ES3064441T3 - Robot system with motion sequences adapted to product types, and operating method therefor - Google Patents

Robot system with motion sequences adapted to product types, and operating method therefor

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ES3064441T3
ES3064441T3 ES19718227T ES19718227T ES3064441T3 ES 3064441 T3 ES3064441 T3 ES 3064441T3 ES 19718227 T ES19718227 T ES 19718227T ES 19718227 T ES19718227 T ES 19718227T ES 3064441 T3 ES3064441 T3 ES 3064441T3
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Harald Schröpf
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Abstract

Se describe un sistema robótico (2a-2d) que comprende un robot (1a, 1b) con una unidad de agarre (4) para recoger y colocar/descargar productos (26a-26g). Dichos productos (26a-26g) se clasifican en varios tipos según su estabilidad dimensional, resistencia a la presión, rigidez a la flexión, resistencia, peso absoluto y/o peso específico. Al manipular los productos (26a-26g), el robot (1a, 1b) y/o la unidad de agarre (4) se controlan según el tipo de producto (26a-26g). También se describe un método para operar el sistema robótico (2a-2d). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Sistema robotizado con secuencias de movimiento adaptadas a los tipos de mercancías y procedimiento operativos para ello
[0003] La invención se refiere a un procedimiento para controlar un robot en un sistema de almacenamiento y preparación de pedidos, que tiene una unidad de agarre que puede moverse con respecto a una base del robot, en el que las mercancías se recogen con la unidad de agarre desde o a partir de un primer soporte de mercancías y se depositan o se dejan caer en o sobre un segundo soporte de mercancías. En relación con uno de los parámetros físicos: la estabilidad dimensional, la estabilidad a la compresión, la rigidez a la flexión, la resistencia a la tracción, el peso absoluto o el peso específico, las mercancías se pueden distinguir al menos en mercancías de un primer tipo y mercancías de un segundo tipo, en donde el tipo de mercancía se determina antes de recoger una mercancía. Además, dicha mercancía se recoge con la unidad de agarre de o desde el primer soporte de mercancías y se deposita o se deja caer en o sobre el segundo soporte de mercancías, en donde el robot y/o la unidad de agarre (en particular un movimiento del robot y/o de la unidad de agarre) se controla en función del tipo determinado para dicha mercancía. Además, la invención se refiere a un sistema robótico que comprende un robot con una unidad de agarre que se puede mover en relación con una base robótica para recoger mercancías, en el que el robot está configurado para recoger mercancías con la unidad de agarre desde o fuera de un primer soporte de mercancías y depositarlas o dejarlas caer en o sobre un segundo soporte de mercancías, y un controlador robótico que está configurado para ordenar al robot que recoja dichas mercancías de o desde el primer soporte de mercancías y las deposite o deje caer en o sobre el segundo soporte de mercancías. En relación con uno de los parámetros físicos: la estabilidad dimensional, la estabilidad a la compresión, la rigidez a la flexión, la resistencia a la tracción, el peso absoluto o el peso específico de las mercancías se diferencian al menos entre mercancías de un primer tipo y mercancías de un segundo tipo. Por último, la invención se refiere a un sistema de almacenamiento y preparación de pedidos de mercancías, que comprende una zona de almacenamiento de mercancías y un lugar de trabajo para el preparación de pedidos/reembalaje de mercancías con un sistema robotizado del tipo anterior.
[0004] Se conocen en principio un procedimiento, un sistema robótico y un sistema de almacenamiento y preparación de pedidos del tipo mencionado. Por ejemplo, el documento US 9,868,207 B2 desvela un robot para agarrar mercancías en un sistema de almacenamiento. La información sobre el agarre de las mercancías mencionadas puede determinarse y usarse junto con una base de datos para definir una estrategia de agarre.
[0005] El documento US 2017/088360 A1 describe además brazos robóticos o manipuladores que se usan para incorporar mercancías dentro de un sistema de inventario. Las estrategias de incorporación para los brazos robóticos pueden incluir información sobre cómo se debe mover y soltar una mercancía agarrada por un brazo robótico para conseguir una trayectoria para mover la mercancía a una ubicación de recogida.
[0006] Por último, el documento US 2015/057793 A1 divulga un sistema y un procedimiento para recoger automáticamente mercancías en un dispositivo de manipulación de materiales. En una forma de realización, el sistema comprende una cinta transportadora y una mano robótica con varios dedos a los que se acoplan una o varias ventosas. Se puede generar un plan de retirada que controle la mano robótica para que recoja la mercancía mientras se activan selectivamente una o varias ventosas.
[0007] La desventaja de los procedimientos conocidos es que son comparativamente inflexibles y poco adecuados para trasladar un gran número de mercancías diferentes. A menudo se usan sistemas especializados que sólo pueden manipular unos pocos tipos de mercancías que difieren muy poco entre ellos. Por ello, muchos procesos de traslado en un sistema de almacenamiento y preparación de pedidos son realizados por mozos de almacén o preparadores de pedidos, lo que es perjudicial para su salud, especialmente en el caso de mercancías pesadas.
[0008] Por lo tanto, es un objetivo de la invención proporcionar un procedimiento mejorado para controlar un robot en un sistema de almacenamiento y preparación de pedidos, un sistema robótico mejorado y un sistema de almacenamiento y preparación de pedidos mejorado para recoger mercancías. En particular, se pretende superar los inconvenientes mencionados y ampliar las actividades realizadas por un sistema robotizado.
[0009] Este objetivo se consigue mediante un procedimiento para controlar un robot y un sistema robótico según las reivindicaciones 1 y 15.
[0010] Esta previsto que
[0011] el al menos un agarrador de ventosa se activa (por medio del controlador del robot) al recoger una mercancía del primer tipo antes de que el al menos un agarrador de ventosa entre en contacto con dicha mercancía y se activa al recoger una mercancía del segundo tipo después de que el al menos un agarrador de ventosa entre en contacto con dicha mercancía,
[0012] en donde, si el parámetro físico es la estabilidad dimensional, las mercancías del primer tipo tienen un módulo de elasticidad inferior a 1,0 GPa y las mercancías del segundo tipo tienen un módulo de elasticidad superior o igual a 1,0 GPa, o bien
[0013] en donde, si el parámetro físico es la estabilidad a la compresión, las mercancías del primer tipo tienen un módulo de elasticidad a la compresión inferior a 1,0 GPa o una constante de elasticidad a la compresión inferior a 0,5 N/cm con carga central y las mercancías del segundo tipo tienen un módulo de elasticidad a la compresión superior o igual a 1,0 GPa o una constante de elasticidad a la compresión superior o igual a 0,5 N/cm con carga central, o bien en donde, si el parámetro físico es la rigidez a la flexión, las mercancías del primer tipo tienen un módulo de elasticidad inferior a 1,0 GPa o una constante elástica a la flexión inferior a 0,01 Nm/° y las mercancías del segundo tipo tienen un módulo de elasticidad superior o igual a 1,0 GPa o una constante de elasticidad a la flexión superior o igual a 0,01 Nm/°, o bien
[0014] en donde, si el parámetro físico es la resistencia a la tracción, las mercancías del primer tipo tienen una resistencia a la tracción inferior a 100 N/mm<2>y las mercancías del segundo tipo tienen una resistencia a la tracción superior o igual a 100 N/mm<2>, o bien
[0015] en dond, si el parámetro físico es el peso absoluto, las mercancías del primer tipo tienen un peso inferior a 1 kg y las mercancías del segundo tipo tienen un peso superior o igual a 1 kg, o bien
[0016] en donde, si el parámetro físico es el peso específico, las mercancías del primer tipo tienen un peso específico inferior a 1 g/cm<3>y las mercancías del segundo tipo tienen un peso específico superior o igual a 1 g/cm<3>. Por último, el objetivo de la invención también se consigue mediante un sistema de almacenamiento y preparación de pedidos (en gran medida automatizado) según la reivindicación 17.
[0017] El sistema de almacenamiento y preparación de pedidos comprende un sistema robótico (totalmente automatizado) del tipo mencionado anteriormente, que está unido a la zona de almacenamiento mediante un sistema de transporte. Según la propuesta, el al menos un agarrador de ventosa se activa en particular al recoger una mercancía que tiene una de las propiedades: fácilmente deformable, blanda/conforme, flácido, irrompible, ligera, específicamente ligera, antes de que la al menos un agarrador de ventosa entre en contacto con dicha mercancía. Con ello, el al menos un agarrador de ventosa se activa en particular al recoger una mercancía que tiene una de las propiedades: difícil de deformar, dura/rígida, rígida, frágil, pesada, específicamente pesada, tras el contacto del al menos un agarrador de ventosa con dicha mercancía. Esto aprovecha el hecho de que las mercancías del primer tipo pueden ser aspiradas por el agarrador de ventosa debido a sus propiedades, es decir, que se pueden desplazar hacia el agarrador de ventosa cuando se aplica un vacío al agarrador de ventosa. Por consiguiente, el agarrador de ventosa no tiene que posicionarse con tanta precisión al recoger mercancías del primer tipo o no tiene que desplazarse tanto hacia una mercancía. Este comportamiento no es de esperar con mercancías del segundo tipo, razón por la cual al menos un agarrador de ventosa sólo se activa al entrar en contacto con la mercancía en cuestión y permanece allí durante un período de tiempo predeterminado (por ejemplo, unos 0,2 segundos) para garantizar que la mercancía sea aspirada de forma segura.
[0018] En general, la unidad de agarre comprende al menos un agarrador de ventosa. Las ventosas son adecuadas para recoger rápidamente mercancías de diferentes características, por ejemplo, para manipular objetos más o menos rígidas (por ejemplo, cajas, cartones y cajas de plástico), así como para manipular objetos flexibles y, en particular, maleables (por ejemplo, sacos o bolsas llenos de objetos).
[0019] Cabe señalar en este punto que el procedimiento o el robot presentados son adecuados para recoger mercancías cuboidales, así como mercancías de forma irregular, tales como sacos o bolsas. Tanto las mercancías de forma cuboide como las de forma irregular pueden estar formadas por un único objeto que pueden ser manipulados individualmente o por un grupo de objetos que pueden ser manipulados individualmente. En concreto, una mercancía puede realizarse como una caja de cartón o de plástico, por ejemplo, que se rellena con varios objetos. Del mismo modo, una mercancía también puede realizarse como un saco o una bolsa que se llena con varios objetos.
[0020] El procedimiento o el sistema robótico según la invención es particularmente adecuado para mercancías en forma de bolsas de película, especialmente en forma de las denominadas “bolsas de plástico” ("polybags") de polietileno o de polipropanol. Estas bolsas de película se usan principalmente en la industria textil y se emplean, por ejemplo, para envasar camisetas, camisas y similares. Estas bolsas de película también se utilizan con frecuencia en la industria del calzado o en la industria alimentaria.
[0021] Debido a las medidas propuestas, el procedimiento presentado, el sistema robótico presentado y el sistema de almacenamiento y preparación de pedidos presentado pueden ser usados de forma muy flexible y son adecuados para trasladar un gran número de mercancías diferentes. Esto significa que se pueden manipular diversos tipos de mercancías, y también muy diferentes, lo que significa que se pueden ampliar las actividades realizadas por un sistema robotizado en comparación con el estado de la técnica. Además, los operarios de almacén pueden verse aliviados al no tener que realizar procesos de traslado que tan a menudo son monótonos.
[0022] En el contexto de la invención, se entiende por "mercancía", en particular, un objeto que puede ser manipulado individualmente o un grupo de objetos que puede ser manipulado individualmente.
[0023] El "tipo" de una mercancía indica su calidad o la naturaleza de una mercancía. Un parámetro físico sirve para determinar el tipo de una mercancía.
