ES2293404T3 - Procedimiento y aparato para la manipulacion y reemplazo de unidades de carga como cajas, contenedores postales o similares. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para manipulación y desplazamiento de unidades de carga (UC1...UCN) que contienen artículos que han de ser recogidos y que, en cada ciclo de manipulación, deben ser llevadas a un área de trabajo en una secuencia preestablecida, en el que una pluralidad de primeras unidades de carga (UC1...UCN) son colocadas en una fila sobre una bahía, y en el que nuevas unidades de carga vacías (5) son colocadas sobre una línea al lado de dicha bahía, siendo colocada cada una junto a la unidad de carga (UC1...UCN) que ha de ser reemplazada y es activada para empujar dicha unidad de carga fuera de la bahía, hacia dispositivos de recogida (3), ocupando la posición previamente ocupada por la unidad de carga quitada; caracterizado porque dicho procedimiento incluye las siguientes etapas: * las unidades de carga (UC1...UCN) para un primer ciclo de manipulación están colocadas en orden aleatorio sobre una bahía; * las unidades de carga (5) para el segundo ciclo de manipulación son recogidas de un almacén en una secuencia que optimiza la ruta de los dispositivos de recuperación; * cada unidad de carga (5) para el segundo ciclo está colocada junto a la unidad de carga (UC1...UCN) para el primer ciclo que ha de ser manipulada, y dicha unidad de carga del primer ciclo (UC1...UCN) es empujada hacia medios (3) diseñados para dirigirla al área de trabajo, usando la unidad de carga (5) del segundo ciclo para empujarla en la secuencia preestablecida correcta hacia dichos medios de recogida (3); * Unidades de carga de servicio son recirculadas desde y hacia un amortiguador específico si las unidades de carga posteriores requeridas para expulsar las de la secuencia actual son insuficientes o faltan temporalmente; * se repite el mismo procedimiento con las otras unidades de carga, en la secuencia en la que deben ser llevadas al área de trabajo.
Description
Procedimiento y aparato para la manipulación y
reemplazo de unidades de carga como cajas, contenedores postales o
similares.
La invención se refiere a un procedimiento para
la manipulación y reemplazo de unidades de carga según el preámbulo
de la reivindicación 1 como contenedores postales, cestos, cajas y
similares en el que, para desplazar un contenedor lleno y
reemplazarlo con uno vacío, el contenedor vacío se usa como
empujador para quitar el contenedor que ha de ser recogido sin
cambiar su geometría original. Por ejemplo, el procedimiento según
la invención puede usarse en sistemas de clasificación postal,
donde un contenedor debe ser reemplazado por uno vacío siempre que
haya sido llenado un contenedor de correo que ha de ser enviado a un
cierto destino.
Otra aplicación es la de distribución masiva o
gestión de pedidos, por ejemplo en el caso de almacenes de piezas
de repuesto, donde varios productos diferentes tienen que ser
tomados del mismo número de contenedores para cada pedido, y los
contenedores deben ser transportados al operario en un orden
predeterminado.
Existen numerosas situaciones en las que tienen
que ser desplazadas unidades de carga como cajas, contenedores y
similares, y se conocen diferentes soluciones para este
propósito.
Por ejemplo, se conoce el aparato de
clasificación, usado principalmente para correo, que descarga
automáticamente paquetes y cartas dentro de contenedores diseñados
para recibir el correo que ha de ser enviado a un cierto
distrito.
En grandes instalaciones estos contenedores son
numerosos, a menudo ascendiendo a varios cientos, y siempre que se
llenan tienen que ser recogidos y reemplazados por el mismo número
de contenedores vacíos.
Esta operación habitualmente se realiza a mano,
lo que implica esfuerzo y desperdicio de tiempo.
También se conocen instalaciones con almacenes
dinámicos, en las que una o más estructuras móviles (máquinas de
almacenamiento y recuperación y similares) se desplazan a lo largo
de dos o más filas de estanterías para recoger cajas o contenedores
de material almacenados a diferentes niveles, llevarlos a un área
donde se recogen las partes necesarias y el operario prepara el
material pedido para su despacho, y volver a colocarlos en las
estanterías.
