ES3010440T3 - Improved storage and retrieval systems - Google Patents

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ES3010440T3 ES19814226T ES19814226T ES3010440T3 ES 3010440 T3 ES3010440 T3 ES 3010440T3 ES 19814226 T ES19814226 T ES 19814226T ES 19814226 T ES19814226 T ES 19814226T ES 3010440 T3 ES3010440 T3 ES 3010440T3
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Scott Gravelle
Robert Winston Hope
Darin Rousseau
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Attabotics Inc
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Abstract

Un sistema mejorado de almacenamiento y recuperación que emplea una estructura de almacenamiento tridimensional en cuadrícula presenta estaciones de trabajo atendidas por la misma flota de vehículos robóticos que sirve a la estructura de almacenamiento, estaciones de trabajo de recorrido que utilizan los mismos vehículos robóticos para llevar unidades de almacenamiento a través de la estación de trabajo sin pasarlas a ningún otro transportador o manipulador, clasificación interna mediante navegación orquestada de los vehículos robóticos a los puntos de admisión de la estación de trabajo, sensores en los vehículos robóticos para confirmar la carga y alineación adecuadas de las unidades de almacenamiento en los mismos, mecanismos de elevación para subir los vehículos robóticos a los ejes de la cuadrícula desde una pista inferior de los mismos, uso de marcadores y escáneres para alinear los vehículos robóticos con los ejes de la cuadrícula y cortinas de luz en la estación de trabajo para seguridad de las manos, conteo de selección y detección de protrusión del contenido del contenedor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistemas de almacenamiento y recuperación mejorados
[0001] La presente invención se refiere en general a sistemas de almacenamiento y recuperación automatizados útiles en entornos de cumplimiento de pedidos.
[0002] El documento WO 2016/172793 A1 describe un sistema de almacenamiento y recuperación de mercancía al hombre que emplea una estructura de cuadrícula de almacenamiento tridimensional en la que una flota de vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación navega por un conjunto tridimensional de ubicaciones de almacenamiento en las que se encuentran contenedores respectivos u otras unidades de almacenamiento. Los vehículos de almacenamiento/recuperación se desplazan horizontalmente en dos dimensiones tanto en una disposición de carril superior cuadriculada dispuesta por encima del conjunto tridimensional de ubicaciones de almacenamiento, como en una disposición de carril inferior cuadriculada dispuesta a nivel del suelo por debajo del conjunto de ubicaciones de almacenamiento. Los mismos vehículos de almacenamiento/recuperación también atraviesan la estructura en la tercera dimensión vertical a través de ejes verticales que unen entre sí las disposiciones de carril superior e inferior. Cada columna de ubicaciones de almacenamiento es vecina de uno de estos ejes verticales, por lo que todas y cada una de las ubicaciones de almacenamiento en la cuadrícula son directamente accesibles por almacenamiento/recuperación. El documento WO 2016/172793 A1 describe las características del preámbulo de la reivindicación 1.
[0003] El objeto de esta invención es proporcionar un sistema de almacenamiento mejorado.
[0004] Este objeto se consigue mediante la materia de la reivindicación independiente 1.
[0005] Las formas de realización preferidas de la invención se reflejan en la materia de las reivindicaciones dependientes.
La figura 1 es una vista en perspectiva de una estructura de cuadrícula tridimensional de la solicitud PCT anterior mencionada anteriormente del solicitante, en la que está contenido un conjunto tridimensional de unidades de almacenamiento y a través de la cual una flota de vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación puede viajar en tres dimensiones para acceder a cada una de dichas unidades de almacenamiento.
La figura 2 es una vista en perspectiva de una estructura de cuadrícula tridimensional modificada de un sistema de almacenamiento según la presente invención.
La figura 3 es una vista en perspectiva parcial simplificada de la estructura de cuadrícula tridimensional de La figura 2 muestra un par de paredes exteriores de la estructura de cuadrícula que se intersectan en una esquina de la misma desde la que se han retirado dos estaciones de trabajo para revelar detalles de dichas paredes exteriores.
La figura 4 es una vista en perspectiva aislada de una de las estaciones de trabajo de la cuadrícula tridimensional de la figura 2 desde un lado exterior de la misma que mira hacia fuera de la cuadrícula.
La figura 5 es una vista en perspectiva aislada de la estación de trabajo de la figura 4 desde un lado interior de la misma que hacia dentro en la cuadrícula.
La figura 6 es otra vista en perspectiva aislada del lado interior de la estación de trabajo de la figura 5.
La figura 6A es una vista parcial en primer plano de la parte de la figura 6 marcada por el círculo de detalle A de la misma.
La figura 7 es una vista en planta desde arriba esquemática de la estación de trabajo de las figuras 4 a 6 y un área vecina de una disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula tridimensional en la que se instala la estación de trabajo.
La figura 8 muestra un segmento de una vía inferior de la cuadrícula tridimensional de la figura 2, a lo largo de la cual se desplaza uno de los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación.
La figura 9 es una vista parcial en primer plano de la parte de la figura 8 marcada por el círculo de detalle A de la misma.
La figura 10 es una vista en alzado que muestra uno de los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación en la vía inferior de la cuadrícula tridimensional en el punto de lanzamiento debajo de un eje vertical de la cuadrícula tridimensional a través del cual se pretente que el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación viaje hacia arriba.
La figura 11 es una vista en perspectiva del robot de la figura 10 en el punto de lanzamiento de la vía inferior. La figura 12 es una vista parcial en primer plano de la parte de la figura 10 marcada por el círculo de detalle A de la misma.
La figura 13 es una vista parcial en primer plano de la parte de la figura 11 marcada por el círculo de detalle B de la misma.
La figura 14 es otro primer plano del mismo vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación y punto de intersección de la vía inferior que la figura 12, pero con el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación elevado para acoplarse con los dientes de la vía en los miembros de bastidor verticales del eje mediante un mecanismo de elevación montado bajo la vía inferior.
La figura 15 es otro primer plano del mismo vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación y punto de intersección de la vía inferior que la figura 13, pero con el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación en la posición elevada de la figura 14.
Las figuras 16 y 17 son vistas en perspectiva superior e inferior del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación y del mecanismo de elevación de las figuras 10 a 13, pero se muestran aislados de la vía inferior y de los miembros de eje verticales.
Las figuras 18 y 19 son vistas en perspectiva superior e inferior del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación y del mecanismo de elevación de las figuras 14 y 15, pero se muestran aislados de la vía inferior y de los miembros de eje verticales.
Las figuras 20 y 21 ilustran uno de los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación y una unidad de almacenamiento compatible transportable en el mismo.
La figura 22 ilustra una cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio que emplea la misma estructura de cuadrícula tridimensional y vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación que los sistemas de almacenamiento de las figuras 1 y 2, pero con una disposición diferente de estaciones que sirven a la cuadrícula para su uso en la gestión de contenedores de transporte preembalados.
[0006] La figura 1 ilustra la estructura de cuadrícula tridimensional de la solicitud PCT anterior mencionada anteriormente del solicitante. Una disposición de vía superior en cuadrícula 10 reside en un plano horizontal elevado muy por encima de una disposición de vía inferior en cuadrícula coincidente situada en un plano horizontal inferior cercano al nivel del suelo. Entre estas disposiciones de vía superior e inferior hay un conjunto tridimensional de ubicaciones de almacenamiento, cada una de las cuales contiene una unidad de almacenamiento respectiva en la misma, por ejemplo, en forma de bandeja, contenedor o bolsa de almacenamiento de parte superior abierta o que se puede abrir/cerrar capaz de sostener cualquier variedad de bienes en la misma. Las ubicaciones de almacenamiento están dispuestas en columnas verticales, en las que las ubicaciones de almacenamiento de igual tamaño están alineadas entre sí. Cada una de dichas columnas de almacenamiento está próxima a un eje vertical a través del cual se puede acceder a sus ubicaciones de almacenamiento.
[0007] Cada disposición de vía presenta un conjunto de carriles en dirección X que se encuentran en la dirección X de un plano horizontal y un conjunto de carriles en dirección Y que cruzan perpendicularmente los carriles en dirección X en la dirección Y del plano horizontal. Los carriles cruzados definen una cuadrícula de referencia horizontal del sistema de almacenamiento, donde cada fila de cuadrícula horizontal está delimitada entre un par adyacente de los carriles en dirección X y cada columna de cuadrícula horizontal está delimitada entre un par adyacente de los carriles en dirección Y. Cada punto de intersección entre una de las columnas de cuadrícula horizontales y una de las filas de cuadrícula horizontales indica la posición de una columna de almacenamiento respectiva o un eje vertical respectivo. En otras palabras, cada columna de almacenamiento y cada eje reside en un punto de coordenadas cartesianas respectivo de la cuadrícula de referencia en un área respectiva limitada entre dos de los carriles en dirección X y dos de los carriles en dirección Y. Cada una de dichas áreas delimitadas entre cuatro carriles en cualquier disposición de vía también se denomina en el presente documento "punto" respectivo de dicha disposición de vía. El direccionamiento tridimensional de cada ubicación de almacenamiento y unidad de almacenamiento asociada en el sistema se completa con el nivel vertical dado en el que reside la ubicación de almacenamiento dada dentro de la columna respectiva. Es decir, una dirección tridimensional de cada ubicación de almacenamiento está dictada por la fila de cuadrícula horizontal, la columna de cuadrícula horizontal y el nivel de columna vertical de la ubicación de almacenamiento en la cuadrícula tridimensional.
[0008] Un miembro de bastidor vertical 12 respectivo se extiende verticalmente entre las disposiciones de vía superior e inferior en cada punto de intersección entre los carriles en dirección X y de dirección Y, cooperando de este modo con los carriles de vía para definir un marco de la estructura de cuadrícula tridimensional para contener y organizar el conjunto tridimensional de unidades de almacenamiento dentro de este marco. Como resultado, cada eje vertical del conjunto de almacenamiento tridimensional tiene cuatro miembros de bastidor verticales que abarcan la altura total del eje en las cuatro esquinas del mismo. Cada miembro de bastidor tiene conjuntos respectivos de dientes de cremallera dispuestos en serie en la dirección Z vertical de la cuadrícula tridimensional en dos lados del miembro de bastidor. Cada eje tiene así ocho conjuntos de dientes de cremallera en total, con dos conjuntos en cada esquina del eje, que cooperan con ocho ruedas de piñón en los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación para permitir el desplazamiento de los mismos entre las disposiciones de vía superior e inferior a través de los ejes de la estructura de cuadrícula tridimensional. Cada vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación 14 tiene tanto ruedas de transporte redondas para el transporte del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación sobre las disposiciones de vías superior e inferior en un modo de desplazamiento por vía, como ruedas dentadas de piñón para el desplazamiento del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación a través de los ejes equipados con cremallera en un modo de desplazamiento por eje. Cada rueda de piñón y una rueda de transporte respectiva son parte de una unidad de rueda singular combinada, extensible en una dirección exterior del vehículo para el uso de las ruedas de transporte en un modo de desplazamiento por vía en cualquier disposición de vía, y retráctil en una dirección interior del vehículo para el uso de las ruedas de piñón en un modo de desplazamiento de eje que engrana las ruedas de piñón con los dientes de cremallera de los miembros de bastidor verticales de un eje.
