WO2019201466A1 - Stückgutbehandlungsanlage und verfahren zur handhabung von stückgütern und/oder packhilfsmitteln - Google Patents

Stückgutbehandlungsanlage und verfahren zur handhabung von stückgütern und/oder packhilfsmitteln Download PDF

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WO2019201466A1
WO2019201466A1 PCT/EP2018/097007 EP2018097007W WO2019201466A1 WO 2019201466 A1 WO2019201466 A1 WO 2019201466A1 EP 2018097007 W EP2018097007 W EP 2018097007W WO 2019201466 A1 WO2019201466 A1 WO 2019201466A1
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WO
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flying
flying device
piece goods
devices
cargo
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PCT/EP2018/097007
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English (en)
French (fr)
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Peter Kirschner
Kurt Perl
Peter BLICKENBERGER
Josef Unterseher
Michael Hartl
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Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G61/00—Use of pick-up or transfer devices or of manipulators for stacking or de-stacking articles not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G57/00—Stacking of articles
    • B65G57/005—Stacking of articles by using insertions or spacers between the stacked layers

Definitions

  • the present invention relates to a general cargo handling system and a method for handling general cargo and / or packaging aids according to the features of the independent claims.
  • the handling devices used for this purpose which can be formed, for example, by robots, are usually stationary at their place of use. There are
  • packing aids such as, for example, liners
  • packing aids are frequently arranged between the layers for the purpose of stabilization.
  • packaging aids such as e.g. Carton blanks, some of which weigh only about 50 grams, are however separated from a stack of cardboard by complex and heavy handling devices and have to be set down one or two meters further on the pallet or on a bundle of packs.
  • Inserted liner inserts may consist of a Packoskarklade and a vacuum gripper unit.
  • the liner insert has three axes around which it can be moved or swiveled, as well as a defined work area, which can be approached via the respective drives.
  • the vacuum gripper is supplied with vacuum or negative pressure via ejectors or a vacuum pump.
  • the cost of a corresponding packaging aid machine is very high; The same applies to the space requirement of such a machine, which also comparatively high.
  • helicopters are similar flying devices or drone-like aircraft devices with at least one vertically downward-acting rotor appropriate.
  • quadrocopter, hexacopter, octocopter etc i. E. generally multicopters with a plurality of four, six or eight etc. arranged in a plane, vertically downwardly acting rotors. The rotors generate lift. By inclining the rotor plane, a propulsion can be generated.
  • flying devices can take off and land vertically.
  • flying devices can be used which, for example, are driven by means of magnetic fields or jet drives.
  • the piece goods may, for example, to individual items such as individual
  • Drink containers, bottles, cans, etc. act. Furthermore, by means of an outer packaging combined into a container items each form a piece goods, for example, a plurality of beverage containers, bottles, cans, etc. by a cardboard outer packaging, a shrink wrap, at least one strapping o.ä. be summarized into a container.
  • packing aids are, in particular, meant intermediate layers which are used in the palletizing of piece goods, above all in the arrangement of a plurality of piece goods.
  • the intermediate layers are preferably planar
  • Blanks of thin material which can be in the palletizing of piece goods between the stacked Broadgutlagen.
  • the intermediate layers are used in particular for securing and better positioning of the
  • Liners are mainly made of paper or thin cardboard, but can also be made of other flexible material, eg. Plastic.
  • General cargo handling equipment is a palletizing device.
  • Piece goods which are supplied in particular via a common transport device, are transferred from the first position on the transport device to a second position on a loading unit.
  • a common transport device Preferably, with such
  • Palletizing a plurality of loading units are loaded simultaneously. It can be provided that each flight device is assigned to exactly one loading unit and only piece goods from the transport device to the
  • each flying device is movable within a defined range of movement between the transport device and the respective loading unit.
  • Orientation are conveyed to the second position, where the packaging aids are arranged lying horizontally when stored on the loading unit and / or cargo.
  • the flying devices are equipped with corresponding first devices for receiving the piece goods and / or packaging aids.
  • the first devices are equipped accordingly depending on the piece goods to be transported and / or packaging aid.
  • gripping devices such as e.g. Clamp gripper with gripping arms which can be delivered against each other Use between which the piece goods can be clamped.
  • the first means in the form of suction pads, in particular vacuum cups or the like may be formed, and the use of electrically driven needle grippers is possible.
  • the flying device may have an auxiliary device, for example.
  • the packaging aid presses down on the loading unit and / or cargo, while the flying device lifts back up.
  • suction cups for detecting the packaging aid
  • it may be sufficient as an auxiliary device when the vacuum is switched off for a short time, so that the packaging aid due to gravity during Lifting the flying device triggers and remains on the loading unit and / or cargo.
  • electric needle grippers for detecting the packaging aid it may be sufficient as an auxiliary device when the power supply is switched off for a short time, so that the packaging aid dissolves due to gravity when lifting the aircraft and remains on the loading unit and / or cargo.
  • the first means may be formed as a staple gripper or the like.
  • the packaging aids are conveyed vertically suspended from the flying device from the first position to a second position on the loading unit and / or cargo and then stored horizontally.
  • a special embodiment of the flying device and / or the intermediate layers may be necessary in order to securely detect and transport the intermediate layers.
  • the downwash of the above-described drives in the form of rotors can prove problematic. According to one embodiment of the invention, it is therefore provided that a cross-sectional area is formed between the rotors of the flying device which is greater than the cross-sectional area of the packaging auxiliary to be handled.
  • Detecting a horizontally lying packaging aid can be provided in particular that the flying device is first positioned in a defined first height above the packaging aid to be detected such that the rotors of the flying device are arranged outside the cross-sectional area of the packaging auxiliary. Now the flying device is lowered and the packaging aid detected by the first means. The flying device then flies to the detected packaging aid
  • Loading unit and / or the cargo position and is in turn positioned above it, so that the rotors of the aircraft are outside the cross-sectional area of the loading unit and / or cargo position. Subsequently, the flying device is lowered in such a way that the packaging aid can optionally be deposited on the loading unit and / or piece goods with the assistance of an auxiliary device described above.
  • the intermediate layer has recesses.
  • the flying device is positioned for detecting the intermediate layer above it in such a way that the exhaust air generated by the rotors is in particular passed through the recesses.
  • the liner is not affected by the exhaust air pushed down and can be safely detected by the first devices of the aircraft.
  • the flying device can be made significantly smaller in this embodiment, since the rotors can be arranged clearly closer together than in the embodiment described in the preceding paragraph.
  • the position and / or arrangement of the piece goods and / or packing aids to be transported by the at least one flying device is sensed by the flying device before being detected by the flying device.
  • the flying device can have at least one suitable sensor, which is designed to detect at least one parameter of the piece goods and / or packing aid.
  • the flying device can have at least one suitable sensor, which is designed to detect at least one parameter of the piece goods and / or packing aid.
  • Controlling unit of the aircraft is controlled by a predefined program and in dependence on the sensory acquired data.
  • the sensors are stationarily associated with the transport device and / or further components of the system and that the determined data, for example, transmitted via radio to the aircraft and their movement is controlled accordingly.
  • the flying device itself may have a control unit or else completely via an external control unit and radio link or the like. to be controlled.
  • the arrangement of piece goods of the article stock on the loading unit can be detected and then the positioning of the further piece goods within the article stock can be controlled.
  • the arrangement and precise positioning of the packaging aid on the loading unit and / or piece goods can be sensory controlled and regulated.
  • the flying device has its own energy source and thus can fly autonomously.
  • the flying device can be equipped with accumulators. These can be charged, for example, via an induction loop.
  • an induction loop for example, between the first position and the second position is arranged and that the flying device respectively during transport of a piece goods and / or packaging aid from the first to the second position and / or the return flight or Empty transport of the flying device from the second Position is passed to the first position of this induction loop, so that the batteries each charge is automatically supplied.
  • An alternative embodiment may provide that the flying device is equipped with replaceable batteries, and that the general cargo handling a
  • Charging station in each of which at least one set of removable batteries is loaded. If the charge state of the batteries falls below a predefined threshold value, a program is automatically triggered, for example, which causes the flying device to fly to the charging station at which an automated battery replacement is carried out.
  • the general cargo handling system each comprises at least two such flying devices, each with at least one integrated accumulator, so that always a flying device during operation
  • the at least one flying device has a limited range of motion.
  • the internal or external control unit may have information about a defined flight space that permits movements of the flight device only within that flight space. If the aircraft leaves the predefined flight space, an automatic correction of the flight direction is triggered.
  • the area comprising the flight area for example, with a security fence or similar. is separated from the remaining area of the cargo handling plant, so that an accidental entry of persons in the flight space of the aircraft is additionally prevented.
  • the flying space of the flying device is mechanically limited.
  • the flying device can be attached to at least one cable on a ceiling, a winch or the like. be fastened, wherein the attachment is formed above the operating range of the flying device during operation.
  • the flying device can be secured to a spring-like safety rope from above, wherein the flying device within the by the
  • Flight device The lifting work can be at least partially taken over by the at least one cable and / or the winch in this embodiment.
  • the cable can be used in this embodiment for energy supply, so that the charging of batteries described above can be omitted.
  • the cable can be used for supplying control information, so that an external control unit can be used, whereby the weight of the flying device can be reduced.
  • the performance of the system can be determined by appropriate choice of the number of used
  • a loading unit such as a pallet in one or more layers to be arranged piece goods via a suitable conveyor such as a conveyor belt in a defined transport direction of the inventively designed and equipped palletizing be supplied.
  • a suitable conveyor such as a conveyor belt in a defined transport direction of the inventively designed and equipped palletizing
  • piece goods it may, for example, to cartons with articles arranged therein, to individual items, to containers, eg. Bundled together with a shrink film compositions of beverage containers or the like. act.
  • the palletizing device is associated with at least one flying device, which is equipped with gripping devices.
  • gripping devices can be, for example, grippers that can be counteracted to one another, wherein a distance between the grippers can be set variably, for example by means of motorized adjustment.
  • the flying device is preferably driven autonomously.
  • the flying device has a plurality of Having rotors whose preferably electric drive motors, for example, can be operated via one or more accumulators.
  • Alternative drives such as.
  • Magnetic fields or beam drives are also conceivable.
  • the aircraft takes in each case at least one piece goods from the transport device and conveys it to a desired position and in a specific position on the pallet.
  • tacking the piece goods it may be necessary to adjust the previously set distance between the grippers in order to fix the piece goods in each case safely and firmly for the flying transport of the transport device to the pallet and not lose it.
  • each palletizing device is associated with two flying devices, wherein a first flying device actively carries piece goods, while the second flying device is paused and charged at a suitable power supply or charging unit, i. is supplied with electrical energy.
  • a suitable power supply or charging unit i. is supplied with electrical energy.
  • Accumulators of the first flight device a defined state of charge, for example. 40% or 30% below, the state of charge of the second aircraft is checked.
  • the piece goods can be fed via a transport device in a transport direction of the palletizing device be as previously described.
  • the flying device can also be attached via a cable to the ceiling or to a winch.
  • the cable can be designed as a spring-like safety rope.
  • the positioning of the wired flying device can equally by the drive of the rotors or similar. respectively.
  • the lifting work that is necessary to take the piece goods from the transport device and to transport to the pallet, can be done largely through the cable and the winch.
  • the cable can be used for energy supply and / or for the transmission of control information. That In this case, a suitable control unit could be arranged stationarily on the palletizing device independently of the flying device.
  • the performance of the palletizing devices can be scaled almost arbitrarily with the help of the associated flying devices.
  • the acceptance position of the piece goods and the pallet can be arranged arbitrarily far apart.
  • Return stroke i. the movement of the empty flying device after the discontinuation of the piece goods on the pallet can take place a different movement distance than the transport of the respective piece goods from the transport device to the pallet.
  • the systems described here are freely flexible in any geometric direction. In the case of the embodiment variant with a wired flying device, the higher the fastening point of the winch, the greater the working range of the winch
  • Palletizing device can show that to increase performance, the number of aircraft used can be multiplied to temporally load a plurality of pallets with piece goods.
  • each flying device should in each case only be movable within a limited range of motion.
  • the movement space comprises in particular the respectively associated pallet and an adjacent section of the transport device. It is preferably provided that adjacent movement spaces do not overlap in order to avoid collisions between the flying devices.
  • the limitation of the movement spaces can take place, for example, via the control unit of the flying devices and / or via a boundary by means of a cable or the like.
  • the flying devices must in any case have sensors or be coupled with sensors by way of control technology, recognize the positions of cargo on the conveyor and guide the aircraft each to the correct pickup position.
  • Flying devices with integrated gripping system, in packaging and palletizing technology are manifold.
  • the aircraft have only small dimensions, so that the overall system can be made smaller, especially with a smaller
  • the C0 2 - footprint may be meant, ie the measure of the total carbon dioxide emissions caused by the entire plant in its life cycle.
  • the flying devices can be equipped with sensors for own position and / or position detection.
  • the flying devices can be equipped with sensors for detecting the position and / or position of the piece goods on the transport device and / or the pallet or be coupled control technology with corresponding sensors.
  • the flying devices get corresponding control signals and other information transmitted by radio.
  • the flying devices are inexpensive to buy and can thus be made available in multiple numbers cost.
  • the noise level of the individual flying devices is relatively low, so that the noise emissions of the systems thus equipped can remain relatively low.
  • the plants can be operated in a highly dynamic manner, and complete automation is also possible.
  • the flying devices are insensitive to contamination and increase even the cleanliness within the plants. Despite their low dead weight, high payloads of up to 25 kg can be transported by means of the flying devices, especially when using a cable support as mentioned above.
  • the flying devices can not only be used for palletizing piece goods. It would also be conceivable to use for inserting
  • packaging technology smaller or larger piece goods are placed on pallets for storage and / or transport.
  • Packing aids for example.
  • liners can be introduced between the individual layers. These are preferably flat blanks made of a thin material, which in particular serves to secure and better positioning of the piece goods.
  • the liners are mainly made of paper or thin cardboard, but can also be made of other flexible material, for example. Plastic.
  • the gripping device of the flying device is, for example, designed as a vacuum gripper, which is suitable for receiving flat objects, in particular intermediate layers.
  • the vacuum gripper is, for example, supplied with vacuum via a decentrally mounted miniature radial fan on the flying device.
  • Vacuum grippers are used.
  • the gripping device is preferably a lightweight construction gripper in a hybrid construction.
  • Semi-finished carbon fiber reinforced plastic can be combined with 3D-printed fasteners.
  • an electric needle gripper can be used. This could be due to a lithium polymer accumulator or similar. the aircraft are supplied with electrical energy.
  • an electric needle gripper can be dispensed with a liner magazine for separating the liners.
  • the flying device may, for example, have six rotors about which a respective rotor blade guard is arranged around in order to protect them from damage.
  • the rotors are arranged in particular on a frame, which is constructed, for example, in hybrid construction, in which the tubes as
  • the flying device comprises a plurality of suction cups for sucking the respectively uppermost intermediate layer from an intermediate layer magazine.
  • the flying device For correct orientation and positioning of the flying device, it is possible, for example, to provide a camera system comprising a plurality of cameras for image recognition. In particular, the cameras capture images on all sides around the flying device.
  • the flying device is, for example, equipped with integrated batteries and has charging contacts to recharge the batteries. Alternatively or additionally, a power supply via the above-mentioned cable can be done.
  • a spring plunger for releasing the intermediate layer may furthermore be provided by the suction cups.