En este caso las cajas son manipuladas
mecánicamente; la estructura móvil (máquina de almacenamiento y
recuperación o similar) o robot recoge las cajas del almacén, las
deposita cerca del operario, y después las recoge y las devuelve a
su posición original.
Este sistema implica desperdicio de energía y
tiempos de gestión más prolongados, porque la máquina debe realizar
un viaje para llevar el contenedor entrante y un viaje posterior
para recoger los contenedores salientes del área donde está situado
el operario y devolverlos al estante.
El documento U.S.4.010.594 desvela un
procedimiento para la manipulación y reemplazo de unidades de carga
en el que dichas unidades de carga que han de ser reemplazadas son
colocadas sobre una bahía para recibir el contenido, donde dicho
procedimiento incluye las siguientes etapas:
- \bullet
- nuevas unidades de carga vacías son colocadas en una línea de espera al lado de dicha bahía, siendo colocada cada una junto a la unidad de carga que ha de ser reemplazada;
- \bullet
- a medida que se llena cada unidad de carga en la bahía, la unidad de carga correspondiente presente en la línea de espera es activada para empujar la unidad de carga llena fuera de la bahía, hacia dispositivos de recogida, ocupando la posición previamente ocupada por la unidad de carga quitada;
- \bullet
- se hace que las unidades de carga vacías colocadas en la línea de espera aguas arriba de la unidad empujada sobre la bahía avancen un intervalo;
- \bullet
- una nueva unidad de carga vacía es colocada en la línea de espera si es necesario, aguas arriba de las que acaban de avanzar un intervalo.
Este documento también enseña un aparato para la
manipulación y reemplazo de unidades de carga en una instalación,
que comprende medios diseñados para avanzar segundas unidades de
carga a lo largo de una línea de espera hasta que cada una de ellas
es colocada contra medios de detención móviles; medios empujadores
diseñados para enganchar dichas segundas unidades de carga en dicha
línea de espera y empujarlas contra dichas primeras unidades de
carga colocadas en dicha bahía, para empujarlas hacia dispositivos
de recogida y ocupar el lugar previamente ocupado por dichas
primeras unidades de carga; medios diseñados para avanzar un
intervalo las segundas unidades de carga vacías en dicha línea de
espera que son colocadas aguas arriba de dicha unidad de carga
introducida sobre la bahía.
La presente invención, que entra en este sector,
se refiere a un procedimiento para la manipulación y desplazamiento
de una unidad de carga, según la reivindicación 1 adjunta.
Para aclarar la invención, a continuación se
describirán detalladamente dos realizaciones del procedimiento: una
relacionada con la manipulación de contenedores asociados con una
instalación de clasificación de correo y la otra con preparación de
pedidos en un almacén de piezas de repuesto o un almacén de pedidos
por correo.
La descripción ofrecida a continuación, que está
provista a modo de ejemplo pero no de limitación, se refiere a los
dibujos anexos en los que:
la figura 1 ilustra esquemáticamente un área de
transferencia de unidades de carga en una instalación que usa un
procedimiento que no forma parte de la presente invención;
las figuras 2 y 3 ilustran esquemáticamente la
línea de unidades de carga vacías en una instalación que usa un
procedimiento que no forma parte de la presente invención;
las figuras 4 y 5 ilustran esquemáticamente el
carro que desplaza la unidad de carga en una instalación;
la figura 6 ilustra esquemáticamente el sistema
por medio del cual los empujadores instalados en el carro enganchan
las unidades de carga vacías y hacen que empujen las unidades llenas
que han de ser quitadas;
la figura 7 ilustra esquemáticamente un área de
transferencia de unidades de carga en una instalación de preparación
de pedidos que usa un procedimiento según la invención.
Tal como se muestra en la figura 1, el nº 1
indica una línea de bahías en las que están colocadas unidades de
carga 2 en la etapa de llenado, separadas a intervalos
predeterminados.
Estas unidades pueden ser cajas, contenedores de
correo o similares.
