Vorrichtung zur Feinpositionierung von Regalstapelgeräten gegenüber dem Regal, sowie Verfahren zu ihrem Betrieb
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feinpositionierung von Regalstapelgeräten in bezug auf das Regal, welche Geräte an horizontal motorisch bewegbaren Säulen vertikal motorisch bewegbare Hubwagen mit verschiebbaren Lastaufnahmemitteln besitzen, sowie ein Verfahren zum Betrieb dieser Vorrichtung.
Es ist bekannt, mittels photoelektrischer Einrichtungen, die an Regalbedienungsgeräten und Stapelkranen angebracht sind und mit an den Regalfächern angebrachten Reflex-Marken zusammenwirken, die Lastgabeln der vorerwähnten Geräte - entweder leer oder auch mit einer Last besetzt - an die Regalfächer heranzuführen, so dass durch Verschieben der Gabel ein Eine oder Auslagern der Last möglich ist. Weiter ist bekannt, die Anfahrgenauigkeit dadurch zu erhöhen, dass die Geschwindigkeit vor Erreichen des Zielpunktes herabgesetzt wird.
Der Nachteil dieser Einrichtungen ist der, dass Ver tikal- und Horizontalfahrt nur nacheinander durchgeführt werden können. Wenn beide Bewegungen gleichzeitig ablaufen sollen, müssen die Markierungen entlang der Fahr- oder Hubbahn angebracht sein, was ebenfalls bereits bekannt ist.
Da die Markierungen in diesem Fall nicht an den einzelnen Fächern angebracht sind, muss damit gerechnet werden, dass die Lage der Gabel zum Fach nicht hinreichend genau definiert ist. Besonders bei hohen Lagern können beträchtliche Abweichungen vorkommen, wodurch wegen der dann notwendigen grossen Toleranzen die Fächer entsprechend vergrössert werden müssen. Damit wird die Raumausnutzung erheblich verschlechtert.
Die bekannten Einrichtungen dienen zur Grobpositionierung. Für eine Feinpositionierung, die sich an den Fächern orientiert, sind gleichfalls schon Vorschläge gemacht worden, wobei solche Feinpositioniemngen für Aufzüge bekannt sind.
Nach einem älteren Vorschlag werden an den anzufahrenden Stellen des Regals zwei Leitmittel, wie Reflektorflächen, Kondensatorplatten, Induktionsdrähte im Abstand der gewünschten Toleranz angeordnet, denen Empfänger, Kondensatorplatten oder Spulen auf dem Lastaufnahmemittel des Regalbedienungsgerätes zugeordnet sind. Diese Empfangsmittel steuern die Fahrwerks- oder Hubmotoren in Richtung auf den Zwischenraum zwischen den Leitmitteln. Sobald der Zwischenraum erreicht ist, setzen die Empfänger die Motoren still und lassen mit den Fahrwerks- und Hubmotoren zusammenwirkende Bremsen einfallen. Der Motor steht augenblicklich still.
Voraussetzung ist, dass die Leitmittel erreicht werden, damit sie korrigierend eingreifen können. Die Abmessungen beider Leitmittel samt Zwischenraum dürfen die Breitenmasse der Pfosten oder Streben der Regale nicht überschreiten, sonst ragen sie in die Regalfächer hinein und verringern den Nutzraum.
Gemäss diesem Vorschlag kann man den Orientierungsmitteln auch Zählwerke derart zuordnen, dass diese durch die Orientierungsmittel bei der Vorbeifahrt an den Fächern ausgelöst werden und andererseits beim Erreichen des vorgegebenen Wertes das in Frage kommende Orientierungsmittel einschalten, damit bei diesem letzteren die Feinpositionierung des Lastaufnahmemittels durchgeführt wird.
Demgegenüber ist die erfindungsgemässe Vorrichtung derart ausgebildet, dass am Hubwagen oder den Lastaufnahmemitteln mindestens ein elektrisches Signalelement mit Befehlskontakten und am Regal Wirkflächen angeordnet sind, dass die Befehlskontakte des Signalelements in die Steuerung der motorischen Antriebe eingeschaltet sind, und dass besondere motorische Vorrichtungen zur Langsambewegung der Laufaufnahmemittel vorgesehen sind.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird diese Vorrichtung derart betrieben, dass der Hubwagen soweit parallel zu einer Wirkfläche bewegt wird, bis mindestens ein elektrisches Signalelement des Hubwagens durch Reflexion von ausgesandten Signalen an der Wirkfläche erregt wird, wonach die motorischen Antriebe des Hubwagens und/oder der Säulen stillgesetzt und die besonderen motorischen Vorrichtungen zur vertikalen und/oder horizontalen Langsambewegung der Lastaufnahmemittel eingeschaltet werden.