[0024] Por ejemplo, las mercancías se pueden diferenciar en función de su estabilidad dimensional. La "estabilidad dimensional" es una medida de la deformabilidad de una mercancía, es decir, de su resistencia a la deformación. Las mercancías con baja estabilidad dimensional son, por tanto, "fácilmente deformables", las mercancías con alta estabilidad dimensional son "difíciles de deformar". Por lo tanto, es concebible que las mercancías del primer tipo sean fácilmente moldeables y los del segundo tipo sean difíciles de moldear. Las mercancías del primer tipo tienen un módulo de elasticidad de < 1,0 GPa y las mercancías del segundo tipo tienen un módulo de elasticidad de ≥ 1,0 GPa. Las mercancías también se pueden diferenciar entre sí por su estabilidad a la compresión. La "estabilidad a la compresión" es una forma especial de estabilidad dimensional y una medida de la deformabilidad de una mercancía cuando se la somete a una carga de compresión. Los tejidos con baja resistencia a la compresión son "blandas/flexibles", los tejidos con alta resistencia a la compresión son "duras/rígidas". Por lo tanto, es concebible que las mercancías del primer tipo sean blandas o flexibles y los del segundo tipo sean duras o rígidas. Las mercancías del primer tipo tienen un módulo de elasticidad de < 1,0 GPa y/o presentan una constante de elasticidad a la compresión de < 0,5 N/cm bajo carga central. Las mercancías del segundo tipo tienen un módulo de elasticidad de compresión de ≥ 1,0 GPa y/o una constante de elasticidad a la compresión de ≥ 0,5 N/cm bajo carga central.
[0025] Además, las mercancías se pueden diferenciar entre sí en función de su rigidez a la flexión. La "rigidez a la flexión" es también una forma especial de estabilidad dimensional y una medida de la deformabilidad de una mercancía cuando se la somete a una carga de flexión. Los tejidos con baja rigidez a la flexión son "blandas", los tejidos con alta rigidez a la flexión son "rígidas". Por lo tanto, es concebible que las mercancías del primer tipo sean flexibles y las del segundo tipo sean rígidas. Las mercancías del primer tipo tienen un módulo de elasticidad de < 1,0 GPa y/o una constante elástica de flexión de < 0,01 Nm/°. Las mercancías del segundo tipo tienen un módulo de elasticidad de ≥ 1,0 GPa y/o una constante de elasticidad de flexión de ≥ 0,01 Nm/°.
[0026] Otro parámetro físico para diferenciar mercancías es la resistencia de una mercancía. La "solidez" es una medida de la resistencia que ofrece una mercancía a la destrucción. En consecuencia, las mercancías con poca resistencia son "frágiles" y las mercancías con mucha resistencia son "irrompibles". Por lo tanto, es concebible que las mercancías del primer tipo sean irrompibles y los del segundo tipo sean frágiles.
[0027] Las mercancías del primer tipo presentan una resistencia a la tracción de < 100 N/mm<2>y las mercancías del segundo tipo presentan una resistencia a la tracción de ≥ 100 N/mm<2>. Las mercancías de alta resistencia también son más estables que las de baja resistencia y se pueden apilar a mayor altura.
[0028] Las mercancías también se pueden diferenciar en función de su peso. Por lo tanto, es concebible que las mercancías del primer tipo sean ligeras y las del segundo sean pesadas. Las mercancías del primer tipo tienen un peso < 1 kg y las mercancías del segundo tipo tienen un peso ≥ 1 kg.
[0029] Otro parámetro físico para diferenciar las mercancías es su peso específico. El "peso específico" es la relación entre el peso de un cuerpo y su volumen. Por tanto, es concebible que las mercancías del primer tipo sean específicamente ligeras y las del segundo tipo sean específicamente pesadas. Las mercancías del primer tipo tienen un peso específico de < 1 g/cm<3>y las mercancías del segundo tipo tienen un peso específico de ≥ 1 g/cm<3>.
[0030] El "tamaño" de una mercancía puede referirse a sus dimensiones, es decir, a la longitud, la anchura y/o la altura de una mercancía y/o a su superficie y/o a su volumen.
[0031] También es concebible que las mercancías tengan formas arbitrarias o superficies límite planas y sean en particular cuboidales o esencialmente cuboidales. Cabe señalar que las mercancías difíciles de deformar, duras/rígidas y/o rígidas no suelen cambiar significativamente su forma geométrica. Por otra parte, las mercancías fácilmente deformables, blandas/conformes y/o flexibles pueden cambiar significativamente su forma geométrica y pertenecen al primer o al segundo tipo, según sean del primer o del segundo tipo. Por lo tanto, estas mercancías pueden cambiar su inclusión en un tipo con el paso del tiempo. Un ejemplo de este tipo de mercancías es la ropa envasada en bolsas de película ajustadas. Estas bolsas de film confieren a las prendas, que de otro modo serían bastante flácidas, cierta estabilidad dimensional, haciendo que la prenda tenga una forma esencialmente cuboide y, por tanto, sea fácil de apilar cuando se coloca sobre una superficie (plana). Si, por el contrario, cuelga sobre la pared lateral de un dispositivo de carga, la prenda envuelta en una película puede adoptar una forma completamente distinta, que se desvía significativamente de la forma cuboide.
[0032] Un "soporte de mercancía" puede ser, por ejemplo, un medio auxiliar de carga (tal como una caja, una bandeja, un contenedor o un palé) o puede estar formado por un transportador (tal como un transportador de cinta, un transportador de rodillos o un transportador de cadena). Sin embargo, un "soporte de mercancía" también puede estar formado por una plataforma de transporte (por ejemplo, en una máquina de almacenamiento y recuperación de estantes o en un vehículo de transporte autónomo). El primer soporte de mercancía actúa como "origen" y el segundo como "destino". El segundo soporte de mercancías también puede estar formado, por ejemplo, por una solapa abatible. En este caso, el robot extrae una mercancía de o desde la fuente y la coloca en la solapa. A continuación, la mercancía puede dispensarse en otro contenedor, por ejemplo, accionando la solapa, es decir, girándola hacia arriba.
[0033] Tal como se ha indicado anteriormente, un "elemento auxiliar de carga" puede estar formada por un contenedor, tal como un cajón, una caja o una caja de cartón. En general, un contenedor consta de una base, paredes laterales verticales y una abertura de carga definida por las paredes laterales. Cabe señalar que una bandeja suele tener también paredes laterales, por lo que también puede considerarse un recipiente plano.
[0034] En general, el primer soporte de mercancías y/o el segundo soporte de mercancías pueden configurarse como un elemento auxiliar de carga o como un dispositivo transportador.
[0035] En un "sistema de almacenamiento y preparación de pedidos", las mercancías pueden, por ejemplo, entregarse y aceptarse en una zona de recepción de mercancías, embalarse de nuevo si es necesario y almacenarse en un almacén. Las mercancías también pueden ser recogidas de acuerdo con un pedido, es decir, sacarse del almacén, recopilarse en un pedido y prepararse para su expedición en la salida de mercancías. A diferencia de un proceso de fabricación, las mercancías no se modifican sustancialmente entre la entrada y la salida de las mismas. Sin embargo, es posible un ligera cambio de forma, especialmente con cuerpos no rígidas tals como bolsas o sacos, o con otros envases flexibles tales como cartón o plástico.
[0036] Por "parámetro de movimiento" del robot se puede entender, por ejemplo, una velocidad y/o una aceleración con la que se mueve la unidad de agarre, en particular sus valores mínimo y/o máximo. Un parámetro de movimiento también puede influir en una curva de trayectoria. Por ejemplo, el parámetro de movimiento puede definir los radios mínimos y/o máximos empleados en una curva de trayectoria. Otros ejemplos de parámetros de movimiento son, por ejemplo, la fuerza con la que una unidad de agarre agarra una mercancía, el vacío generado por las ventosas, etc.
[0037] Para diferenciar las mercancías en al menos el primer y el segundo tipos, se usa un valor umbral, que se asigna a un parámetro físico, por ejemplo el peso de las mercancías,. En este caso, el valor umbral se fija en 1 kg.
[0038] En una variante del procedimiento propuesto, un programa para controlar el robot y/o la unidad de agarre (en particular para un movimiento del robot y/o de la unidad de agarre) contiene al menos dos ramas de programa, en donde se recorre una rama de programa prevista para dicho tipo en función del tipo de mercancía que se va a recoger. En este caso, se almacena en el controlador del robot un programa para controlar el robot y/o la unidad de agarre (en particular para un movimiento del robot y/o de la unidad de agarre), que contiene al menos dos ramas de programa, en donde se ejecuta una rama de programa destinada a dicho tipo en función del tipo de mercancía a recoger. Esto significa que el tipo de mercancías influye directamente en el desarrollo del programa en cuestión. Como consecuencia de estas medidas, las secuencias de movimiento destinadas a los distintos tipos de mercancías pueden diferir entre sí de manera muy compleja.
[0039] Alternativa o adicionalmente, también es concebible que
[0040] en una base de datos se almacenan los parámetros de movimiento del robot, que se asignan a los parámetros físicos y/o a los tipos de mercancías,
[0041] un parámetro de movimiento para el robot se lee de la base de datos en función del tipo de mercancía que se va a recoger, y
[0042] el movimiento del robot se controla en función del parámetro de movimiento leído.
[0043] En esta variante, el tipo de mercancía influye por tanto en el parámetro de movimiento previsto para el control del robot. Por ejemplo, se pueden proporcionar una velocidad y/o una aceleración de la unidad de agarre como parámetros de movimiento.
[0044] Es concebible que las medidas propuestas puedan aplicarse solas o combinadas. Por consiguiente, el tipo de mercancía puede influir en la secuencia del programa y/o en los parámetros de movimiento del sistema robotizado. Una propiedad física o un parámetro físico de una mercancía pueden ser determinados ventajosamente con ayuda de un sistema de sensores. Por ejemplo, el sistema de sensores puede tener un sensor que determine directamente la propiedad física en cuestión. Por ejemplo, se puede usar una báscula para determinar el peso de una mercancía. Sin embargo, la propiedad de una mercancía también puede ser determinada indirectamente a través del sistema de sensores. Se identifica una mercancía mediante el sistema de sensores y se lee de una base de datos un conjunto de datos relativo a la mercancía identificada, que contiene la propiedad o el parámetro físico deseados de la mercancía. Por ejemplo, la estabilidad a la compresión de una mercancía se asigna a un número de mercancía en el conjunto de datos correspondiente, etc. Para identificar la mercancía (por ejemplo, para determinar el número de mercancía de la mercancía), el sistema sensor puede incluir una cámara, un lector de códigos de barras y/o un lector RFID, por ejemplo. También es concebible que se identifique una mercancía sin la ayuda de un sistema de sensores del sistema robótico. Por ejemplo, un ordenador central del sistema de almacenamiento y preparación de pedidos puede saber dónde se encuentra una determinada mercancía en el sistema de almacenamiento y preparación de pedidos. Esto significa que el ordenador central también puede saber qué mercancía o mercancías se encuentran en la zona de actuación del robot. Por ejemplo, se pueden evaluar las señales de los accionamientos de los trans soportes de mercancías para determinar la ubicación de las mercancías dentro del sistema de almacenamiento y preparación de pedidos, tales como las señales de los codificadores de un rodillo transportador.
[0045] El conjunto de datos en el que se asigna una propiedad física o un parámetro físico de una mercancía puede estar contenido en una base de datos de robot del sistema robótico y/o en una base de datos central que forma parte de un ordenador central o que está conectada a dicho ordenador central. Por consiguiente, en este último caso, el sistema robótico tiene una interfaz con un ordenador central de un sistema de almacenamiento y preparación de pedidos, que proporciona dicho conjunto de datos (la propiedad física / el parámetro físico) o a partir del cual se obtiene dicho conjunto de datos (la propiedad física / el parámetro físico). Por ejemplo, un conjunto de datos para el peso de una mercancía podría tener el siguiente aspecto:
[0047]
[0049] Las mercancías identificadas pueden entonces asignarse a un primer tipo o a un segundo tipo usando la propiedad/el parámetro determinados. Las mercancías pueden asignarse explícitamente a un tipo específico, por ejemplo, al grupo de mercancías ligeras o al de mercancías pesadas. Un ejemplo de secuencia de programa para asignar una mercancía a un tipo específico en función del peso de la mercancía podría ser el siguiente: IF goods > 1 kg THEN goods type = heavy END.