  • the intermediate layer magazine can have additional guiding structures. These are detected by the cameras so that the flying device can correctly align and position itself on the liner magazine for receiving an intermediate layer.
  • opposing pairs of rotors could be easily tilted outwards, with the rotors of the pair of rotors still above the surface of the respective intermediate layer. The inclination must be designed such that the downdraft of the air flow is passed outside of the intermediate layer.
  • Positioning of the aircraft devices are used.
  • a flying device with, for example, only four rotors, for example.
  • the flying device can have a second frame cross with second arms, on which the suction cups for receiving the intermediate layer are arranged.
  • the first frame cross and the second frame cross are preferably arranged in parallel planes, in particular the first frame cross is arranged above the second frame cross, wherein the respective center points of the two frame crosses are arranged directly above one another.
  • the first frame cross and the second frame cross may, for example, be arranged rotated by about 45 ° relative to each other so that a second arm of the second frame cross is in each case arranged centrally between two first arms of the first frame cross.
  • the intermediate layer used in this embodiment can expediently have cross recesses, so that the intermediate layer essentially consists of an outer intermediate layer frame and an inner
  • the flying device is positioned above the intermediate layer such that the rotors are each arranged above cross recesses, whereas the second arms with the suction cups are arranged directly above the remaining inner intermediate layer cross so that the intermediate layer can be grasped at the inner intermediate layer cross ,
  • the suction cups may be formed in particular as a vacuum suction.
  • the flying device may comprise a miniature radial fan for vacuum generation, which is connected via the second arms of the second frame cross with the vacuum cups. Due to the cross recesses of the intermediate layer, this has a partially open permeability, so that downdraft and thus the buoyancy of the aircraft are guaranteed. Such a flying device can thus be made significantly smaller.
  • the flying device can be equipped with integrated batteries.
  • the flying device may have charging contacts in order to recharge the batteries at a charging station arranged inside the palletizing device.
  • the charging contacts may be formed on or adjacent to a conical centering aid, which supports the landing of the flying device and the correct docking to the charging station. If necessary, the
  • Charging station have at least one correspondingly designed suction cup, in which engages the conical centering. As already mentioned above, can
  • the palletizing device are associated with at least two flying devices, wherein a first flying device actively transported cargo, while the at least one second flying device is paused and charged to the charging unit.
  • the tubes forming the second arms and / or the first arms can, for example, again be formed as semi-finished products made of carbon-fiber-reinforced plastic and the connecting elements can be produced by 3D printing in order to achieve a particularly lightweight construction of the flying device.
  • the intermediate layers are conveyed vertically at least in sections, so that in particular the flat sides of the intermediate layers
  • the flying device may comprise four rotors with rotor blade protection according to a preferred embodiment variant. Below this are two mechanical ones
  • the flying device comprises a camera system with cameras, wherein in particular in each case one camera can be assigned to a mechanical parallel gripper.
  • the flying device can be operated with removable and replaceable accumulators, for example with two accumulators. These can be charged in particular at a charging station with automatic battery replacement function. That at least four accumulators are provided for at least one flying device. While the
  • Flying device is driven during operation of at least two accumulators arranged on the flying device accumulators, at least two further accumulators are held and / or charged in parallel to the charging station. As soon as the state of charge of the two accumulators arranged on the flying device falls below a predefined value, a corresponding signal is triggered, which causes the flying device to land on the charging station and on
  • the gripping devices of the flying device can be formed by a plurality of needle grippers located on the underside of the arms of the flying device
  • Frame crosses are arranged.
  • eight needle grippers can be used here.
  • the needle grippers can, for example, by the integrated accumulator of Flying device, for example.
  • a lithium polymer battery to be supplied with electrical energy.
  • at least one electric needle gripper can be dispensed with an intermediate layer magazine for separating the intermediate layers.
  • the liners can be tapped directly from a stack of stacks.
  • the power supply to the needle grippers is briefly interrupted when the aircraft in the correct position and
  • Alignment is located directly above the cargo position.
  • the flying device can additionally a motor
  • the flying device may comprise a camera system with a plurality of cameras.
  • a camera system with a plurality of cameras.
  • four cameras can be provided, which are arranged such that they have different, possibly partially overlapping ones
  • this can have as gripping devices, for example, eight vacuum cups.
  • the flying device have a miniature radial fan for vacuum generation, which is connected via the arms of the frame cross with the vacuum cups.
  • the described embodiments can show that the use of such flying devices, the establishment of the liner magazines or the cargo, in particular cargo or similar. can be made more independent of other components of the devices. In this way, in particular a high degree of flexibility in the installation of the corresponding system can be achieved.
  • the cost of purchasing aircraft devices is significantly lower than the cost of conventionally used Packosauptäulen with Vakuumgreiferkopf or similar. for handling liners. In addition, the space requirement is much lower.
  • the aircraft have high dynamics and freedom of movement and can overcome obstacles without mechanical effort. Furthermore, an autonomous operation of the flying devices is possible. When using at least two aircraft, the productivity of such systems can be scaled arbitrarily. Depending on the required layer performance, a defined number of
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a palletizing device with flying device.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a palletizer with flying device.
  • FIG 3 shows a third embodiment of a palletizing device with a plurality of flying devices.
  • FIGS. 4 to 10 show different embodiments of FIG.
  • Palletizing devices in which the handling of packaging aids takes place in each case by means of at least one flying device.
  • Embodiments of palletizing devices 1 with flying device 10 are provided.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a palletizing device 1 a
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a palletizing device 1 b
  • FIG. 3 shows a third embodiment of a palletizing device 1 c with a plurality of flying devices 10.
  • the piece goods 2 to be arranged on a loading unit, for example a pallet 5, in one or more layers are fed via a conveyor 3, for example a conveyor belt 4, in a transport direction TR to the palletizing device 1a.
  • the piece goods 2 may, for example.
  • the palletizing device 1 a is associated with at least one flying device 10, which is equipped with gripping devices 12. This may, for example, be counteracted gripper 13, wherein a distance A between the grippers 13 can be variably adjusted.
  • the flying device is preferably driven autonomously, for example, the
  • Flying apparatus 10 a plurality of rotors (not shown), which can be operated, for example, via one or more accumulators.
  • Alternative drives such as magnetic fields or beam drives are also conceivable.
  • Transporting device 3 and conveys this to a desired position and in a certain position on the pallet 5.
  • tacking the cargo may be necessary to adjust the distance A between the grippers 13 to each piece 2 safely and firmly for the flying transport from the transport device 3 to the pallet 5 to fix.
  • the aircraft 10 may, for example, be controlled via a radio remote link.
  • the aircraft may also follow a substantially predefined program. For this it may be necessary to consider other factors.
  • Such a position detection can, for example, via optical sensors, in particular via image recognition systems or similar. respectively.
  • the positioning of the flying device 10b continues to take place via the drive of the rotors or the like.
  • the performance of the palletizing devices 1 can be scaled arbitrarily.
  • the decrease in the piece goods 2 and the pallet 5 can be arranged arbitrarily far apart.
  • the "return stroke", i. the movement of the empty flying device 10 after discontinuation of the piece goods 2 on the pallet 5 can thereby another
  • Moving distance take place as the transport of the respective piece goods 2 of the transport device 3 to the pallet 5.
  • the systems described here are arbitrarily flexible in any geometric direction. In the case of the second embodiment, the higher the attachment point of the winch 16, the greater the working range of the flying device 10b.
  • each flying device 10 is movable only within a limited movement space 18.
  • the movement space 18 comprises in particular the respective associated pallet 5 and an adjacent section of the transport device 3.
  • adjacent movement spaces 18-1, 18-2 do not overlap to avoid collisions between the flying devices 10.
  • the limitation of the movement spaces 18-1, 18-2 can, for example, via the control unit of
  • the flying devices 10 must in any case have sensors or be coupled in terms of control technology with sensors which detect the position of piece goods 2 on the transport device 3 and which
  • Flying devices with integrated gripping system, in packaging and palletizing technology are manifold.
  • the aircraft devices have only small dimensions, so that the overall system can be made smaller, especially with a smaller footprint.
  • Under footprint can be understood on the one hand, the size or space requirements of the entire system, in particular the outlines of the stationary
  • the flying devices 10 may be equipped with sensors for own position and / or position detection. In addition, the flying devices 10 with sensors for position and / or position detection of
  • Flying devices 10 high payloads of up to 25 kg to be carried, especially when using a cable support analogous to FIG. 2.
  • the flying devices 10 can not only be used for palletizing piece goods 2. It would also be conceivable to use for inserting Liners or cover frames, packing and unpacking items in or out of boxes or boxes etc.
  • FIG. 4 to 10 show different embodiments of
  • FIG. 1 to 3 In packaging technology, smaller or larger piece goods 2 are arranged on pallets 5 for storage and / or transport (see Figures 1 to 3).
  • the piece goods 2, in particular cartons or other packaging, such as containers including cans, bottles, etc., are stacked in layers on the pallet 5 or another base.
  • Packing aids, for example in the form of intermediate layers 20, can be introduced between the individual layers. These are preferably flat blanks made of a thin material, which in particular serves to secure and better positioning of the piece goods.
  • the intermediate layers 20 are predominantly made of paper or thin cardboard, but can also be made of other flexible material, for example. Plastic.
  • Liner inserting device leads and also limits the speed of the system.
  • FIG. 4 shows in general the use of a floating flying device 10. This has a plurality of rotors 1 1, a separate power supply 16, for example. Accumulators, and a first device, for example. A corresponding gripping device 12, for handling Interlaid 20 on.
  • the intermediate layers 20 are as finished blanks in a first position in a
  • the gripping device 12 of the flying device 10 is, for example, designed as a vacuum gripper 14, which is suitable for receiving flat objects, in particular intermediate layers 20.
  • the vacuum gripper 14 is, for example, via a supplied centrally mounted miniature radial fan on the aircraft 10 with vacuum. Alternatively, the own downdraft of the rotors 1 1 can be used for vacuum generation for the vacuum gripper 14.
  • Lightweight gripper in hybrid construction In this case, for example.
  • Semi-finished products for example.
  • the aircraft 10 are supplied with electrical energy. When using an electric
  • Nadelgreifers can on a liner magazine 22 for separating the
  • a palletizing device 1 is further shown, within which a pallet 5 is arranged, on which there are already five piece goods 6.
  • the pallet 5 with the piece goods layers 6 represents in particular the second position, in which the intermediate layer 20 is transported by means of the flying device 10.
  • the flying device 10 shown in FIG. 4 is arranged freely movable, the movement space of the flying device 10 shown in FIG. 5 is limited by a cable safety in the form of three cables 15 connected to the flying device 10.
  • the piece goods 2 are formed by bottles in the illustrated embodiment. A defined number of bottles can by means of a
  • FIG. 6A shows a palletizing device 1 analogous to FIG. 5, in which the movement space of the flying device 10 handling the intermediate layers is limited by three cables 15 connected to the flying device 10.
  • the length of the cable 15 is controlled in particular by Seil Operations- and Aufrollsysteme 17.
  • Fig. 6A shows the flying device 10 in a first
  • Fig. 6A shows the flying device 10 in a second
  • the palletizing device 1 is at least partially surrounded by a security fence 30, so that an undesired entry of persons into the range of motion of the flying device 10 is prevented.
  • a security fence 30 can be provided that a
  • Control unit 35 for the palletizing device 1 behind the security fence 30 is located.
  • FIG. 6B shows an individual view of the flying device 10 shown in FIG. 6A
  • FIG. 6C shows the liner magazine 22.
  • the flying device 10 has six rotors 11 around which a respective rotor blade guard 40 is arranged to protect them from damage.
  • the rotors 1 1 are arranged in particular on a frame 42, which is constructed, for example, in a hybrid construction, in which the tubes are formed as semi-finished carbon fiber reinforced plastic, while the connecting elements were produced by 3D printing.
  • the flying device 10 comprises a plurality of suction cups 43 for sucking the respective uppermost intermediate layer 20 from an intermediate layer magazine 22.
  • a camera system 45 comprising a plurality of cameras 46 for image recognition is provided. In particular, the cameras are taking pictures all around
  • the flying device 10 is equipped with integrated rechargeable batteries 47 and has charging contacts 48 in order to recharge the rechargeable batteries 47.
  • the flying device 10 is equipped with integrated rechargeable batteries 47 and has charging contacts 48 in order to recharge the rechargeable batteries 47.
  • a rechargeable batteries 47 for power supply, the flying device 10 is equipped with integrated rechargeable batteries 47 and has charging contacts 48 in order to recharge the rechargeable batteries 47.
  • a charging contacts 48 for charging the rechargeable batteries 47.
  • a spring tappet 49 for releasing the intermediate layer 20 from the suction cups 43 is furthermore provided.
  • the rotors 11 of the flying apparatus 10 are spaced apart such that a cross-sectional area between the rotors 11 is greater than a cross-sectional area of the intermediate layer 20.
  • the flying apparatus 10 is positioned above the intermediate layers 20 in the interleaving magazine 22 in such a way the rotors 1 1 are outside the cross-sectional area of the intermediate layer 20. This will be circumvented the problem that the resulting by the rotor movement down-pressing air flow would prevent effective suction of the top intermediate layer 20 from the liner magazine 22 by means of the suction cups 43. To the suction of the uppermost intermediate layer 20 and the correct positioning of the
  • opposing rotor pairs could be easily tilted outwardly, with the rotors of the rotor pair still above the surface of the ZWL.
  • the inclination must be designed such that the downdraft of the air flow is passed outside of the intermediate layer.
  • FIG. 7A shows a palletizing device 1 analogous to FIG. 4, in which the movement space of the flying device 10 is preferably limited in terms of control technology.
  • FIG. 7A shows the flying device 10 in a first working position AP1 when removing an intermediate layer 20 from the intermediate layer magazine 22.
  • FIG. 7A shows the flying device 10 in a second working position AP2 during the deposition of the intermediate layer 20 on a piece goods layer 6 and in a third working position AP3 when charging the batteries of the
  • Flight device 10 a security fence 30 and an arrangement of the control unit 35 for the palletizing device 1 behind the security fence 30 is provided.
  • a fixed external one In this case, a fixed external one
  • Camera system 58 for determining the position of the flying devices 10 is provided.
  • FIG. 7B shows an individual view of the flying device 10 shown in FIG. 7A and the embodiment of the intermediate layer 20 used in this embodiment.
  • FIGS. 7C and 7D show different views of flying devices 10 and a loading station 50 for the flying devices 10.
  • the flying device 10 has a first frame cross 52 with first arms 53, wherein at the free ends of the arms 53, the four rotors 1 1 of the flying device 10 are arranged. Furthermore, the flying device 10 has a second frame cross 54 with second arms 55, on which the suction cups 43 for receiving the intermediate layer 20 are arranged.
  • the first frame cross 52 and the second frame cross 54 are arranged in parallel planes, in particular the first frame cross 52 is above the arranged second frame cross, wherein the respective centers of the two frame crosses 52, 54 are arranged directly above one another.
  • the first frame cross 52 and the second frame cross 54 are arranged rotated by 45 ° to each other, so that a second arm 55 of the second frame cross 54 is in each case arranged centrally between two first arms 53 of the first frame cross 52.
  • the intermediate layer 20 used in this embodiment has
  • the intermediate layer 20 consists essentially of an outer intermediate layer frame 26 and an inner intermediate layer cross 27.