Aguas abajo de la bahía hay un dispositivo de
recolección y recogida 3 que puede ser, por ejemplo, una rampa o
una cinta transportadora, mientras que aguas arriba de la línea de
bahías está la línea de envases vacíos, mostrada como 4, a lo largo
de la cual llegan las unidades de carga vacías 5.
Las unidades de carga vacías adoptan una
posición junto a las unidades 2 en la etapa de llenado, con el mismo
intervalo entre ellas que éstas.
La línea de envases vacíos está constituida por
un transportador que puede ser, por ejemplo, un transportador de
rodillos de fricción accionado por motor 10 asociado con un conjunto
de medios de detención 11, que están colocados en la ruta de las
unidades de carga entrantes y detienen a cada una de ellas en una
posición que corresponde a la de las unidades de carga en la etapa
de llenado en las bahías de la línea 1.
Alternativamente, la línea de envases vacíos
puede estar constituida por una cinta transportadora 12, con
soportes elevables interpuestos 13 u otros medios móviles.
Estos medios de detención pueden ser clavijas u
otros elementos de detención que son móviles verticalmente y se
insertan entre los rodillos o entre las cintas del transportador
para enganchar y bloquear la unidad de carga entrante en el
intervalo correcto.
Dichos medios de detención se desplazan
independientemente entre sí de manera que, cuando una unidad de
carga es enviada desde la línea de envases vacíos a la línea de
bahías, todas las unidades de carga situadas aguas abajo de la
interesada son bloqueadas, y todas aquellas situadas aguas arriba de
ella se desplazan hacia adelante un intervalo de manera que ocupan
el espacio ocupado previamente por éstas. Por lo tanto, las unidades
5 sólo serán reemplazadas en la última posición de la cola.
El aparato también está asociado con un carro 7,
accionado por un motor 6, que se desplaza a lo largo de toda el
área de llenado y descarga, paralelo a la dirección de avance de las
unidades.
Este carro de desplazamiento lateral puede estar
instalado en el lateral o encima de la línea de envases vacíos.
La configuración con el carro instalado encima
de la línea permite el uso bilateral del sistema, como se ilustra
esquemáticamente en la figura 6, en la que una línea de envases
vacíos 13 sirve a dos líneas de bahías 14 y 15, y las unidades de
carga llenas pueden ser empujadas hacia uno u otro de los sistemas
de recolección.
La colocación lateral del carro sólo permite que
se realice una instalación monolateral, pero es mucho más compacta
en términos de altura.
Para el uso de la instalación, la primera
operación es colocar una unidad de carga vacía en cada bahía.
Mientras estas unidades están siendo llenadas,
por ejemplo mediante una instalación de clasificación de correo
instalada encima de la línea u otro sistema, nuevas unidades de
carga avanzan sobre la línea de envases vacíos, colocadas a los
mismos intervalos que las unidades que hay sobre las bahías.
Cuando una unidad de carga que hay sobre la
línea de bahías ha sido llenada y está preparada para ser evacuada,
el carro 7, que se desplaza paralelo a la línea de bahías, adopta
una posición al lado de la unidad que ha de ser reemplazada y
desplaza la unidad de carga vacía correspondiente, haciéndola
deslizar contra la unidad de carga recién llenada, que es empujada
por la unidad de carga vacía hacia la línea de evacuación 3.
De este modo se quita la unidad de carga llena,
y simultáneamente es reemplazada por una nueva.
La máquina, controlada por un sistema de control
electrónico como un PLC o similar, hace que las unidades de carga
avancen un intervalo P a lo largo de la línea de envases vacíos que
están colocados aguas arriba del área donde acaba de tener lugar la
recogida, mientras que una nueva unidad de carga avanzará para
cubrir la última posición, que permanece vacía, en la última bahía,
para restaurar la posición inicial del sistema.
El sistema de control monitoriza el avance de la
línea de evacuación 3, por medio de codificadores o similares,
gestionando la posición de la unidad de carga que se desplaza
íntegramente con la línea 3 y las precedencias sobre la línea entre
las unidades de carga en tránsito y las que abandonan las bahías,
deteniendo el desplazamiento del carro si es necesario o enviándolo
a otra posición de salida que requiera reemplazo, y en la que se han
resuelto los problemas prece-
dentes. Por consiguiente, el sistema de control también conoce la ruta de la unidad de carga que abandona el sistema.
dentes. Por consiguiente, el sistema de control también conoce la ruta de la unidad de carga que abandona el sistema.