[0050] Si sólo hay previstos dos tipos de mercancías, entonces la asignación de las mercancías a un tipo específico basado en el peso de las mercancías puede tener este aspecto, por ejemplo: IF mercancía > 1 kg THEN código mercancía = pesada OTHER código mercancía = ligera END.
[0051] Si hay más de dos tipos de mercancía, se pueden realizar varias asignaciones IF-THEN en consecuencia.
[0052] Sin embargo, el robot también puede ser controlado sobre la base de una asignación implícita de las mercancías a un tipo específico, por ejemplo comparando la propiedad física / el parámetro físico determinados (por ejemplo, el peso determinado) con un valor umbral para esta propiedad / este parámetro.
[0053] Así pues, en el primer caso, la pregunta es si la mercancía es ligera o pesada, mientras que en el segundo caso, el peso determinado se usa para responder a esta pregunta. A continuación, se explica lo anterior mediante dos condiciones sencillas que pueden incluirse en una secuencia de programa para controlar el robot: IF mercancía = pesada THEN programar la secuencia de control del movimiento para mercancía pesada END IF peso mercancía > 1 kg THEN programar la secuencia de control de movimiento para mercancía con peso > 1 kg END.
[0054] La secuencia de programa anterior también puede incluir saltos a subprogramas. Por supuesto, una consulta IF-THEN también puede ser usada para determinar un parámetro de movimiento del robot, tal como se ilustra a continuación con el ejemplo del ajuste de la velocidad de la unidad de agarre: IF mercancía = pesada THEN velocidad = 1 m/s END IF mercancía peso > 1 kg THEN velocidad = 1 m/s END.
[0055] Estos ejemplos son segmentos de pseudocódigo. En realidad, los segmentos de código correspondientes pueden, por supuesto, estar escritos en un lenguaje diferente y/o tener una estructura distinta.
[0056] Si las mercancías se distinguen explícitamente con ayuda de su tipo, al menos en mercancías de un primer tipo y mercancías de un segundo tipo, entonces la determinación de una propiedad física de una mercancía no es absolutamente necesaria, pero el tipo de una mercancía también puede ser determinado sin determinar explícitamente la propiedad física en cuestión.
[0057] Aquí de nuevo, se identifica una mercancía usando el sistema de sensores del sistema robótico, o se identifica la mercancía usando el ordenador central, como se ha explicado anteriormente con un ejemplo. A continuación, se lee de una base de datos un conjunto de datos relativo a las mercancías identificadas, que contiene el tipo de mercancía deseado. Por ejemplo, a un número de mercancía de una mercancía en el conjunto de datos correspondiente se le asigna el tipo de estabilidad frente a la compresión de la mercancía, por ejemplo, "frágil" o "no frágil", etc. En este caso, el sistema de sensores también puede incluir una cámara, un lector de códigos de barras y/o un lector RFID para identificar la mercancía (por ejemplo, para determinar el número de mercancía de la mercancía).
[0058] El conjunto de datos puede estar contenido a su vez en una base de datos de robot del sistema robótico y/o en una base de datos central, que forma parte de un ordenador central o que está conectada a este ordenador central. Por consiguiente, en este caso el sistema robótico también tiene una interfaz con un ordenador central de un sistema de almacenamiento y preparación de pedidos, que proporciona dicho conjunto de datos (el tipo de mercancía) o del que se obtiene dicho conjunto de datos (el tipo de mercancía). Por ejemplo, un conjunto de datos para el tipo de mercancía podría tener el siguiente aspecto:
[0060]
[0061] En este caso, son relevantes los segmentos de pseudocódigo ya mencionados anteriormente a modo de ejemplo, que están relacionados con el tipo de mercancía. Como ya se ha mencionado, no es absolutamente necesario determinar la propiedad física que se usa para determinar el tipo de mercancía o el grupo al que pertenece, como también se desprende de los segmentos de código anteriores.
[0062] En los ejemplos anteriores, se estableció un valor de un parámetro de movimiento en una sección de programa o de un segmento de código del programa para controlar el robot. Sin embargo, también es concebible que el parámetro de movimiento pertinente se almacene en un conjunto de datos en el que el parámetro de movimiento está asignado a
[0063] una identificación de una mercancía, o
[0064] una propiedad / un parámetro de una mercancía, o
[0065] un tipo de mercancía.
[0066] Por ejemplo, los conjuntos de datos para la velocidad del cabezal de agarre podrían tener, por lo tanto, el siguiente aspecto:
[0069]
[0071] Los conjuntos de datos relevantes pueden estar contenidos a su vez en una base de datos de robot del sistema robótico y/o en una base de datos central que forma parte de un ordenador central o que está conectada a este ordenador central. Por consiguiente, en este caso el sistema robótico también tiene una interfaz con un ordenador central de un sistema de almacenamiento y preparación de pedidos, que proporciona dicho conjunto de datos (el parámetro de movimiento) o del que se obtiene dicho conjunto de datos (el parámetro de movimiento).
[0072] La identificación de una mercancía, la determinación de una propiedad de una mercancía y la determinación de un tipo de mercancía pueden llevarse a cabo de la manera ya descrita anteriormente. En particular, tal como ya se ha mencionado, para este fin se puede usar un sistema de sensores del sistema robotizado y/o un ordenador central o una base de datos central del sistema de almacenamiento y preparación de pedidos.
[0073] En los ejemplos anteriores, se supuso que una propiedad física / un parámetro físico de una mercancía y/o el tipo de una mercancía se obtienen de un controlador central o de una base de datos central, que se usan a continuación para influir en la secuencia de movimiento del robot. Sin embargo, también es concebible que las secciones del programa en forma de segmentos de código se obtengan directamente del controlador central o de la base de datos central, que luego se cargan en el controlador del robot. Estas secciones de programa o estos segmentos de código pueden diferir entre sí para distintas propiedades o tipos de mercancía y también pueden denominarse o entenderse como "applets" (abreviatura de "fragmento de aplicación"). También es concebible que se obtengan del sistema de control central o de la base de datos central punteros a secciones del programa o segmentos del código, que difieren entre sí para diversas propiedades de la mercancía o tipos de mercancía.
[0074] Cargar secciones de programa o segmentos de código (applets) desde un controlador central o desde una base de datos central en el controlador de robot del sistema robótico es particularmente ventajoso si se usa un gran número de robots con las mismas o similares tareas y/o del mismo o similar tipo en un sistema de almacenamiento y preparación de pedidos. Esto facilita el mantenimiento de los robots o su adaptación a diferentes tareas, ya que estas secciones del programa o estos segmentos de código pueden gestionarse de forma centralizada y, por lo tanto, modificarse de forma centralizada.
[0075] Alternativamente, también sería concebible que las secciones de programa en cuestión se almacenaran en una base de datos del robot y se cargaran en el controlador del robot en función de una propiedad de la mercancía o de un tipo de mercancía, por ejemplo.
[0076] Otras configuraciones ventajosas y perfeccionamientos la invención se desprenden ahora de las reivindicaciones dependientes y de la descripción en conjunción con las figuras.
[0077] También es ventajoso si la unidad de agarre comprende al menos un agarrador de ventosa y si un plano de contacto del al menos un agarrador de ventosa está inclinado hasta 70° con respecto a una superficie de agarre de la mercancía cuando se agarra una mercancía del primer tipo, mientras que dicho plano de contacto está inclinado como máximo 20° con respecto a una superficie de agarre de la mercancía cuando se agarra una mercancía del segundo tipo. En consecuencia, el al menos un agarrador de ventosa está inclinado hasta 70° con respecto a una superficie de agarre de la mercancía, en particular cuando se recoge una mercancía que tiene una de las propiedades: fácilmente deformable, blanda/conforme, flexible, irrompible, ligera, específicamente ligera. Así, el al menos un agarrador de ventosa está inclinado un máximo de 20° con respecto a una superficie de agarre de la mercancía, en particular cuando se recoge una mercancía que tiene una de las propiedades: difícil de deformar, dura/rígida, rígida, frágil, pesada, específicamente pesada. Para ello se aprovecha el hecho de que las mercancías del primer tipo son flexibles y una superficie de agarre de las mercancías, que no es esencialmente paralela al plano de contacto del agarrador de ventosa, puede ser "presionada en su sitio" sobre las mercancías correspondientes cuando la unidad de agarre desciende. Esto elimina la necesidad de adaptar el plano de contacto a una alineación predeterminada (aleatoriamente) de una superficie de agarre de las mercancías a recoger cada vez que se recoge una mercancía, lo que significa que el proceso de traslado o de recogida puede llevarse a cabo más rápidamente de lo que es posible en el estado de la técnica. Por otra parte, una superficie de agarre de una mercancía del segundo tipo normalmente no puede ser presionada debido a sus propiedades físicas especiales, razón por la cual el plano de contacto del al menos un agarrador de ventosa se alinea paralela o esencialmente paralela a una superficie de agarre de la mercancía al coger una mercancía del segundo tipo.
[0079] También es ventajoso si se evita una colisión de la unidad de agarre con una mercancía distinta de la que se va a recoger si la otra mercancía es una mercancía del segundo tipo, y se permite si la otra mercancía es una mercancía del primer tipo. En consecuencia, se evita una colisión en particular con una mercancía que tenga una de las propiedades: difícil de deformar, dura/rígida, rígida, frágil, pesada, específicamente pesada, mientras que se permite una colisión en particular con una mercancía que tenga una de las propiedades: fácilmente deformable, blanda/conforme, flexible, irrompible, ligera, específicamente ligera. Aquí se aprovecha el hecho de que las mercancías del primer tipo suelen ser menos sensibles a las colisiones con la unidad de agarre. De este modo, el esfuerzo necesario para posicionar la unidad de agarre puede reducirse al mínimo, lo que se traduce en tiempos de ciclo más cortos. En cambio, con las mercancías del segundo tipo se pone especial cuidado en no dañarlas. Por lo tanto, las medidas propuestas logran un buen compromiso con el esfuerzo necesario para posicionar la unidad de agarre.
[0080] También es ventajoso si la velocidad máxima de la unidad de agarre es mayor para las mercancías del primer tipo que para las mercancías del segundo tipo y/o la aceleración máxima de la unidad de agarre es mayor para las mercancías del primer tipo que para las mercancías del segundo tipo. En consecuencia, una mercancía que tiene en particular una de las propiedades: fácilmente deformable, blanda/conforme, flexible, irrompible, ligera, específicamente ligera, se desplaza más rápidamente y/o se acelera con más fuerza que una mercancía que tiene en particular una de las propiedades: difícil de deformar, dura/rígida, rígida, frágil, pesada, específicamente pesada. Aquí se aprovecha el hecho de que las mercancías del primer tipo son generalmente menos sensibles y pueden ser sujetadas con mayor seguridad por la unidad de agarre que las mercancías del segundo tipo. De este modo se consigue un buen compromiso entre la ejecución rápida del proceso de traslado y los errores que se producen (por ejemplo, caída de la mercancía de la unidad de agarre o daños en la mercancía).
[0082] También es ventajoso si se calcula una posición de destino específica en o sobre el segundo soporte de mercancías para las mercancías del segundo tipo, mientras que para las mercancías del primer tipo se calcula un área de destino con varias posiciones de destino posibles en o sobre el segundo soporte de mercancías. En consecuencia, se calcula una posición objetivo específica para una mercancía que tiene en particular una de las propiedades: difícil de deformar, dura/rígida, rígida, frágil, pesada, específicamente pesada, mientras que se permite una gama objetivo con varias posiciones objetivo posibles para una mercancía que tiene en particular una de las propiedades: fácilmente deformable, blanda/conforme, flexible, irrompible, ligera, específicamente ligera. Para ello, se aprovecha el hecho de que la probabilidad de que las mercancías del primer tipo se deformen relativamente al depositarlas o dejarlas caer es relativamente alta. Por lo tanto, el esfuerzo excesivo para la colocación de mercancías del primer tipo parece superfluo y se reduce al mínimo de acuerdo con las medidas propuestas. Las mercancías del segundo tipo, en cambio, se deforman menos y, por lo tanto, también pueden apilarse bien, por lo que tiene sentido un posicionamiento exacto. Las medidas propuestas minimizan el esfuerzo computacional necesario para calcular una posición objetivo sin sacrificar la opción de apilar mercancías del segundo tipo.