[0009] El marco de la estructura de cuadrícula incluye un estante respectivo en cada ubicación de almacenamiento para soportar la unidad de almacenamiento respectiva, por lo que cualquier unidad de almacenamiento 16 dada puede ser retirada de su ubicación de almacenamiento por uno de los vehículos robotizados de recuperación sin afectar a las unidades de almacenamiento por encima y por debajo de ella en la misma columna de almacenamiento. De igual modo, esto permite que una unidad de almacenamiento sea devuelta a una ubicación prescrita en cualquier nivel en el conjunto. La disposición de la vía cuadriculada inferior en la parte inferior de la cuadrícula tridimensional tiene varias estaciones de trabajo 18 distribuidas alrededor de su perímetro a las que los vehículos robotizados de recuperación 14 entregan las unidades de almacenamiento extraídas de las columnas de almacenamiento. Excepto por las diferencias explícitamente descritas en el presente documento, el marco de la estructura de cuadrícula tridimensional, los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación, su desplazamiento sobre las disposiciones de vía superior e inferior y a través de los ejes, y su transición entre los modos de desplazamiento por vía y de desplazamiento por eje son los mismos que se describen en la solicitud PCT anterior mencionada anteriormente del solicitante.
[0010] La figura 2 muestra una forma modificada de la estructura de cuadrícula tridimensional anterior, que presenta una vez más las disposiciones de vía superior e inferior y los miembros de bastidor verticales que se extienden entre ellos para transportar estantes en las ubicaciones de almacenamiento para el soporte de las unidades de almacenamiento en las mismas, y también transportar los dientes de cremallera acoplables por las ruedas de piñón de los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación para permitir al desplazamiento vertical de una totalidad de cada vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación a través de cualquiera de los ejes. El estante puede tener la forma de paneles o carriles con bridas en los tres lados de la columna de almacenamiento distintos del cuarto lado adyacente al eje que se abre al eje de acceso vecino desde el cual los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación acceden a las unidades de almacenamiento de esa columna, por lo que este cuarto lado abierto permite la inserción y retirada del brazo de torreta retráctil de cada vehículo en la columna de almacenamiento para tirar y empujar las unidades de almacenamiento hacia dentro y fuera de la columna de almacenamiento a través del acoplamiento con los lados inferiores de las unidades de almacenamiento.
[0011] Como se describe en la solicitud PCT anterior mencionada anteriormente del solicitante, un subconjunto de los ejes verticales ubicados en el perímetro exterior pueden ser "ejes ascendentes" que se utilizan para el desplazamiento hacia arriba de los vehículos robotizados de almacenamiento a través de los mismos desde la disposición de carril inferior a la disposición de carril superior después de haber entregado una unidad de almacenamiento a una de las estaciones de trabajo 18, mientras que otros ejes verticales son "ejes descendentes" que están dedicados al desplazamiento hacia abajo de los vehículos robotizados de almacenamiento a través de los mismos desde la disposición de carril superior durante la recuperación de una unidad de almacenamiento del conjunto de almacenamiento tridimensional, o el retorno de una unidad de almacenamiento de vuelta al conjunto tridimensional después de haber entregado previamente la unidad de almacenamiento a una de las estaciones de trabajo 18 para una recogida, reabastecimiento u otra operación.
[0012] La estructura de cuadrícula tridimensional de la figura 2 difiere de la de la figura 1 en que se han añadido paneles de revestimiento 20 a los miembros de bastidor verticales en el perímetro exterior de la estructura de cuadrícula para crear paredes laterales exteriores que cierran sustancialmente los cuatro lados de la estructura de cuadrícula, ocultando visualmente de este modo el interior de la misma, y en que los miembros de bastidor verticales 12 incluyen segmentos superiores 22 de los mismos que sujetan verticales los carriles de los miembros de vía superiores en los puntos de intersección de los mismos, y que ocultan la vía superior de la vista en la vista amplia particular de la estructura de cuadrícula mostrada en la figura 2. Estos segmentos superiores del eje pueden usarse para el montaje de hardware de estación de carga mediante el cual los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación pueden recargarse cuando sea necesario. Sin embargo, la estructura y el propósito de la disposición de la vía superior y la forma de los ejes y columnas de almacenamiento dentro de la estructura de cuadrícula por los miembros de bastidor verticales están bien documentados en la solicitud PCT anterior del solicitante y, por lo tanto, no requieren una ilustración o explicación detallada en el presente documento.
[0013] Volviendo ahora a las figuras 3 a 6, se presta atención a la estructura de las estaciones de trabajo 18 y a la interacción con las mismas por los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación. Con el fin de una simplificación ilustrativa, la figura 3 omite gran parte de la estructura de cuadrícula. Sin embargo, se muestra un carril de dirección X 24 y un carril de dirección Y 26 de la disposición de vía inferior 28 que forman dos lados exteriores de la disposición de vía inferior y se intersectan en una esquina exterior respectiva de la estructura de cuadrícula. Del resto de la disposición de la vía inferior, solo se muestran las patas de soporte 30 que elevan estos dos carriles particulares del suelo. Entre los miembros de bastidor verticales 12 de la estructura de cuadrícula, solo se muestran los que se mantienen verticales desde dos carriles ilustrados 24, 26 en estos dos lados exteriores de la estructura de cuadrícula, y se omiten los segmentos superiores 22 de estos miembros de bastidor verticales 12. Alrededor del perímetro completo de la estructura de cuadrícula, los paneles de revestimiento 20 no se extienden completamente hacia abajo hasta la vía inferior 28, sino que terminan en una relación ligeramente elevada sobre la misma de manera que los segmentos inferiores 32 de los miembros de bastidor verticales que se unen a y se mantienen verticales desde los carriles de la disposición de vía inferior se dejan sin revestir. Esto deja un espacio abierto 34 entre los segmentos inferiores 32 de cada par adyacente de miembros de bastidor verticales 12. Estos espacios abiertos 34 permiten que los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación 14 entren y salgan de la estructura de cuadrícula tridimensional en la vía inferior 28 de la misma, y por lo tanto la transición entre la estructura de cuadrícula tridimensional y las estaciones de trabajo 18.
[0014] Como se explica con más detalle a continuación, esto permite una solución novedosa para el cumplimiento de pedidos de mercancías al hombre, donde un vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación capaz de desplazarse en tres dimensiones proporciona el único medio de transporte de la unidad de almacenamiento a lo largo de toda una operación de recogida de pedidos, desde la recuperación inicial de la unidad de almacenamiento desde cualquier lugar en el espacio tridimensional de la cuadrícula, a través de la entrega de la unidad de almacenamiento a la estación de trabajo, incluyendo la presentación de la unidad de almacenamiento a un recolector humano o robótico en la estación de trabajo, y el retorno posterior de la unidad de almacenamiento de vuelta en cualquier ubicación tridimensional en la cuadrícula, sin que la unidad de almacenamiento nunca se descargue del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación y se transporte por un transportador, plataforma giratoria u otro mecanismo de transición separado.
[0015] Las figuras 4 a 6 ilustran una de las estaciones de trabajo 18 aislada de la cuadrícula de almacenamiento tridimensional. Cada estación de trabajo 18 presenta una vía inferior en cuadrícula 36 que presenta un par de carriles longitudinales 38a, 38b que recorren una longitud de la estación de trabajo 18. La vía inferior también presenta un conjunto de carriles transversales 40a-40f que interconectan perpendicularmente los carriles longitudinales 38 entre sí en partes internas espaciadas regularmente a lo largo de los mismos. Estos carriles son del mismo tipo utilizado en las disposiciones de vía superior e inferior en cuadrícula de la estructura de cuadrícula tridimensional, y la separación entre los carriles longitudinales coincide con la separación entre los carriles transversales y es igual a la separación entre carriles empleada entre los carriles de las disposiciones de vía superior e inferior de la estructura de cuadrícula tanto en la dirección X como en la Y de la misma. Por consiguiente, los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación pueden atravesar la vía inferior de la estación de trabajo de la misma manera que las disposiciones de vía superior e inferior de la cuadrícula tridimensional. La vía inferior de la estación de trabajo está soportada en una relación ligeramente elevada por encima del nivel del suelo por la pata de soporte 30 que pende hacia abajo desde la vía inferior en los puntos de intersección de los carriles longitudinales y los carriles transversales. Estas patas de soporte 30 son del mismo tipo y altura que las que soportan la disposición de vía inferior de la cuadrícula tridimensional, por lo que la vía inferior 36 de la estación de trabajo reside a la misma elevación que la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula tridimensional para formar una vía de extensión coplanar que se extiende desde la misma.
[0016] La estación de trabajo presenta una rampa 42 montada en la vía inferior y que abarca longitudinalmente de extremo a extremo de la misma desde uno de los carriles transversales 40a en un primer extremo de los carriles longitudinales hasta un último de los carriles transversales 40f en un segundo extremo opuesto de los carriles longitudinales. La rampa presenta una primera pared de extremo 44 que se mantiene vertical desde el primer carril transversal, una segunda pared de extremo 46 que se mantiene vertical desde el último carril transversal en relación opuesta y paralela a la primera pared de extremo, una pared lateral exterior más larga 48 que se extiende longitudinalmente entre las paredes de extremo en relación perpendicular a las mismas en un exterior 38b de los carriles longitudinales, y un panel de cubierta superior 50 que se extiende longitudinalmente entre las paredes de extremo y a lo largo del borde superior de la pared lateral exterior. Un lado inferior del panel de cubierta 50 define un techo interior de la rampa 42, mientras que un lado superior opuesto del panel de cubierta define un plano de trabajo 50a para ser explotado por trabajadores humanos o robóticos durante la recogida, el reabastecimiento u otras funciones de trabajo que pueden realizarse en la estación de trabajo 18.
[0017] Cada área cuadrada delimitada entre los dos carriles longitudinales 38a, 38b y cualquier par adyacente de los carriles transversales 40a-40f se denomina "punto" respectivo a lo largo de la vía inferior de la estación de trabajo. El punto situado inmediatamente adyacente a la primera pared de extremo 44 de la rampa 42 y unido entre el primer y segundo carriles transversales 40a, 40b en el primer extremo de la rampa se denomina punto de entrada Sen de la estación de trabajo, ya que es aquí donde un vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación entra en la rampa montándose sobre estos primer y segundo carriles transversales 40a, 40b desde un par respectivo de carriles alineados con estos en la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula. En el segundo extremo opuesto de la rampa, el punto situado inmediatamente adyacente a la segunda pared de extremo 46 entre el penúltimo y último carriles transversales 40e, 40f se denomina punto de salida S<x>, ya que aquí es donde el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación sale de la rampa y vuelve a entrar en la cuadrícula tridimensional al salir de estos último y penúltimo carriles transversales en otro par respectivo de carriles alineados con el mismo en la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula.