Die als Wirkfläche dienende Signalplatte kann vorteilhafterweise Rechtecksform haben. Es können drei Signalgeber vorgesehen werden, von denen zwei in einem Abstand kleiner als die Höhe der Signalplatte übereinander angeordnet sind und der dritte Signalgeber sich im Abstand kleiner als die Breite der Signalplatte von den übereinander angeordneten Signalgebern befindet und mit diesen ein gleichseitiges, mindest aber ein gleichschenkeliges Dreieck bilden kann.
Für die Korrektur der Hub- bzw. Längsbewegung des Lastaufnahmemittels bzw. des Hubwagens und der Säulen können entweder gesonderte Motore vorgesehen oder der Hub- bzw. Fahrmotor mit einer Einrichtung zum Langsamlauf ausgestattet sein.
Für die Arbeitsweise kann Voraussetzung sein, dass die Grobbewegungen erfolgen, bis wenigstens ein Signalpunkt des Signal-Dreieckes vor der Signalplatte steht.
Die Signalpunkte können mit Fotozellen bestückt sein, die einen Relaisstrom an- oder abschalten, damit der Motorenschalter betätigt wird und der gesonderte Motor oder die Zusatzeinrichtung für Langsamlauf des Hauptmotors in Betrieb gesetzt wird.
Für eine praktische Ausführung, bei der Hilfsmotore für die Korrektoren eingesetzt werden, können in einem Rahmen des Hubwagens Lastgabeln so angeordnet sein, dass sie Bewegungen nach oben und unten und nach rechts und links ausführen können. Eine solche Konstruktion lässt sich unschwer z.B. mit Spindeln, Schnekken oder Zahnstangen durchführen. Dadurch haben die Hilfsmotore die Möglichkeit, die Lastgabeln in ihrer Stellung in Feinstfahrt zu korrigieren. An den Lastgabeln bzw. an deren Träger kann ein Arm angeordnet sein, der die 3 Signalelemente trägt. Entsprechend diesem Arm können die Signalplatten an den Zwischenwänden des Regals angebracht sein.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfin du ngsgemässen Vorrichtung kann unter Verwendung von Feinfahrmotoren und einer metallischen Wirkplatte am Regal in Toleranzgrösse auf dem Hubwagen ein einziger Signalgeber vorgesehen sein, dessen als Doppelschalter ausgebildete Kontakte in einem durch eine von Hand oder automatisch zu betätigende Starttaste einzuschaltenden Stromkreis einmal in Serie zu einem Doppelschalter, dem zwei Schütze zugeordnet sind, von denen eines den Rechtslauf des Horizontal-Feinfahrmotors steuert und das andere den Startbefehl speichert, und andererseits in Serie zu einem weiteren, entsprechend den Vertikal-Feinfahrmotor steuernden Schützen zugeordneten Doppel schalter angeordnet sind.
Diese Einrichtung hat den Vorteil des geringeren apparativen Aufwandes, da nur ein Signalgeber benötigt wird. Ausserdem wird die Genauigkeitsanforderung an die Grobpositionierung kleiner, ohne dass deshalb die Raumnutzung schlechter wird. Darüber hinaus wird die Einstellung der für das Eine und Auslagern notwendigen Höhenpositionen ebenfalls durch diesen einen Signalgeber erreicht.
In der beigefügten Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt.
Es zeigen
Fig. 1 Das Stapelgerät im Ganzen vor einem Regal,
Fig. 2 in grösserem Massstab den Hubwagen,
Fig. 3 eine Übersicht über die Stellungsmöglichkeiten der Signalelemente zur Signalplatte,
Fig. 4 den Ausschnitt aus einem Regal mit einer Wirkplatte und Signalgeber,
Fig. 5 den gleichen Ausschnitt im Querschnitt,
Fig. 6 das Schaltschema,
Fig. 7 einen Regalausschnitt mit 2 Paletten,
Fig. 8 Regalausschnitte mit Wirkplatten,
Fig. 9 einen Regalausschnitt mit nebeneinanderliegenden Signalgebern.
In den Zeichnungen ist 1 das Regal, 2 das Stapelgerät, das längs Schienen 3 am Boden und/oder Schienen 4 an der Decke verfahren werden kann. Das Stapelgerät hat den Hubwagenrahmen 5, der über ein Seil durch einen nicht dargestellten Motor gehoben und gesenkt werden kann. Ebenfalls ist auch nicht der Fahrwerksmotor für die Längsfahrt an den Regalen dargestellt. Im Hubwagen befindet sich das Lastaufnahmemittel 6, im einzelnen bestehend aus einem Rahmen 6a und den Lastgabeln 6b. Diese Lastgabeln können über Zahnstangen oder Kettenantriebe in die einzelnen Regalfächer verfahren werden. Es ist jedoch von Bedeutung, dass der Rahmen 6a vermittels einer Spindel oder Zahnstange durch einen nicht dargestellten Motor seitlich verfahrbar ist und dass des weiteren noch eine Zahnstange oder Spindel vorgesehen ist, um diesen Rahmen vertikal zu bewegen.