[0084] También es particularmente ventajoso que una mercancía del primer tipo que se encuentra adyacente a una pared lateral del elemento auxiliar de carga sea presionado contra dicha pared lateral al ser recogido, mientras que una mercancía del segundo tipo que se encuentra adyacente a una pared lateral del elemento auxiliar de carga sea retirado del elemento auxiliar de carga sin presión sobre dicha pared lateral al ser recogido. En consecuencia, una mercancía, que en particular tiene una de las propiedades: fácilmente deformable, blanda/conforme, flexible, irrompible, ligera, específicamente ligera, se presiona contra la pared lateral del dispositivo de carga cuando se recoge. Esto significa que una mercancía que tiene una de las siguientes propiedades en particular: difícil de deformar, dura/rígida, rígida, frágil, pesada, específicamente pesada, se retira sin presión en la pared lateral del dispositivo de carga cuando se recoge. Con las medidas propuestas, una superficie de agarre para mercancías del primer tipo puede ser "presionada a medida" para la unidad de agarre y alineada de tal manera que pueda ser fácilmente agarrada por la unidad de agarre. Esto puede ser más rápido que alinear la unidad de agarre exactamente con una superficie de agarre existente. Con el segundo tipo de mercancía, en cambio, no suele ser posible "dar forma a presión a una superficie de agarre" o deformar una superficie de agarre existente según las necesidades. Así pues, las medidas propuestas logran un buen compromiso en cuanto al tiempo necesario para recoger una mercancía.
[0085] También es particularmente ventajoso si las mercancías del primer tipo se dejan caer en o sobre el segundo soporte de mercancías, mientras que las mercancías del segundo tipo se depositan en o sobre el segundo soporte de mercancías. En consecuencia, una mercancía, que tiene en particular una de las propiedades: fácilmente deformable, blanda/conforme, flexible, irrompible, ligera, específicamente ligera, se deja caer en o sobre el segundo soporte de mercancía. Esto significa que una mercancía que tiene una de las siguientes propiedades en particular: difícil de deformar, dura/rígida, rígida, frágil, pesada, específicamente pesada, se coloca en o sobre el segundo soporte de mercancías. Para ello se aprovecha, por un lado, el hecho de que las mercancías del primer tipo son relativamente insensibles y, por otro, que el mantenimiento de una posición de destino exacta resulta difícil en cualquier caso y es menos decisivo para optimizar la densidad de empaquetado en el segundo soporte de mercancías. En cambio, las mercancías del segundo tipo son comparativamente sensibles a los daños y mantener una posición exacta del objetivo es comparativamente sencillo y también práctico gracias a la posibilidad de apilamiento.
[0086] En el contexto anterior, una mercancía del primer tipo puede desplazarse verticalmente sobre una posición objetivo calculada para la mercancía o verticalmente sobre un área objetivo calculada para la mercancía con la ayuda del robot y soltarse a continuación. Al depositar las mercancías en el segundo soporte de mercancías, el proceso de carga puede llevarse a cabo con especial rapidez, ya que no es necesario bajar la unidad de agarre hasta el segundo soporte de mercancías, como ocurre al depositar mercancías. Además, con esta variante de configuración se puede reducir al mínimo el esfuerzo necesario para calcular la posición de la unidad de agarre en la que se libera la mercancía. Sin embargo, también es concebible que una mercancía del primer tipo se desplace a una posición de liberación con ayuda del robot y se libere allí, que está situada verticalmente por encima y al lado de una posición objetivo calculada para la mercancía o verticalmente por encima y al lado de un área objetivo calculada para la mercancía, así como en el punto de partida de una parábola de lanzamiento que conduce a dicha posición objetivo / hacia dicha zona objetivo, para cuyo cálculo se usa al menos la velocidad de movimiento y la dirección de movimiento de la unidad de agarre en la posición de liberación. Las medidas propuestas pueden reducir aún más la distancia que debe recorrer la unidad de agarre para depositar una mercancía. En particular, la dirección de movimiento de la unidad de agarre en la posición de liberación se dirige horizontal o diagonalmente hacia arriba, lo que significa que una mercancía puede ser lanzada relativamente lejos. Por lo tanto, el proceso de traslado o de recogida puede acelerarse considerablemente gracias a las medidas propuestas en comparación con el estado de la técnica.
[0087] También es particularmente ventajoso si una caída involuntaria de la mercancía recogida de la unidad de agarre y el depósito/la caída involuntaria de una mercancía fuera de un intervalo de tolerancia alrededor de la posición objetivo calculada para dicha mercancía se evalúa como un error, y la velocidad y/o la aceleración de la unidad de agarre se reduce si el número de errores por unidad de tiempo supera un primer valor umbral predeterminable y/o se aumenta si el número de errores por unidad de tiempo cae por debajo de un segundo valor umbral predeterminable. De este modo, el proceso de traslado/recogida de mercancías puede adaptarse a las condiciones cambiantes. Para ello, no es necesario determinar laboriosamente las propiedades de las mercancías y su idoneidad para ser recogidas por la unidad de agarre, sino aprovechar el hecho de que esta idoneidad puede leerse a partir de la tasa de tiempo a la que se producen los errores. Esto significa que siempre se alcanza una velocidad de traslado o de recogida óptimas para una tasa de error determinada.
[0088] También es conveniente si las mercancías del primer tipo y las mercancías del segundo tipo son recogidas y depositadas/dejadas caer con la misma unidad de agarre. Esto ahorra tiempo al cambiar la unidad de agarre y permite trasladar/recoger mercancías rápidamente.
[0089] También es conveniente que la mercancía se entregue conforme a un pedido,
[0090] se transporten al robot con la ayuda del primer soporte de mercancías,
[0091] se transfieran con ayuda del robot desde o hacia el primer soporte de mercancías al segundo soporte de mercancías, y
[0092] sean trasladadas fuera del robot con la ayuda del segundo carro de transporte de mercancías.
[0093] En esta variante, las mercancías son transportadas hasta el robot, por ejemplo, directamente sobre un transportador de cinta, un transportador de rodillos o un transportador de cadena, o bien con un elemento auxiliar de carga sobre un transportador de cinta, un transportador de rodillos o un transportador de cadena. Así, el robot puede permanecer estático en un lugar. En principio, sin embargo, también sería concebible que el robot se configurara como un robot móvil, en particular como un robot móvil de brazo articulado o como un robot móvil de pórtico. Por ejemplo, se puede montar el robot en un vehículo de transporte autónomo: Automated Guided Vehicle, o "AGV" para abreviar).
[0094] Tal como se ha mencionado anteriormente, un sistema sensor puede presentar una cámara, un lector de código de barras, un lector RFID y/o una báscula. También es conveniente que el sistema de sensores incluya un sensor de profundidad del espacio y/o un escáner láser y/o un sensor ultrasónico. Estos sensores pueden ser usados para determinar la posición de una mercancía en o sobre un soporte de mercancías y empleados para el agarre por parte de la unidad de agarre. Se puede usar una cámara (cámara estereoscópica), un sensor de profundidad espacial, un escáner láser o un sensor ultrasónico para capturar una imagen tridimensional de las mercancías que se encuentran en el interior o sobre el soporte de mercancías. Sin embargo, una imagen tridimensional también puede generarse a partir de varias imágenes bidimensionales tomadas desde distintos ángulos. Estas imágenes bidimensionales pueden, por ejemplo, proceder de cámaras dispuestas estereométricamente o grabarse durante un movimiento relativo entre la mercancía y la cámara. La (única) cámara puede moverse en relación con la mercancía inmóvil o viceversa. La detección tridimensional de las mercancías que se encuentran en el interior o sobre el soporte de mercancías también permite determinar la estructura de la superficie de las mercancías y su idoneidad para el agarre por parte de la unidad de agarre.
[0095] Por ejemplo, las superficies altamente convexas son menos adecuadas para el agarre por medio de un agarrador de ventosa, mientras que las superficies planas son particularmente adecuadas para el agarre con un agarrador de ventosa. Una cámara también es especialmente adecuada para captar las propiedades de la superficie de las mercancías que se van a registrar, por ejemplo, con una impresión en un envase.
[0096] También es adecuado si el robot está realizado como un robot de brazo articulado o un robot de pórtico. Estas configuraciones son medios de manipulación de mercancías de eficacia probada y están disponibles en el mercado en diversas formas.
[0097] Por último, es ventajoso que el lugar de trabajo del sistema de almacenamiento y preparación de pedidos esté configurado para la preparación de pedidos totalmente automatizada, y que esté previsto un primer sistema de transporte para transportar mercancías en o sobre primeros soportes de mercancías (elementos auxiliares para la carga de almacenamiento, en particular contenedores) esté dispuesto entre la zona de almacenamiento y el robot en el lugar de trabajo, y/o que un segundo sistema de transporte para transportar mercancías en o sobre segundos soportes de mercancías (elementos auxiliares para la carga de pedidos, en particular cajas de cartón) esté dispuesto entre la zona de almacenamiento y el robot en el lugar de trabajo, estando el robot configurado para recoger al menos una mercancía de o desde el primer soporte de mercancías (elemento auxiliar para la carga de almacenamiento, en particular contenedor) para este pedido. De este modo, un proceso de preparación de pedidos puede llevarse a cabo con especial eficacia y rapidez.
[0098] En este punto, se observa que las variantes de realización divulgadas para el procedimiento y las ventajas resultantes se refieren igualmente al dispositivo divulgado y viceversa.
[0099] Para una mejor comprensión de la invención, ésta se explica con más detalle con ayuda de las figuras siguientes. Se muestra en cada una de ellas una representación muy simplificada y esquemática:
[0100] Fig.1 Un primer ejemplo, en una vista oblicua, de sistema robotizado con un robot y un sistema de cámaras instalado permanentemente;
[0101] Fig.2 Similar a la figura 1, pero con un sistema de cámara móvil con una cámara fijada a un segmento del brazo del robot;
[0102] Fig.3 Ejemplo de un sistema de almacenamiento y preparación de pedidos en una vista en planta;
[0103] Fig.4 Un ejemplo en el que la unidad de agarre está fuertemente inclinada frente a una superficie de agarre de la mercancía;
[0104] Fig.5 Un ejemplo en el que una mercancía es presionado contra la pared lateral de un elemento auxiliar de carga al ser recogido;
[0105] Fig.6 Un ejemplo de lanzamiento de una mercancía a un segundo soporte de mercancías a lo largo de una parábola de lanzamiento.
[0106] A modo de introducción, cabe señalar que en las diversas formas de realización descritas, las mismas partes o piezas se proporcionan con los mismos signos de referencia o las mismas designaciones de componentes, por lo que las divulgaciones contenidas en la descripción completa pueden transferirse mutatis mutandis a las mismas partes o piezas con los mismos signos de referencia o las mismas designaciones de componentes. Los detalles de posición seleccionados en la descripción, por ejemplo, superior, inferior, lateral, etc., también se refieren a la figura directamente descrita e ilustrada y deben transferirse a la nueva posición en consecuencia si se cambia la posición.