[0018] Con referencia a la figura 3, la estación de trabajo en el lado derecho de la figura tiene su dirección longitudinal en la dirección Y de la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula, de manera que esta estación de trabajo tiene sus carriles longitudinales 38a, 38b en la dirección Y, y sus carriles transversales 40a-40f en la dirección X. El primer y segundo carriles transversales 40a, 40b de la vía inferior de la estación de trabajo forman extensiones en línea paralelas de un primer par de carriles en dirección X de la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula, y el último y penúltimo carriles transversales 40e, 40f forman igualmente extensiones en línea paralelas de un segundo par de carriles en dirección X de la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula. Por consiguiente, un vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación puede desplazarse a lo largo de un par de carriles en dirección X de la disposición de vía inferior a través del espacio abierto sin recubrimiento 34 entre los dos miembros de bastidor verticales en los extremos de estos carriles en el lado exterior de la estructura de cuadrícula en la que reside la estación de trabajo, y sobre el primer y segundo carriles transversales 40a, 40b en el punto de entrada S<en>de la estación de trabajo. En este punto de entrada, el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación pasa de un modo de desplazamiento en la dirección X a un modo de desplazamiento en la dirección Y, y luego puede desplazarse a lo largo de los carriles longitudinales 38a, 38b de la estación de trabajo en la dirección Y al punto de salida S<x>de la estación de trabajo. Aquí, el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación vuelve a su modo de desplazamiento en la dirección X para montar encima del último y penúltimo carriles transversales de la estación de trabajo de vuelta al segundo par de carriles en dirección X de la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula a través del espacio abierto sin recubrimiento 34 entre los miembros de bastidor verticales en los extremos de estos carriles.
[0019] La estación de trabajo en el lado izquierdo de la figura 3 tiene su dirección longitudinal en la dirección X de la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula, de manera que esta estación de trabajo tiene sus carriles longitudinales 38a, 38b en la dirección X y sus carriles transversales 40a-40f en la dirección Y. El primer y segundo carriles transversales 40a, 40b de la vía inferior de la estación de trabajo forman extensiones en línea paralelas de un primer par de carriles en dirección Y de la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula, y el último y penúltimo carriles transversales 40e, 40f forman igualmente extensiones en línea paralelas de un segundo par de carriles en dirección Y de la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula. Por consiguiente, un vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación puede desplazarse a lo largo de un par de carriles en dirección Y de la disposición de vía inferior a través del espacio abierto sin recubrimiento 34 entre los dos miembros de bastidor verticales 12 que se extienden verticales desde los extremos de estos carriles en el lado exterior de la estructura de cuadrícula en la que reside la estación de trabajo, y sobre el primer y segundo carriles transversales 40a, 40b en el punto de entrada S<en>de la estación de trabajo. En este punto de entrada, el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación pasa del modo de desplazamiento en la dirección Y al modo de desplazamiento en la dirección X, y luego puede viajar a lo largo de los carriles longitudinales 38a, 38b de la estación de trabajo en la dirección X al punto de salida S<x>de la estación de trabajo. Aquí, el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación vuelve a su modo de desplazamiento en la dirección Y para montar encima del último y penúltimo carriles transversales de la estación de trabajo de vuelta sobre la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula en el segundo par de carriles en la dirección X a través del espacio abierto sin recubrimiento 34 entre los miembros de bastidor verticales en los extremos de estos carriles.
[0020] Entre el segundo carril transversal 40b y el penúltimo carril transversal 40e de cada estación de trabajo hay una pluralidad de puntos intermedios entre los puntos de entrada y salida. El ejemplo ilustrado presenta tres puntos intermedios, pero este número puede variar. Uno de estos puntos intermedios, en particular el penúltimo punto inmediatamente contiguo al punto de salida Sx en el ejemplo ilustrado, se designa como un "punto de acceso" S<ac>en el que el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación es accesible por el trabajador humano o robótico a través de una abertura de acceso 52 que penetra a través del panel superior 50 de la rampa desde la superficie del plano de trabajo 50a de la misma al espacio interior de la rampa. Por consiguiente, cuando el vehículo de almacenamiento/recuperación que se desplaza longitudinalmente a través de la rampa llega y para en el punto de acceso Sac, el trabajador puede interactuar con una unidad de almacenamiento transportada encima de dicho vehículo de almacenamiento/recuperación, por ejemplo, para recoger uno o más artículos individuales de la unidad de almacenamiento como parte de un proceso de cumplimiento de pedidos que retira dichos artículos de la estructura de cuadrícula, para retirar en su lugar toda la unidad de almacenamiento del vehículo de almacenamiento/recuperación como parte de dicho proceso de cumplimiento de pedidos, o en su lugar colocar uno o más artículos individuales en la unidad de almacenamiento como parte de un proceso de reabastecimiento de la estructura de cuadrícula. Alternativamente, un proceso de reabastecimiento puede implicar dirigir uno de los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación vacío (es decir, un vehículo actualmente desocupado por una unidad de almacenamiento) al punto de acceso de la estación de trabajo para recoger una unidad de almacenamiento del trabajador a través de la abertura de acceso 52.
[0021] La estación de trabajo 18 está equipada con un mecanismo de detección de manos para proteger a los trabajadores humanos de lesiones potenciales cuando interactúan con el vehículo de almacenamiento/recuperación a través de la abertura de acceso 52. Con referencia a la figura 6A, la primera y segunda barras sensoras 54, 56 están fijadas a la parte inferior del panel de cubierta 50 de la estación de trabajo en posiciones que se encuentran a lo largo de bordes perimetrales opuestos de la abertura de acceso. Las barras sensoras llevan emisores y receptores de haz óptico en relación opuesta entre sí en las dos barras 54, 56 de modo que los haces emitidos por los emisores son recibidos por los receptores opuestos a menos que el haz sea interrumpido, por ejemplo, mediante la inserción de una o varias manos de un trabajador en la abertura de acceso 52. A diferencia de los emisores y receptores en lados opuestos de la abertura de acceso, la configuración de sensor puede emplear emisores y receptores en el mismo lado de la abertura, y reflectores en el lado opuesto de la misma. Las barras sensoras se comunican, a través de una conexión por cable o inalámbrica, con un sistema de control informatizado que se comunica de manera inalámbrica con la flota de vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación para controlar el transporte de los mismos a través de la estructura de cuadrícula para realizar diversas tareas (recogida, reabastecimiento, etc.). La continuidad de los haces sensores de mano genera una señal de "seguridad", mientras que la interrupción de los haces sensores genera una señal de "detención". La transmisión por el sistema de control informatizado a un vehículo de almacenamiento/recuperación de cualquier instrucción de movimiento que ordene a dicho vehículo de almacenamiento/recuperación que se mueva dentro o fuera del punto de acceso de una estación de trabajo está condicionada a la detección de una señal de "seguridad" del mecanismo de detección de manos de esa estación de trabajo. De esta manera, ningún vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación se desplaza nunca a lo largo de la vía inferior de la estación de trabajo mientras la mano de un trabajador está dentro de la rampa.
[0022] Además de servir para un propósito de seguridad, el mecanismo de detección de manos también puede ser operable con fines de garantía de calidad que ayudan a asegurar la precisión de trabajo humano en sus tareas de recogida. Para un pedido determinado para el que se sabe que se requiere una cantidad predeterminada de artículos de una unidad de almacenamiento determinada, el sistema de control informatizado puede contar el número de veces que se rompen los haces ópticos mientras que esa unidad de almacenamiento está presente en el punto de acceso, representando así un recuento de cuántas veces se insertaron las manos de los trabajadores a través de la abertura de acceso para acceder a la unidad de almacenamiento y extraer un artículo respectivo de la misma. El sistema compara el recuento de introducción de manos con la cantidad predeterminada de artículos conocida que se requiere de dicha unidad de almacenamiento, y solamente permite que el vehículo de almacenamiento/recuperación en el que se transporta dicha unidad de almacenamiento abandone el punto de acceso de la estación de trabajo una vez que el recuento de introducción de manos ha alcanzado la cantidad predeterminada de artículos asociada con dicha unidad de almacenamiento.
[0023] El mecanismo de detección de manos también sirve como una comprobación de altura en la unidad de almacenamiento para garantizar que ningún artículo en la misma sobresalga notablemente por arriba desde la parte superior de la unidad de almacenamiento, ya que tales artículos salientes romperían la cortina de luz formada por los haces ópticos y, por lo tanto, evitarían la salida del vehículo de almacenamiento/recuperación y la unidad de almacenamiento en el mismo desde el punto de acceso hasta que se rectifique el saliente. Esto ayuda a asegurar que la unidad de almacenamiento no intentará volver a entrar en la cuadrícula de almacenamiento con uno o más artículos sobresaliendo de la misma e interferir con los espacios de desplazamiento disponibles entre los componentes de marco de la estructura de cuadrícula.
[0024] Aunque las figuras 4 a 6 muestran el carril longitudinal interior 38a como parte de la estación de trabajo aislada, se aprecia que este carril se comparte con la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula cuando la estación de trabajo se instala en la estructura de cuadrícula. Con referencia a la figura 3, el carril longitudinal interior 38a de la estación de trabajo en el lado derecho de la figura es una sección en línea del carril perimetral en la dirección Y 26 en el lado respectivo de la disposición de vía inferior 28 de la estructura de cuadrícula. El carril exterior de esa estación de trabajo se encuentra paralelo al carril perimetral en dirección Y de la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula, y los carriles transversales de la estación de trabajo conectan el carril perimetral en la dirección Y 26 de la disposición de vía inferior al carril longitudinal exterior 38b de la estación de trabajo en posiciones en línea con y unidas a los carriles en la dirección X de la disposición de vía inferior. Asimismo, el carril longitudinal interior 38a de la estación de trabajo en el lado izquierdo de la figura es una sección en línea del carril perimetral en dirección X 24 en el lado respectivo de la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula. El carril exterior 38b de esa estación de trabajo se encuentra paralelo al carril perimetral en la dirección X de la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula, y los carriles transversales de la estación de trabajo conectan el carril perimetral en la dirección X de la disposición de vía inferior al carril longitudinal exterior 38b de la estación de trabajo en posiciones en línea con y unidas a los carriles en la dirección Y de la disposición de vía inferior.