A continuación examinaremos el caso de
aplicación del procedimiento para preparación de pedidos, por
ejemplo en una organización en la que el operario debe recoger
artículos que han de ser despachados, como un negocio de pedidos
por correo o un almacén de piezas de repuesto, tomando cada uno de
dichos artículos de un contenedor diferente en una secuencia
preestablecida de manera que, por ejemplo, los artículos más pesados
pueden ser colocados primero en el fondo del paquete que ha de
enviarse, seguidos de los más ligeros.
Supongamos, por ejemplo, como se muestra en la
figura 7, que las unidades de carga UC1...UC8 que contienen los
diversos artículos requeridos para formar el pedido, que han sido
recogidos de un almacén, están colocados en la línea de bahías en
orden aleatorio para optimizar la recogida del almacén sin tener que
activar viajes de recogida de acuerdo con la secuencia
preestablecida.
Estas unidades de carga, que pueden ser unidades
de cajones, cestos o similares, son transferidas sobre una cinta
transportadora 3 que los lleva a la ubicación del operario de
preparación de pedidos en una secuencia precisa.
Supongamos, por ejemplo, que para el propósito
de preparación de pedidos los artículos contenidos en la unidad de
carga nº UC4 tienen que ser recogidos en primer lugar, seguidos de
los de la unidad de carga nº UC1, luego los de las unidades
n^{os} UC3, UC5 en sucesión, etc.
El sistema de control electrónico que gestiona
la instalación también memoriza los artículos relacionados con el
siguiente pedido que ha de ser satisfecho, y activa los diversos
elementos de equipo para recoger las unidades de carga requeridas
desde el almacén y llevarlas a la línea de bahías. Un amortiguador
de cajas de servicio, que pueden estar vacías, estará colocado
aguas arriba del sistema, y las unidades de carga pueden ser
tomadas de él si la siguiente secuencia está constituida por un
número de unidades de carga menor que la precedente, o en ausencia
temporal de más unidades de carga.
Las unidades de carga para el segundo pedido son
recogidas del almacén en una secuencia que permite que los carros o
los dispositivos de recogida del almacén sigan una ruta
optimizada.
Cuando la primera unidad de carga para el
segundo pedido es recogida, es transportada al lado de la línea de
bahías junto a la primera unidad de carga para el primer pedido que
ha de ser evacuada: en este caso específico junto a la unidad de
carga nº UC4.
Los empujadores transfieren a la línea de bahías
la unidad de carga para el segundo pedido, que empuja hacia fuera
la unidad de carga UC4 para el primer pedido; dicha unidad UC4 es
transferida luego al transportador 3 y transportada al área de
preparación de pedidos.
La siguiente unidad de carga del segundo pedido,
que se elije siempre con vistas a optimizar la ruta del sistema de
aguas arriba, es colocada junto a la segunda unidad de carga para el
primer pedido que ha de ser recogida: en este caso específico junto
a la unidad nº UC1, que es transferida así a la cinta transportadora
3.
Todas las unidades de carga relacionadas con el
primer pedido son transferidas gradualmente, en la secuencia
correcta, al transportador 3, y son reemplazadas por las unidades de
carga para el segundo pedido que, al final del procedimiento,
estarán colocadas sobre la línea de bahías en orden aleatorio.
A partir de los datos relacionados con el
siguiente pedido, la máquina repite luego el ciclo recogiendo las
unidades de carga para el tercer pedido en la secuencia que optimiza
la ruta, y las transfiere a la línea de bahías para empujar las
unidades de carga para el segundo pedido sobre la cinta
transportadora en la secuencia requerida.
Como resultará evidente con claridad a partir de
la descripción proporcionada, el procedimiento según la invención
ofrece ventajas considerables.