[0107] La figura 1 muestra un robot 1a en un sistema robótico 2a. El robot 1a tiene una unidad de agarre 4 que puede moverse con respecto a una base de robot 3, que en este ejemplo tiene tres ventosas 5 separadas entre sí. La unidad de agarre 4 está articulada a la base del robot 3 a través de un brazo robótico, que tiene dos segmentos de brazo 6 y 7. La figura 1 también muestra un sistema de sensores 8a, 8b, que se usa para detectar los soportes de mercancías 9a y 9b y las mercancías almacenadas en ellos y que en este ejemplo comprende dos cámaras 8a, 8b. Sin embargo, las mercancías no son visibles en la figura 1, ya que están almacenadas en los soportes de mercancías 9a y 9b, que en este ejemplo están realizados como contenedores. El contenedor 9a es un contenedor de origen del que la unidad de agarre 4 recoge/retira mercancías, y el contenedor 9b es un contenedor de destino en el que la unidad de agarre 4 deposita/deja caer mercancías.
[0108] En este ejemplo, las cámaras 8a y 8b están dispuestas por encima de los contenedores 9a y 9b y están realizadas cada una como una cámara estéreo. De este modo, las cámaras 8a, 8b captan una imagen tridimensional del interior de al menos los contenedores 9a y 9b y de las mercancías almacenadas en ellos. En principio, también podría disponerse sólo la cámara 8a (cámara estereoscópica) encima del contenedor 9a o sólo la cámara 8b (cámara estereoscópica) encima del contenedor 9b. También es concebible que sólo se proporcione una cámara común 8a (cámara estereoscópica) para los contenedores 9a y 9b. Aunque se usen cámaras estereoscópicas en una realización preferente, las cámaras 8a, 8b también podrían configurarse como una cámara para capturar una imagen bidimensional del interior de al menos los contenedores 9a y 9b y las mercancías almacenadas en ellos.
[0109] La disposición mostrada en la figura 1 también comprende un sistema de transporte para transportar los recipientes 9a, 9b al sistema robótico 2a y para transportar los recipientes 9a, 9b fuera del sistema robótico 2a. En particular, el sistema de transporte comprende una primera sección de transporte 10a para transportar los contenedores 9a, 9b hacia el sistema robótico 2a y una segunda sección de transporte 10b para transportar los contenedores 9a, 9b fuera del sistema robótico 2a.
[0110] Por último, la disposición mostrada en la figura 1 comprende un controlador de robot 11a, que está conectado a las cámaras 8a, 8b y al robot 1a y que se usa para controlar el movimiento de la unidad de agarre 4 de acuerdo con un proceso predeterminado de traslado o de recogida. En este ejemplo, el controlador de robot 11a también tiene una base de datos de robot 12 opcional.
[0111] La figura 2 muestra un sistema robótico 2b que es muy similar al sistema robótico 2a mostrado en la figura 1. A diferencia de esto, sin embargo, no hay cámaras 8a, 8b dispuestas por encima de los contenedores 9a y 9b, sino que ay una única cámara 8c está dispuesta directamente en el segundo segmento del brazo 7 del robot 1b. Esta cámara 8c está conectada a un controlador de robot 11b (conexión no mostrada). Además, la cámara 8c puede ser realizada de nuevo como una cámara estereoscópica para capturar una imagen tridimensional de los contenedores 9a y 9b y de las mercancías almacenadas en ellos, por ejemplo moviendo la cámara 8c sobre el contenedor 9a o sobre el contenedor 9b con la ayuda del robot 1a y capturando allí una imagen. Sin embargo, también es concebible que la cámara 8c sólo esté configurada para capturar una imagen bidimensional y que se genere una imagen tridimensional de los contenedores 9a y 9b y de las mercancías almacenadas en ellos mediante la captura de varias imágenes bidimensionales durante un movimiento de la cámara 8c y el posterior cálculo de la imagen tridimensional.
[0112] Otra diferencia entre el sistema robótico 2b y el sistema robótico 2a mostrado en la figura 1 es que el controlador de robot 11b está conectado a un ordenador central 13, que tiene una base de datos central 14 opcional.
[0113] Cabe señalar en este punto que la conexión al ordenador central 13 o a la base de datos central 14 mostrada en la figura 2 también puede ser usada con el sistema robótico 2a de la figura 1. En particular, pueden estar previstas tanto la base de datos del robot 12 como la base de datos central 14. Por supuesto, también es concebible que (sólo) la base de datos robótica 12 se use en el sistema robótico 2b de la figura 2. Cabe señalar también en este punto que la cámara 8c también puede combinarse con las cámaras 8a..8d del sistema robótico 1a de la Fig.1.
[0114] La figura 3 muestra un sistema de almacenamiento y preparación de pedidos 15, que presenta un edificio 16, una puerta en un punto de entrada de mercancías 17 y una puerta en un punto de salida de mercancías 18. En la zona de la entrada de mercancías 17 se encuentran una primera sección de transporte 19 y dos segundas secciones de transporte 20a y 20b. La primera sección de transporte 19 conecta la zona de entrada de mercancías 17 a un sistema robotizado 2c. Las dos segundas secciones de transporte 20a y 20b conectan el sistema robotizado 2c a una zona de almacenamiento 21, que comprende varias estanterías de almacenamiento 22 y máquinas de almacenamiento y recuperación 23a y 23b, que se desplazan por pasillos de estanterías que discurren entre las estanterías de almacenamiento 22. Al final de los pasillos de estanterías opuestos a las segundas secciones de transporte 20a y 20b, hay dispuesta una tercera sección de transporte 24, que en este ejemplo tiene forma de anillo y conduce a otro sistema robotizado 2d. Una cuarta sección de transporte 25, que conecta el sistema robótico 2d al transportador de salida de mercancías 18, también está dispuesta dentro del alcance efectivo del sistema robótico 2d.
[0115] Los medios auxiliares de carga 9a..9e mostrados en las figuras 1 a 3 están realizados como contenedores, específicamente por ejemplo como una caja de cartón, embalaje de cartón o caja. El contenedor 9a..9e comprende generalmente una base de contenedor, paredes laterales salientes y una abertura de carga delimitada por las paredes laterales. En principio, sin embargo, también es concebible que los medios de carga 9a..9e usados en el procedimiento presentado estén realizados como un palé o una bandeja. Puesto que una bandeja suele tener paredes laterales (bajas), también puede considerarse un contenedor.
[0116] Además, el procedimiento propuesto o el sistema robótico propuesto 2a..2d, así como el sistema de almacenamiento y preparación de pedidos propuesto 15, es adecuado no sólo para la manipulación de mercancías más o menos cuboides 26a..26e, sino también para la manipulación de mercancías de forma irregular 26a..26e.
[0117] También debe señalarse en este punto que los controladores de robot 11a y 11b que está previstos para los sistemas de robot 2c y 2d también están presentes en el sistema de almacenamiento y preparación de pedidos 15, pero no se muestran explícitamente en la figura 3. Lo mismo ocurre con la base de datos del robot 12, el ordenador central 13 y la base de datos central 14, que también pueden estar presentes en el sistema de almacenamiento y preparación de pedidos 15, pero que no se muestran explícitamente en la Figura 3.
[0118] La función de las disposiciones mostradas en las figuras se explica ahora en detalle a continuación: Las figuras 1 y 2 muestran el proceso para transferir mercancías 26a..26e desde un primer soporte de mercancías 9a (contenedor de origen) a un segundo soporte de mercancías 9b (contenedor de destino) usando la unidad de agarre 4. Los soportes de mercancías 9a y 9b, que están realizados como contenedores en forma de caja, son transportados al robot 1a, 1b por medio del sistema de transporte 10a y 10b para el proceso de traslado y transportados fuera del robot 1a, 1b después del proceso de traslado. Sin embargo, el transporte de la mercancía 26a..26e con ayuda de los elementos auxiliares de carga 9a y 9b no es una condición necesaria, sino que la mercancía 26a..26e también puede ser transportada directamente sobre el sistema de transporte si éste comprende, por ejemplo, un transportador de cinta, un transportador de cinta de enlace y similares como primer tramo de transporte 10a y un transportador de cinta, un transportador de cinta de enlace y similares como segundo tramo de transporte 10b. Por supuesto, también podrían preverse trans soportes de rodillos 10a y 10b. Del mismo modo, en lugar de los contenedores 9a y 9b también se podrían estar previstos otros elementos auxiliares de carga, por ejemplo bandejas o cajas de cartón, Si los elementos auxiliares de carga (contenedores, bandejas, cajas de cartón) se usan como primeros soportes de mercancía 10a en la zona del sistema robotizado 2a..2d, de la que o desde la que se extraen las mercancías 26a..26e con los agarradores de ventosa 5, los elementos auxiliares de carga (de origen) se pueden cargar ventajosamente con mercancías 26a..26e según el tipo o subdividir con mercancías 26a..26e según el tipo. Por ejemplo, un primer elemento auxiliar de carga contiene la mercancía "A", un segundo elemento auxiliar de carga contiene la mercancía "B" y así sucesivamente. Por otra parte, también es posible que un dispositivo de carga esté dividido en varios compartimentos mediante tabiques y que contenga diferentes mercancías "A", "B", por lo que las mercancías "A" pueden alojarse en el primer compartimento y las mercancías "B" en el segundo compartimento.
[0119] En general, las mercancías 26a..26e se clasifican con respecto a uno de los parámetros físicos: La mercancía puede distinguirse por su estabilidad dimensional, estabilidad a la compresión, rigidez a la flexión, resistencia a la tracción, peso absoluto o peso específico al menos en las mercancías 26a..26e de un primer tipo y en las mercancías 26a..26e de un segundo tipo. Por ejemplo, las mercancías 26a..26e pueden dividirse en mercancías fácilmente deformables y difíciles de deformar 26a..26e, mercancías blandas/flexibles y duras/rígidas 26a..26e, mercancías no flexibles y rígidas 26a..26e, mercancías irrompibles y rompibles 26a..26e, mercancías ligeras y pesadas 26a..26e y mercancías específicamente ligeras y específicamente pesadas 26a..26e.
[0120] Antes de la recogida de una mercancía 26a..26e, se determina su tipo. A continuación, la unidad de agarre 4 recoge la mercancía 26a..26e del primer soporte de mercancías 9a y la deposita en el segundo soporte de mercancías 9b. El robot 1a, 1b y/o la unidad de agarre 4, en particular un movimiento del robot 1a, 1b y/o de la unidad de agarre 4, se controlan con ayuda del controlador del robot 11a, 11b en función del tipo determinado para dicha mercancía 26a..26e. Para diferenciar las mercancías 26a..26e en el al menos un primer y un segundo tipo se usa un valor umbral, que se asigna a un parámetro físico, por ejemplo al peso de las mercancías 26a..26e. En este caso, el valor umbral se fija en 1 kg.
[0121] En una variante del procedimiento propuesto, un programa para controlar el robot 1a, 1b y/o la unidad de agarre 4, que se ejecuta en el controlador del robot 11a, 11b, contiene varias ramas de programa, que se recorren en función de una propiedad física o de un parámetro físico o de un tipo de mercancía 26a..26e. Por ejemplo, la secuencia del programa puede controlarse con una condición IF-THEN (condición IF-ELSE), como se muestra a continuación IF goods = heavy THEN ... END IF peso de la mercancía > 1 kg THEN ... FIN.
[0122] Alternativa o adicionalmente, también se puede influir sobre los movimientos del robot 1a, 1b con parámetros de movimiento. Por ejemplo, se pueden prever una velocidad y/o una aceleración de la unidad de agarre 4 como parámetros de movimiento. La selección de dicho parámetro de movimiento puede realizarse a su vez con una condición SI-ENTONCES, tal como se muestra a continuación usando el ejemplo del ajuste de velocidad para la unidad de agarre 4: IF mercancía = pesada THEN velocidad = 1 m/s END IF mercancía peso > 1 kg THEN velocidad = 1 m/s END.
[0123] Sin embargo, también es concebible que un parámetro de movimiento para el robot 1a, 1b se almacene en forma de un conjunto de datos, en donde el parámetro de movimiento está asociado a una identificación de la mercancía 26a..26e, una propiedad física o un parámetro físico de la mercancía 26a..26e o un tipo de la mercancía 26a..26e, tal como se muestra a continuación a modo de ejemplo:
[0125]
[0126]
[0127]
[0129] Los conjuntos de datos relevantes se pueden almacenar en la base de datos 12 del robot y/o en la base de datos central 14.