[0025] La vía inferior de cada estación de trabajo es, por lo tanto, una vía de extensión conectada a la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula tridimensional en una posición que discurre a lo largo de la disposición de vía inferior para permitir la transición sin interrupciones de los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación entre la cuadrícula tridimensional y la estación de trabajo situada fuera del espacio bidimensional ocupado por las disposiciones de vía superior e inferior y las columnas y ejes que se extienden entre las mismas. La transición de los vehículos entre la disposición de vía inferior de la cuadrícula tridimensional y la estación de trabajo tiene lugar teniendo en cuenta la entrada de la estación de trabajo S<en>situada en un extremo de la vía inferior de la estación de trabajo y la salida de la estación de trabajo Sx situada en un segundo extremo opuesto de la vía inferior de la estación de trabajo. Por medio del sistema de control informatizado, los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación se desplazan a través de las estaciones de trabajo de manera unidireccional desde la entrada dedicada hasta la salida dedicada, lo que permite que múltiples vehículos se alineen dentro de la estación de trabajo, reduciendo así la obstrucción del tráfico en la disposición de la vía inferior de la cuadrícula tridimensional. En el ejemplo ilustrado, el uso de puntos de entrada y salida separados y la inclusión de uno o más puntos intermedios en cada estación de trabajo entre los puntos de entrada y salida de la misma aumenta esta capacidad alineación interna de cada estación de trabajo.
[0026] Sin embargo, el uso de puntos de entrada y salida separados, la inclusión de uno o más puntos intermedios entre la entrada y la salida, y la colocación de la abertura de acceso en un punto dedicado distinto de los puntos de entrada o salida son características opcionales, y pueden omitirse por completo o en varias combinaciones. Por ejemplo, en una forma de realización alternativa, la vía inferior de la estación de trabajo puede ser tan simple como dos carriles transversales que se extienden desde la disposición de vía inferior para definir un único punto sobre el que reside la abertura de acceso 52, sirviendo así como un punto de entrada, salida y acceso de la estación de trabajo todo en un único punto de vía. El vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación se desplazaría hacia adelante sobre esta vía de extensión de un solo punto en la dirección X o Y perpendicular al carril perimetral en el lado de la disposición de vía inferior, recibiría interacción con el trabajador a través de la abertura de acceso y luego saldría de la estación de trabajo en una dirección inversa de vuelta sobre la disposición de vía inferior de la cuadrícula tridimensional. Por consiguiente, la vía de extensión no tiene que ser necesariamente alargada a lo largo del perímetro de la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula como en la forma de realización ilustrada, y el recinto no tiene que ser necesariamente una rampa alargada que tenga puntos de entrada y salida separados en ubicaciones separadas longitudinalmente de la vía inferior de la estación de trabajo.
[0027] La figura 7 muestra esquemáticamente una vista en planta desde arriba de una de las estaciones de trabajo, y un área vecina de la disposición de vía inferior de la cuadrícula tridimensional. Al igual que con la vía inferior de la estación de trabajo, el área cuadrada indicada entre dos carriles en la dirección X adyacentes y dos carriles en la dirección Y adyacentes de la disposición de vía inferior se denomina "punto" respectivo en la misma. Cada punto subyacente a un eje descendente respectivo de la cuadrícula tridimensional se designa como un punto de aterrizaje Slnd en el que los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación aterrizan en la disposición de la vía inferior después de haberse desplazado verticalmente hacia abajo a través del eje descendente. Cada punto subyacente a un eje ascendente respectivo en el perímetro exterior de la cuadrícula tridimensional se designa como un punto de lanzamiento Slch desde el cual los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación se desplazan hacia arriba a través del eje ascendente hasta la disposición de la vía superior. El punto en la cuadrícula inferior vecino al punto de entrada Sen de la estación de trabajo 18 se denomina punto de emergencia S<em>desde el cual el vehículo de desplazamiento robotizado sale de la disposición de vía inferior de la cuadrícula tridimensional y entra en la estación de trabajo 18 en el punto de entrada de la misma. El punto en la cuadrícula inferior vecino al punto de salida S<x>de la estación de trabajo 18 se denomina punto de reentrada Sr desde la cual el vehículo robotizado de desplazamiento vuelve a entrar en la cuadrícula tridimensional desde el punto de salida Sx de la estación de trabajo. Las flechas en la figura muestran la trayectoria de desplazamiento seguida por un vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación, que primero viaja hacia afuera desde el punto de emergencia de la disposición de vía inferior al punto de entrada de la estación de trabajo, luego viaja longitudinalmente a través del punto de acceso para interactuar con el trabajador, antes de moverse longitudinalmente al punto de salida y luego cambia de vuelta a la disposición de vía inferior en el punto de reentrada del mismo.
[0028] Uno o ambos de los puntos de partida y de reentrada pueden ser un punto multipropósito, por ejemplo, que también sirve como un punto de aterrizaje o lanzamiento bajo un respectivo eje descendente o eje ascendente, como se muestra en el ejemplo ilustrado donde el punto de reentrada también es un punto de aterrizaje. Todos los demás puntos en la zona de la disposición de vía inferior, que están cerca de la estación de trabajo, están situados por debajo de columnas de almacenamiento respectivas de la cuadrícula en la que se encuentran las unidades de almacenamiento. Estos puntos sirven como puntos de estacionamiento SP disponibles en los que un vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación que lleva una unidad de almacenamiento respectiva puede estacionarse selectivamente después de aterrizar en la disposición de vía inferior en el punto de aterrizaje Slnd en la parte inferior del eje descendente del que el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación recuperó dicha unidad de almacenamiento en caso de que haya otro vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación destinado a la misma estación de trabajo y cuyo desplazamiento hacia dicha estación de trabajo ha sido asignado a una prioridad superior a la del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación estacionado. La selección por el sistema de control informatizado de un punto particular en el que estacionar uno de los vehículos de almacenamiento/recuperación puede basarse en una trayectoria de desplazamiento de menor distancia disponible a la entrada de la estación de trabajo desde uno de los puntos de aterrizaje en particular de los designados en el que el vehículo de almacenamiento/recuperación de estacionamiento llegó a la disposición de la vía inferior en cuadrícula.
[0029] Por consiguiente, el sistema de control informatizado responsable de asignar tareas a los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación y controlar su navegación a través de la cuadrícula tridimensional y las estaciones de trabajo puede orquestar la llegada de un grupo de vehículos ocupados (es decir, vehículos que llevan respectivas unidades de almacenamiento en los mismos) a la estación de trabajo asignada para la que esas unidades de almacenamiento están destinadas en una secuencia que no necesariamente coincide con la secuencia en la que se asignó la tarea (es decir, la secuencia de asignación), la secuencia en la que esas unidades de almacenamiento se recuperaron (es decir, la secuencia de recuperación) de sus respectivas ubicaciones de almacenamiento, la secuencia en la que los vehículos ocupados aterrizaron en la disposición de vía inferior (es decir, la secuencia de aterrizaje), o la secuencia en la que los vehículos ocupados llegaron inicialmente a una proximidad del punto de emergencia adyacente a la estación de trabajo asignada (es decir, la secuencia de llegada o aproximación).
[0030] En un ejemplo ilustrativo, el sistema de control informatizado ejecuta una operación de recogida, e implica asignar un primer grupo de uno o más vehículos para recuperar una o más unidades de almacenamiento respectivas, cada una de las cuales contiene un artículo diferente para un primer pedido de cliente, y entregar dichas unidades de almacenamiento a una estación de trabajo particular, y un segundo grupo de uno o más vehículos asignados para recuperar una o más unidades de almacenamiento, cada una de las cuales contiene un artículo diferente para un segundo pedido de cliente para entregar a la misma estación de trabajo. Debido a las diferencias en la distancia de desplazamiento desde la ubicación inicial de cada vehículo a la estación de trabajo asignada a través de una ubicación de recuperación disponible en la que se almacena una unidad de almacenamiento que contiene el artículo apropiado (de la que puede haber múltiples opciones, en cuyo caso puede darse prioridad basándose en la trayectoria de desplazamiento total más corta desde la ubicación actual del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación al destino de trabajo asignado a través de las diferentes opciones de ubicación de recuperación), los vehículos de los dos grupos pueden llegar a la vía inferior con sus unidades de almacenamiento recuperadas y acercarse a la estación de trabajo asignada en un orden mixto. El sistema de control informatizado puede asignar aquí clasificaciones prioritarias sobre las cuales secuenciar la entrada de los dos grupos de vehículos en la estación de trabajo, e indicar a los vehículos de menor prioridad que se estacionen en puntos de estacionamiento actualmente desocupados de la disposición de vía inferior.
[0031] La clasificación de prioridad asignada puede basarse al menos parcialmente en una base de "entrega agrupada" de modo que todos los artículos para un pedido se entregan antes de cualquier artículo para el otro pedido. Una ponderación adicional puede basarse en un "primer aterrizaje" o "primera llegada", donde el primer vehículo que aterriza en la disposición de vía inferior o que se aproxima a la estación de trabajo asignada dicta cuál de los dos grupos de vehículos se prioriza sobre el otro en la secuencia de "entrega agrupada", o en una base de "prioridad de pedido" donde los pedidos se clasifican por prioridad debido al tamaño (es decir, recoger pedidos más grandes antes de los más pequeños), destino de envío (recogida de pedidos destinados para destinos más remotos antes que a destinos más locales), plazos de entrega, tipos de clientes, disponibilidad de vehículos de envío, etc. Por lo tanto, dependiendo de los criterios de clasificación seleccionados, todos los artículos del primer pedido pueden entregarse al punto de acceso de la estación de trabajo antes que cualquier elemento del segundo pedido, o viceversa, independientemente de la secuencia particular en la que los dos pedidos hayan sido recibidos por el sistema. Alternativamente, un pedido grande que requiera un alto número de unidades de almacenamiento para un cumplimiento completo puede tener su alineación de vehículos robotizados almacenamiento/recuperación interrumpida por uno o más vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación asignados a un pedido pequeño para recoger el pedido pequeño completo en la estación de trabajo antes de volver a continuar con la recogida del pedido más grande.
[0032] Al usar la misma estructura de cuadrícula en la que se disponen las unidades de almacenamiento y mediante la cual los vehículos robotizados navegan por la disposición de almacenamiento, esta orquestación de secuencias realizada internamente permite la secuenciación o clasificación compleja durante las operaciones de recogida de pedidos mientras se evitan las ineficiencias del espacio y material asociadas con las técnicas de la técnica anterior, tales como transportadores de clasificación intensivos en espacio, donde el paso de recuperación es realizado por una flota de máquinas, y luego la clasificación se realiza posteriormente en una segunda etapa de diferente tipo de maquinaria o equipo, antes de entregar los artículos clasificados a estaciones de trabajo asignadas situadas remotamente de la estructura de almacenamiento.