  • the flying device 10 is positioned above the intermediate layer 20 in such a way that the rotors 11 are each above
  • Cross recesses 25 are arranged, whereas the second arms 55 are arranged with the suction cups 43 directly above the remaining inner intermediate layer cross 27, so that the intermediate layer 20 can be detected on the inner intermediate layer cross 27.
  • the suction cups 43 are preferably formed as a vacuum suction 44 and the flying device 10 has a miniature radial fan 60 to
  • the flying device 10 according to the embodiment of FIGS. 7A to 7D can thus be formed significantly smaller than the flying device 10 according to the embodiment of FIGS. 6A to 6C.
  • Palletizing device 1 arranged charging station 65 recharge.
  • the charging contacts 64 can be formed on or adjacent to a conical centering aid 67, which supports the landing of the flying device and the correct docking to the charging station 65.
  • the charging station 65 may have at least one correspondingly designed suction cup 66 into which the conical centering aid 67 engages.
  • at least two flying devices 10 are assigned to the palletizing device 1, with a first flying device 10 actively conveying piece goods 2, while the at least one second flying device 10 at the loading unit 65 paused and charged.
  • the tubes forming the second arms 55 and / or the first arms 53 may, for example, in turn be formed as semi-finished carbon fiber reinforced plastic and the fasteners by 3D printing to achieve a particularly lightweight construction of the flying device 10.
  • a safety fence 30 and an arrangement of the control unit 35 for the palletizing device 1 behind the security fence 30 is provided.
  • FIGS. 8B and 8C respectively show different individual views of the flying device 10 shown in FIG. 8A, and FIG. 8D shows the transport of an intermediate layer 20 by means of such a flying device 10. Furthermore, FIG. 8E shows a charging station 70 for replaceable accumulators 72.
  • the intermediate layers 20 are conveyed vertically, so that in particular the flat sides of the intermediate layers 20 are in a vertical orientation at least during transport from the interlayer magazine 22 to the pallet 5.
  • the flying device 10 each spends a vertically gripped intermediate layer 20 in a horizontal longitudinal flight just above the cargo layer 6 and then deposits the intermediate layer 20 in a horizontal position on the cargo layer 6.
  • the intermediate layers 20 are arranged vertically standing within the intermediate layer magazine 22.
  • a separating unit 29 can be provided on the intermediate layer magazine 22.
  • the flying device 10 has four rotors 1 1 with rotor blade protection 40.
  • the flying device 10 comprises a camera system 76 with cameras 77, wherein in particular in each case a camera 77 a mechanical
  • Parallel gripper 75 may be assigned.
  • the flying device 10 can be operated with replaceable accumulators 72, for example with two
  • Accumulators 72 These can be charged in particular at a charging station 70 with automatic battery replacement function. That for at least one flying device 10 at least four accumulators 72 are provided. While the flying device 10 is driven during operation of at least two accumulators 72 arranged on the flying device 10 accumulators 72, are parallel to the at least two accumulators 72 arranged on the flying device 10 accumulators 72, are parallel to the at least two accumulators 72 arranged on the flying device 10 accumulators 72, are parallel to the at
  • arranged accumulators 72 falls below a predefined value is a
  • Charging station 70 flies and a battery change occurs.
  • FIG. 9A shows a palletizing device 1 analogous to FIG. 4, in which the movement space of the flying device 10 is preferably limited in terms of control technology.
  • FIG. 9A shows the flying device 10 in a first working position AP1 when taking off an intermediate layer 20.
  • FIG. 9A shows the flying device 10 in a second working position AP2 during the laying of the intermediate layer 20 on a piece goods layer 6 and in a third working position AP3 at a charging station 80.
  • Figures 9B and 9C show different views of one
  • the flying device 10 has four rotors 1 1 with rotor blade protection 40.
  • the rotors 1 1 are arranged at the free ends of the arms 82 of a frame cross 81, wherein a spanned between the four rotors 1 1 rectangular cross-sectional area in which the four rotors 1 1 each form the vertices is greater than that
  • FIG. 10A shows a palletizing device 1 analogous to FIG. 4, in which the movement space of the flying device 10 is preferably limited in terms of control technology.
  • FIG. 10A shows the flying device 10 in a first working position AP1 when removing an intermediate layer 20 from an intermediate layer magazine 22.
  • FIG. 10A shows the flying device 10 in a second working position AP2 during the deposition of the intermediate layer 20 on a piece goods layer 6 and in a third working position AP3 at a charging station 65 analogous to FIG. 7A.
  • FIGS. 10B and 10C show different views of a flying device 10 according to FIG 10A with an intermediate layer 20. To describe the other of Figures 1 to
  • the flying device 10 has four rotors 1 1, to each one
  • Rotor blade protection 40 is arranged around.
  • the rotors 1 1 are arranged at the free ends of the arms 92 of a frame cross 91, wherein a stretched between the four rotors 1 1 rectangular cross-sectional area in which the four rotors 1 1 each form the vertices, is greater than the cross-sectional area of the intermediate layer to be transported 20.
  • the rotors 1 1 of the flying device 10 are not arranged directly above the intermediate layer 20. It is also said that the rotors 1 1 are arranged outside of the intermediate layer 20.
  • the power supply of the flying device 10 takes place at this time
  • Embodiment via at least one integrated accumulator 62 which can be charged to the charging station 65 - as it has already been described in detail in connection with Figures 7A to 7D.
  • at least one flying device 10 can be charged in the working position AP3 according to FIG. 10A at the charging station 65.
  • Frame cross 91 is connected to the vacuum cups 44.
  • the flying device 10 For correct orientation and positioning of the flying device 10 within the palletizing device 1, the flying device 10 comprises a camera system 96 having a plurality of cameras 97.
  • Embodiments applicable provided that the features are not incompatible.
  • the aforementioned devices show that when using flying devices 10, the preparation of the liner magazine 22 or the cargo, in particular piece goods 2 or similar. independent of other components of the
  • Devices can be designed. In particular, a high degree of flexibility is achieved when installing the corresponding system.
  • the costs for the acquisition of aircraft 10 are significantly lower than the cost of conventionally used Packosffenäulen with Vakuumgreiferkopf or similar. for handling of intermediate layers 20.
  • the space requirement is significantly lower.
  • the flying devices 10 have high dynamics and freedom of movement and can overcome obstacles without mechanical effort. Furthermore, an autonomous operation of the
  • Flying devices 10 possible. When using at least two flying devices 10, the productivity of such plants can be scaled arbitrarily. Depending on the required layer performance, a defined number of flying devices 10 can be used. Furthermore, the flying devices 10 can be combined with different end effectors and thus can be used for further applications if required.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stückgutbehandlungsanlage und ein Verfahren zur Handhabung von Stückgütern (2) und/oder Packhilfsmitteln (20). Die Stückgutbehandlungsanlage umfasst mindestens eine schwebeflugfähige Flugvorrichtung (10) zur Handhabung mindestens eines Stückgutes (2) und/oder mindestens eines Packhilfsmittels (20). Es ist vorgesehen, dass das mindestens eine Stückgut (2) und/oder das mindestens eine Packhilfsmittel (20) vermittels der Flugvorrichtung (10) von einer ersten Position in eine zweite Position transportierbar ist/sind.

Description

Stückgutbehandlungsanlage und Verfahren zur Handhabung von Stückgütern und/oder Packhilfsmitteln
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stückgutbehandlungsanlage und ein Verfahren zur Handhabung von Stückgütern und/oder Packhilfsmitteln gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
In Stückgutbehandlungsanlagen, die insbesondere in der Verpackungs- und Palettiertechnik eingesetzt werden, ist es zur Lagenbildung bei Palettierern oder zum Umgruppieren von Gebinden üblich, Roboter, Achssysteme oder auch mechanische Vorrichtungen einzusetzen. Eine solche Umgruppierung kann bspw. eine Änderung der Anzahl von Transportspuren von m auf n Spuren vorsehen. Die Gebinde werden meist mit Greifern erfasst, geklemmt und verschoben oder gedreht. Zum Palettieren werden die Gebinde entweder zu einer kompletten Lage geformt und dann Lage für Lage auf eine Palette gestapelt, oder die Gebinde werden einzeln mit einem mehrachsigen System gegriffen und gestapelt.
Die hierfür eingesetzten Handhabungsvorrichtungen, die bspw. durch Roboter gebildet werden können, stehen meist stationär an ihrem Einsatzort. Dabei sind
Arbeitsraumüberschneidungen bei kompakter Aufstellung von mehreren Robotern möglich. Bei hoher Leistung erhöht sich zudem der Raumbedarf für die einzelnen
Roboter.
Bei der Palettierung von Gebinden werden zwischen den Lagen zum Zwecke der Stabilisierung häufig Packhilfsmittel, wie bspw. Zwischenlagen, angeordnet. Solche sogenannten Packhilfsmittel, wie z.B. Kartonzuschnitte, wiegen teilweise nur ca. 50 Gramm, werden aber mit aufwendigen und schweren Handhabungsvorrichtungen von einem Kartonstapel vereinzelt und müssen ein oder zwei Meter weiter auf der Palette oder auf einer Gebindelage abgesetzt werden. Aktuell werden bspw. sogenannte
Zwischenlageneinleger eingesetzt, die bspw. aus einer Packhilfsmittelsäule und einer Vakuumgreifereinheit bestehen können. Der Zwischenlageneinleger verfügt über drei Achsen, um die er bewegt oder verschwenkt werden kann sowie über einen definierten Arbeitsbereich, der über die jeweiligen Antriebe angefahren werden kann. Der Vakuumgreifer wird über Ejektoren oder eine Vakuumpumpe mit Vakuum bzw. Unterdrück versorgt. Die Kosten einer entsprechenden Packhilfsmittel-Maschine sind sehr hoch; gleiches gilt auch für den Raumbedarf einer solchen Maschine, der ebenfalls vergleichsweise hoch ausfällt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stückgutbehandlungsanlage und ein Verfahren zur Handhabung von Stückgütern und/oder Packhilfsmitteln zur Verfügung zu stellen, die technisch einfacher und somit kostengünstiger als herkömmliche Anlagen und Verfahren sind und verzugsweise einen geringeren Raumbedarf aufweisen.
Die obige Aufgabe wird durch eine Stückgutbehandlungsanlage und ein
Verfahren zur Handhabung von Stückgütern und/oder Packhilfsmitteln gelöst, die die Merkmale in den unabhängigen Patentansprüchen umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
Eine Stückgutbehandlungsanlage und das Verfahren zur Handhabung von Stückgütern und/oder Packhilfsmitteln gemäß vorliegender Erfindung umfasst mindestens eine schwebeflugfähige Flugvorrichtung zur Handhabung mindestens eines Stückgutes und/oder mindestens eines Packhilfsmittels umfasst, wobei das mindestens eine Stückgut und/oder das mindestens eine Packhilfsmittel vermittels der Flugvorrichtung von einer ersten Position in eine zweite Position verbracht und/oder transportiert werden können.
Unter Schwebeflug ist insbesondere zu verstehen, dass die Flugvorrichtung zumindest zum Ergreifen des Stückgutes und/oder Packhilfsmittels in der ersten Position und zur Ablage in der zweiten Position zumindest zeitweise in einer stabilen Position und Höhe verbleiben können sollte. Aus diesem Grund sind Hubschrauber ähnliche Flugvorrichtungen oder Drohnen-ähnliche Flugvorrichtungen mit mindestens einem senkrecht nach unten wirkenden Rotor hierfür zweckmäßig. Besonders geeignet sind bspw. Quadrokopter, Hexakopter, Octokopter etc, d.h. allgemein Multikopter mit einer Mehrzahl von jeweils vier, sechs oder acht etc. in einer Ebene angeordneten, senkrecht nach unten wirkenden Rotoren. Über die Rotoren wird Auftrieb erzeugt. Durch Neigung der Rotorebene kann ein Vortrieb erzeugt werden.
Ein Vorteil dieser Flugvorrichtungen ist, dass diese ebenso wie ein Hubschrauber senkrecht starten und landen können. Alternativ können Flugvorrichtungen eingesetzt werden, die bspw. vermittels von Magnetfeldern oder Strahlantriebe angetrieben werden. Bei den Stückgütern kann es sich bspw. um Einzelartikel wie einzelne
Getränkebehälter, Flaschen, Dosen etc. handeln. Weiterhin können vermittels einer Umverpackung zu einem Gebinde zusammengefasste Artikel jeweils ein Stückgut bilden, bspw. kann eine Mehrzahl von Getränkebehältern, Flaschen, Dosen etc. durch eine Kartonumverpackung, eine Schrumpfverpackung, mindestens eine Umreifung o.ä. zu einem Gebinde zusammengefasst sein.
Unter Packhilfsmittel sind im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere Zwischenlagen gemeint, die bei der Palettierung von Stückgutlagen eingesetzt werden, vor allem bei der Anordnung einer Mehrzahl von Stückgutlagen übereinander. Bei den Zwischenlagen handelt es sich vorzugsweise um flächige
Zuschnitte aus dünnem Material, die bei der Palettierung von Stückgütern zwischen den übereinander gestapelten Stückgutlagen angeordnet werden können. Die Zwischenlagen dienen hierbei insbesondere der Sicherung und besseren Positionierung der
Stückgutlagen auf einer entsprechenden Beladeeinheit, bspw. einer Palette. Die
Zwischenlagen bestehen vorwiegend aus Papier oder dünnem Karton, können aber auch aus anderem flexiblen Material gefertigt werden, bspw. Kunststoff.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die
Stückgutbehandlungsanlage eine Palettierungsvorrichtung oder die
Stückgutbehandlungsanlage ist eine Palettierungsvorrichtung.
Die Palettierungsvorrichtung umfasst bspw. mindestens eine Flugvorrichtung, vermittels derer Stückgüter von einer ersten Position auf einer Transporteinrichtung zu einer zweiten Position auf mindestens einer Beladeeinheit verbracht werden können, wobei die Stückgüter derart auf der Beladeeinheit angeordnet werden, dass sie eine Stückgutlage bilden. Unter Beladeeinheit ist insbesondere eine Palette zu verstehen, auf der eine Mehrzahl von übereinandergestapelten Stückgutlagen ausgebildet werden. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Palettierungsvorrichtung eine Mehrzahl von Flugvorrichtungen, insbesondere mindestens zwei Flugvorrichtungen, durch die
Stückgüter, die insbesondere über eine gemeinsame Transporteinrichtung zugeführt werden, von der ersten Position auf der Transporteinrichtung in eine zweite Position auf einer Beladeeinheit überführt werden. Vorzugsweise können mit einer solchen
Palettierungsvorrichtung eine Mehrzahl von Beladeeinheiten gleichzeitig beladen werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass jede Flugvorrichtung genau einer Beladeeinheit zugeordnet ist und jeweils nur Stückgüter von der Transporteinrichtung auf die
zugeordnete Beladeeinheit unter Ausbildung einer Stückgutlage verbringt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass jede Flugvorrichtung innerhalb eines definierten Bewegungsraums zwischen der Transporteinrichtung und der jeweiligen Beladeeinheit beweglich ist.
Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass sich die Bewegungsräume der
Flugvorrichtungen nicht oder nur geringfügig überschneiden, um Kollisionen zu vermeiden. Die technische Ausführung der Begrenzung des Bewegungsraums wird nachfolgend noch näher beschrieben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird mindestens eine Flugvorrichtung verwendet, um flächig ausgebildete Packhilfsmittel von einer ersten Position in eine zweite Position zu verbringen, wobei die Packhilfsmittel in der zweiten Position auf einer Beladeeinheit und/oder eine Stückgutlage angeordnet werden.