Die Motore dafür sind nicht dargestellt. An dem Rahmen ist ein Arm 7 angesetzt.
Dieser Rahmen trägt die drei Signalelemente.
Die Zwischenwände der Regale haben an geeigneter Stelle die Signalplatten 8.
In der Schemadarstellung gemäss Fig. 3 sind die verschiedenen Stellungen dargestellt, wie sie sich durch die allgemeine Fahrweise ergeben. Voraussetzung hierbei ist, dass wenigstens ein Signalelement der Signalplatte gegenübersteht. Eine Ausgangsstellung a muss vermieden werden, weil sie undefiniert ist. Bei einer Stellung gemäss b würden die Signalelemente den Motor für die seitliche Bewegung derart einschalten, dass der Rahmen im Hubwagen nach rechts fährt, bis ein zweites Signalelement die Platte trifft. Alsdann sorgen die Signalelemente dafür, dass der Rahmen soweit gesenkt wird, bis auch das dritte Signalelement der Platte gegen übersteht und sich damit eine Endstellung, wie in dem Schema h gezeigt, ergibt.
In gleicher Weise sind die anderen Ausgangsstellungen dargestellt, und man kann ablesen, welche Schaltungen zu erfolgen haben. Diese Schaltung ist tabellarisch in Fig. 3 im Grundsatz angedeutet. Anstelle der Anordnung besonderer Motore innerhalb des Rahmens ist es, wie auch schon oben gesagt, auch möglich, den Haupthubmotor und Fahrwerksmotor mit einer Vorrichtung auszustatten, durch die diese Motore auf Langsamlauf geschaltet werden.
Schliesslich sei noch bemerkt, dass statt der rechtekkigen Wirkplatte auch eine vorbereitete Fläche des Regals gewählt werden kann, die die gleiche Aufgabe des Reflektierens übernimmt.
Erfolgt die Feinpositionierung gemäss der vorbeschriebenen weiteren Möglichkeit, so ist hierfür ein Ausführungsbeispiel in den Figuren 4 bis 9 dargestellt.
Das nicht dargestellte Regalbedienungsgerät besteht hier aus einer Säule, die in horizontaler Richtung vor dem zu bedienenden Regal 1 entlang verfahren werden kann. An dieser Säule kann ein Hubwagen > y in ver- tikaler Richtung gehoben und gesenkt werden. Auf dem Hubwagen ist eine Gabel 6b angebracht, die in ein Fach des Regales 1 ausgefahren werden kann. Die Gabel 6b besitzt einen Kontakt, der durch das Gewicht einer aufgesetzten Palette 28 betätigt wird. Die Feinpositionierung erfolgt photoelektrisch. Am Hubwagen befindet sich eine Reflexlichtschranke 29 als Signalgeber. Am Regal zu jedem Fach sind Reflektoren 30 von z. B. 100 mm Höhe und 10 bis 20 mm Breite angebracht als Wirkplatten. Der Hub beim Absenken oder Anheben der Palette im Regalfach beträgt 100 mm, die Anfahrgenauigkeit der Grobpositionierung + 50 mm.
Dies kann mit bekannten Mitteln einfach erreicht werden. Lichtschranke und Reflektoren sind so einander zugeordnet, dass bei genauer Stellung der Gabel vor dem Fach sich die Lichtschranke entweder oberhalb oder unterhalb des Reflektors befindet.
Die Gabel wird durch Fahrbefehle an die Säule und den Hubwagen so vor das gewünschte Fach gefahren, dass sich die Lichtschranke - und damit die Gabel innerhalb des Toleranzbereiches 31 befindet. Wird nun der Starttaster 32 betätigt, was von Hand oder automatisch geschehen kann, erhält das Schütz 9 Strom. Damit werden die Kontakte 10 und 12 geschlossen.
Die I Kontakte 29a der Lichtschranke 29 verharren in der gezeichneten Stellung, solange der Lichtstrahl der Lichtschranke 29 nicht den Reflektor trifft.
Das Schütz 9 hält sich über den geschlossenen Kontakt 10, auch nach Loslassen des Starttasters selbst.
