в том, что захват поднимает штабель так, чтобы требуемая коробка находилась в нижней его части. Штабель освобождается для вывоза со складской площади. Вне складской площади требуемая коробка удаляется из нижней части штабеля, например, вручную. Остальной штабель возвращается на складскую площадь, где он перемещается либо на исходную складскую позицию, либо на новую складскую позицию. Этот альтернативный метод также является утомительным.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является устранение/уменьшение вышеописанных проблем. Цель будет достигнута в соответствии с представленными независимыми пунктами формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения описывают различные варианты осуществления настоящего изобретения.

Идея настоящего изобретения заключается в создании системы, которая уменьшает перемещения захвата, когда требуется забрать отдельный объект из середины штабеля объектов (например, коробок или шин). Количество перемещений уменьшается, поскольку захват может быть установлен над требуемым штабелем объектов и не должен быть впоследствии перемещен на другое место складской площади для того, чтобы захватить и переместить один объект. Настоящее изобретение включает в себя отдельную конструкцию для перемещения одного подобранного объекта к краю складской площади. Захват может быстрее переместиться к следующему подбираемому объекту.

Подвесная роботизированная система в соответствии с настоящим изобретением включает в себя портальный блок для перемещения объектов 7, расположенных на складской площади 1. Портальный блок выполнен с возможностью перемещения над объектами, расположенными на складской площади. Система также включает в себя захват 5, который присоединен к портальному блоку и выполнен с возможностью перемещения вдоль портального блока. Захват также выполнен с возможностью захвата и освобождения штабелированных объектов. Подвесная роботизированная система также включает в себя управляющую систему 4 для управления перемещениями портального блока и захвата, а также платформу, которая может быть расположена ниже захвата для того, чтобы освободить одиночный объект от захвата на платформу, когда объект поднят захватом. Кроме того, система включает в себя средство 9 переноски для перемещения объекта с платформы к краю складской площади. Управляющая система 4 также включает в себя средство 22 управления для управления перемещениями платформы и средства переноски.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых

Фиг. 1 иллюстрирует пример подвесной роботизированной системы в соответствии с настоящим изобретением,

Фиг. 2 иллюстрирует другой пример системы в соответствии с настоящим изобретением,

Фиг. 3 иллюстрирует пример управляющей системы в соответствии с настоящим изобретением,

Фиг. 4 более подробно иллюстрирует характеристики системы в соответствии с настоящим изобретением,

Фиг. 5 также иллюстрирует характеристики системы в соответствии с настоящим изобретением,

Фиг. 6 иллюстрирует средства переноски в соответствии с примером, изображенным на фиг. 1,

Фиг. 7 иллюстрирует другой пример системы в соответствии с настоящим изобретением, и

Фиг. 8 иллюстрирует блок-схему примера способа в соответствии с настоящим изобретением.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1 иллюстрирует подвесную роботизированную систему в соответствии с настоящим изобретением. Как известно из предшествующего уровня техники, система включает в себя балки 2 по краям складской площади 1, по которым перемещается портальный блок 3 системы. Балки 2 обычно расположены на колоннах 11. Фиг. 2 иллюстрирует другой пример системы в соответствии с настоящим изобретением.

На складской площади имеются коробки 7, которые могут быть штабелированы или расположены поодиночке. Кроме того, система складирования может включать в себя конвейер или конвейеры 6 для перемещения коробок на складскую площадь 1. Возможно также, что система складирования включает в себя конвейер или конвейеры 8 для перемещения коробок со складской площади 1. Эти конвейеры расположены на полу складской площади.

Портальный блок подвесной роботизированной системы имеет захват 5, который может перемещаться вдоль портального блока. Портальный блок и захват могут быть перемещены в положение, находящееся над требуемой коробкой/штабелем в пределах складской площади для захвата коробки/коробок. Захват имеет, например, набор телескопических балок для опускания средств захвата для того, чтобы захватить и поднять коробку/штабель.

Коробка/штабель, поднятые захватом, могут быть перемещены в другое место при помощи захвата и портального блока. Когда захват находится над новым местом, коробка/штабель опускается для освобождения.