Insbesondere können die Packhilfsmittel in der ersten Position horizontal liegend in einem Magazin o.ä. angeordnet sein und in eine horizontal liegende zweite Position überführt werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Packhilfsmittel in der ersten Position senkrecht stehend oder annähern senkrecht stehend oder auch schräg in einem Magazin stehend angeordnet sind und vermittels der Flugvorrichtung in einer senkrechten
Ausrichtung zur zweiten Position befördert werden, wo die Packhilfsmittel bei Ablage auf der Beladeeinheit und/oder Stückgutlage horizontal liegend angeordnet werden.
Zum Erfassen und Transportieren der Stückgüter und/oder Packhilfsmittel sind die Flugvorrichtungen mit entsprechenden ersten Einrichtungen zur Aufnahme der Stückgüter und/oder Packhilfsmittel ausgestattet. Die ersten Einrichtungen sind dabei in Abhängigkeit vom zu transportierenden Stückgut und/oder Packhilfsmittel entsprechend ausgestattet. Zum Transport von Stückgütern in Form von Kartons oder Gebinden finden vorzugsweise Greifeinrichtungen wie z.B. Klammergreifer mit gegeneinander zustellbaren Greifarmen Verwendung, zwischen denen das Stückgut geklemmt werden kann.
Für das Erfassen und den Transport von horizontal angeordneten Packhilfsmitteln, bspw. Zwischenlagen, können die ersten Einrichtungen in Form von Sauggreifern, insbesondere Vakuumsaugern oder ähnlichem ausgebildet sein, auch die Verwendung von elektrisch angetriebenen Nadelgreifern ist möglich. Für die horizontale Ablage der horizontal beförderten Packhilfsmittel auf der Beladeeinheit und/oder Stückgutlage kann die Flugvorrichtung eine Hilfseinrichtung aufweisen, die bspw. das Packhilfsmittel nach unten auf die Beladeeinheit und/oder Stückgutlage drückt, während die Flugvorrichtung wieder nach oben abhebt. Bei Verwendung von Vakuumsaugern zum Erfassen des Packhilfsmittels kann es als Hilfseinrichtung ausreichen, wenn das Vakuum kurzzeitig abgeschaltet wird, so dass sich das Packhilfsmittel aufgrund der Schwerkraft beim Abheben der Flugvorrichtung löst und auf der Beladeeinheit und/oder Stückgutlage liegen bleibt. Bei Verwendung von elektrischen Nadelgreifern zum Erfassen des Packhilfsmittels kann es als Hilfseinrichtung ausreichen, wenn die Stromzufuhr kurzzeitig abgeschaltet wird, so dass sich das Packhilfsmittel aufgrund der Schwerkraft beim Abheben der Flugvorrichtung löst und auf der Beladeeinheit und/oder Stückgutlage liegen bleibt.
Für den Transport von vertikal angeordneten Packhilfsmitteln, bspw.
Zwischenlagen, können die ersten Einrichtungen als Klammergreifer oder ähnliches ausgebildet sein. Vorzugsweise werden die Packhilfsmittel senkrecht hängend von der Flugvorrichtung von der ersten Position zu einer zweiten Position an der Beladeeinheit und/oder Stückgutlage befördert und dann horizontal liegend abgelegt.
Da Zwischenlagen häufig ein sehr geringes Gewicht aufweisen, kann eine spezielle Ausgestaltung der Flugvorrichtung und/oder der Zwischenlagen notwendig sein, um die Zwischenlagen sicher erfassen und transportieren zu können. Insbesondere kann sich der Abwind der oben beschriebenen Antriebe in Form von Rotoren als problematisch erweisen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist deshalb vorgesehen, dass zwischen den Rotoren der Flugvorrichtung eine Querschnittsfläche ausgebildet ist, die größer ist als die Querschnittsfläche des zu handhabenden Packhilfsmittels. Zum
Erfassen eines horizontal liegenden Packhilfsmittels kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Flugvorrichtung zuerst in einer definierten ersten Höhe oberhalb des zu erfassenden Packhilfsmittels derart positioniert wird, dass die Rotoren der Flugvorrichtung außerhalb der Querschnittsfläche des Packhilfsmittels angeordnet sind. Nunmehr wird die Flugvorrichtung abgesenkt und das Packhilfsmittel durch die ersten Einrichtungen erfasst. Die Flugvorrichtung fliegt anschließend mit dem erfassten Packhilfsmittel zur
Beladeeinheit und/oder der Stückgutlage und wird wiederum oberhalb derselben positioniert, so dass die Rotoren der Flugvorrichtung außerhalb der Querschnittsfläche der Beladeeinheit und/oder Stückgutlage sind. Anschließend wird die Flugvorrichtung derart abgesenkt, dass das Packhilfsmittel gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einer oben beschriebenen Hilfseinrichtung auf der Beladeeinheit und/oder Stückgutlage abgelegt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform betrifft eine spezielle Ausgestaltung des
Packhilfsmittels. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Zwischenlage Aussparungen aufweist. Die Flugvorrichtung wird zum Erfassen der Zwischenlage derart oberhalb derselben positioniert, dass die durch die Rotoren erzeugte Abluft insbesondere durch die Aussparungen hindurch geleitet wird. Somit wird die Zwischenlage nicht durch die Abluft nach unten gedrückt und kann sicher durch die ersten Einrichtungen der Flugvorrichtung erfasst werden. Die Flugvorrichtung kann bei dieser Ausführungsform deutlich kleiner ausgestaltet werden, da die Rotoren deutlich näher aneinander angeordnet werden können als bei der im vorangehenden Absatz beschriebenen Ausführungsform.
Bei allen vorbeschriebenen Ausführungsformen ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Position und/oder Anordnung des durch die mindestens eine Flugvorrichtung zu transportierenden Stückgutes und/oder Packhilfsmittels vor dem Erfassen durch die Flugvorrichtung sensorisch erfasst wird. Bspw. kann die Flugvorrichtung mindestens einen geeigneten Sensor aufweisen, der zur Erkennung mindestens eines Parameters des Stückgutes und/oder Packhilfsmittels ausgebildet ist. Bspw. kann ein
Bilderkennungssystem mit einer Kamera oder einer Mehrzahl von Kameras verwendet werden, wobei die Kamera/Kameras direkt an der Flugvorrichtung angeordnet sein kann/können und wobei die Bewegung der Flugvorrichtung über eine integrierte
Steuerungseinheit der Flugvorrichtung anhand eines vordefinierten Programmes und in Abhängigkeit von den sensorisch erfassten Daten gesteuert wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Sensoren stationär der Transporteinrichtung und/oder weiteren Komponenten der Anlage zugeordnet sind und dass die ermittelten Daten bspw. über Funk an die Flugvorrichtung übermittelt und deren Bewegung entsprechend gesteuert wird. Dabei kann die Flugvorrichtung selbst eine Steuerungseinheit aufweisen oder aber komplett über eine externe Steuerungseinheit und Funkverbindung o.ä. kontrolliert werden. Ebenso können über die vorbeschriebenen Sensoren und/oder weitere Sensoren die Anordnung von Stückgütern der Stückgutlage auf der Beladeeinheit erfasst werden und daraufhin die Positionierung der weiteren Stückgüter innerhalb der Stückgutlage kontrolliert werden. Des Weiteren kann die Anordnung und genaue Positionierung des Packhilfsmittels auf der Beladeeinheit und/oder Stückgutlage sensorisch kontrolliert und reguliert werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Flugvorrichtung eine eigene Energiequelle aufweist und somit autonom fliegen kann. Bspw. kann die Flugvorrichtung mit Akkumulatoren ausgestattet sein. Diese können bspw. über eine Induktionsschleife aufgeladen werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine solche Induktionsschleife bspw. zwischen der ersten Position und der zweiten Position angeordnet ist und dass die Flugvorrichtung jeweils beim Transport eines Stückgutes und/oder Packhilfsmittels von der ersten zur zweiten Position und/oder beim Rückflug bzw. Leertransport der Flugvorrichtung von der zweiten Position zur ersten Position an dieser Induktionsschleife vorbeigeführt wird, so dass den Akkumulatoren jeweils automatisch Ladung zugeführt wird.
Eine alternative Ausführungsform kann vorsehen, dass die Flugvorrichtung mit Wechselakkus ausgestattet ist, und dass die Stückgutbehandlungsanlage eine
Ladungsstation umfasst, in der jeweils mindestens ein Satz an Wechselakkus geladen wird. Wenn der Ladungszustand der Akkus einen vordefinierten Schwellenwert unterschreitet, wird bspw. automatisch ein Programm ausgelöst, das bewirkt, dass die Flugvorrichtung zur Ladestation fliegt, an der ein automatisierter Akkuwechsel durchgeführt wird.
Eine weitere alternative Ausführungsform kann vorsehen, dass die Flugvorrichtung mindestens einen integrierten Akkumulator umfasst, die mit einem ersten Ladekontakt ausgestattet sind. Die Stückgutbehandlungsanlage umfasst mindestens eine Ladestation mit einem korrespondierenden zweiten Ladekontakt. Wenn der Ladungszustand des mindestens einen Akkumulators einen vordefinierten Schwellenwert unterschreitet, wird bspw. automatisch ein Programm ausgelöst, das bewirkt, dass die Flugvorrichtung zur Ladestation fliegt und über ihren ersten Ladekontakt zum Aufladen des mindestens einen integrierten Akkumulators an dem zweiten Ladekontakt der Ladestation andockt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Stückgutbehandlungsanlage jeweils mindestens zwei derartige Flugvorrichtungen mit jeweils mindestens einem integrierten Akkumulator umfasst, so dass immer eine Flugvorrichtung im laufenden Betrieb
Stückgüter und/oder Packhilfsmittel befördert, während sich die andere Flugvorrichtung zum Aufladen ihres mindestens einen integrierten Akkumulators an der Ladestation befindet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Flugvorrichtung einen begrenzten Bewegungsraum aufweist. Bspw. kann die interne oder externe Steuerungseinheit Informationen zu einem definierten Flugraum aufweisen, die Bewegungen der Flugvorrichtung nur innerhalb dieses Flugraums erlauben. Sollte die Flugvorrichtung den vordefinierten Flugraum verlassen, wird eine automatische Korrektur der Flugrichtung ausgelöst. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der den Flugraum umfassende Bereich bspw. mit einem Sicherheitszaun o.ä. vom restlichen Bereich der Stückgutbehandlungsanlage abgetrennt ist, so dass ein versehentliches Eintreten von Personen in den Flugraum der Flugvorrichtung zusätzlich unterbunden wird. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Flugraum der Flugvorrichtung mechanisch begrenzt ist. Bspw. kann die Flugvorrichtung an mindestens einem Kabel an einer Raumdecke, einer Winde o.ä. befestigt sein, wobei die Befestigung oberhalb des Wirkungsbereichs der Flugvorrichtung im laufenden Betrieb ausgebildet ist. Bspw. kann die Flugvorrichtung an einer federzugähnlichen Seilsicherung von oben gesichert werden, wobei die Flugvorrichtung innerhalb des durch die
Seilsicherung begrenzten Bewegungsraums frei beweglich ist. Die Positionierung der Flugvorrichtung erfolgt weiterhin über die eigenen Antriebe, bspw. Rotoren, der
Flugvorrichtung. Die Hubarbeit kann bei dieser Ausführungsform zumindest teilweise von dem mindestens einen Kabel und/oder der Winde übernommen werden. Zudem kann das Kabel bei dieser Ausführungsform zur Energiezuführung genutzt werden, so dass das oben beschriebene Aufladen von Akkumulatoren entfallen kann. Weiterhin kann das Kabel zur Zuführung von Steuerungsinformationen genutzt werden, so dass eine externe Steuerungseinheit genutzt werden kann, wodurch das Gewicht der Flugvorrichtung reduziert werden kann.
Bei der hier beschriebenen Stückgutbehandlungsanlage und dem Verfahren kann die Leistung des Systems durch geeignete Wahl der Anzahl an verwendeten
Flugvorrichtungen beliebig skaliert werden. Die Abnahmestation der Stückgüter an der Transporteinrichtung und/oder die Abnahmestation der Packhilfsmittel und die
Beladeeinheit und/oder Stückgutlage können in einem beliebigen Abstand voneinander entfernt angeordnet werden. Der Rückhub der Flugvorrichtung, d.h. die Bewegung der Flugvorrichtung zurück zur Abnahmestation, bspw. Transporteinrichtung oder Magazin mit den aufzunehmenden Stückgütern und/ oder Packhilfsmitteln, kann auf einer anderen Strecke, insbesondere in einem anderen Bewegungsraum, stattfinden als der eigentliche Arbeitstakt. Somit könnten bspw. zwei Flugvorrichtungen gleichzeitig verwendet werden, wobei jeweils eine im Arbeitstakt fliegt, während sich die andere im Rückhub befindet.
Das System ist in jede geometrische Richtung beliebig flexibel. Bei Verwendung einer Kabelbefestigung zur Begrenzung des Bewegungsraums gilt: je höher oder weiter oben der Befestigungspunkt der Winde ist, desto größer wird der Arbeitsbereich bzw.
Bewegungsraum der Flugvorrichtung.
Die Flugvorrichtungen können Hindernisse ohne mechanischen Aufwand überwinden. Zudem ist der Raumbedarf im Vergleich zu bekannten Packhilfsmittelsäulen o.ä. deutlich geringer. Weiterhin kann der Abwind der Flugvorrichtung verwendet werden, um bspw. das notwendige Vakuum für Vakuumsauger zum Erfassen eines
Packhilfsmittels zu erzeugen. Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zur erfindungsgemäßen Vorrichtung von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für das erfindungsgemäße Verfahren. In umgekehrter Weise gilt dasselbe, so dass auch alle Aspekte und Ausführungsvarianten, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurden, gleichermaßen Teilaspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung betreffen oder sein können. Wenn daher an einer Stelle bei der Beschreibung oder auch bei den Anspruchsdefinitionen zum erfindungsgemäßen Verfahren von bestimmten Aspekten und/oder Zusammenhängen und/oder Wirkungen die Rede ist, so gilt dies gleichermaßen für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Die nachfolgenden Ausführungen fassen nochmal einige Aspekte der zuvor bereits in verschiedenen Ausführungsvarianten erläuterten Erfindung zusammen, konkretisieren einige Aspekte, sollen jedoch nicht im Widerspruch zu den bereits gemachten
Ausführungen gesehen werden, sondern in Zusammenschau, bei Zweifeln ggf. als speziellere Ausführungsvarianten und/oder Abwandlungen. So kann, wie bereits oben mehrfach erwähnt, die erfindungsgemäße Stückgutbehandlungsvorrichtung und/oder Palettierungsvorrichtung mit einer Flugvorrichtung gemäß einer der obigen
Ausführungsvarianten oder mit mehreren solchen Flugvorrichtungen ausgestattet sein.