[0130] El tipo de una mercancía 26a..26e se puede determinar, por ejemplo, sobre la base de una propiedad física determinada para esta mercancía 26a..26e o sobre la base de un parámetro físico determinado para esta mercancía 26a..26e. Una secuencia de programa a modo de ejemplo para asignar una mercancía 26a..26e a un tipo específico en función del peso de la mercancía puede tener, por ejemplo, el siguiente aspecto: IF goods > 1 kg THEN goods type = heavy END
[0131] Una propiedad física de una mercancía 26a..26e, por ejemplo el tamaño de una mercancía 26a..26e, puede determinarse directamente a través del sistema de sensores, es decir, en el presente ejemplo con ayuda de las cámaras 8a, 8b. A continuación, se puede determinar el tipo de mercancía 26a..26e.
[0132] Sin embargo, también es concebible que la propiedad de una mercancía 26a..26e o el tipo de una mercancía 26a..26e se determinen a través de la identificación de la mercancía 26a..26e. Una mercancía 26a..26e se identifica usando el sistema de sensores 8a, 8b (por ejemplo, éste comprende un lector de códigos de barras o un lector RFID para este fin), y el parámetro físico asignado y/o el tipo asignado se determina usando un conjunto de datos. Por ejemplo, un conjunto de datos podría tener la estructura que se muestra a continuación:
[0134]
[0136] Número de Tipo de 15689090
pesada
[0137] Los conjuntos de datos relevantes se pueden almacenar a su vez en la base de datos 12 del robot y/o en la base de datos central 14.
[0138] Sin embargo, también es concebible que una propiedad física o un parámetro físico de la mercancía 26a..26e, un tipo de la mercancía 26a..26e o una identificación de la mercancía 26a..26e se determinen con la ayuda del ordenador central 13, específicamente donde el ordenador central 13 sepa qué mercancía 26a..26e se encuentra en el área de acción del robot 1a, 1b. Por ejemplo, esto se puede hacer mediante sensores de posición en los rodillos de transporte que se usan en la tecnología de transporte 10a, 10b. La posición de una mercancía 26a..26e en el sistema de transporte 10a, 10b o en el sistema de almacenamiento y preparación de pedidos 15 se puede determinar a través de estos sensores de desplazamiento y, por lo tanto, también sus propiedades físicas, su tipo y/o su identificación. También es concebible que se obtengan secciones de programa o segmentos de código (applets) del controlador central 13 o de la base de datos central 14, que luego se cargan en el controlador del robot 11a, 11b. Estas secciones del programa o estos segmentos del código pueden diferir entre sí para diferentes características o tipos de mercancías. También sería concebible que el sistema de control central 13 o la base de datos central 14 remitieran punteros a secciones del programa o segmentos del código que difieren entre sí para diferentes propiedades de la mercancía o distintos tipos de mercancía.
[0139] En este punto cabe señalar que las medidas propuestas anteriormente para determinar una propiedad física (un parámetro físico) de una mercancía 26a..26e, un tipo de una mercancía 26a..26e, una identificación de una mercancía 26a..26e y/o un parámetro de movimiento de un robot 1a, 1b así como las medidas para controlar la secuencia de programa para el robot 1a, 1b pueden aplicarse solas así como en cualquier combinación.
[0140] El agarrador de ventosa 4 se activa al recoger una mercancía 26a..26e, dependiendo del tipo de mercancía 26a..26e antes o después de que el agarrador de ventosa 4 entre en contacto con la mercancía 26a..26e. También es concebible que un plano de contacto del agarrador de ventosa 4 pueda estar inclinado en diferentes grados con respecto a una superficie de agarre de la mercancía 26a..26e al recoger una mercancía 26a..26e, dependiendo del tipo de mercancía 26a..26e (véase también la figura 4). En otra variante, la colisión de la unidad de agarre 4 con una mercancía 26a..26e distinta de la mercancía 26a..26e que hay que recoger se evita o se permite en función del tipo de la otra mercancía 26a..26e. En otra variante, la velocidad máxima de la unidad de agarre 4 y/o la aceleración máxima de la unidad de agarre 4 se seleccionan en función del tipo de mercancía 26a..26e. También es concebible que una posición objetivo o un área objetivo para depositar y/o expulsar una mercancía 26a..26e se calcule en función de un tipo de mercancía 26a..26e (véase también la figura 6). En otra variante, una mercancía 26a..26e es apretada contra la pared lateral de un dispositivo de carga 9a, 9b o se retira del dispositivo de carga 9a, 9b sin ejercer presión sobre dicha pared lateral, dependiendo del tipo de mercancía 26a..26e (véase también la figura 5). En otra variante, las mercancías 26a..26e se dejan caer o se depositan en el segundo soporte de mercancías 9b en función del tipo de mercancías 26a..26e (véase también la figura 6).
[0141] También es concebible que una curva de trayectoria para la unidad de agarre 4 se cambie basándose en el tipo de mercancía 26a..26e. Por ejemplo, pueden estar previstos movimientos más bien suaves/redondeados para las mercancías 26a..26e del segundo tipo (por lo tanto, la curva de trayectoria tiene radios comparativamente grandes), mientras que la curva de trayectoria de la unidad de agarre 4 también puede tener radios más estrechos para las mercancías 26a..26e del primer tipo.
[0142] También es concebible que las mercancías grandes 26a..26e se eleven más por encima de una pared lateral de un elemento auxiliar de carga 9a, 9b, en particular si son fácilmente deformables, blandas/conformes y/o blandas, que las mercancías pequeñas 26a..26e, en particular si son difíciles de deformar, duras/rigidas y/o rígidas.
[0143] La figura 3 muestra una disposición algo más compleja, concretamente un sistema 15 de almacenamiento y preparación de pedidos. Las mercancías 26a..26e se entregan en la zona de recepción de mercancías 17, se cargan en la primera sección de transporte 19, se transfieren mediante el sistema robotizado 2c desde la primera sección de transporte 19 a las segundas secciones de transporte 20a y 20b y se almacenan en las estanterías de almacenamiento 22 usando los transelevadores 23a y 23b. En este proceso, la primera sección de transporte 19 actúa como primer portador o fuente de mercancías, mientras que las segundas secciones de transporte 20a y 20b actúan como segundo portador o destino de mercancías.
[0144] Si se va a procesar una orden de preparación de pedidos, las mercancías 26a..26e asignadas a la orden se retiran de al menos una estantería de almacenamiento 22 usando al menos una unidad de almacenamiento y recuperación 23a y 23b y se transfieren a la tercera sección de transporte 24. A continuación, se transportan las mercancías 26a..26e al sistema robotizado 2d usando la tercera sección de transporte 24, que las transfiere desde la tercera sección de transporte 24 a la cuarta sección de transporte 25 y, finalmente, las transporta a la salida de mercancías 18 usando la cuarta sección de transporte 25. En este proceso, la tercera sección de transporte 24 actúa como primer portador o fuente de mercancías, mientras que la cuarta sección de transporte 25 actúa como segundo portador o destino de mercancías.
[0145] Tal como se puede observar en la figura 3, las mercancías 26a, 26b y 26e son transportadas directamente sobre los tramos de transporte 19, 20a, 20b, 24 y 25, que actúan como soportes de mercancías, mientras que las mercancías 26c y 26d son transportadas con ayuda de medios auxiliares de carga 9c..9e, que en consecuencia también actúan como soportes de mercancías. La figura 3 muestra, por lo tanto, un tipo de transporte mixto. Por supuesto, también sería concebible que las mercancías 26a..26e se transportaran exclusivamente en las secciones de transporte 19, 20a, 20b, 24 y 25, que actúan como soportes de mercancías, o exclusivamente con ayuda de los elementos auxiliares de carga 9c..9e.
[0146] El diseño y la disposición de las secciones de transporte 19, 20a, 20b, 24 y 25 de la figura 3 son, por supuesto, solamente ilustrativos, y también son concebibles otras formas y disposiciones de las secciones de transporte 19, 20a, 20b, 24 y 25 antes mencionadas. En particular, también podría disponerse una sección de transporte en forma de anillo en la entrada de mercancías 17, o secciones de transporte lineal en la salida de mercancías 18. La conexión de transporte del sistema robótico 2c y 2d a la zona de entrada de mercancías 17, a la zona de almacenamiento 21 y a la zona de salida de mercancías 18 no tiene lugar necesariamente a través de medios de transporte estacionarios, tal como se muestra en la figura 3, sino que también podría tener lugar en su totalidad o en parte a través de vehículos de transporte autónomos (en particular camiones industriales autónomos), cuyas plataformas de carga sirven entonces también como soportes de mercancías.
[0147] También es concebible que las mercancías 26a..26e puedan ser cargadas directamente en las máquinas de almacenamiento y recuperación 23a y 23b por el sistema robótico 2c o tomadas directamente de las máquinas de almacenamiento y recuperación 23a y 23b por el sistema robótico 2d. En este caso, las plataformas de carga de las máquinas de almacenamiento y recuperación 23a y 23b también sirven como soportes de mercancías.
[0148] También debe tenerse en cuenta en este punto que los robots 1a y 1b no tienen que realizarse necesariamente como robots de brazo articulado, sino que también pueden realizarse como robots de pórtico, por ejemplo.
[0149] También debe mencionarse que las mercancías 26a..26e en o sobre el primer soporte de mercancías 9a, 9c, 9e, 10a, 19, 24 pueden estar dispuestas una al lado de la otra, una encima de la otra, vertical u horizontalmente y, por lo tanto, pueden estar desorganizadas (caóticas) o en una posición aleatoria.
[0150] Además, cabe señalar que el sistema de sensores puede no solo tener cámaras 8a..8c, sino que, alternativa o adicionalmente, también puede comprender un lector de códigos de barras, un lector RFID, una balanza, un sensor de profundidad de la sala, un escáner láser y/o un sensor ultrasónico. En particular, estos sensores pueden ser usados para captar una imagen tridimensional de las mercancías 26a..26e que se encuentran en o sobre un soporte de mercancías (por ejemplo, en los contenedores 9a..9e o en las secciones de transporte 10a y 10b).
[0151] En general, se puede determinar una estructura superficial de las mercancías 26a..26e mediante detección tridimensional y se puede establecer la idoneidad para el agarre por las ventosas 5. Por ejemplo, las superficies fuertemente convexas son menos adecuadas para el agarre, mientras que las superficies planas son especialmente fáciles de agarrar.
[0152] La figura 4 muestra ahora un ejemplo de cómo un plano de contacto del agarrador de ventosa 5 puede estar fuertemente inclinado con respecto a una superficie de agarre 29 de la mercancía 26f al recoger una mercancía 26f del primer tipo. Concretamente, la figura 4 muestra un elemento auxiliar de carga 9a que tiene una base 27 y paredes laterales 28 que sobresalen de dicha base 27. En el espacio de carga del dispositivo de carga 9a hay una mercancía 26f con una superficie de agarre 29 orientada oblicuamente. El ángulo con la horizontal es de aproximadamente 60°. A pesar de la fuerte inclinación de la superficie de agarre 29 de la mercancía 26f, el plano de contacto del agarrador de ventosa 5 permanece alineado horizontalmente al recoger la mercancía 26f. Debido al hecho de que las mercancías 26f del primer tipo son flexibles, la superficie de agarre 29 se adapta al plano de contacto de las ventosas 5 cuando la unidad de agarre 4 desciende y por último se alinea esencialmente de forma horizontal. Debido a que el plano de contacto del agarrador de ventosa 5 no está alineado paralelamente a su superficie de agarre 29 al recoger la mercancía 26f, el proceso de traslado o de recogida puede llevarse a cabo rápidamente.