[0033] Mientras que el ejemplo anterior usa específicamente ejes ascendentes dedicados, ejes descendentes dedicados y puntos de estacionamiento designados específicamente en la disposición de vía inferior con el fin de estacionar selectivamente vehículos después de la recuperación de la unidad de almacenamiento en su camino a estaciones de trabajo de nivel inferior asignadas sin interferir con el flujo de otros vehículos no estacionados que se mueven a través de la cuadrícula tridimensional, se apreciará que pueden usarse otros lugares en la cuadrícula tridimensional para estacionar temporalmente unidades de almacenamiento recuperadas durante la orquestación de entrega secuenciada a las estaciones de trabajo. Por consiguiente, cualquiera de los puntos cuadrados entre los carriles en las direcciones X e Y de la disposición de vía superior puede usarse igualmente como punto de estacionamiento temporal para vehículos ocupados durante la orquestación de secuencia de entrega, al igual que pueden usarse para estacionar vehículos inactivos esperando activación por medio de asignación e instrucción operativa del sistema de control informatizado. En tal caso, los puntos que cubren los ejes ascendentes y los ejes descendentes se reservan preferiblemente como puntos de bajada para la entrada a los ejes descendentes y puntos de subida para la salida de los ejes ascendentes, y por tanto no se emplean para fines de estacionamiento temporal para no obstaculizar el flujo de tráfico de vehículos no estacionados a través de la cuadrícula. Asimismo, la orquestación de entrega secuenciada puede emplear el estacionamiento de vehículos en cualquier nivel en los ejes descendentes y/o los ejes ascendentes con el fin de retrasar la llegada de tales vehículos estacionados a las estaciones de trabajo en vista de las clasificaciones de prioridad más altas asignadas a los otros vehículos ocupados, aunque de nuevo, puede ser preferible evitar tal obstrucción del desplazamiento del eje por otros vehículos. Aunque las formas de realización seleccionadas tienen ejes ascendentes específicos dedicados solo al flujo de tráfico ascendente de los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación y ejes descendentes separados dedicados solo al flujo de tráfico descendente, se apreciará que otras formas de realización no necesitan restringir cada eje a una dirección particular del flujo de tráfico. Por consiguiente, el punto en la disposición de carril inferior debajo de dicho eje bidireccional serviría tanto como punto de lanzamiento como punto de aterrizaje, y el punto en la disposición de carril superior encima del eje bidireccional serviría tanto como punto de descenso como de ascenso para ese eje.
[0034] Aunque los ejemplos anteriores se centran en las operaciones de recogida utilizadas para satisfacer un pedido entregando unidades de almacenamiento que contienen artículos para ese pedido a una estación de trabajo donde un trabajador humano o robótico puede retirar tales artículos de las unidades de almacenamiento y compilarlos en un recipiente de envío para su entrega a un cliente, las estaciones de trabajo también pueden utilizarse para operaciones de reabastecimiento o almacenamiento intermedio de pedidos, donde los artículos se colocan en la unidad de almacenamiento presentada por el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación en el punto de acceso de la estación de trabajo, desde el cual el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación vuelve a entrar en la cuadrícula para colocar esa unidad de almacenamiento en una ubicación de almacenamiento disponible en la cuadrícula tridimensional. En la operación de reabastecimiento, los artículos colocados en la unidad de almacenamiento transportada por el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación son nuevos artículos de inventario de un tipo no almacenado previamente en la estructura, o artículos de reposición de inventario que sustituyen a los artículos recogidos previamente.
[0035] Una operación de almacenamiento intermedio de pedidos implica en primer lugar una operación de recogida, en la que el sistema de control informatizado asigna e instruye a un grupo de vehículos de almacenamiento/recuperación a diferentes unidades de almacenamiento de recuperación que contienen una colección particular de artículos requeridos para satisfacer un pedido, y para transportar los artículos recuperados en sus respectivas unidades de almacenamiento hasta la disposición de carril inferior cuadriculada y hacia adelante a la entrada de la estación de trabajo asignada a esta operación de almacenamiento intermedio. A medida que el grupo asignado de vehículos se mueve a través de la estación de trabajo, el trabajador extrae uno o más artículos del pedido de la unidad de almacenamiento en cada vehículo cuando dicho vehículo llega al punto de acceso de la estación de trabajo, y estos artículos extraídos se amalgaman entre sí para formar un cumplimiento completo o parcial del pedido.
[0036] Este pedido total o parcialmente completado se coloca en un recipiente de tamaño compatible con los espacios de almacenamiento en la estructura de cuadrícula tridimensional. Este recipiente puede ser igual que el resto de las unidades de almacenamiento, por ejemplo, un contenedor de almacenamiento que se puede abrir/cerrar, o puede ser un recipiente de envío de diferente tipo que las unidades de almacenamiento (por ejemplo, caja de envío de cartón, opcionalmente cerrada herméticamente y que tiene una etiqueta de envío ya colocada sobre la misma, por ejemplo, si el contenido del pedido amalgamado cumple todo el pedido). El controlador informatizado envía un vehículo sin carga a la misma estación de trabajo, donde el contenedor con el contenido del pedido amalgamado se coloca encima de este vehículo en el punto de acceso de la estación de trabajo. El controlador informatizado envía entonces este vehículo que transporta el pedido de vuelta a la estructura de cuadrícula tridimensional con instrucciones para almacenar el pedido total o parcialmente completado en una ubicación de almacenamiento disponible en la estructura de cuadrícula tridimensional. La misma cuadrícula de almacenamiento tridimensional utilizada para almacenar artículos de inventario también puede usarse, por lo tanto, para almacenar temporalmente envíos parcialmente preparados o completamente listos hasta una fecha u hora posterior, por ejemplo, una hora de recogida futura a la que se espera que un vehículo de envío llegue a recoger un pedido totalmente completado para su entrega, o en el caso de un pedido parcialmente completado que requiere artículos adicionales actualmente sin existencias, una hora futura a la que se repondrá el inventario fuera de existencias para permitir la finalización del pedido.
[0037] Cuando llega el momento de la recogida o reposición de inventario, el sistema de control informatizado realiza una operación de recuperación de pedidos almacenados temporalmente, enviando un vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación para recuperar el recipiente de pedidos de su ubicación de almacenamiento y entregar el contenedor de pedidos a una de las estaciones de trabajo, para la recuperación del recipiente, o los artículos individuales contenidos en el mismo, a través de la abertura de acceso de la estación de trabajo. Si el pedido almacenado temporalmente era solo un pedido parcial, entonces los artículos que faltaban anteriormente se amalgaman con los artículos recuperados, o bien mediante la adición al mismo recipiente si se usa como recipiente de transporte, o bien mediante amalgamación en un nuevo recipiente de transporte.
[0038] Habiendo resumido las estaciones de trabajo del sistema de almacenamiento según la presente invención, los usos de las mismas, y el uso de la propia estructura de cuadrícula tridimensional para la secuenciación de entrega de la estación de trabajo y el almacenamiento intermedio de pedidos, la atención se centra ahora en otros puntos de la estructura de cuadrícula tridimensional, la flota de vehículos robotizados y el funcionamiento cooperativo entre los mismos.
[0039] La figura 8 ilustra una sección aislada de la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula tridimensional, con un primer y segundo carriles longitudinales paralelos 60a, 60b que discurren en la dirección X de la disposición de vía inferior, y un conjunto paralelo de carriles transversales adicionales 62a - 62f que interconectan perpendicularmente el primer y segundo carriles longitudinales 60a, 60b a intervalos espaciados regularmente a lo largo de la misma en la dirección Y de la disposición de vía inferior. Como se ha mencionado anteriormente, un punto respectivo de la disposición de vía inferior se denota por el área cuadrada entre los dos carriles longitudinales y cada par adyacente de carriles transversales 62a-62f. El carril transversal en el mismo lado de cada punto (en el lado derecho de cada punto en el ejemplo ilustrado) lleva un marcador de ubicación visualmente detectable 66 en el mismo, en un punto medio de la parte superior del carril transversal. El marcador de localización detectable puede aplicarse como una etiqueta o pegatina separada, o grabarse en el carril de la propia vía. Cada vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación lleva un escáner 66 en un lado del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación que coincide con el lado de los puntos de la vía en los que se colocan los marcadores de ubicación 64. El escáner comprende un dispositivo de captura de imágenes con un campo de visión en ángulo descendente orientado para capturar imágenes de los carriles transversales marcados a medida que el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación se desplaza por la disposición de la vía inferior. El campo de visión está dirigido de manera que el tamaño de marco del mismo en las partes superiores marcadas de los carriles supera el tamaño de los marcadores detectables. El escáner y los marcadores de ubicación están colocados uno con respecto al otro de manera que cuando el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación está centrado adecuadamente entre los dos carriles longitudinales y dos carriles transversales que limitan un punto dado de la vía inferior, el marcador de ubicación respectivo 66 en uno de los carriles transversales ocupará una subregión predeterminada del campo de visión del escáner (por ejemplo, un área central del mismo). A medida que el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación llega a un punto de destino objetivo de la disposición de vía inferior, el escáner captura imágenes de su campo de visión actual y un módulo de software ejecutado por un procesador informático local del vehículo robotizado compara la posición del marcador de ubicación dentro del marco de visualización más grande del escáner para comprobar el acuerdo previo entre la posición del marcador en el marco de visualización y la subregión esperada del marco de visualización en la que se espera el marcador. Así, cuando la subregión es un área central del marco de visualización, el software comprueba si el marcador está centrado adecuadamente en el marco de visualización. El acuerdo o desacuerdo relativo refleja, por tanto, la alineación relativa entre el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación y el punto objetivo en la disposición de vía inferior.
[0040] Como se describe en la solicitud PCT anterior del solicitante mencionada anteriormente, el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación 14 presenta un conjunto de ruedas en la dirección X 68 en dos lados opuestos del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación, y un conjunto de ruedas en la dirección Y 70 en los otros dos lados opuestos del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación. Las ruedas en la dirección X 68 pueden elevarse y bajarse con respecto a un bastidor o chasis del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación en un desacoplamiento con los carriles en la dirección X de la disposición de la vía, al igual que las ruedas en la dirección Y 70 pueden elevarse y bajarse con respecto a un bastidor del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación en un desacoplamiento con los carriles en la dirección Y de la disposición de la vía. La elevación de las ruedas en la dirección X fuera de contacto con los carriles en la dirección X se realiza cuando el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación debe desplazarse en la dirección Y mediante la rotación accionada de las ruedas en la dirección Y en los carriles en la dirección Y, mientras que la elevación de las ruedas en la dirección Y fuera de contacto con los carriles en la dirección Y se realiza cuando el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación debe desplazarse en la dirección X mediante la rotación accionada de las ruedas en la dirección X en los carriles en la dirección X.
[0041] La figura 8 muestra el ejemplo en el que el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación 14 se desplaza en la dirección X de la disposición de vía inferior hacia un punto de destino objetivo en la misma, y escanea los marcadores de ubicación en los carriles en la dirección Y mientras lo hace. Cada marcador de ubicación puede incorporar un código escaneable que contiene un ID único del punto respectivo que designa dentro del mapa de cuadrícula bidimensional de la disposición de vía inferior, por lo que este ID único junto con la alineación detectada del marcador de ubicación del punto de destino objetivo se puede usar tanto para confirmar la llegada del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación en el punto de destino objetivo correcto, como para lograr el centrado adecuado del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación en este punto. Tal alineación asegura que 1) el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación no interfiera con el desplazamiento de otro vehículo que se desplaza en la otra dirección a través de puntos vecinos en la disposición de la vía; y 2) el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación está correctamente alineado con el eje vertical por encima de él si el punto de destino objetivo es un punto de lanzamiento desde el cual el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación está destinado a desplazarse hacia arriba a través del eje por encima de él.