Hierbei kann bspw. vorgesehen sein, dass auf einer Beladeeinheit wie bspw. einer Palette in einer oder in mehreren Lagen anzuordnende Stückgüter über eine geeignete Fördereinrichtung wie bspw. ein Förderband in einer definierten Transportrichtung der erfindungsgemäß ausgebildeten und ausgestatteten Palettierungsvorrichtung zugeführt werden. Bei den Stückgütern kann es sich bspw. um Kartons mit darin angeordneten Artikeln, um Einzelartikel, um Gebinde, bspw. mit einer Schrumpffolie zusammengefasste Zusammenstellungen von Getränkebehältern o.ä. handeln. Der Palettierungsvorrichtung ist mindestens eine Flugvorrichtung zugeordnet, die mit Greifvorrichtungen ausgestattet ist.
Bei diesen Greifvorrichtungen kann es sich bspw. um gegeneinander zustellbare Greifer handeln, wobei ein Abstand zwischen den Greifern variabel eingestellt werden kann, bspw. durch motorische Verstellung. Die Flugvorrichtung ist vorzugsweise autonom angetrieben. So kann bspw. vorgesehen sein, dass die Flugvorrichtung eine Mehrzahl von Rotoren aufweist, deren vorzugsweise elektrische Antriebsmotoren bspw. über einen oder mehrere Akkumulatoren betrieben werden können. Alternative Antriebe wie bspw.
Magnetfelder oder Strahlenantriebe sind ebenfalls denkbar.
Das Fluggerät greift jeweils mindestens ein Stückgut von der Transporteinrichtung ab und befördert dieses an eine gewünschte Position und in einer bestimmten Lage auf der Palette. Beim Angreifen der Stückgüter kann es notwendig sein, den zuvor eingestellten Abstand zwischen den Greifern anzupassen, um die Stückgüter jeweils sicher und fest für den fliegenden Transport von der Transporteinrichtung zur Palette zu fixieren und dabei nicht zu verlieren.
Das Fluggerät kann bspw. über eine Funkfernverbindung gesteuert werden. Das Fluggerät kann aber auch einem im Wesentlichen vordefinierten Programm folgen. Hierzu kann es notwendig sein, dass weitere Faktoren berücksichtigt werden. So kann bspw. eine Positionserkennung der Stückgüter notwendig und/oder sinnvoll sein, um das sichere und korrekte Erfassen jedes einzelnen Stückgutes durch die Flugvorrichtung zu ermöglichen. Eine solche Positionserkennung kann bspw. über optische Sensoren, insbesondere über Bilderkennungssysteme o.ä. erfolgen.
Für die Energiezuführung der typischerweise als elektrische Antriebsmotoren ausgebildeten Antriebe kann vorgesehen sein, dass das Fluggerät an einer
Induktionsschleife vorbeifliegt und dabei aufgeladen wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass jeder Palettierungsvorrichtung zwei Flugvorrichtungen zugeordnet sind, wobei eine erste Flugvorrichtung aktiv Stückgüter befördert, während die zweite Flugvorrichtung an einer geeigneten Energieversorgungs- oder Ladeeinheit pausiert und aufgeladen, d.h. mit elektrischer Energie versorgt wird. In diesem Zusammenhang kann eine ständige Überprüfung des Ladestatus der beiden Flugvorrichtungen erfolgen. Sobald die
Akkumulatoren der ersten Flugvorrichtung einen definierten Ladezustand, bspw. 40% oder 30% unterschreitet, wird der Ladezustand der zweiten Flugvorrichtung geprüft.
Beträgt dieser mindestens 90%, vorzugsweise 100%, dann wird der ersten
Flugvorrichtung signalisiert, dass diese zur Ladeeinheit zu fliegen hat, während gleichzeitig die zweite Flugvorrichtung aktiviert und nunmehr für die Palettierung eingesetzt wird. Dies führt zu einer Leistungssteigerung der eingesetzten
Flugvorrichtungen und zu optimierten Einsatzbedingungen.
Alternativ hierzu können bei der Palettierungsvorrichtung die Stückgüter über eine Transporteinrichtung in einer Transportrichtung der Palettierungsvorrichtung zugeführt werden, wie dies zuvor beschrieben wurde. Hierbei kann die Flugvorrichtung allerdings auch über ein Kabel an der Decke bzw. an einer Winde befestigt sein. Vorzugsweise kann das Kabel als federzugähnliche Seilsicherung ausgeführt sein.
Die Positionierung der kabelgebundenen Flugvorrichtung kann gleichermaßen über den Antrieb der Rotoren o.ä. erfolgen. Die Hubarbeit, die notwendig ist, um die Stückgüter von der Transporteinrichtung entgegen zu nehmen und zur Palette zu befördern, kann zum Großteil über das Kabel und die Winde erfolgen. Gleichzeitig kann das Kabel zur Energiezuführung und/oder zur Übermittlung von Steuerungsinformationen genutzt werden. D.h. in diesem Fall könnte eine geeignete Steuerungseinheit unabhängig von der Flugvorrichtung stationär an der Palettierungsvorrichtung angeordnet sein.
Die Leistung der Palettierungsvorrichtungen kann mit Hilfe der zugehörigen Flugvorrichtungen nahezu beliebig skaliert werden. Die Abnahmeposition der Stückgüter und die Palette können beliebig weit voneinander entfernt angeordnet sein. Der
"Rückhub", d.h. die Bewegung der leeren Flugvorrichtung nach dem Absetzen des Stückgutes auf der Palette kann dabei einer anderen Bewegungsstrecke stattfinden als die Beförderung des jeweiligen Stückgutes von der Transporteinrichtung zur Palette. Die hier beschriebenen Systeme sind in jede geometrische Richtung beliebig flexibel. Im Falle der Ausführungsvariante mit kabelgebundener Flugvorrichtung gilt, dass je höher dabei der Befestigungspunkt der Winde ist, desto größer wird der Arbeitsbereich der
Flugvorrichtung.
Eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen
Palettierungsvorrichtung kann zeigen, dass zur Leistungssteigerung die Anzahl an verwendeten Flugvorrichtungen vervielfacht werden kann, um zeitlich eine Mehrzahl von Paletten mit Stückgütern zu beladen. So kann vorgesehen sein, dass jede Flugvorrichtung jeweils nur innerhalb eines begrenzten Bewegungsraums beweglich sein soll. Der Bewegungsraum umfasst insbesondere die jeweils zugeordnete Palette und einen benachbarten Abschnitt der Transporteinrichtung. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich benachbarte Bewegungsräume nicht überschneiden, um Kollisionen zwischen den Flugvorrichtungen zu vermeiden. Die Begrenzung der Bewegungsräume kann dabei bspw. über die Steuerungseinheit der Flugvorrichtungen erfolgen und/oder über eine Begrenzung vermittels eines Kabels o. dgl. erfolgen.
Die Flugvorrichtungen müssen bei der zuletzt erwähnten Ausführungsform auf jeden Fall Sensoren aufweisen oder steuerungstechnisch mit Sensoren gekoppelt sein, die die Positionen von Stückgütern auf der Transporteinrichtung erkennen und die Flugvorrichtungen jeweils an die korrekte Abnahmeposition hinleiten.
Die Vorteile des Einsatzes von Flugvorrichtungen, insbesondere von
Flugvorrichtungen mit integriertem Greifsystem, in der Verpackungs- und Palettiertechnik sind vielfältig. Die Flugvorrichtungen weisen nur geringe Abmessungen auf, so dass die Gesamtanlage kleiner gestaltet werden kann, insbesondere mit einem geringeren
Footprint einzelner Module. Unter dem Begriff des Footprint kann zum einen die
Baugröße bzw. der Raumbedarf der Gesamtanlage verstanden werden, insbesondere die Umrisse der stationären Gesamtanlage auf dem Boden. Weiterhin kann auch der C02- Fußabdruck gemeint sein, d.h. das Maß für die gesamten Kohlendioxid-Emissionen, die durch die Gesamtanlage in deren Lebenszyklus verursacht werden.
Die Flugvorrichtungen können mit Sensoren zur eigenen Positions- und/oder Lageerkennung ausgerüstet sein. Zudem können die Flugvorrichtungen mit Sensoren zur Positions- und/oder Lageerkennung der Stückgüter auf der Transporteinrichtung und/oder der Palette ausgestattet sein oder steuerungstechnisch mit entsprechenden Sensoren gekoppelt sein. Bspw. wäre es denkbar, dass die Flugvorrichtungen entsprechende Steuerungssignale und andere Informationen über Funk übermittelt bekommen. Die Flugvorrichtungen sind kostengünstig in der Anschaffung und können somit in mehrfacher Anzahl kostengünstig zur Verfügung gestellt werden.
Der Geräuschpegel der einzelnen Flugvorrichtungen ist relativ niedrig, so dass die Geräuschemissionen der solchermaßen ausgestatteten Anlagen vergleichsweise gering bleiben können.
Mit den Flugvorrichtungen können die Anlagen hoch dynamisch betrieben werden, zudem ist eine vollständige Automatisierung möglich. Die Flugvorrichtungen sind unempfindlich gegenüber Verschmutzungen und erhöhen selbst die Sauberkeit innerhalb der Anlagen. Trotz geringen Eigengewichts können vermittels der Flugvorrichtungen hohe Nutzlasten von bis zu 25 kg befördert werden, insbesondere bei Verwendung einer Kabelunterstützung wie oben erwähnt.
Die Flugvorrichtungen können nicht nur zur Palettierung von Stückgütern verwendet werden. Denkbar wäre auch die Verwendung zum Einlegen von
Zwischenlagen oder Deckrahmen, das Ein- und Auspacken von Artikeln in bzw. aus Kartons oder Kästen etc. Nachfolgend sollen einige Aspekte des Einsatzes der oben beschriebenen Flugvorrichtungen in Palettierungsvorrichtungen erläutert werden, insbesondere bei der Handhabung von Packhilfsmitteln vermittels schwebender Flugvorrichtungen. In der Verpackungstechnik werden kleinere oder größere Stückgüter zur Lagerung und/oder zum Transport auf Paletten angeordnet. Die Stückgüter, insbesondere Kartons oder andere Verpackungen, wie Gebinde umfassend Dosen, Flaschen etc. werden lagenweise auf der Palette oder einer anderen Unterlage gestapelt. Zwischen den einzelnen Lagen können Packhilfsmittel, bspw. in Form von Zwischenlagen eingebracht werden. Dabei handelt es sich vorzugsweise um flächige Zuschnitte aus einem dünnen Material, das insbesondere der Sicherung und besseren Positionierung der Stückgutlagen dient. Die Zwischenlagen bestehen vorwiegend aus Papier oder dünnem Karton, können aber auch aus anderem flexiblen Material gefertigt werden, bspw. Kunststoff.
Im Stand der Technik werden herkömmlicherweise
Zwischenlageneinlegevorrichtungen verwendet, bei denen an einer stationären
Packhilfsmittelsäule ein Vakuumgreiferkopf angeordnet ist. Mit diesem werden jeweils einzelne Zwischenlagen aus einem Magazin entnommen und positionsgerecht auf der oberen Stückgutlage abgelegt. Insbesondere muss der Vakuumgreiferkopf vom Magazin zur Palette bewegt werden, was zu einem hohen Platzbedarf für eine
Zwischenlageneinlegevorrichtung führt und zudem die Geschwindigkeit der Anlage limitiert. Demgegenüber bietet der Einsatz schwebender Flugvorrichtung zahlreiche Vorteile. Jede dieser schwebenden Flugvorrichtungen weist eine Mehrzahl von Rotoren, eine eigene Energieversorgung, bspw. Akkumulatoren, und eine erste Einrichtung, bspw. eine entsprechende Greifvorrichtung, zum Handhaben von Zwischenlagen auf. Die Zwischenlagen werden als fertige Zuschnitte in einer ersten Position in einem
Zwischenlagen-Magazin bereitgestellt. Die Greifvorrichtung der Flugvorrichtung ist bspw. als Vakuumgreifer ausgebildet, der zur Aufnahme flächiger Gegenstände, insbesondere Zwischenlagen, geeignet ist. Der Vakuumgreifer wird bspw. über ein dezentral angebrachtes Miniatur-Radialgebläse an der Flugvorrichtung mit Vakuum versorgt.
Alternativ kann der eigene Abwind der Rotoren zur Vakuumerzeugung für die
Vakuumgreifer genutzt werden.
Bei der Greifvorrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen Leichtbaugreifer in hybrider Bauweise. Dabei können bspw. Halbzeuge aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff mit 3D-gedruckten Verbindungselementen kombiniert werden. Alternativ kann ein elektrischer Nadelgreifer verwendet werden. Dieser könnte durch einen Lithium Polymer-Akkumulator o.ä. der Flugvorrichtung mit elektrischer Energie versorgt werden. Bei der Verwendung eines elektrischen Nadelgreifers kann auf ein Zwischenlagen- Magazin zur Separierung der Zwischenlagen verzichtet werden.
Bei einer Variante der Palettierungsvorrichtung kann der Bewegungsraum der die Zwischenlagen handhabenden Flugvorrichtung bspw. durch drei mit der Flugvorrichtung verbundene Kabel begrenzt sein. Die Länge der hierfür verwendeten Kabel kann insbesondere durch geeignete Seilführungs- und Aufrollsysteme kontrolliert werden.
Zur Erhöhung der allgemeinen Anlagensicherheit kann vorgesehen sein, dass die Palettierungsvorrichtung zumindest bereichsweise von einem Sicherheitszaun umgeben ist, so dass ein ungewünschtes Eintreten von Personen in den Bewegungsraum der Flugvorrichtung verhindert wird. Bspw. kann vorgesehen sein, dass sich eine
Steuerungseinheit für die Palettierungsvorrichtung hinter dem Sicherheitszaun befindet.
Je nach Ausführungsvariante kann die Flugvorrichtung bspw. sechs Rotoren aufweisen, um die jeweils ein Rotorblattschutz herum angeordnet ist, um diese vor Beschädigungen zu beschützen. Die Rotoren sind insbesondere an einem Gestell angeordnet, das bspw. in hybrider Bauweise aufgebaut ist, bei dem die Rohre als
Halbzeuge aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff ausgebildet sind, während die Verbindungselemente durch 3D-Druck hergestellt wurden. Als Greifvorrichtungen umfasst die Flugvorrichtung eine Mehrzahl von Saugnäpfen zum Ansaugen der jeweilig obersten Zwischenlage aus einem Zwischenlagen-Magazin.
Zur korrekten Orientierung und Positionierung der Flugvorrichtung kann bspw. ein Kamerasystem umfassend eine Mehrzahl von Kameras zur Bilderkennung vorgesehen sein. Insbesondere werden durch die Kameras Bilder allseitig um die Flugvorrichtung herum erfasst. Zur Energieversorgung ist die Flugvorrichtung bspw. mit integrierten Akkumulatoren ausgestattet und verfügt über Ladekontakte, um die Akkumulatoren wieder aufzuladen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Energieversorgung über die oben erwähnten Kabel erfolgen.
Um eine durch die Saugnäpfe erfasste Zwischenlage an entsprechender Stelle, insbesondere auf einer Stückgutlage abzulegen, kann weiterhin ein Federstößel zum Lösen der Zwischenlage von den Saugnäpfen vorgesehen sein.