En particular, casi elimina el tiempo
improductivo para los reemplazos (los cuales, en los procedimientos
según el estado de la técnica, se deben a operaciones que implican
la extracción de la unidad de carga de la bahía, el desplazamiento
de la máquina y el retorno de la nueva unidad de carga a la bahía) y
reduce las rutas y los mecanismos cinemáticos y los desplazamientos
de las partes móviles de la maquinaria en términos absolutos, con
menor consumo de energía, mayores valores dinámicos de la maquinaria
(velocidad y aceleración), y una reducción de estructuras de apoyo
de carga y del desgaste.
Las ventajas que se obtienen de esta invención
son, por lo tanto, un considerable incremento de productividad, una
reducción de trabajo, una reducción de mantenimiento, bajo consumo
de energía, una reducción del espacio requerido al final del
recorrido, siendo iguales los contenedores almacenados, y por último
pero no lo menos importante, una reducción considerable de las
inversiones requeridas.
Un experto en la materia podría concebir
diversas modificaciones y variaciones, las cuales debe considerarse
que entran todas dentro del ámbito de las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (2)
1. Procedimiento para manipulación y
desplazamiento de unidades de carga (UC_{1}...UC_{N}) que
contienen artículos que han de ser recogidos y que, en cada ciclo
de manipulación, deben ser llevadas a un área de trabajo en una
secuencia preestablecida, en el que una pluralidad de primeras
unidades de carga (UC_{1}...UC_{N}) son colocadas en una fila
sobre una bahía, y en el que nuevas unidades de carga vacías (5) son
colocadas sobre una línea al lado de dicha bahía, siendo colocada
cada una junto a la unidad de carga (UC_{1}...UC_{N}) que ha
de ser reemplazada y es activada para empujar dicha unidad de carga
fuera de la bahía, hacia dispositivos de recogida (3), ocupando la
posición previamente ocupada por la unidad de carga quitada;
caracterizado porque dicho procedimiento
incluye las siguientes etapas:
- \bullet
- las unidades de carga (UC_{1}...UC_{N}) para un primer ciclo de manipulación están colocadas en orden aleatorio sobre una bahía;
- \bullet
- las unidades de carga (5) para el segundo ciclo de manipulación son recogidas de un almacén en una secuencia que optimiza la ruta de los dispositivos de recuperación;
- \bullet
- cada unidad de carga (5) para el segundo ciclo está colocada junto a la unidad de carga (UC_{1}...UC_{N}) para el primer ciclo que ha de ser manipulada, y dicha unidad de carga del primer ciclo (UC_{1}...UC_{N}) es empujada hacia medios (3) diseñados para dirigirla al área de trabajo, usando la unidad de carga (5) del segundo ciclo para empujarla en la secuencia preestablecida correcta hacia dichos medios de recogida (3);
- \bullet
- Unidades de carga de servicio son recirculadas desde y hacia un amortiguador específico si las unidades de carga posteriores requeridas para expulsar las de la secuencia actual son insuficientes o faltan temporalmente;
- \bullet
- se repite el mismo procedimiento con las otras unidades de carga, en la secuencia en la que deben ser llevadas al área de trabajo.
2. Procedimiento para manipulación y
desplazamiento de unidades de carga según la reivindicación 1, en el
que:
- \bullet
- cuando la primera unidad de carga (5) para el segundo pedido es recogida, es transportada al lado de la línea de bahías junto a la primera unidad de carga (UC_{4}) para el primer pedido que ha de ser evacuada;
- \bullet
- un empujador transfiere a la línea de bahías la unidad de carga (5) para el segundo pedido, que empuja hacia fuera la unidad de carga (UC_{4}) para el primer pedido;
- \bullet
- dicha unidad (UC_{4}) es transferida luego al transportador (3) y transportada al área de preparación de pedidos;
- \bullet
- la siguiente unidad de carga (5) del segundo pedido, es colocada junto a la segunda unidad de carga (UC1) para el primer pedido que ha de ser recogida;
- \bullet
- todas las unidades de carga (UC_{1}...UC_{N}) relacionadas con el primer pedido son transferidas gradualmente, en la secuencia correcta, al transportador (3), y son reemplazadas por las unidades de carga (5) para el segundo pedido que, al final del procedimiento, estarán colocadas sobre la línea de bahías en orden aleatorio.
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