Schütz 11 erhält über den mit dem Kontakt 10 verbundenen Kontakt 12 Strom und schaltet den Feinfahrmotor 13 so ein, dass die Säule nach rechts fährt. Erreicht der Lichtstrahl der Lichtschranke den Reflektor, so werden die Kontakte 29a betätigt. Schütz 9 und 11 werden stromlos und öffnen die Kontakte 10, 12.
Der Feinfahrmotor 13 wird stromlos, die Säule bleibt stehen. Befindet sich keine Palette auf der Gabel, stehen die Gabelbesetztkontakte 17, 18 in der in Fig. 6 gezeichneten Stellung. Damit erhält Schütz 14 Strom und schaltet den Feinhubmotor 15 in Richtung Senken.
Befindet sich eine Palette auf der Gabel, sind die Gabelbesetzkontakte 17, 18 betätigt und Schütz 16 erhält Strom und schaltet den Feinhubmotor 15 in Richtung Heben. Verlässt der Lichtstrahl der Lichtschranke den Reflektor am oberen bzw. unteren Rand, öffnet der Kontakt 29a und Schütz 16 bzw. 14 werden stromlos. Der Feinhubmotor 15 bleibt stehen. Schütz 11 kann nicht mehr betätigt werden, da die Kontakte 10, 12 offen sind. Damit ist die Feinpositionierung beendet. Reflektor und Lichtschranke können auch zum genauen Anheben oder Absenken der Palette im Fach herangezogen werden, nachdem die Gabel ausgefahren wurde.
Der Toleranzbereich für die Grobpositionierung in horizontaler Richtung reicht bei der erfindungsgemässen Einrichtung von einer Reflexmarke gemäss Fig. 7 zur anderen, d. h. es muss der Signalgeber, um die rechte Palette 4b aufzunehmen, von der Grobpositioniemng so hingefahren werden, dass er in dem Feld 31 zwischen den Marken 33 zu stehen kommt.
Die Toleranz in vertikaler Richtung ist gleich der Höhe der Reflektormarken 33.
Reicht diese Toleranz nicht aus und ist eine Vergrösserung der Marken in der Höhe nicht möglich, ohne die Raumausnutzung zu verschlechtern, können zwei Si Signalgeber 22 und 23 so übereinander angeordnet sein, dass beim horizontalen Verfahren wenigstens einer mit der Marke 21 an der Regalkonstruktion 20 zusammenwirkt.
Durch das dann erzeugte Signal wird die Horizontalbewegung abgeschaltet und es beginnt die Feinpositionierung in vertikaler Richtung (Fig. 8).
Die beiden Gabelhöhenstellungen können ähnlich der vorstehenden Beschreibung unterschieden werden, z. B. ist die untere Gabelstellung dann erreicht, wenn beide Signalgeber 22 und 23 Signal geben, (Fig. 8a), und die obere Gabelstellung ist erreicht, wenn der untere Signalgeber 22 durch das Heben sein Zusammenwirken mit der Marke beendet (Fig. 8b). Umgekehrt kann auch die obere Gabelstellung durch Signalgabe von beiden Signalgebern 22 und 23 gekennzeichnet sein (Fig. 8c) und die untere durch das Ende des Zusammenwirkens des oberen Signalgebers 23 mit der Marke beim Senkvorgang (Fig. 8d).
Es können die beiden Signalgeber 22 und 23 der Fig. 8 statt untereinander auch nebeneinander gemäss Fig. 9 angebracht werden. Man erreicht dadurch eine erhöhte Betriebssicherheit bezüglich des Ausfalls der beiden oder eines der beiden Signalgeber, wenn die Gabel ausgefahren ist und eine Palette aus dem Fach herausgeholt bzw. in das Fach hineingesetzt werden soll.
Wenn nämlich dann bei den vorerwähnten Anordnungen einer der Signalgeber defekt wird, wird das Erreichen der oberen bzw. unteren Gabelstellung vorgetäuscht oder die entsprechende Signalkombination wird nicht erreicht. Dadurch können schwerwiegende Betriebsstörungen verursacht werden, wie Beschädigungen des Stapelgerätes, der Regalkonstruktion sowie des zu lagernden Materials.
Um dies zu vermeiden, können gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens die durch die beiden Signalgeber erzeugten Signale derart miteinander verknüpft werden, dass nach erfolgter Feinpositionierung in horizontaler Richtung, wenn beide Geber Signal geben, und nach in Abhängigkeit vom Schaltzustand des Besetztfühlers erfolgter Einleitung des Fein- Hub- oder Senkvorganges der Lastaufnahmemittel ein Störmelderelais betätigt wird, wenn das Signal von beiden Gebern nicht innerhalb einer Zeitspanne von weniger als 1 sek verschwindet.