[0042] El acoplamiento de las ruedas en lados opuestos del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación con los carriles correspondientes de la disposición de vía inferior garantiza automáticamente la alineación del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación en el punto objetivo de la disposición de vía inferior en la dirección de la vía perpendicular a estos carriles. Por lo tanto, en el ejemplo ilustrado de la figura 8, las ruedas en la dirección X se acoplan con los carriles en la dirección X, alineando así automáticamente el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación con el punto objetivo en la dirección Y. Durante la llegada del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación al punto objetivo en la dirección X, el escáner captura imágenes de su marco de visualización y el software ejecutado por el procesador local en el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación comprueba la posición de la imagen del marcador de ubicación dentro del marco de visualización, y usa cualquier desviación entre la posición real y esperada del marcador de ubicación en el marco de visualización como señales de retroalimentación para ajustar dinámicamente las señales de accionamiento a los motores de las ruedas en la dirección X para conducir el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación a una alineación centrada correctamente en el punto objetivo. Se usa el mismo procedimiento de alineación para proporcionar un control regido por retroalimentación sobre las ruedas en la dirección Y cuando se desplazan hacia un punto objetivo en la dirección Y. Puesto que los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación nunca cambian de orientación en la disposición de la vía, la selección particular de en qué conjunto de carriles están colocados los marcadores (carriles en la dirección X o en la dirección Y) no tiene consecuencia alguna, siempre que el escáner esté colocado en el lado de cooperación apropiado de cada vehículo.
[0043] Además de tal ajuste de la posición del vehículo a medida que llega al punto objetivo en la disposición de la vía, puede tener lugar un ajuste dinámico anterior del desplazamiento del vehículo antes de tal llegada mediante el escaneo de los otros marcadores por los que el vehículo pasa en su camino al punto objetivo debajo del eje objetivo. Las instrucciones de desplazamiento originales asignadas y transmitidas al vehículo de almacenamiento/recuperación por el sistema de control informatizado se basan en la distancia física real al eje objetivo en base a las dimensiones de la cuadrícula conocidas de la estructura. Cuando el vehículo se está desplazando a través de más de un punto de paso para alcanzar el punto de cuadrícula objetivo por debajo del eje objetivo, el escáner puede realizar un escaneo a medida que se mueve a través de cada punto de paso usando los resultados para corregir dinámicamente las instrucciones de desplazamiento sobre la marcha para tener en cuenta las diferencias entre la distancia de desplazamiento asignada originalmente y la distancia de desplazamiento restante real desde la ubicación actual del vehículo hasta el punto objetivo, coordinando así la llegada alineada de manera más precisa del vehículo de almacenamiento/recuperación en el punto objetivo para evitar o reducir la necesidad de ajuste de la alineación durante la llegada final al punto objetivo.
[0044] Aunque la forma de realización ilustrada emplea marcadores de ubicación estáticos ubicados en la estructura tridimensional cuadriculada en posiciones fijas con respecto a los puntos dirigibles en la disposición de vía inferior, y escáneres móviles transportados en los vehículos de almacenamiento/recuperación, esta disposición puede invertirse colocando escáneres estáticos en la estructura cuadriculada y marcadores detectables en los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación, aunque es probable que sea preferible tener el escaneo y el procesamiento de imágenes asociado llevado a cabo en el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación cuyas ruedas están siendo controladas. Aunque la descripción anterior de la herramienta de confirmación de alineación de escáner/marcador se hace con referencia a la disposición de carril inferior para garantizar que un vehículo está correctamente alineado en un punto de lanzamiento dirigido de la disposición de carril inferior antes de que el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación se levante hacia el eje por encima de dicho punto de lanzamiento, la misma herramienta también puede emplearse en la disposición de carril superior para garantizar la alineación de un vehículo en un punto de descenso dirigido sobre el eje respectivo antes de bajar el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación hacia dicho eje.
[0045] Las figuras 10 a 15 ilustran uno de los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación en un punto de lanzamiento Slch de la disposición de vía inferior de la estructura de cuadrícula tridimensional. La mayoría de la cuadrícula se omite con fines ilustrativos, dejando solo los cuatro carriles de la disposición de vía inferior que delimitan este punto de lanzamiento particular (del que un carril en la dirección X está etiquetado como 60, y un carril en la dirección Y está etiquetado como 62), soportando las cuatro patas de soporte 30 los carriles en los puntos de intersección entre los mismos en las esquinas del punto de lanzamiento, y dos de los cuatro miembros de bastidor verticales 12 que se extienden verticales desde las cuatro esquinas del punto de lanzamiento para definir las cuatro esquinas del respectivo eje ascendente vertical por encima del punto de lanzamiento. Los otros dos miembros de bastidor verticales se omiten para proporcionar una visibilidad mejorada del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación para demostrar la interacción del mismo con un mecanismo de elevación 72 para elevar el vehículo de almacenamiento/recuperación hacia el eje ascendente superpuesto.
[0046] El mecanismo de elevación 72 está asentado sobre la misma superficie del suelo que las patas de soporte 30 de la disposición de vía inferior dentro del espacio rectangular del punto de lanzamiento. Mostrado aislado de la disposición de carril inferior en las figuras 16 a 19, el mecanismo de elevación 72 presenta un bastidor de base que tiene cuatro patas de esquina verticales 74 interconectadas por riostras horizontales 76, y un panel superior 78 montado encima del bastidor de base en los extremos superiores de las patas de esquina 74. Una plataforma elevadora 80 reside por encima del panel superior 78 del bastidor de base, y es transportada de manera móvil sobre el mismo hacia arriba/abajo por un actuador adecuado, que en el ejemplo ilustrado es un actuador lineal eléctrico 81 cuyo motor eléctrico 82 está montado en la parte inferior del panel superior del bastidor de base con la varilla de salida 84 del actuador extendiéndose hacia arriba a través de una abertura central en el panel superior para conectarse a la parte inferior de la plataforma elevadora. Por consiguiente, la extensión del actuador lineal eleva la plataforma de elevación hacia arriba desde el panel superior, y la retracción del actuador lineal baja la plataforma de elevación de nuevo hacia abajo en contacto o proximidad al panel superior del bastidor de base. Un conjunto de cuatro varillas de guía lineales 86 están fijadas al lado inferior de la plataforma elevadora cerca de las esquinas de la misma, y pasan hacia abajo a través de un conjunto de casquillos o cojinetes en la placa superior del bastidor de base para un movimiento deslizante hacia arriba y hacia abajo a través de la placa superior durante la extensión y retracción del actuador lineal. Las guías de varilla ayudan así a estabilizar la plataforma de elevación para mantener una orientación horizontal de la misma.
[0047] El bastidor de base es de una altura menor que la disposición de carril inferior de modo que el panel superior 78 del bastidor de base reside en una elevación por debajo de las partes superiores de los carriles de la disposición de carril inferior y, por ejemplo, ligeramente por debajo de las partes inferiores de estos carriles de modo que cuando la plataforma de elevación está en la posición bajada adyacente al panel superior del bastidor de base, no sobresale por encima de los carriles de la disposición de carril inferior. En la posición siguiente de la plataforma de elevación, los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación pueden así viajar libremente sobre el punto de lanzamiento en cualquier dirección de la vía. Los soportes de montaje 88 se extienden hacia fuera desde el panel superior del bastidor de base del mecanismo de elevación en dos o más lados del mismo y se sujetan a los carriles de la disposición de vía inferior, por ejemplo en los lados inferiores del mismo, fijando de este modo la posición de la plataforma de elevación en una relación debidamente cuadrada con la disposición de vía cuadriculada y en una posición debidamente centrada dentro del área cuadrada del punto de lanzamiento.
[0048] El mecanismo de elevación puede comunicarse con el sistema de control informatizado a través de una conexión cableada o inalámbrica al mismo. Cuando un vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación que se desplaza a lo largo de la disposición de la vía inferior alcanza un punto de lanzamiento objetivo bajo un eje ascendente a través del cual el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación está destinado a desplazarse, y se alinea con precisión con el eje ascendente utilizando los marcadores de ubicación y escáneres cooperantes descritos anteriormente, el transceptor inalámbrico del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación responsable de la comunicación del mismo con el sistema de control computarizado señala dicho sistema de la llegada confirmada del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación al punto de lanzamiento objetivo. En respuesta a esto, los sistemas de control computarizado envían una señal de activación al mecanismo de elevación, en respuesta a lo cual el actuador 80 del mismo se activa en la dirección de extensión para elevar la plataforma de elevación 80 hasta entrar en contacto con un lado inferior del bastidor o chasis del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación justo por encima de los carriles de la disposición de vía inferior. Con el peso del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación ahora soportado por el mecanismo de elevación en lugar de por el desplazamiento de las ruedas de transporte del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación en los carriles de la disposición de carril inferior, las ruedas de transporte del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación se arrastran hacia dentro en una dirección interior para reducir el tamaño del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación a un tamaño reducido capaz de entrar en el eje de modo que las ruedas de piñón puedan acoplarse con los dientes de cremallera en los miembros de bastidor verticales en las esquinas del eje ascendente para permitir la escalada del vehículo de almacenamiento/recuperación a través de los mismos. Solo se muestra un conjunto inferior de dientes de cremallera 90 en el segmento inferior 32 de uno de los dos miembros de bastidor verticales ilustrados en las figuras 10 a 15, pero se apreciará que tales dientes de cremallera están provistos en los ocho lados orientados hacia dentro de los cuatro miembros de bastidor verticales del eje ascendente, y abarcan una altura sustancialmente completa del eje hasta cerca de la disposición de vía superior.
[0049] Después o durante tal retracción de las ruedas, se realiza una extensión adicional del actuador del mecanismo de elevación para elevar el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación a una posición elevada en la que los dientes de las ruedas de piñón del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación se ponen en contacto o adyacencia inmediata con los dientes de cremallera más bajos en los miembros de bastidor verticales de la estructura de cuadrícula, punto en el que la activación de las ruedas de piñón del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación inicia el ascenso del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación a través del eje ascendente de la estructura de cuadrícula. El mecanismo de elevación, al ser accionado por una fuente de alimentación de red, reduce así la carga de energía total consumida por las fuentes de alimentación de a bordo del vehículo de almacenamiento/recuperación en su desplazamiento desde la disposición de carril inferior hasta la disposición de carril superior, ya que la fuente de alimentación de a bordo del vehículo de almacenamiento/recuperación no se usa para elevar el robot hasta una posición acoplable con los dientes de cremallera.
[0050] Para mantener el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación en alineación con el eje ascendente durante la elevación, la plataforma de elevación y la parte inferior del chasis del vehículo pueden tener características macho y hembra acoplables dispuestas en un patrón coincidente entre sí para alinearse automáticamente entre sí cuando el vehículo está correctamente centrado en el punto de lanzamiento de la vía, por lo que la elevación de la plataforma de elevación acopla las características macho/hembra en la misma con las características hembra/macho acopladas en la parte inferior del chasis del vehículo. Las características acopladas impiden que el chasis del vehículo se deslice en la plataforma de elevación a medida que se eleva. En un ejemplo, cuatro boquillas macho sobresalen hacia arriba desde la parte superior de la plataforma de elevación, cerca de las esquinas exteriores de la misma, para acoplarse con cuatro huecos coincidentes situados en la parte inferior del chasis del vehículo.