Подвесная роботизированная система также включает в себя управляющую систему 4, находящуюся в подходящем месте на одном из концов портального блока 3. Возможно также, что управляющая система размещена в другом месте. Управляющая система предназначена для управления перемещениями портального блока и захвата.

Подвесная роботизированная система также включает в себя платформу 15, 74 (фиг. 5 и фиг. 7), которая может быть расположена у захвата 5, рядом и ниже коробки/штабеля коробок 7, поднятых захватом. Одиночная коробка может быть опущена на платформу 15, 74 для освобождения ее из захвата 5 над складской площадью. Система в соответствии с настоящим изобретением также включает в себя средства 9, 71, 73 переноски для перемещения коробки с платформы 15, 74 к краю складской площади 1. Кроме того, управляющая система 4 в соответствии с настоящим изобретением включает в себя управляющее средство 22 для управления перемещениями платформы 15, 74 и средств 9, 71, 73 переноски.

Фиг. 3 иллюстрирует основные характеристики управляющей системы 4 в соответствии с настоящим изобретением. Как отмечалось выше, управляющая система управляет перемещениями портального блока 3 и захвата 5. Кроме того, управляющая система включает в себя средство 22 для управления перемещениями средств 9, 71, 73 переноски. Возможно также, что управляющая система подключена к системе 41 управления складом. С помощью системы управления складом управляющая система 4 может взаимодействовать с конвейерами 6, 8 на складской площади. Практическим способом реализации управляющей системы является то, что управляющая логика расположена в управляющей системе 4, 22, а исполнительные механизмы (электродвигатели, пневматические устройства, сервоприводы и т.д.) распределены по различным частям подвесной роботизированной системы. Возможно также, что управляющая логика распределена по различным частям системы. Управляющая логика может быть реализована на электронных компонентах или путем комбинации электроники и программных компонентов.

Упомянутые средства 9, 71, 73 переноски включают в себя переносящий элемент 14, 73 для перемещения коробки с платформы 15, 74. Переносящий элемент может быть, например, рукой 14, которая включает в себя исполнительный механизм 26 для перемещения руки так, чтобы рука выталкивала коробку из платформы. Переносящий элемент также может быть, например, небольшим ленточным конвейером.

Один вариант осуществления средств 9 переноски включает в себя переносчик 23, прикрепленный к портальному блоку 3 и выполненный с возможностью перемещения вдоль портального блока (см. фиг. 4-6). Переносчик 23 может перемещаться вдоль портального блока к местонахождению захвата 5 и дальше. Платформа 15 и средства 14 переноски связаны с переносчиком 23. Переносчик 23 представляет собой структуру, известную в предшествующем уровне техники, и соответствует переносчику захвата 5. Обычный переносчик 23 включает в себя двигатель 24 и группу колес 17 для перемещения переносчика.

Средства 9 переноски в соответствии с фиг. 4-6 включают в себя раму 13, которая включает в себя две взаимно поперечные части 13А, 13В. Первая часть 13А рамы соединена с переносчиком 23, а вторая часть 13 В рамы соединена с платформой 15 и переносящим элементом 14. Вторая часть рамы проходит ниже захвата 5, когда средства 9 переноски находятся в положении захвата.

Фиг. 5 иллюстрирует ситуацию, в которой средства 9 переноски находятся в положении захвата 5. Платформа находится ниже захвата и коробка/штабель удерживаются захватом, когда они подняты захватом. Захват может освободить одну коробку на платформу 15. Это осуществляется путем опускания захватом коробки на платформу и освобождения коробки 7 захватывающими элементами 12 захвата. Если освобожденная коробка находится в нижней части штабеля, захват поднимает захватывающее средство к следующей нижней коробке и захватывает ее. Штабель, находящийся над коробкой на платформе, поднимается. Коробка, оставшаяся на платформе, может быть перемещена средствами 9 переноски.

Фиг. 4 иллюстрирует ситуацию, в которой средства 9 переноски переместились вдоль портального блока 3 к краю складской площади 1. Захват может опустить любой штабель, остающийся в захвате, обратно на исходный штабель на складской площади. Таким образом, ситуация на складе в результате подбора одной коробки изменится минимально возможным образом.