[0153] La figura 5 muestra un ejemplo de cómo una mercancía 26f del primer tipo puede ser presionada contra la pared lateral de un elemento auxiliar de carga 9a cuando es recogida. Concretamente, la figura 5 muestra de nuevo un elemento auxiliar de carga 9a, que tiene una base 27 y paredes laterales 28 que sobresalen de dicha base 27. En el espacio de carga del dispositivo de carga 9a hay de nuevo una mercancía 26f, que está situada junto a la pared lateral 28 y tiene una superficie de agarre inclinada 29. El ángulo con la horizontal vuelve a ser de aproximadamente de 60°. En este ejemplo, sin embargo, el plano de contacto del agarrador de ventosa 5 está alineado esencialmente paralelo a la superficie de agarre 29 al recoger la mercancía 26f y, por lo tanto, también incluye un ángulo de aproximadamente 60° con respecto a la horizontal. Para facilitar la recogida de la mercancía 26f, éste puede ser presionada contra la pared lateral 28 con una presión p, al menos durante la recogida. También es concebible que la mercancía 26f también sea presionada contra la pared lateral 28 durante la elevación y, por lo tanto, se arrastre a lo largo de ella hasta que la mercancía 26f se eleve completamente fuera del contenedor 9a.
[0154] Las figuras 4 y 5 muestran la recogida de una mercancía 26f de un primer tipo. Las mercancías 26f del segundo tipo, por otra parte, son recogidas por la unidad de agarre 4 de una manera diferente. En particular, un plano de contacto del agarrador de ventosa 5 está menos inclinado con respecto a la superficie de agarre de la mercancía 26f al coger una mercancía 26f del segundo tipo que al coger una mercancía 26f del primer tipo. Concretamente, el ángulo entre dicho plano de contacto y dicha superficie de agarre es inferior a 20° para las mercancías del segundo tipo, mientras que el ángulo en cuestión puede ser de hasta 70° para las mercancías del primer tipo. Además, una mercancía 26f del segundo tipo se retira generalmente del elemento auxiliar de carga 9a sin presión sobre la pared lateral 28 del elemento auxiliar de carga 9a.
[0155] La figura 6 muestra ahora un ejemplo de caída de una mercancía 26g en el segundo soporte de mercancía 9b. En concreto, la figura 6 muestra un primer dispositivo de carga 9a y un segundo dispositivo de carga 9b en un estado en el que la mercancía 26g ha sido retirada del primer dispositivo de carga 9a y ahora es sujetada por la unidad de agarre 4.
[0156] Para dejar caer la mercancía 26g, es concebible que la unidad de agarre 4 se mueva verticalmente hacia la posición P1 por encima de la posición objetivo ZP y que la mercancía 26g se suelte posteriormente de la unidad de agarre 4 y caiga en el segundo elemento auxiliar de carga 9b. Dado que la caída de la mercancía 26g está acompañada o influenciada por circunstancias que no están dentro de la esfera de influencia del robot 1a, 1b, se proporciona un zona objetivo ZB para la mercancía 26g en lugar de una posición objetivo específica ZP.
[0157] Sin embargo, también es concebible que la mercancía 26g sea movida a una posición de liberación P2 con la ayuda del robot 1a, 1b, que está situado verticalmente por encima y al lado de una posición objetivo ZP calculada para la mercancía, o bien verticalmente por encima y al lado de un zona objetivo ZB calculada para la mercancía 26g. Además, la posición de liberación P2 se encuentra en el punto de partida de una parábola de lanzamiento PA que conduce a dicha posición de destino ZP / a dicha zona de destino ZB, para cuyo cálculo se utiliza al menos la velocidad de movimiento v de la unidad de agarre 4 (en magnitud y dirección) en la posición de liberación P2. En consecuencia, la mercancía 26g recorre el trayecto a lo largo de la parábola de lanzamiento PA por sí mismo y sin ser sujetado por la unidad de agarre 4. Dado que este movimiento de la mercancía 26g también está acompañado o viene influenciado por circunstancias que no están dentro de la esfera de influencia del robot 1a, 1b, está prevista de nuevo un zona objetivo ZB para la mercancía 26g en lugar de una posición objetivo específica ZP.
[0158] En particular, la dirección de movimiento de la unidad de agarre 4 o la dirección de la velocidad de movimiento v en la posición de liberación P2 están dirigidas diagonalmente hacia arriba, tal como se muestra en la figura 6. De este modo, la mercancía de 26 g puede ser lanzada relativamente lejos. Sin embargo, también es concebible que la velocidad de movimiento v tenga una dirección diferente y que señale en dirección horizontal, por ejemplo. Las medidas propuestas pueden reducir en gran medida la distancia que la unidad de agarre 4 tiene que recorrer para descargar una mercancía 26g.
[0159] El procedimiento presentado en la figura 6 es adecuado para las mercancías 26g del primer tipo. Las mercancías 26g del segundo tipo, por el contrario, se depositan preferentemente en el dispositivo de carga 9b, es decir, se bajan con ayuda de la unidad de agarre 4 hasta que las mercancías 26g se apoyan en la base del dispositivo de carga 9b o en otras mercancías 26a..26f que ya se encuentran en el dispositivo de carga 9b antes de que se desactiven las ventosas 5. También es concebible que incluso las mercancías 26g del segundo tipo se dejen caer (desde una altura baja) en el elemento auxiliar de carga 9b. En particular, la altura de caída de la mercancía 26g del segundo tipo es inferior a 10 cm, mientras que la altura de caída de la mercancía 26g del primer tipo es superior a 10 cm. En particular, las mercancías 26g con formas geométricas que se adaptan bien al apilamiento se depositan en el segundo soporte de mercancías 9b de tal manera que se consigue una alta densidad de empaquetamiento. Las mercancías 26g de este tipo tienen en particular superficies límite planas y son en particular de forma rectangular.
[0160] Las figuras 4 a 6 se refieren a los recipientes 9a, 9b. Sin embargo, la enseñanza divulgada también puede aplicarse sin restricciones a los contenedores 9c..9e y a los dispositivos de transporte 10a, 10b, 19, 20a, 20b, 24, 25.
[0161] Además, es particularmente ventajoso si una caída involuntaria de la mercancía 26a..26g recogido de la unidad de agarre 4 y el depósito/la caída involuntaria de una mercancía 26a..26g fuera de un intervalo de tolerancia 26a..26g alrededor de la posición objetivo calculada ZP para dicha mercancía 26a..26g se evalúen como un error y que la velocidad y/o la aceleración de la unidad de agarre 4 se reduzca si el número de errores por unidad de tiempo supera un primer valor umbral predeterminable y/o se incrementa si el número de errores por unidad de tiempo cae por debajo de un segundo valor umbral predeterminable. De este modo, el proceso de traslado/recogida de mercancías 26a..26g puede ser ajustado de forma adaptativa a las condiciones cambiantes. Para ello, no es necesario determinar laboriosamente las propiedades de las mercancías 26a..26g y su idoneidad para ser recogidas por la unidad de agarre 4, sino aprovechar el hecho de que esta idoneidad puede leerse a partir de la tasa de tiempo en que se producen los errores. Esto significa que siempre se alcanza una velocidad de traslado o de recogida óptima para una tasa de error determinada.
[0162] En este punto, se observa que las mercancías 26a..26fg del primer tipo y las mercancías 26a..26g del segundo tipo son recogidas y depositadas/dejadas caer, en particular con la misma unidad de agarre 4, como parte de los procesos presentados anteriormente. Esto puede ahorrar tiempo para cambiar la unidad de agarre 4 y el traslado/la preparación de pedidos de las mercancías 26a..26g pueden tener lugar rápidamente.
[0163] Por último, también cabe señalar que el alcance de la protección viene determinado por las reivindicaciones de la patente. No obstante, la descripción y los dibujos deben usarse para interpretar las reivindicaciones de la patente. En particular, también cabe señalar que los dispositivos mostrados pueden comprender en realidad más o menos componentes que los mostrados. En algunos casos, los dispositivos ilustrados o sus componentes también pueden mostrarse fuera de escala y/o ampliados y/o reducidos de tamaño.
[0164] Lista de símbolos de referencia
[0165] 1a, 1b Robots
[0166] 2a..2d Sistema robotizado
[0167] 3 Base de robot
[0168] 4 Unidad de agarre
[0169] 5 Agarrador de ventosa
[0170] 6 Primer segmento del brazo robótico
[0171] 7 Segundo segmento del brazo robótico
[0172] 8a..8c Cámara (sistema de sensores)
[0173] 9a..9e Contenedor (soporte de mercancías)
[0174] 10a, 10bTécnica de transporte (soportes de mercancías)
[0175] 11a, 11b Control de robots
[0176] 12 Base de datos de robots
[0177] 13 Ordenador central
[0178] 14 Base de datos central
[0179] 15 Sistema de almacenamiento y preparación de pedidos
[0180] 16 Muro del edificio
[0181] 17 Entrada de mercancías
[0182] 18 Salida de mercancías
[0183] 19 Primera sección de transporte (soporte de mercancías)
[0184] 20a, 20bSegunda sección de transporte (soporte de mercancías)
[0185] 21 Zona de almacenamiento
[0186] 22 Estante de almacenamiento
[0187] 23a, 23bMáquina de almacenamiento y recuperación
[0188] 24 Tercera sección de transporte (portador de mercancías)
[0189] 25 Cuarta sección de transporte (transportador de mercancías) 26a..26gMercancías
[0190] 27 Base
[0191] 28 Pared lateral
[0192] 29 Superficie de agarre
[0193] p Presión ejercida por la unidad de agarre
[0194] P1, P2 Posición de liberación
[0195] PA Parábola de lanzamiento
[0196] v Velocidad de la unidad de agarre en la posición de liberación
[0197] ZB Zona objetivo
[0198] ZP Posición objetivo

Claims (18)

1. REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para controlar un robot (1a, 1b) en un sistema de almacenamiento y preparación de pedidos (16), que tiene una unidad de agarre (4) con al menos un agarrador de ventosa (5) que se puede mover con respecto a una base de robot (3), en el que las mercancías (26a..26g) son recogidas con la unidad de agarre (4) de o desde de un primer soporte de mercancías (9a, 9c, 9e, 10a, 19, 24) y se depositan o se dejan caer en o sobre un segundo soporte de mercancías (9b, 9d, 10b, 20a, 20b, 25),
en donde con respecto a uno de los parámetros físicos: estabilidad dimensional, estabilidad a la compresión, rigidez a la flexión, resistencia a la tracción, peso absoluto o peso específico, las mercancías (26a..26g) se pueden distinguir al menos entre mercancías (26a..26g) de un primer tipo y mercancías (26a..26g) de un segundo tipo,
en donde antes de recoger una mercancía (26a..26g), se determina el tipo de mercancía (26a..26g), y
en donde dicha mercancía (26a..26g) es recogido con la unidad de agarre (4) de o desde el primer soporte de mercancías (9a, 9c, 9e, 10a, 19, 24) y depositado o dejado caer en o sobre el segundo soporte de mercancías (9b, 9d, 10b, 20a, 20b, 25), en el que el robot y/o la unidad de agarre (4) son controlados en función del tipo determinado para dicha mercancía (26a..26g),caracterizado porque
el al menos un agarrador de ventosa (5) se activa al recoger una mercancía (26a..26g) del primer tipo antes del contacto del al menos un agarrador de ventosa (5) con dicha mercancía (26a..26g), mientras que el al menos un agarrador de ventosa (5) se activa al coger una mercancía (26a..26g) del segundo tipo después del contacto del al menos un agarrador de ventosa (5) con dicha mercancía (26a..26g),
en donde, si el parámetro físico es la estabilidad dimensional, las mercancías del primer tipo presentan un módulo de elasticidad inferior a 1,0 GPa y las mercancías del segundo tipo presentan un módulo de elasticidad superior o igual a 1,0 GPa,o bien
en donde, si el parámetro físico es la estabilidad a la compresión, las mercancías del primer tipo presentan un módulo de elasticidad a la compresión inferior a 1,0 GPa o, con carga central, una constante de elasticidad a la compresión inferior a 0,5 N/cm, y las mercancías del segundo tipo presentan un módulo de elasticidad a la compresión superior o igual a 1,0 GPa o, con carga central, una constante de elasticidad a la compresión superior o igual a 0,5 N/cm, o bien en donde, si el parámetro físico es la rigidez a la flexión, las mercancías del primer tipo presentan un módulo de elasticidad inferior a 1,0 GPa o una constante de elasticidad a la flexión inferior a 0,01 Nm/° y las mercancías del segundo tipo presentan un módulo de elasticidad superior o igual a 1,0 GPa o una constante de elasticidad a la flexión superior o igual a 0,01 Nm/°, o bien
en donde, si el parámetro físico es la resistencia a la tracción, las mercancías del primer tipo presentan una resistencia a la tracción inferior a 100 N/mm<2>y las mercancías del segundo tipo presentan una resistencia a la tracción superior o igual a 100 N/mm<2>,o bien
en donde, si el parámetro físico es el peso absoluto, las mercancías del primer tipo presentan un peso inferior a 1 kg y las mercancías del segundo tipo presentan un peso superior o igual a 1 kg, o bien
en donde, si el parámetro físico es el peso específico, las mercancías del primer tipo presentan un peso específico inferior a 1 g/cm<3>y las mercancías del segundo tipo presentan un peso específico superior o igual a 1 g/cm<3>.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,caracterizado porqueun programa para el control del robot (1a, 1b) y/o de la unidad de agarre (4) contiene al menos dos ramas de programa, recorriéndose una rama de programa destinada a dicho tipo en función del tipo de mercancía (26a..26g) que hay que recoger.