[0051] La figura 20 muestra uno de los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación 14 y una unidad de almacenamiento 92 admisible sobre el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación para su transporte dentro de la estructura de cuadrícula tridimensional y las estaciones de trabajo. En el ejemplo ilustrado, la unidad de almacenamiento en y desde la que se pueden insertar y retirar artículos individuales más pequeños es una bandeja abierta por arriba, aunque, como se mencionó anteriormente en la presente memoria, se puede usar alternativamente una caja, un contenedor o una bolsa que se puede abrir/cerrar. En otras formas de realización, la unidad de almacenamiento puede ser el embalaje de un artículo individual, en contraposición a un recipiente para almacenar múltiples artículos en el mismo. En otras formas de realización, donde las dimensiones de la cuadrícula y las estaciones de trabajo son de mayor escala, una unidad de almacenamiento puede ser un palé en el que se reciben uno o varios artículos, ya sea un artículo individual relativamente grande o una pluralidad de artículos. En el ejemplo de múltiples artículos paletizados, los artículos pueden distribuirse entre múltiples contenedores (por ejemplo, cajas, bandejas, contenedores o bolsas) colocados o apilados sobre el palé, con uno o más artículos almacenados en cada uno de dichos contenedores.
[0052] Como se describe en la solicitud PCT anterior del solicitante mencionada anteriormente, el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación 14 presenta una plataforma de soporte superior 94 en la que la unidad de almacenamiento 92 es admisible para ser transportada por el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación 14, y que puede presentar una torreta giratoria 96 rodeada por una superficie de cubierta exterior estacionaria 98. Como se describe en la solicitud PCT anterior del solicitante mencionada anteriormente, la torreta puede tener, una vez más, un brazo extensible/retráctil (no mostrado), que junto con la función giratoria de la torreta permite tirar de las unidades de almacenamiento hacia la plataforma de soporte y empujar las unidades de almacenamiento fuera de la plataforma de soporte en los cuatro lados del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación de modo que cada vehículo pueda acceder a una unidad de almacenamiento en cualquier lado de cualquier eje en la estructura de cuadrícula tridimensional. En la forma de realización ilustrada actualmente, la torreta y la superficie de cubierta se muestran de forma simplificada, sin detalles, por simplicidad ilustrativa.
[0053] La torreta y la superficie de cubierta circundante definen colectivamente un área de aterrizaje cuadrada sobre la que se asienta la unidad de almacenamiento cuando se transporta en el vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación 14. Esta área de aterrizaje es igual o similar en tamaño y forma al lado inferior de cada unidad de almacenamiento en la estructura de cuadrícula tridimensional, como se muestra en la figura 21 donde la posición asentada de la unidad de almacenamiento ocupa una totalidad del área de aterrizaje. Con el fin de garantizar que la unidad de almacenamiento se reciba completamente y se alinee adecuadamente en el área de aterrizaje del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación, la plataforma de soporte superior 94 tiene un conjunto de sensores de estado de carga 100 situados en estrecha proximidad al perímetro exterior de la misma en posiciones separadas a lo largo de dicho perímetro. En el ejemplo ilustrado, los sensores de carga son sensores ópticos rebajados en la superficie superior del área de aterrizaje, y proporcionados en una cantidad de cuatro, cada uno colocado próximo a una respectiva de las cuatro esquinas exteriores del área de aterrizaje. Como parte de una rutina de carga que arrastra una unidad de almacenamiento al vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación desde una ubicación de almacenamiento en la cuadrícula tridimensional usando la retracción del brazo extensible/retráctil, el procesador local en el vehículo comprueba entonces el estado de los cuatro sensores de estado de carga para detectar la presencia detectada de la parte inferior de la unidad de almacenamiento por encima del sensor. Una señal de detección positiva de los cuatro sensores de estado de carga confirma así la presencia de la unidad de almacenamiento en las cuatro esquinas del área de aterrizaje, confirmando así que la unidad de almacenamiento se recibe completamente en el área de aterrizaje y está en una alineación cuadrada adecuada con la misma.
[0054] Una forma de realización usa sensores ópticos reflectantes para la detección del estado de carga, donde la energía luminosa transmitida por un emisor de haz óptico del sensor se refleja desde la parte inferior de la unidad de almacenamiento de vuelta a un receptor óptico del sensor cuando la unidad de almacenamiento está presente sobre el mismo, determinando así con éxito dicha presencia. El cálculo del tiempo de vuelo (es decir, la diferencia en el tiempo entre la emisión de un pulso óptico y la detección del pulso óptico reflejado) puede usarse para diferenciar entre la reflexión desde la parte inferior de un contenedor de almacenamiento asentado en el área de aterrizaje del vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación frente a la reflexión desde otra superficie más alejada. Se apreciará que se pueden emplear tipos de sensores distintos de los sensores ópticos, por ejemplo, incluyendo interruptores de límite accionados mecánicamente por contacto con la parte inferior de la unidad de almacenamiento, o sensores magnéticos accionados por la presencia de elementos magnéticos cooperantes que emiten campos magnéticos detectables en la parte inferior de la unidad de almacenamiento.
Sin embargo, pueden ser preferibles sensores ópticos para evitar partes móviles o la necesidad de integración magnética u otra configuración especializada de las unidades de almacenamiento.
[0055] Como se ha descrito anteriormente, la estructura de cuadrícula tridimensional usada para almacenar artículos de inventario en un centro de cumplimiento de pedidos también se puede usar para almacenar pedidos total o parcialmente completados dentro de la misma estructura de cuadrícula de almacenamiento de inventario. La figura 22 ilustra una cuadrícula tridimensional separada de clasificación/almacenamiento intermedio que pueda complementar una cuadrícula de almacenamiento de inventario del tipo mostrado en la figura 2. Por ejemplo, el inventario de suministro entrante paletizado puede despaletizarse e inducirse en la cuadrícula de almacenamiento de inventario de la figura 2, desde la que se recogen y empaquetan pedidos en contenedores de transporte, que se inducen entonces en la estructura de cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio 200 de la figura 22, la estructura de cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio 200 presenta el mismo marco tridimensional que la cuadrícula de almacenamiento de inventario, teniendo así disposiciones de carril superior e inferior coincidentes, y la serie de miembros de bastidor verticales entre los mismos para delimitar columnas de almacenamiento y ejes verticales entre las dos disposiciones de carril para permitir que una flota de los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación atraviese horizontalmente cada disposición de carril, y atraviese verticalmente los ejes entre las dos disposiciones de carril para acceder a las ubicaciones de almacenamiento apiladas entre los mismos. Sin embargo, las ubicaciones de almacenamiento en la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio 200 contienen contenedores de envío previamente empaquetados que contienen los pedidos recogidos de la cuadrícula de almacenamiento de inventario. La flota robotizada se controla de nuevo de forma inalámbrica a través de un sistema de control informatizado central, por ejemplo, el mismo sistema de control informatizado compartido por la cuadrícula de almacenamiento de inventario.
[0056] En el ejemplo ilustrado de la figura 22, la disposición de vía superior de la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio 200 es servida por una pluralidad de estaciones de admisión 202 instaladas de manera cooperativa con la misma con el propósito de cargar contenedores de transporte entrantes 204 en vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación en la disposición de vía superior. Cada estación de admisión puede comprender un transportador 206 sobre el que una serie de contenedores de transporte entrantes pueden ser puestos en cola para su introducción en la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio 200, con un extremo de salida de cada transportador elevado ligeramente por encima de la disposición de vía superior de la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio 200 en el perímetro exterior del mismo en una distancia elevada igual o ligeramente superior a las alturas de los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación 14. De esta manera, la salida de cada transportador de admisión 206 reside en o por encima de un plano de referencia horizontal superior ocupado por las áreas de aterrizaje de los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación cuando se desplazan en la disposición de vía superior. El transportador de admisión puede deslizar o dejar caer de este modo un contenedor de transporte entrante sobre el área de aterrizaje de uno de los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación situados en un punto de recogida alineado con el extremo de salida del transportador de admisión en el perímetro exterior de la disposición de vía superior.
[0057] Se pueden proporcionar una o más estaciones de admisión en uno cualquiera o más lados perimetrales de la disposición de vía superior, aunque, como se ilustra, las estaciones de admisión pueden residir todas en un lado común de la disposición de vía superior que esté más cerca de una cuadrícula de almacenamiento de inventario en el sitio desde la que llegan los contenedores de transporte empaquetados, o más cerca de una o más estaciones de empaquetado intermedias en las que los artículos de pedido amalgamados en las estaciones de trabajo de la cuadrícula de almacenamiento de inventario se empaquetan posteriormente antes de enviarse a la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio 200. Sin embargo, se apreciará que las dos cuadrículas no necesitan estar ubicadas necesariamente en una instalación compartida.
[0058] La disposición de vía inferior de la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio 200 es servida por una pluralidad de estaciones de salida 208 instaladas de manera cooperante con la misma con el propósito de descargar contenedores de envío salientes 210 de vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación en la disposición de vía inferior. Cada estación de salida puede comprender un transportador 212 sobre el que se puede poner en cola una serie de contenedores de transporte salientes para su transferencia a una ubicación posterior adicional de la instalación, por ejemplo, un área de embalaje final o una zona de carga en la que los contenedores se cargarán en un vehículo de transporte cuando estén disponibles. Un extremo de entrada de cada transportador de salida 212 está situado en o ligeramente por debajo de un plano horizontal inferior en el que residen las áreas de aterrizaje de los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación cuando se montan en la disposición de carril inferior. De esta manera, un vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación en un punto de entrega situado en el perímetro exterior de la disposición de carril inferior en alineación con el extremo de entrada del transportador puede deslizar o dejar caer un contenedor de transporte desde dicho vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación sobre el extremo de entrada del transportador de salida. Se pueden proporcionar una o más estaciones de salida en uno o más lados perimetrales de la disposición de vía superior. El ejemplo ilustrado presenta estaciones de salida en al menos dos lados opuestos de la disposición de vía inferior, por ejemplo para alimentar respectivamente un par de zonas de carga o áreas de embalaje opcionalmente situadas en lados opuestos de la cuadrícula de dasificación/almacenamiento intermedio 200.