Als problematisch kann sich erweisen, dass aufgrund der unter einer
Rotorbewegung entstehenden nach unten drückenden Luftströmung und einer direkt darunterliegenden gegriffenen Zwischenlage kein Auftrieb erzeugt werden kann, wenn sich kein Rückstoß gegen die freie Umgebung bilden kann. Aus diesem Grund können die Rotoren der Flugvorrichtung vorzugsweise derart voneinander beabstandet sein, dass eine Querschnittsfläche zwischen den Rotoren größer ist als eine Querschnittsfläche der jeweiligen Zwischenlage. Die Flugvorrichtung wird derart über den Zwischenlagen im Zwischenlagen-Magazin positioniert, dass sich die Rotoren außerhalb der
Querschnittsfläche der Zwischenlage befinden. Damit wird die Problematik umgangen, dass die durch die Rotorbewegung entstehende nach unten drückende Luftströmung ein wirksames Ansaugen der obersten Zwischenlage aus dem Zwischenlagen-Magazin vermittels der Saugnäpfe verhindern würde.
Um das Ansaugen der obersten Zwischenlage und die korrekte Positionierung der Flugvorrichtung zum Abnehmen einer Zwischenlage aus dem Zwischenlagen-Magazin zu unterstützen, kann das Zwischenlagen-Magazin zusätzliche Leitstrukturen aufweisen. Diese werden durch die Kameras erkannt, so dass sich die Flugvorrichtung zur Aufnahme einer Zwischenlage korrekt am Zwischenlagen-Magazin ausrichten und positionieren kann. Alternativ könnten gegenüberliegende Rotorpaare leicht nach außen schrägstehend angeordnet werden, wobei sich die Rotoren des Rotorpaars noch oberhalb der Fläche der jeweiligen Zwischenlage befinden. Die Schrägstellung muss dabei derart ausgebildet sein, dass der Abwind der Luftströmung außerhalb an der Zwischenlage vorbeigeleitet wird.
Wahlweise kann auch ein fest installiertes externes Kamerasystem zur
Positionsbestimmung der Flugvorrichtungen eingesetzt werden.
Je nach Ausführungsvariante kann eine Flugvorrichtung mit z.B. nur vier Rotoren bspw. ein erstes Rahmenkreuz mit ersten Armen aufweisen, wobei an den freien Enden der Arme die vier Rotoren der Flugvorrichtung angeordnet sind. Weiterhin kann die Flugvorrichtung ein zweites Rahmenkreuz mit zweiten Armen aufweisen, an denen die Saugnäpfe zum Aufnehmen der Zwischenlage angeordnet sind. Das erste Rahmenkreuz und das zweite Rahmenkreuz sind vorzugsweise in parallelen Ebenen angeordnet, insbesondere ist das erste Rahmenkreuz oberhalb des zweiten Rahmenkreuzes angeordnet, wobei die jeweiligen Mittelpunkte der beiden Rahmenkreuze direkt übereinander angeordnet sind. Das erste Rahmenkreuz und das zweite Rahmenkreuz können bspw. um etwa 45° zueinander verdreht angeordnet sein, so dass ein zweiter Arm des zweiten Rahmenkreuzes jeweils mittig zwischen zwei ersten Armen des ersten Rahmenkreuzes angeordnet ist. Die bei dieser Ausführungsform verwendete Zwischenlage kann zweckmäßigerweise Kreuzaussparungen aufweisen, so dass die Zwischenlage im Wesentlichen aus einem äußeren Zwischenlagenrahmen und einem inneren
Zwischenlagenkreuz besteht. Zur Abnahme der Zwischenlage wird die Flugvorrichtung derart oberhalb der Zwischenlage positioniert, dass die Rotoren jeweils oberhalb von Kreuzaussparungen angeordnet sind, wohingegen die zweiten Arme mit den Saugnäpfen direkt oberhalb des verbleibenden inneren Zwischenlagenkreuzes angeordnet werden, so dass die Zwischenlage an dem inneren Zwischenlagenkreuz erfasst werden kann.
Die Saugnäpfe können insbesondere als Vakuumsauger ausgebildet sein. Die Flugvorrichtung kann ein Miniatur-Radialgebläse zur Vakuumerzeugung aufweisen, das über die zweiten Arme des zweiten Rahmenkreuzes mit den Vakuumsaugern verbunden ist. Aufgrund der Kreuzaussparungen der Zwischenlage weist diese eine teilweise offene Durchlässigkeit auf, so dass Abwind und damit der Auftrieb der Flugvorrichtung gewährleistet sind. Eine solche Flugvorrichtung kann somit deutlich kleiner ausgebildet werden.
Zur Energieversorgung kann die Flugvorrichtung mit integrierten Akkumulatoren ausgestattet sein. Zudem kann die Flugvorrichtung über Ladekontakte verfügen, um die Akkumulatoren an einer innerhalb der Palettierungsvorrichtung angeordneten Ladestation wieder aufzuladen. Insbesondere können die Ladekontakte an oder benachbart zu einer konischen Zentrierhilfe ausgebildet sein, die den Landevorgang der Flugvorrichtung und das korrekte Andocken an die Ladestation unterstützt. Gegebenenfalls kann die
Ladestation mindestens einen korrespondierend ausgebildeten Saugnapf aufweisen, in den die konische Zentrierhilfe eingreift. Wie bereits weiter oben erwähnt, kann
vorgesehen sein, dass der Palettierungsvorrichtung mindestens zwei Flugvorrichtungen zugeordnet sind, wobei eine erste Flugvorrichtung aktiv Stückgüter befördert, während die mindestens eine zweite Flugvorrichtung an der Ladeeinheit pausiert und aufgeladen wird.
Die die zweiten Arme bildenden Rohre und/oder die ersten Arme können bspw. wiederum als Halbzeuge aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff ausgebildet sein und die Verbindungselemente durch 3D-Druck werden, um eine besonders leichte Bauweise der Flugvorrichtung zu erzielen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Zwischenlagen zumindest abschnittsweise senkrecht befördert werden, so dass sich insbesondere die flächigen Seiten der
Zwischenlagen zumindest während des Transports vom Zwischenlagen-Magazin zur Palette in einer vertikalen Ausrichtung befinden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Flugvorrichtung jeweils eine senkrecht gegriffene Zwischenlage in einem horizontalen Längsflug knapp oberhalb der Stückgutlage verbringt und die Zwischenlage dann in einer horizontale Position auf der Stückgutlage ablegt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Zwischenlagen innerhalb des Zwischenlagen- Magazins senkrecht stehend angeordnet sind. Zum sicheren Abgreifen von jeweils nur einer Zwischenlage kann am Zwischenlagen-Magazin eine Separiereinheit vorgesehen sein.
Die Flugvorrichtung kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante vier Rotoren mit Rotorblattschutz aufweisen. Unterhalb dieser sind zwei mechanische
Parallelgreifer zum Erfassen jeweils einer Zwischenlage und senkrechtem Transport derselben vorgesehen. Zur korrekten Orientierung und Positionierung der Flugvorrichtung innerhalb der Palettierungsvorrichtung umfasst die Flugvorrichtung ein Kamerasystem mit Kameras, wobei insbesondere jeweils eine Kamera einem mechanischen Parallelgreifer zugeordnet sein kann.
Bei dieser Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Flugvorrichtung mit entnehmbaren und auswechselbaren Akkumulatoren betrieben werden kann, bspw. mit zwei Akkumulatoren. Diese können insbesondere an einer Ladestation mit automatischer Akkuwechselfunktion aufgeladen werden. D.h. für mindestens eine Flugvorrichtung sind mindestens vier Akkumulatoren vorgesehen. Während die
Flugvorrichtung im laufenden Betrieb von mindestens zwei Akkumulatoren an der Flugvorrichtung angeordneten Akkumulatoren angetrieben wird, werden parallel dazu an der Ladestation mindestens zwei weitere Akkumulatoren vorgehalten und/oder aufgeladen. Sobald der Ladungszustand der zwei an der Flugvorrichtung angeordneten Akkumulatoren unter einen vordefinierten Wert fällt, wird ein entsprechendes Signal ausgelöst, das bewirkt, dass die Flugvorrichtung die Ladestation anfliegt und ein
Akkuwechsel erfolgt.
Wahlweise kann die Energieversorgung der Flugvorrichtung jedoch auch über mindestens einen integrierten Akkumulator erfolgen, der bspw. beim Vorbeifliegen der Flugvorrichtung an der induktiven kontaktlosen Ladestation aufgeladen werden kann.
Wie oben bereits erwähnt, können die Greifvorrichtungen der Flugvorrichtung durch mehrere Nadelgreifer gebildet sein, die an der Unterseite der Arme des
Rahmenkreuzes angeordnet sind. Hierbei können bspw. acht Nadelgreifer eingesetzt werden. Die Nadelgreifer können bspw. durch den integrierten Akkumulator der Flugvorrichtung, bspw. einen Lithiumpolymer-Akku, mit elektrischer Energie versorgt werden. Bei der Verwendung mindestens eines elektrischen Nadelgreifers kann auf ein Zwischenlagenmagazin zur Separierung der Zwischenlagen verzichtet werden.
Stattdessen können die Zwischenlagen direkt von einem Zwischenlagenstapel abgegriffen werden. Zum Ablegen der Zwischenlage wird die Energiezufuhr zu den Nadelgreifern kurzzeitig unterbrochen, wenn sich die Flugvorrichtung in korrekter Position und
Ausrichtung direkt oberhalb der Stückgutlage befindet. Um das Ablegen der Zwischenlage weiterhin zu unterstützen, kann die Flugvorrichtung zusätzlich einen motorisch
schwenkbaren Niederhalter aufweisen.
Zur korrekten Orientierung und Positionierung der Flugvorrichtung innerhalb der Palettierungsvorrichtung kann die Flugvorrichtung ein Kamerasystem mit mehreren Kameras umfassen. So können wahlweise vier Kameras vorgesehen sein, die derart angeordnet sind, dass sie unterschiedliche, ggf. sich teilweise überschneidende
Abdeckungsbereiche aufweisen, so dass die Umgebung 360° um die Flugvorrichtung herum erfasst werden kann. Um die Erfassung der Umgebung noch detaillierter vorzunehmen, kann insbesondere vorgesehen sein, dass mehr als vier Kameras verwendet werden.
Bei einer alternativen Ausführungsvariante der Flugvorrichtung kann diese als Greifvorrichtungen bspw. acht Vakuumsauger aufweisen. Zudem kann hierbei die Flugvorrichtung ein Miniatur-Radialgebläse zur Vakuumerzeugung aufweisen, das über die Arme des Rahmenkreuzes mit den Vakuumsaugern verbunden ist.
Die beschriebenen Ausführungsvarianten können zeigen, dass bei Verwendung von solchen Flugvorrichtungen die Aufstellung der Zwischenlagenmagazine oder des Fluggutes, insbesondere Stückgüter o.ä. unabhängiger von weiteren Komponenten der Vorrichtungen gestaltet werden kann. Auf diese Weise kann insbesondere ein hohes Maß an Flexibilität bei der Aufstellung der entsprechenden Anlage erreicht werden. Die Kosten für die Anschaffung von Flugvorrichtungen sind deutlich geringer als die Kosten für herkömmlicherweise verwendete Packhilfsmittelsäulen mit Vakuumgreiferkopf o.ä. zur Handhabung von Zwischenlagen. Zudem ist der Raumbedarf deutlich geringer.
Die Flugvorrichtungen weisen eine hohe Dynamik und Bewegungsfreiheit auf und können Hindernisse ohne mechanischen Aufwand überwinden. Weiterhin ist ein autonomer Betrieb der Flugvorrichtungen möglich. Bei Verwendung von mindestens zwei Flugvorrichtungen kann die Produktivität solcher Anlagen beliebig skaliert werden. Abhängig von der benötigten Lagenleistung kann eine definierte Anzahl von
Flugvorrichtungen eingesetzt werden. Weiterhin sind die Flugvorrichtungen mit verschiedenen Endeffektoren kombinierbar und somit bei Bedarf für weitere
Anwendungen einsetzbar.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Palettierungsvorrichtung mit Flugvorrichtung.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Palettierungsvorrichtung mit Flugvorrichtung.
Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Palettierungsvorrichtung mit einer Mehrzahl von Flugvorrichtungen.
Figuren 4 bis 10 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen von
Palettierungsvorrichtungen, bei denen die Handhabung von Packhilfsmitteln jeweils vermittels mindestens einer Flugvorrichtung erfolgt.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
Die schematischen Ansichten der Figuren 1 bis 3 zeigen unterschiedliche
Ausführungsformen von Palettierungsvorrichtungen 1 mit Flugvorrichtung 10,
insbesondere zeigt Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Palettierungsvorrichtung 1 a, Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Palettierungsvorrichtung 1 b und Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Palettierungsvorrichtung 1c mit einer Mehrzahl von Flugvorrichtungen 10. Die auf einer Beladeeinheit, bspw. einer Palette 5, in einer oder mehrerer Lagen anzuordnende Stückgüter 2 werden über eine Fördereinrichtung 3, bspw. ein Förderband 4, in einer Transportrichtung TR der Palettierungsvorrichtung 1 a zugeführt. Bei den Stückgütern 2 kann es sich bspw. um Kartons mit darin angeordneten Artikeln,
Einzelartikel, Gebinde, bspw. mit einer Schrumpffolie zusammengefasste
Zusammenstellungen von Getränkebehältern o.ä. handeln. Der Palettierungsvorrichtung 1 a ist mindestens eine Flugvorrichtung 10 zugeordnet, die mit Greifvorrichtungen 12 ausgestattet ist. Dabei kann es sich bspw. um gegeneinander zustellbare Greifer 13 handeln, wobei ein Abstand A zwischen den Greifern 13 variabel eingestellt werden kann. Die Flugvorrichtung ist vorzugsweise autonom angetrieben, bspw. weist die
Flugvorrichtung 10 eine Mehrzahl von Rotoren (nicht dargestellt) auf, die bspw. über einen oder mehrere Akkumulatoren betrieben werden können. Alternative Antriebe wie bspw. Magnetfelder oder Strahlenantriebe sind ebenfalls denkbar.
Das Fluggerät 10 greift jeweils mindestens ein Stückgut 2 von der
Transporteinrichtung 3 ab und befördert dieses an eine gewünschte Position und in einer bestimmten Lage auf der Palette 5. Beim Angreifen der Stückgüter kann es notwendig sein, den Abstand A zwischen den Greifern 13 anzupassen, um die Stückgüter 2 jeweils sicher und fest für den fliegenden Transport von der Transporteinrichtung 3 zur Palette 5 zu fixieren.
Das Fluggerät 10 kann bspw. über eine Funkfernverbindung gesteuert werden. Das Fluggerät kann aber auch einem im Wesentlichen vordefinierten Programm folgen. Hierzu kann es notwendig sein, dass weitere Faktoren berücksichtigt werden. Bspw. kann eine Positionserkennung der Stückgüter 2 notwendig und/oder sinnvoll sein, um das sichere und korrekte Erfassen des Stückgutes 2 durch die Flugvorrichtung 10 zu ermöglichen. Eine solche Positionserkennung kann bspw. über optische Sensoren, insbesondere über Bilderkennungssysteme o.ä. erfolgen.
Für die Energiezuführung kann vorgesehen sein, dass das Fluggerät an einer Induktionsschleife vorbeifliegt und dabei aufgeladen wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass jeder Palettierungsvorrichtung 1 a zwei Flugvorrichtungen 10 zugeordnet sind, wobei eine erste Flugvorrichtung 10 aktiv Stückgüter 2 befördert, während die zweite Flugvorrichtung 10 an einer Ladeeinheit (nicht dargestellt) pausiert und aufgeladen wird. Insbesondere kann eine Überprüfung des Ladestatus der beiden Flugvorrichtungen 10 erfolgen. Sobald die Akkumulatoren der ersten Flugvorrichtung 10 einen definierten Ladezustand, bspw. 40% oder 30% unterschreitet, wird der Ladezustand der zweiten Flugvorrichtung 10 geprüft. Beträgt dieser mindestens 90%, vorzugsweise 100%, dann wird der ersten Flugvorrichtung 10 signalisiert, dass diese zur Ladeeinheit zu fliegen hat und die zweite Flugvorrichtung 10 wird nunmehr für die Palettierung eingesetzt. Dies führt zu einer optimierten Leistungssteigerung der eingesetzten Flugvorrichtungen 10.