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 2,caracterizado porque
en una base de datos (12, 14) se almacenan los parámetros de movimiento del robot (1a, 1b), que se asignan a los parámetros físicos y/o a los tipos de mercancías (26a..26g),
se lee de la base de datos (12, 14) un parámetro de movimiento para el robot (1a, 1b) en función del tipo de mercancía (26a..26g) que hay que recoger, y
el movimiento del robot (1a, 1b) se controla en función del parámetro de movimiento leído.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3,caracterizado porquelas mercancías (26a..26g) del primer tipo se dejan caer en o sobre el segundo soporte de mercancías (9b, 9d, 10b, 20a, 20b, 25), mientras que las mercancías (26a..26g) del segundo tipo se depositan en o sobre el segundo soporte de mercancías (9b, 9d, 10b, 20a, 20b, 25).
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4,caracterizado porqueun plano de contacto del al menos un agarrador de ventosa (5) está inclinado hasta 70° con respecto a una superficie de agarre (29) de la mercancía (26a..26g) al recoger una mercancía (26a…2g) del primer tipo, mientras que dicho plano de contacto está inclinado un máximo de 20° con respecto a una superficie de agarre (29) de la mercancía (26a..26g) al recoger una mercancía (26a..26g) del segundo tipo.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5,caracterizado porquese evita una colisión de la unidad de agarre (4) con una mercancía distinta de la mercancía (26a..26g) que hay que recoger si la otra mercancía (26a..26g) es una mercancía (26a..26g) del segundo tipo, y se permite si la otra mercancía (26a..26g) es una mercancía (26a..26g) del primer tipo.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6,caracterizado porquela velocidad máxima de la unidad de agarre (4) es mayor para mercancías (26a..26g) del primer tipo que para mercancías (26a..26g) del segundo tipo y/o la aceleración máxima de la unidad de agarre (4) es mayor para mercancías (26a..26g) del primer tipo que para mercancías (26a..26g) del segundo tipo.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7,caracterizado porquese calcula una posición objetivo específica (ZP) en o sobre el segundo soporte de mercancías (9b, 9d, 10b, 20a, 20b, 25) para mercancías (26a..26g) del segundo tipo, mientras que para mercancías (26a..26g) del primer tipo, se calcula una zona objetivo (ZB) con varias posiciones objetivo (ZP) posibles en o sobre el segundo soporte de mercancías (9b, 9d, 10b, 20a, 20b, 25).
9. Procedimiento según la reivindicación 4,caracterizado porquecon ayuda del robot (1a, 1b) una mercancía (26a..26g) del primer tipo se desplaza verticalmente sobre una posición objetivo (ZP) calculada para la mercancía (26a..26g) o verticalmente sobre un área objetivo (ZB) calculada para la mercancía (26a..26g) y a continuación se suelta.
10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9,caracterizado porqueuna caída involuntaria de la mercancía (26a..26g) recogida de la unidad de agarre (4), así como el depósito/la caída involuntaria de una mercancía (26a..26g) fuera de un intervalo de tolerancia alrededor de una posición objetivo (ZP) calculada para dicha mercancía (26a..26g) se evalúa como un error y la velocidad y/o la aceleración de la unidad de agarre (4) se reduce si el número de errores por unidad de tiempo supera un primer valor umbral predeterminable y/o se incrementa si el número de errores por unidad de tiempo cae por debajo de un segundo valor umbral predeterminable.
11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10,caracterizado porqueel primer soporte de mercancías y/o el segundo soporte de mercancías están realizados como un elemento auxiliar de carga (9a..9e) o un dispositivo transportador (10a, 10b, 19, 20a, 20b, 24, 25), en donde el elemento auxiliar de carga (9a..9e) comprende una base (27), paredes laterales (28) que sobresalen de la misma y una abertura de carga delimitada por las paredes laterales (28).
12. Procedimiento según la reivindicación 11,caracterizado porqueuna mercancía (26a...26g) del primer tipo que se encuentra adyacente a una pared lateral (28) del elemento auxiliar de carga (9a..9e) es presionada contra dicha pared lateral (28) durante la recogida, mientras que una mercancía (26a..26g) del segundo tipo que se encuentra adyacente a una pared lateral (28) del elemento auxiliar de carga (9a..9e) se retira del elemento auxiliar de carga (9a..9e) durante la recogida sin presión (p) sobre dicha pared lateral (28).
13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12,caracterizado porquelas mercancías (26a..26g) del primer tipo y las mercancías (26a..26g) del segundo tipo se recogen y depositan/dejan caer con la misma unidad de agarre (4).
14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13,caracterizado porquelas mercancías (26a..26g) según un pedido se transportan
hasta el robot (1a, 1b) con ayuda del primer soporte de mercancías (9a, 9c, 9e, 10a, 19, 24),
se transfieren con ayuda del robot (1a, 1b) de o desde el primer soporte de mercancías (9a, 9c, 9e, 10a, 19, 24) al o sobre el segundo soporte de mercancías (9b, 9d, 10b, 20a, 20b, 25), y
se transportan sacándolas del robot (1a, 1b) con la ayuda del segundo soporte de mercancías (9b, 9d, 10b, 20a, 20b, 25).
15. Sistema robótico (2a..2d), que comprende
un robot (1a, 1b) con una unidad de agarre (4) que se puede mover con respecto a una base de robot (3) con al menos un agarrador de ventosa (5) para recoger mercancías (26a..26g), en donde el robot (1a, 1b) está configurado para recoger mercancías (26a..26g) con la unidad de agarre (4) de o desde un primer soporte de mercancías (9a, 9c, 9e, 10a, 19, 24) y depositarlas o dejarlas caer en o sobre un segundo soporte de mercancías (9b, 9d, 10b, 20a, 20b, 25), y
un controlador del robot (11a, 11b), ajustado para ordenar al robot (1a, 1b) que recoja dichas mercancías (26a..26g) de o desde el primer soporte de mercancías (9a, 9c, 9e, 10a, 19, 24) y que las deposite o las deje caer en o sobre el segundo soporte de mercancías (9b, 9d, 10b, 20a, 20b, 25),
en donde las mercancías (26a..26g), con respecto a uno de los parámetros físicos:
estabilidad dimensional, estabilidad a la compresión, rigidez a la flexión, resistencia a la tracción, peso absoluto o peso específico, puede diferenciar al menos entre mercancías (26a..26g) de un primer tipo y mercancías (26a..26g) de un segundo tipo,
caracterizado porque
el controlador del robot (11a, 11b) está configurado, además, para activar la al menos un agarrador de ventosa (5) al recoger una mercancía (26a..26g) del primer tipo antes de que el al menos un agarrador de ventosa (5) entre en contacto con dicha mercancía (26a..26g) y para activarla al recoger una mercancía (26a..26g) del segundo tipo después de que la al menos un agarrador de ventosa (5) haya entrado en contacto con dicha mercancía (26a..26g),
en donde, si el parámetro físico es la estabilidad dimensional, las mercancías del primer tipo presentan un módulo de elasticidad inferior a 1,0 GPa y las mercancías del segundo tipo presentan un módulo de elasticidad superior o igual a 1,0 GPa, o bien
en donde, si el parámetro físico es la estabilidad a la compresión, las mercancías del primer tipo presentan un módulo de elasticidad a la compresión inferior a 1,0 GPa o, con carga central, una constante de elasticidad a la compresión inferior a 0,5 N/cm, y las mercancías del segundo tipo presentan un módulo de elasticidad a la compresión superior o igual a 1,0 GPa o, con carga central, una constante de elasticidad a la compresión superior o igual a 0,5 N/cm, o bien en donde, si el parámetro físico es la rigidez a la flexión, las mercancías del primer tipo presentan un módulo de elasticidad inferior a 1,0 GPa o una constante de elasticidad a la flexión inferior a 0,01 Nm/° y las mercancías del segundo tipo presentan un módulo de elasticidad superior o igual a 1,0 GPa o una constante de elasticidad a la flexión superior o igual a 0,01 Nm/°, o bien
en donde, si el parámetro físico es la resistencia a la tracción, las mercancías del primer tipo presentan una resistencia a la tracción inferior a 100 N/mm<2>y las mercancías del segundo tipo presentan una resistencia a la tracción superior o igual a 100 N/mm<2>,o bien
en donde, si el parámetro físico es el peso absoluto, las mercancías del primer tipo presentan un peso inferior a 1 kg y las mercancías del segundo tipo presentan un peso superior o igual a 1 kg, o bien
en donde, si el parámetro físico es el peso específico, las mercancías del primer tipo presentan un peso específico inferior a 1 g/cm<3>y las mercancías del segundo tipo presentan un peso específico superior o igual a 1 g/cm<3>.
16. Sistema robótico (2a..2d) según reivindicación 15,caracterizado poruna base de datos de robot (12) en la que están almacenados parámetros de movimiento para el robot (1a, 1b), que están asignados a los parámetros físicos y/o a los tipos de las mercancías (26a..26g) y que están previstos para el control del movimiento del robot (1a, 1b) y/o de la unidad de agarre (4).
17. Sistema de almacenamiento y preparación de pedidos (16) para la preparación de pedidos de mercancías (26a..26g), que comprende una zona de almacenamiento (21) para almacenar mercancías (26a..26g), un lugar de trabajo para la preparación de pedidos/el reembalaje de mercancías y un sistema robótico (2a..2d),caracterizado porqueel sistema robótico (2a..2d) está configurado según las reivindicaciones 15 o 16.
18. Sistema de almacenamiento y preparación de pedidos (16) según la reivindicación 17,caracterizado porqueel lugar de trabajo está configurado para la preparación de pedidos totalmente automatizada de mercancías (26a..26g), y un primer sistema de transporte para el transporte de mercancías (26a..26g) en o sobre primeros soportes de mercancías (9a, 9c, 9e, 10a, 19, 24) está dispuesto entre la zona de almacenamiento (21) y el robot (1a, 1b) en el lugar de trabajo, y/o está previsto un segundo sistema de transporte para retirar mercancías (26a..26g) en o sobre segundos soportes de mercancías (9b, 9d, 10b, 20a, 20b, 25) entre la zona de almacenamiento (21) y el robot (1a, 1b) en el lugar de trabajo, en donde el robot (1a, 1b) está configurado para recoger al menos una mercancía (26a..26g) de o desde el primer soporte de mercancías (9a, 9c, 9e, 10a, 19, 24) para un pedido y depositar o dejar caer la al menos una mercancía (26a..26g) en o sobre el segundo soporte de mercancías (9b, 9d, 10b, 20a, 20b, 25) para este pedido.
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