Рама 13 средств переноски может включать в себя поддерживающую часть 20, прикрепленную к первой части 13А рамы и второй части 13В рамы. Таким образом, структура частей рамы может быть легче, то есть потребуется меньше материала без ущерба для жесткости конструкции. Фиг. 5 и фиг. 6 показывают также другие части захвата 5, такие как переносчик захвата, который имеет группу колес 17 и электродвигатель 25 для его перемещения. Предпочтительно также, чтобы колеса находились на нижнем краю 21 переносчика. Как отмечалось выше, аналогичная структура переносчика может быть использована в переносчике 23 средств 9 переноски. Переносчик 5 может иметь емкость 16 со сжатым воздухом, если переносчик содержит пневматическое исполняющее устройство. Кроме того, чертежи показывают кабель 18 между управляющей системой 4 и переносчиком 5. Похожие кабели также могут соединять управляющую систему и средства 9 переноски. Кабель передает данные и питание. Вместо кабеля могут быть использованы, например, питающий рельс и беспроводная передача данных. На чертежах кабель расположен в желобе 19 в портальном блоке 3.

Фиг. 7 иллюстрирует другой пример варианта осуществления настоящего изобретения, в котором средство переноски включает в себя продольный конвейер 71, прикрепленный к портальному блоку 3 ниже него, чтобы передавать коробку, поставленную на него переносящим элементом 73, к краю складской площади. Продольный конвейер 71 может быть, например, ленточным конвейером. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 7, захват 5 снабжен поддерживающей структурой 72, к которой прикреплены платформа 74 и переносящий элемент 73. Переносящий элемент 73 может быть рукой, как описано выше. Платформа 74 может позиционироваться, то есть перемещаться вдоль поддерживающей структуры 72 под захват 5 и коробку/штабель, удерживаемые им, для того чтобы опустить одну коробку и поставить ее на платформу 74. Захват работает аналогично варианту осуществления, описанному выше. Средство переноски перемещает коробку на продольный конвейер 71. Целесообразно, чтобы продольный конвейер 71 был неподвижным, то есть не работал, по меньшей мере в течение того времени, когда средство переноски перемещает коробку на продольный конвейер. Когда платформа 74 опустеет, она может быть перемещена вдоль поддерживающей структуры из положения под захватом. Захват может опустить оставшийся штабель обратно на исходный штабель на складской площади.

Возможно устройство 10 продольного конвейера, расположенное по краю складской площади 1, выполнено с возможностью взаимодействовать с управляющей системой 4 и получать коробку 7 от средств 9, 71, 73 переноски. Устройство продольного конвейера предназначено для перемещения коробки со складской площади. Как видно из чертежей, устройство продольного конвейера находится в непосредственной близости от портального блока 3 и балок 2 для облегчения перемещения коробки из средств переноски. На чертежах толстые стрелки, показанные в местах расположения конвейеров, указывают направление перемещения коробки/штабеля коробок. Если такая продвинутая автоматизация системы складирования не требуется, устройство продольного конвейера может быть заменено, например, длинной плоскостью.

Фиг. 8 иллюстрирует блок-схему примера способа в соответствии с настоящим изобретением работы подвесной роботизированной системы в соответствии с настоящим изобретением. Способ включает в себя следующие стадии: направление 81 захвата 5 системы в позицию, находящуюся над требуемым объектом 7, и захват 82 требуемого объекта захватом так, чтобы он находился в самом низу захваченного штабеля объектов. Способ также включает в себя следующие стадии: стадию 83 позиционирования системной платформы 15, 74 под нижним объектом, находящимся в захвате 5 над складской площадью, стадию 84 освобождения нижнего объекта из захвата 5 на платформу 15, 74 и стадию 85 перемещения объекта с платформы к краю складской площади.