Analog dazu werden bei der Palettierungsvorrichtung 1 b gemäß Fig. 2 die
Stückgüter 2 ebenfalls über eine Transporteinrichtung 3 in einer Transportrichtung TR der Palettierungsvorrichtung 1 b zugeführt. Die Flugvorrichtung 10b ist hierbei über ein Kabel 15 an der Decke bzw. an einer Winde 16 befestigt. Vorzugsweise kann das Kabel 15 als federzugähnliche Seilsicherung ausgeführt sein.
Die Positionierung der Flugvorrichtung 10b erfolgt weiterhin über den Antrieb der Rotoren o.ä. Die Hubarbeit, die notwendig ist, um die Stückgüter 2 von der
Transporteinrichtung 3 entgegen zu nehmen und zur Palette 5 zu befördern, kann zum Großteil über das Kabel 15 und die Winde 16 erfolgen. Gleichzeitig kann das Kabel 15 zur Energiezuführung und/oder zur Übermittlung von Steuerungsinformationen genutzt werden, d.h. in diesem Fall könnte eine geeignete Steuerungseinheit unabhängig von der Flugvorrichtung 10b stationär an der Palettierungsvorrichtung 1 b angeordnet sein.
Die Leistung der Palettierungsvorrichtungen 1 kann beliebig skaliert werden. Die Abnahme der Stückgüter 2 und die Palette 5 können beliebig weit voneinander entfernt angeordnet sein. Der "Rückhub", d.h. die Bewegung der leeren Flugvorrichtung 10 nach dem Absetzen des Stückgutes 2 auf der Palette 5 kann dabei einer anderen
Bewegungsstrecke stattfinden als die Beförderung des jeweiligen Stückgutes 2 von der Transporteinrichtung 3 zur Palette 5. Die hier beschriebenen Systeme sind in jede geometrische Richtung beliebig flexibel. Im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels gilt, dass je höher dabei der Befestigungspunkt der Winde 16 ist, desto größer wird der Arbeitsbereich der Flugvorrichtung 10b.
Die dritte Ausführungsform einer Palettierungsvorrichtung 1c gemäß Fig. 3 zeigt, dass zur Leistungssteigerung die Anzahl an verwendeten Flugvorrichtungen 10 vervielfacht werden kann, um zeitlich eine Mehrzahl von Paletten 5 mit Stückgütern 2 zu beladen. Bei der hier dargestellten Ansicht von oben sind die Rotoren 1 1 der
Flugvorrichtungen 10 zu erkennen. Vorzugsweise ist hierbei vorgesehen, dass jede Flugvorrichtung 10 jeweils nur innerhalb eines begrenzten Bewegungsraums 18 beweglich ist. Der Bewegungsraum 18 umfasst insbesondere die jeweils zugeordnete Palette 5 und einen benachbarten Abschnitt der Transporteinrichtung 3. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich benachbarte Bewegungsräume 18-1 , 18-2 nicht überschneiden, um Kollisionen zwischen den Flugvorrichtungen 10 zu vermeiden. Die Begrenzung der Bewegungsräumen 18-1 , 18-2 kann dabei bspw. über die Steuerungseinheit der
Flugvorrichtungen 10 erfolgen und/oder über eine Begrenzung vermittels eines Kabels analog zu der in Fig. 2 beschriebenen zweiten Ausführungsform.
Die Flugvorrichtungen 10 müssen bei dieser Ausführungsform auf jeden Fall Sensoren aufweisen oder steuerungstechnisch mit Sensoren gekoppelt sein, die die Position von Stückgütern 2 auf der Transporteinrichtung 3 erkennen und die
Flugvorrichtungen 10 jeweils an die korrekte Abnahmeposition hinleiten.
Die Vorteile des Einsatzes von Flugvorrichtungen 10, insbesondere von
Flugvorrichtungen mit integriertem Greifsystem, in der Verpackungs- und Palettiertechnik sind vielfältig. Die Flugvorrichtungen weisen nur geringe Abmessungen auf, so dass die Gesamtanlage kleiner gestaltet werden können, insbesondere mit einem geringeren Footprint. Unter Footprint kann zum Einen die Baugröße bzw. der Raumbedarf der Gesamtanlage verstanden werden, insbesondere die Umrisse der stationären
Gesamtanlage auf dem Boden. Weiterhin kann auch der C02- Fußabdruck gemeint sein, d.h., das Maß für die gesamten Kohlendioxid-Emissionen, die durch die Gesamtanlage in deren Lebenszyklus verursacht werden. Die Flugvorrichtungen 10 können mit Sensoren zur eigenen Positions- und/oder Lageerkennung ausgerüstet sein. Zudem können die Flugvorrichtungen 10 mit Sensoren zur Positions- und/oder Lageerkennung der
Stückgüter 2 auf der Transporteinrichtung 3 und/oder der Palette 5 ausgestattet sein oder steuerungstechnisch mit entsprechenden Sensoren gekoppelt sein. Bspw. wäre denkbar, dass die Flugvorrichtungen 10 entsprechende Steuerungssignale und andere
Informationen über Funk übermittelt bekommen. Die Flugvorrichtungen 10 sind kostengünstig in der Anschaffung und können somit in mehrfacher Anzahl kostengünstig zur Verfügung gestellt werden. Der Geräuschpegel der Flugvorrichtungen 10 ist relativ niedrig. Mit den Flugvorrichtungen 10 können die Anlagen hoch dynamisch betrieben werden, zudem ist eine vollständige Automatisierung möglich. Die Flugvorrichtungen 10 sind unempfindlich gegenüber Verschmutzungen und erhöhen selbst die Sauberkeit innerhalb der Anlagen. Trotz geringen Eigengewichts können vermittels der
Flugvorrichtungen 10 hohe Nutzlasten von bis zu 25 kg befördert werden, insbesondere bei Verwendung einer Kabelunterstützung analog zu Fig. 2.
Die Flugvorrichtungen 10 können nicht nur zur Palettierung von Stückgütern 2 verwendet werden. Denkbar wäre auch die Verwendung zum Einlegen von Zwischenlagen oder Deckrahmen, das Ein- und Auspacken von Artikeln in bzw. aus Kartons oder Kästen etc.
Die Figuren 4 bis 10 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen von
Palettierungsvorrichtungen 1 , bei denen die Handhabung von Packhilfsmitteln vermittels schwebender Flugvorrichtungen 10 erfolgt. In den Figuren sind jeweils die Vorrichtungen zur Anordnung der Stückgüter 2 auf der jeweiligen Palette 5 bzw. zur Zusammenstellung der Stückgüter 2 als Lage und Anordnung auf der Palette 5 nicht dargestellt.
In der Verpackungstechnik werden kleinere oder größere Stückgüter 2 zur Lagerung und/oder zum Transport auf Paletten 5 angeordnet (vgl. Figuren 1 bis 3). Die Stückgüter 2, insbesondere Kartons oder andere Verpackungen, wie Gebinde umfassend Dosen, Flaschen etc. werden lagenweise auf der Palette 5 oder einer anderen Unterlage gestapelt. Zwischen den einzelnen Lagen können Packhilfsmittel, bspw. in Form von Zwischenlagen 20 eingebracht werden. Dabei handelt es sich vorzugsweise um flächige Zuschnitte aus einem dünnen Material, das insbesondere der Sicherung und besseren Positionierung der Stückgutlagen dient. Die Zwischenlagen 20 bestehen vorwiegend aus Papier oder dünnem Karton, können aber auch aus anderem flexiblen Material gefertigt werden, bspw. Kunststoff.
Im Stand der Technik werden herkömmlicherweise
Zwischenlageneinlegevorrichtungen verwendet, bei denen an einer stationären
Packhilfsmittelsäule ein Vakuumgreiferkopf angeordnet ist. Mit diesem werden jeweils einzelne Zwischenlagen aus einem Magazin entnommen und positionsgerecht auf der oberen Stückgutlage abgelegt. Insbesondere muss der Vakuumgreiferkopf vom Magazin zur Palette bewegt werden, was zu einem hohen Platzbedarf für eine
Zwischenlageneinlegevorrichtung führt und zudem die Geschwindigkeit der Anlage limitiert.
Die schematische Ansicht der Fig. 4 zeigt ganz allgemein die Verwendung einer schwebenden Flugvorrichtung 10. Diese weist eine Mehrzahl von Rotoren 1 1 , eine eigene Energieversorgung 16, bspw. Akkumulatoren, und eine erste Einrichtung, bspw. eine entsprechende Greifvorrichtung 12, zum Handhaben von Zwischenlagen 20 auf. Die Zwischenlagen 20 werden als fertige Zuschnitte in einer ersten Position in einem
Zwischenlagen-Magazin 22 bereitgestellt. Die Greifvorrichtung 12 der Flugvorrichtung 10 ist bspw. als Vakuumgreifer 14 ausgebildet, der zur Aufnahme flächiger Gegenstände, insbesondere Zwischenlagen 20, geeignet ist. Der Vakuumgreifer 14 wird bspw. über ein dezentral angebrachtes Miniatur-Radialgebläse an der Flugvorrichtung 10 mit Vakuum versorgt. Alternativ kann der eigene Abwind der Rotoren 1 1 zur Vakuumerzeugung für die Vakuumgreifer 14 genutzt werden.
Bei der Greifvorrichtung 12 handelt es sich vorzugsweise um einen
Leichtbaugreifer in hybrider Bauweise. Dabei können bspw. Halbzeuge aus
kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff mit 3d-gedruckten Verbindungselementen kombiniert werden. Alternativ kann ein elektrischer Nadelgreifer verwendet werden.
Dieser könnte durch einen Lithium Polymer-Akkumulator o.ä. der Flugvorrichtung 10 mit elektrischer Energie versorgt werden. Bei der Verwendung eines elektrischen
Nadelgreifers kann auf ein Zwischenlagen-Magazin 22 zur Separierung der
Zwischenlagen 20 verzichtet werden.
In Fig. 4 ist weiterhin eine Palettierungsvorrichtung 1 dargestellt, innerhalb derer eine Palette 5 angeordnet ist, auf der sich bereits fünf Stückgutlagen 6 befinden.
Zwischen den übereinander angeordneten Stückgutlagen 6 ist jeweils eine Zwischenlage 20 angeordnet. Die Palette 5 mit den Stückgutlagen 6 stellt insbesondere die zweite Position dar, in die die Zwischenlage 20 vermittels der Flugvorrichtung 10 verbracht wird.
Während die in Fig. 4 dargestellte Flugvorrichtung 10 frei beweglich angeordnet ist, ist der Bewegungsraum der in Fig. 5 dargestellten Flugvorrichtung 10 durch eine Seilsicherung in Form von drei mit der Flugvorrichtung 10 verbundenen Kabeln 15 begrenzt. Die Stückgüter 2 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Flaschen gebildet. Eine definierte Anzahl von Flaschen können hierbei mittels einer
Schrumpfverpackung, einer Umreifung und/oder Klebeverbindung zu einem Gebinde (nicht dargestellt) verbunden sein, wobei insbesondere ein solches Gebinde als einzelnes Stückgut zählt.
Die perspektivische Ansicht der Fig. 6A zeigt eine Palettierungsvorrichtung 1 analog zur Fig. 5, bei der der Bewegungsraum der die Zwischenlagen handhabenden Flugvorrichtung 10 durch drei mit der Flugvorrichtung 10 verbundenen Kabel 15 begrenzt ist. Die Länge der Kabel 15 wird insbesondere durch Seilführungs- und Aufrollsysteme 17 kontrolliert. Insbesondere zeigt die Fig. 6A die Flugvorrichtung 10 in einer ersten
Arbeitsposition AP1 bei der Abnahme einer Zwischenlage 20 aus dem Zwischenlagen- Magazin 22. Weiterhin zeigt Fig. 6A die Flugvorrichtung 10 in einer zweiten
Arbeitsposition AP2 bei der Ablage der Zwischenlage 20 auf einer Stückgutlage 6. Zur Erhöhung der allgemeinen Anlagensicherheit kann vorgesehen sein, dass die Palettierungsvorrichtung 1 zumindest bereichsweise von einem Sicherheitszaun 30 umgeben ist, so dass ein ungewünschtes Eintreten von Personen in den Bewegungsraum der Flugvorrichtung 10 verhindert wird. Bspw. kann vorgesehen sein, dass eine
Steuerungseinheit 35 für die Palettierungsvorrichtung 1 hinter dem Sicherheitszaun 30 befindet.
Die perspektivische Ansicht der Fig. 6B zeigt eine Einzelansicht der in Fig. 6A dargestellten Flugvorrichtung 10 und Fig. 6C zeigt das Zwischenlagen-Magazin 22. Die Flugvorrichtung 10 weist sechs Rotoren 1 1 auf, um die jeweils ein Rotorblattschutz 40 herum angeordnet ist, um diese vor Beschädigungen zu beschützen. Die Rotoren 1 1 sind insbesondere an einem Gestell 42 angeordnet, das bspw. in hybrider Bauweise aufgebaut ist, bei dem die Rohre als Halbzeuge aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff ausgebildet sind, während die Verbindungselemente durch 3D-Druck hergestellt wurden. Als Greifvorrichtungen 12 umfasst die Flugvorrichtung 10 eine Mehrzahl von Saugnäpfen 43 zum Ansaugen der jeweilig obersten Zwischenlage 20 aus einem Zwischenlagen- Magazin 22. Zur korrekten Orientierung und Positionierung der Flugvorrichtung 10 ist ein Kamerasystem 45 umfassend eine Mehrzahl von Kameras 46 zur Bilderkennung vorgesehen. Insbesondere werden durch die Kameras Bilder allseitig um die
Flugvorrichtung 10 herum erfasst. Zur Energieversorgung ist die Flugvorrichtung 10 mit integrierten Akkumulatoren 47 ausgestattet und verfügt über Ladekontakte 48, um die Akkumulatoren 47 wieder aufzuladen. Alternativ oder zusätzlich kann eine
Energieversorgung über die in Fig. 6A dargestellten Kabel 15 erfolgen.
Um eine durch die Saugnäpfe 43 erfasste Zwischenlage 20 an entsprechender Stelle, insbesondere auf einer Stückgutlage abzulegen, ist weiterhin ein Federstößel 49 zum Lösen der Zwischenlage 20 von den Saugnäpfen 43 vorgesehen.