[0059] Cada contenedor de transporte entrante puede ser recogido de una de las estaciones de admisión por un vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación asignado a esta tarea de recogida por el sistema de control informatizado, y luego transportado a una ubicación de almacenamiento disponible (es decir, actualmente desocupada) en la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio 200 a través del eje respectivo desde el que esta ubicación de almacenamiento es accesible, y dejado en esta ubicación de almacenamiento para su posterior recuperación. Alternativamente, en lugar de ordenar al vehículo robotizado asignado de almacenamiento/recuperación que almacene el contenedor de transporte entrante, el sistema de control informatizado puede ordenar al vehículo robotizado de almacenamiento/recuperación que entregue el contenedor de transporte directamente a una de las estaciones de salida en vista de la necesidad o disponibilidad en la zona de carga o área de embalaje para ese contenedor de transporte con carácter urgente.
[0060] Al seleccionar entre estas opciones de almacenamiento y de salida directa para el contenedor de transporte recogido, el sistema de control informatizado puede consultar una clasificación de prioridad de pedido de un pedido asociado con ese contenedor de transporte, en relación con otros pedidos cuyos contenedores constituyentes ya se han introducido en la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio 200. Adicional o alternativamente, si el contenedor de transporte recogido es solo un componente parcial de un pedido general más grande, entonces la determinación de si almacenar el contenedor de transporte o entregarlo directamente a una estación de salida se basa al menos parcialmente en si los otros contenedores de envío que cumplen el resto del pedido general más grande también están presentes, o se esperan inminentemente, en la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio 200. Si todo el pedido está presente o está presente de manera inminente, y no hay otros pedidos de mayor prioridad, entonces el contenedor actualmente recogido puede pasar directamente a la estación de salida apropiada a la que el sistema de control informatizado asigna el pedido. Los otros contenedores constituyentes de ese mismo pedido se recuperan de ubicaciones de almacenamiento respectivas en la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio 200, si ya están presentes en la misma, y se entregan a esa misma estación de salida asignada, o se asignan para una recogida inminente y una entrega directa a esa estación de salida si dichos otros contenedores constituyentes están actualmente en, o se esperan inminentemente en, las estaciones de entrada.
[0061] Un ejemplo en particular de una aplicación útil para la combinación de las dos cuadrículas tridimensionales son operaciones de preparación basadas en pasillos o basadas en ubicaciones similares, por ejemplo, donde diferentes artículos al por menor destinados a un minorista se recogen en grupos de la cuadrícula de almacenamiento de inventario según una sección de pasillo en particular u otra subregión identificable de la disposición de tienda del minorista para la que están destinados los artículos en particular. Los diferentes grupos se empaquetan en diferentes contenedores de transporte, y luego se introducen individualmente en la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio para almacenamiento temporal (es decir, almacenamiento intermedio) a medida que cada uno de tales grupos de artículos recogidos se recoge y empaqueta. Al salir de la cuadrícula de almacenamiento de inventario, las estaciones de trabajo conectadas a la misma, o la estación o estaciones de embalaje posteriores ubicadas más abajo de la cuadrícula de almacenamiento de inventario en diferentes momentos, los contenedores de envío llegan a la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio en puntos escalonados en el tiempo, llegando potencialmente uno o más contenedores recibidos inicialmente mucho antes que el resto de dichos contenedores recibido posteriormente y, por tanto, los paquetes recibidos anteriormente se almacenan temporalmente (es decir, por almacenamiento intermedio) en la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio, al menos hasta el momento en que el resto de contenedores se reciben o se aproximan inminentemente a la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio. En tal momento, los contenedores de envío recibidos inicialmente almacenados previamente por almacenamiento intermedio se recuperan de sus ubicaciones de almacenamiento respectivas en la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio 200 y se entregan a una estación de salida común por uno o más de los vehículos robotizados de almacenamiento/recuperación para amalgamación (por ejemplo, paletización) en el pedido completado listo para el envío al minorista.
[0062] Sin embargo, este es solo un ejemplo no limitativo de la utilidad de la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio 200, cuyo uso no está limitado específicamente a su uso con una solución de almacenamiento de inventario que usa específicamente la estructura de cuadrícula tridimensional empleada en la presente invención y la solicitud PCT anterior mencionada anteriormente del solicitante. Además, la preparación de pedidos basada en pasillos para minoristas es solo un ejemplo, y los clientes no minoristas que tienen de manera similar una disposición organizativa basada en pasillos o mapeada de manera similar con diferentes subregiones identificables pueden beneficiarse igualmente de la entrega de pedidos. Esto puede incluir fabricantes con almacenamiento organizado para materias primas entrantes o componentes prefabricados de proveedores externos, donde los contenedores de envíos preparados están destinados a dicho almacenamiento de fabricantesin situ,desde el cual las materias primas o componentes prefabricados se distribuyen a una o más estaciones de fabricación en la instalación. El enfoque de preparación también puede usarse cuando las propias estaciones de fabricación son las diferentes subregiones identificables para las que están destinados los materiales o componentes preparados según las necesidades de suministro de tales estaciones, ya sea que estas estaciones sean etapas diferentes dentro de una línea del producto, o estaciones de ensamblaje completo o parcial para dos líneas del producto diferentes.
[0063] En otro ejemplo, tales instalaciones de fabricación podrían tener la cuadrícula de almacenamiento de inventario de la figura 2in situpara la preparación de kits de materias primas y/o componentes, ya sea con o sin la cuadrícula de clasificación/almacenamiento intermedio 200 posterior, para alimentar las unidades de almacenamiento llenas con kits a las estaciones de fabricación en la misma instalación.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de almacenamiento que comprende:
una estructura tridimensional en cuadrícula que comprende:
una disposición de vía inferior (28) en forma de cuadrícula que ocupa un área bidimensional sobre la que se pueden transportar vehículos de almacenamiento/recuperación (14) en dos direcciones sobre dicha área bidimensional;
una pluralidad de columnas de almacenamiento que residen por encima de la disposición de vía inferior cuadriculada (28) en distribución espaciada sobre el área bidimensional de dicha disposición de vía inferior cuadriculada (28), comprendiendo cada columna una pluralidad de ubicaciones de almacenamiento dispuestas una sobre otra y dimensionadas para acomodar la colocación y el almacenamiento de unidades de almacenamiento (16) en la misma;
una pluralidad de ejes verticales que residen por encima de la disposición de vía inferior cuadriculada (28) en distribución espaciada sobre el área bidimensional de dicha disposición de vía inferior cuadriculada (28), de manera que cada una de las columnas de almacenamiento está rodeada por ejes verticales respectivos a través de los cuales las ubicaciones de almacenamiento de cada una de dichas columnas de almacenamiento son accesibles por los vehículos de almacenamiento/recuperación (14) para colocar o retirar las unidades de almacenamiento (16) hacia o desde dichas ubicaciones de almacenamiento de cada una de dichas columnas de almacenamiento; y
al menos una estación de trabajo (18) que reside a lo largo de la estructura tridimensional cuadriculada y fuera del área bidimensional de la disposición de vía inferior cuadriculada (28) sobre la que se distribuyen las columnas de almacenamiento y los ejes verticales;
caracterizado por el hecho de que
dicha estación de trabajo (18) está unida a la disposición de vía inferior cuadriculada (28) por una vía de extensión de la misma por la que dichos vehículos de almacenamiento/recuperación (14) se pueden transportar entre dicha estación de trabajo (18) y dicha disposición de vía inferior cuadriculada (28), por lo que el transporte de las unidades de almacenamiento (16) entre las ubicaciones de almacenamiento y la estación de trabajo (18) es realizado completamente por dichos vehículos de almacenamiento/recuperación (14).
2. Sistema de almacenamiento según la reivindicación 1, donde la estación de trabajo (18) es servida únicamente por la vía de extensión y los vehículos de almacenamiento/recuperación (14) transportables sobre la misma.
3. Sistema de almacenamiento según cualquier reivindicación anterior, donde dicha vía de extensión está conectada a la disposición de vía inferior cuadriculada (28) de la estructura tridimensional cuadriculada en dos extremos opuestos de dicha vía de extensión, por lo que cada uno de los vehículos de almacenamiento/recuperación (14) atraviesa la vía de extensión en una dirección que emerge de la estructura tridimensional cuadriculada en un extremo de la vía de extensión y vuelve a entrar en la estructura tridimensional cuadriculada en otro extremo de la vía de extensión.
4. Sistema de almacenamiento según cualquier reivindicación anterior, donde la vía de extensión está al menos parcialmente cerrada.
5. Sistema de almacenamiento según cualquier reivindicación anterior, donde la vía de extensión pasa a través de la estación de trabajo (18) desde un punto de entrada situado en o adyacente a un extremo de la misma hasta un punto de salida situado en o adyacente a un extremo opuesto de la misma.
6. Sistema de almacenamiento según cualquier reivindicación anterior, donde la estación de trabajo (18) comprende un recinto en el que se extiende la vía de extensión desde la disposición de vía inferior cuadriculada (28).
7. Sistema de almacenamiento según cualquier reivindicación anterior, donde la estación de trabajo (18) comprende una abertura de acceso (52) servida por la vía de extensión y a través de la cual una unidad de almacenamiento (16) transportada en uno de los vehículos de almacenamiento/recuperación (14) es accesible cuando dicho vehículo de almacenamiento/recuperación (14) que transporta dicha unidad de almacenamiento (16) alcanza dicha abertura de acceso (52) de la estación de trabajo (18).
8. Sistema de almacenamiento según la reivindicación 7, donde dicha estación de trabajo (18) comprende un plano de trabajo penetrado por la abertura de acceso (52), y dicha vía de extensión discurre por debajo de dicho plano de trabajo.
9. Sistema de almacenamiento según la reivindicación 1, donde dicho sistema de almacenamiento comprende una pluralidad de estaciones de trabajo (18), cada una vinculada a la disposición de vía inferior cuadriculada (28) por una vía de extensión respectiva.
10. Sistema de almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, comprendiendo dicho sistema de almacenamiento un sistema de control informatizado configurado para organizar la entrega secuenciada de un grupo de unidades de almacenamiento desde la estructura tridimensional cuadriculada a la estación de trabajo (18), estando dicho sistema de control informatizado configurado además para:
(a) generar señales para dar instrucciones a dichos vehículos de almacenamiento/recuperación (14) para recuperar las unidades de almacenamiento (16) de las respectivas ubicaciones de almacenamiento; y (b) generar señales para dar instrucciones a dichos vehículos de almacenamiento/recuperación (14) para que naveguen la estructura tridimensional cuadriculada de una manera que orquesta la llegada de dichos vehículos de almacenamiento/recuperación (14) a la vía de extensión en una secuencia particular.
11. Sistema de almacenamiento según la reivindicación 10, donde el sistema de control informatizado está configurado además de tal manera que el paso (b) comprende identificar de entre dichos vehículos de almacenamiento/recuperación (14), un primer vehículo de almacenamiento/recuperación (14) de una prioridad de secuencia de mayor rango que un segundo vehículo de almacenamiento/recuperación (14), y generar señales que dan instrucciones al segundo vehículo de almacenamiento/recuperación (14) para estacionarse en la estructura tridimensional cuadriculada en un punto de estacionamiento de relación no obstructiva con la vía de extensión mientras el primer vehículo de almacenamiento/recuperación (14) es transportado a lo largo de la disposición de vía inferior cuadriculada (28) a dicha vía de extensión.
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