При использовании первого варианта осуществления средства переноски, описанного выше, стадия 83 позиционирования включает в себя перемещение средств 9 переноски, прикрепленных к портальному блоку 3 подвесной роботизированной системы, к положению захвата 5. Средства 9 переноски включают в себя упомянутую платформу 15. Стадия 85 перемещения включает в себя перемещение объекта со средствами 9 переноски до края складской площади и перемещение объекта 7 с платформы 15, например, на устройство 10 продольного конвейера. Если используется устройство продольного конвейера, то стадия перемещения на устройство 10 продольного конвейера может включать в себя подстадию удержания устройства 10 продольного конвейера в стационарном (нерабочем) состоянии во время перемещения объекта.

При использовании второго варианта осуществления средства переноски, описанного выше, стадия 83 позиционирования включает в себя подстадии перемещения платформы 74 в поддерживающей структуре под объект 7, находящийся в захвате. Стадия 85 перемещения включает в себя перемещение объекта с платформы 74 к продольному конвейеру 71, прикрепленному под портальным блоком 3, и перемещение объекта продольным конвейером к краю складской площади. Кроме того, способ может включать в себя подстадию для удержания устройства 10 продольного конвейера, расположенного на краю складской площади, в стационарном состоянии по меньшей мере в то время, когда объект перемещается с продольного конвейера 71 на устройство 10 продольного конвейера.

Таким образом, устройство продольного конвейера может быть выполнено с возможностью взаимодействия с управляющей системой 4. Практической реализацией является организация взаимодействия через систему 41 управления складом.

Подвесная роботизированная система в соответствии с настоящим изобретением позволяет взять одиночный объект (коробку, шину или другой штабелируемый объект) из середины штабеля объектов и относительно быстро переместить его к краю складской площади или даже дальше от края складской площади. Захват 5 быстро становится свободным для следующей операции. Кроме того, настоящее изобретение позволяет более гладко и универсально использовать склад, поскольку раньше было предпочтительно, чтобы один штабель на складе состоял только из одного вида продуктов для их относительно быстрого подбора. Настоящее изобретение позволяет штабелю объектов включать в себя много видов продуктов, например, поделенных на коробки, и по-прежнему обеспечивает скорость подбора одной коробки. Различные типы шин, такие как зимние и летние шины, также может быть удобно хранить в одном штабеле. Кроме того, настоящее изобретение позволяет легче и быстрее поддерживать складскую ситуацию, поскольку оставшийся штабель объектов может легко оставаться неизменным после подбора.

Из вышеприведенных примеров очевидно, что вариант осуществления настоящего изобретения может быть создан с использованием множества различных решений. Как упоминалось выше, настоящее изобретение относится к подбору и доставке всех видов штабелируемых объектов (коробок, автомобильных шин и т.д.). Платформа 15, 74 может быть, например, пластинчатой или каркасной структурой. Способ работы системы может включать в себя стадию направления средства 9 переноски и/или захвата 5 к определенному положению на портальном блоке, если имеются моменты, когда не нужно подбирать объект/объекты. Также очевидно, что настоящее изобретение не ограничено примерами, упомянутыми в настоящем документе, но может быть реализовано во многих других различных вариантах осуществления в пределах объема формулы изобретения.

Реферат

Изобретение относится к роботизированным системам, используемым для перегрузки грузов на складской площади. Подвесная роботизированная система для перемещения штабелируемых объектов (7) включает в себя портальный блок (3), выполненный с возможностью перемещения над объектами, расположенными на складской площади (1), захват (5), прикрепленный к портальному блоку (3) и выполненный с возможностью перемещения вдоль портального блока, управляющую систему для управления перемещениями портального блока (3) и захвата (5). Система также включает в себя платформу, которая приспособлена быть позиционированной у захвата (5) в непосредственной близости и ниже объекта/штабеля объектов (7), удерживаемых в захвате, для освобождения одного объекта из захвата (5) на платформу, и средства переноски для перемещения объекта с платформы к краю складской площади (1). Средства переноски включают в себя переносящий элемент для перемещения объекта с платформы и переносчик, который присоединен к портальному блоку (3) и выполнен с возможностью перемещения вдоль портального блока к позиции, в которой находится захват (5), и дальше, причем упомянутая платформаи переносящий элемент соединены с переносчиком. Изобретение обеспечивает повышение производительности системы. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

Формула