Problematisch ist, dass aufgrund der unter einer Rotorbewegung entstehenden nach unten drückenden Luftströmung und einer direkt darunterliegenden gegriffenen Zwischenlage kein Auftrieb erzeugt werden kann, wenn sich kein Rückstoß gegen die freie Umgebung bilden kann. Bei der in den Figuren 6A bis 6C dargestellten
Ausführungsform sind die Rotoren 1 1 der Flugvorrichtung 10 aus diesem Grund derart voneinander beabstandet, dass eine Querschnittsfläche zwischen den Rotoren 1 1 größer ist als eine Querschnittsfläche der Zwischenlage 20. Die Flugvorrichtung 10 wird derart über den Zwischenlagen 20 im Zwischenlagen-Magazin 22 positioniert, dass sich die Rotoren 1 1 außerhalb der Querschnittsfläche der Zwischenlage 20 befinden. Damit wird die Problematik umgangen, dass die durch die Rotorbewegung entstehende nach unten drückende Luftströmung ein wirksames Ansaugen der obersten Zwischenlage 20 aus dem Zwischenlagen-Magazin 22 vermittels der Saugnäpfe 43 verhindern würde. Um das Ansaugen der obersten Zwischenlage 20 und die korrekte Positionierung der
Flugvorrichtung 10 zum Abnehmen einer Zwischenlage 20 aus dem Zwischenlagen- Magazin 22 zu unterstützen, weist das Zwischenlagen-Magazin 22 zusätzliche
Leitstrukturen 23 auf. Diese werden durch die Kameras 46 erkannt, so dass sich die Flugvorrichtung 10 zur Aufnahme einer Zwischenlage 20 korrekt am Zwischenlagen- Magazin 22 ausrichten und positionieren kann. Alternativ könnten gegenüberliegende Rotorpaare leicht nach außen schrägstehend angeordnet werden, wobei sich die Rotoren des Rotorpaars noch oberhalb der Fläche der ZWL befinden. Die Schrägstellung muss dabei derart ausgebildet sein, dass der Abwind der Luftströmung außerhalb an der Zwischenlage vorbeigeleitet wird.
Die perspektivische Ansicht der Fig. 7A zeigt eine Palettierungsvorrichtung 1 analog zur Fig. 4, bei der der Bewegungsraum der Flugvorrichtung 10 vorzugsweise steuerungstechnisch begrenzt wird. Insbesondere zeigt die Fig. 7A die Flugvorrichtung 10 in einer ersten Arbeitsposition AP1 bei der Abnahme einer Zwischenlage 20 aus dem Zwischenlagen- Magazin 22. Weiterhin zeigt Fig. 7A die Flugvorrichtung 10 in einer zweiten Arbeitsposition AP2 bei der Ablage der Zwischenlage 20 auf einer Stückgutlage 6 und in einer dritten Arbeitsposition AP3 beim Laden der Akkumulatoren der
Flugvorrichtung 10. Auch bei dieser Ausführungsform ist ein Sicherheitszaun 30 und eine Anordnung der Steuerungseinheit 35 für die Palettierungsvorrichtung 1 hinter dem Sicherheitszaun 30 vorgesehen. In diesem Fall ist ein fest installiertes externes
Kamerasystem 58 zur Positionsbestimmung der Flugvorrichtungen 10 vorgesehen.
Die perspektivische Ansicht der Fig. 7B zeigt eine Einzelansicht der in Fig. 7A dargestellten Flugvorrichtung 10 sowie die Ausbildung der bei dieser Ausführungsform verwendeten Zwischenlage 20. Figuren 7C und 7D zeigen unterschiedliche Ansichten von Flugvorrichtungen 10 und einer Ladestation 50 für die Flugvorrichtungen 10.
Die Flugvorrichtung 10 weist ein erstes Rahmenkreuz 52 mit ersten Armen 53 auf, wobei an den freien Enden der Arme 53 die vier Rotoren 1 1 der Flugvorrichtung 10 angeordnet sind. Weiterhin weist die Flugvorrichtung 10 ein zweites Rahmenkreuz 54 mit zweiten Armen 55 auf, an denen die Saugnäpfe 43 zum Aufnehmen der Zwischenlage 20 angeordnet sind. Das erste Rahmenkreuz 52 und das zweite Rahmenkreuz 54 sind in parallelen Ebenen angeordnet, insbesondere ist das erste Rahmenkreuz 52 oberhalb des zweiten Rahmenkreuzes angeordnet, wobei die jeweiligen Mittelpunkte der beiden Rahmenkreuze 52, 54 direkt übereinander angeordnet sind. Das erste Rahmenkreuz 52 und das zweite Rahmenkreuz 54 sind um 45° zueinander verdreht angeordnet, so dass ein zweiter Arm 55 des zweiten Rahmenkreuzes 54 jeweils mittig zwischen zwei ersten Armen 53 des ersten Rahmenkreuzes 52 angeordnet ist.
Die bei dieser Ausführungsform verwendete Zwischenlage 20 weist
Kreuzaussparungen 25 auf, so dass die Zwischenlage 20 im Wesentlichen aus einem äußeren Zwischenlagenrahmen 26 und einem inneren Zwischenlagenkreuz 27 besteht. Zur Abnahme der Zwischenlage 20 wird die Flugvorrichtung 10 derart oberhalb der Zwischenlage 20 positioniert, dass die Rotoren 1 1 jeweils oberhalb von
Kreuzaussparungen 25 angeordnet sind, wohingegen die zweiten Arme 55 mit den Saugnäpfen 43 direkt oberhalb des verbleibenden inneren Zwischenlagenkreuzes 27 angeordnet werden, so dass die Zwischenlage 20 an dem inneren Zwischenlagenkreuz 27 erfasst werden kann. Die Saugnäpfe 43 sind vorzugsweise als Vakuumsauger 44 ausgebildet und die Flugvorrichtung 10 weist ein Miniatur-Radialgebläse 60 zur
Vakuumerzeugung auf, das über die zweiten Arme 55 des zweiten Rahmenkreuzes 54 mit den Vakuumsaugern 44 verbunden ist. Aufgrund der Kreuzaussparungen 25 der Zwischenlage 20 weist diese eine teilweise offene Durchlässigkeit auf, so dass Abwind und damit der Auftrieb der Flugvorrichtung 10 gewährleistet sind. Die Flugvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform der Figuren 7A bis 7D kann somit deutlich kleiner als die Flugvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform der Figuren 6A bis 6C ausgebildet werden.
Zur Energieversorgung ist die Flugvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform der Figuren 7A bis 7D mit integrierten Akkumulatoren 62 ausgestattet und verfügt über Ladekontakte 64, um die Akkumulatoren 62 an einer innerhalb der
Palettierungsvorrichtung 1 angeordneten Ladestation 65 wieder aufzuladen. Insbesondere können die Ladekontakte 64 an oder benachbart zu einer konischen Zentrierhilfe 67 ausgebildet sein, die den Landevorgang der Flugvorrichtung und das korrekte Andocken an die Ladestation 65 unterstützt. Gegebenenfalls kann die Ladestation 65 mindestens einen korrespondierend ausgebildeten Saugnapf 66 aufweisen, in den die konische Zentrierhilfe 67 eingreift. Wie bereits im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 beschrieben worden ist, kann vorgesehen sein, dass der Palettierungsvorrichtung 1 mindestens zwei Flugvorrichtungen 10 zugeordnet sind, wobei eine erste Flugvorrichtung 10 aktiv Stückgüter 2 befördert, während die mindestens eine zweite Flugvorrichtung 10 an der Ladeeinheit 65 pausiert und aufgeladen wird. Die die zweiten Arme 55 bildenden Rohre und/oder die ersten Arme 53 können bspw. wiederum als Halbzeuge aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff ausgebildet sein und die Verbindungselemente durch 3D-Druck werden, um eine besonders leichte Bauweise der Flugvorrichtung 10 zu erzielen.
Die perspektivische Ansicht der Fig. 8A zeigt eine Palettierungsvorrichtung 1 analog zur Fig. 4, bei der der Bewegungsraum der Flugvorrichtung 10 vorzugsweise steuerungstechnisch begrenzt wird. Insbesondere zeigt die Fig. 8A die Flugvorrichtung 10 in einer ersten Arbeitsposition AP1 bei der Abnahme einer Zwischenlage 20 aus dem Zwischenlagen- Magazin 22. Weiterhin zeigt Fig. 8A die Flugvorrichtung 10 in einer zweiten Arbeitsposition AP2 bei der Ablage der Zwischenlage 20 auf einer Stückgutlage 6 und in einer dritten Arbeitsposition AP3 an einer Ladestation 70. Auch bei dieser
Ausführungsform ist ein Sicherheitszaun 30 und eine Anordnung der Steuerungseinheit 35 für die Palettierungsvorrichtung 1 hinter dem Sicherheitszaun 30 vorgesehen.
Die Figuren 8B und 8C zeigen jeweils unterschiedliche Einzelansichten der in Fig. 8A dargestellten Flugvorrichtung 10 und Fig. 8D zeigt den Transport einer Zwischenlage 20 vermittels einer solchen Flugvorrichtung 10. Weiterhin zeigt Fig. 8E eine Ladestation 70 für auswechselbare Akkumulatoren 72.
In dem gemäß Figuren 8A bis 8E dargestellten Ausführungsbeispiel einer Palettierungsvorrichtung 1 werden die Zwischenlagen 20 senkrecht befördert, so dass sich insbesondere die flächigen Seiten der Zwischenlagen 20 zumindest während des Transports vom Zwischenlagen-Magazin 22 zur Palette 5 in einer vertikalen Ausrichtung befinden. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Flugvorrichtung 10 jeweils eine senkrecht gegriffene Zwischenlage 20 in einem horizontalen Längsflug knapp oberhalb der Stückgutlage 6 verbringt und die Zwischenlage 20 dann in einer horizontale Position auf der Stückgutlage 6 ablegt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Zwischenlagen 20 innerhalb des Zwischenlagen- Magazin 22 senkrecht stehend angeordnet sind. Zum sicheren Abgreifen von jeweils nur einer Zwischenlage 20 kann am Zwischenlagen- Magazin 22 eine Separiereinheit 29 vorgesehen sein. Zur Beschreibung der weiteren aus den Figuren 1 bis 7 vorbekannten Bezugszeichen wird auf die obige Figurenbeschreibung verwiesen.
Die Flugvorrichtung 10 weist vier Rotoren 1 1 mit Rotorblattschutz 40 auf.
Unterhalb dieser sind zwei mechanische Parallelgreifer 75 zum Erfassen jeweils einer Zwischenlage 20 und senkrechtem Transport derselben vorgesehen. Zur korrekten Orientierung und Positionierung der Flugvorrichtung 10 innerhalb der
Palettierungsvorrichtung 1 umfasst die Flugvorrichtung 10 ein Kamerasystem 76 mit Kameras 77, wobei insbesondere jeweils eine Kamera 77 einem mechanischen
Parallelgreifer 75 zugeordnet sein kann.
Bei dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Flugvorrichtung 10 mit auswechselbaren Akkumulatoren 72 betrieben werden kann, bspw. mit zwei
Akkumulatoren 72. Diese können insbesondere an einer Ladestation 70 mit automatischer Akkuwechselfunktion aufgeladen werden. D.h. für mindestens eine Flugvorrichtung 10 sind mindestens vier Akkumulatoren 72 vorgesehen. Während die Flugvorrichtung 10 im laufenden Betrieb von mindestens zwei Akkumulatoren 72 an der Flugvorrichtung 10 angeordneten Akkumulatoren 72 angetrieben wird, werden parallel dazu an der
Ladestation 70 mindestens zwei weitere Akkumulatoren 72 vorgehalten und/oder aufgeladen. Sobald der Ladungszustand der zwei an der Flugvorrichtung 10
angeordneten Akkumulatoren 72 unter einen vordefinierten Wert fällt, wird ein
entsprechendes Signal ausgelöst, das bewirkt, dass die Flugvorrichtung 10 die
Ladestation 70 anfliegt und ein Akkuwechsel erfolgt.
Die perspektivische Ansicht der Fig. 9A zeigt eine Palettierungsvorrichtung 1 analog zur Fig. 4, bei der der Bewegungsraum der Flugvorrichtung 10 vorzugsweise steuerungstechnisch begrenzt wird. Insbesondere zeigt die Fig. 9A die Flugvorrichtung 10 in einer ersten Arbeitsposition AP1 bei der Abnahme einer Zwischenlage 20, weiterhin zeigt Fig. 9A die Flugvorrichtung 10 in einer zweiten Arbeitsposition AP2 bei der Ablage der Zwischenlage 20 auf einer Stückgutlage 6 und in einer dritten Arbeitsposition AP3 an einer Ladestation 80. Figuren 9B und 9C zeigen unterschiedliche Ansichten einer
Flugvorrichtung 10 gemäß Fig. 9A mit einer Zwischenlage 20. Zur Beschreibung der weiteren aus den Figuren 1 bis 8 vorbekannten Bezugszeichen wird auf die obige
Figurenbeschreibung verwiesen.
Die Flugvorrichtung 10 weist vier Rotoren 1 1 mit Rotorblattschutz 40 auf. Die Rotoren 1 1 sind an den freien Enden der Arme 82 eines Rahmenkreuzes 81 angeordnet, wobei eine zwischen den vier Rotoren 1 1 aufgespannte rechteckige Querschnittsfläche, bei der die vier Rotoren 1 1 jeweils die Eckpunkte bilden, größer ist als die
Querschnittsfläche der zu befördernden Zwischenlage 20. Insbesondere sind bei der Aufnahme einer Zwischenlage 20 die Rotoren 1 1 der Flugvorrichtung 10 nicht direkt oberhalb der Zwischenlage 20 angeordnet. Man spricht auch davon, dass die Rotoren 1 1 außerhalb der Zwischenlage 20 angeordnet sind. Die Energieversorgung der Flugvorrichtung 10 erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel über mindestens einen integrierten Akkumulator 85, der bspw. beim Vorbeifliegen der Flugvorrichtung 10 an der induktiven kontaktlosen Ladestation 80 (vgl. Fig. 9A) aufgeladen werden kann. Insbesondere wird die Flugvorrichtung 10 in
Arbeitsposition AP3 gemäß Fig. 9A kontaktlos aufgeladen.
In dem gemäß Figuren 9A bis 9C dargestellten Ausführungsbeispiel einer
Flugvorrichtung 10 umfasst diese als Greifvorrichtungen 12 acht Nadelgreifer 84, die an der Unterseite der Arme 82 des Rahmenkreuzes 81 angeordnet sind. Die Nadelgreifer 84 können bspw. durch den integrierten Akkumulator 85 der Flugvorrichtung 10, bspw. einen Lithiumpolymer-Akku, mit elektrischer Energie versorgt werden. Bei der Verwendung mindestens eines elektrischen Nadelgreifers 84 kann auf ein Zwischenlagenmagazin zur Separierung der Zwischenlagen verzichtet werden. Stattdessen können die
Zwischenlagen 20 direkt von einem Zwischenlagenstapel 24 abgegriffen werden. Zum Ablegen der Zwischenlage 20 wird die Energiezufuhr zu den Nadelgreifern 84 kurzzeitig unterbrochen, wenn sich die Flugvorrichtung 10 in korrekter Position und Ausrichtung direkt oberhalb der Stückgutlage 6 befindet. Um das Ablegen der Zwischenlage 20 weiterhin zu unterstützen, kann die Flugvorrichtung 10 zusätzlich einen motorisch schwenkbaren Niederhalter 88 aufweisen.
Zur korrekten Orientierung und Positionierung der Flugvorrichtung 10 innerhalb der Palettierungsvorrichtung 1 umfasst die Flugvorrichtung 10 ein Kamerasystem 86 mit einer Mehrzahl von Kameras 87, insbesondere sind im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Kameras 87 vorgesehen, die derart angeordnet sind, dass sie unterschiedliche, ggf. sich teilweise überschneidende Abdeckungsbereiche aufweisen, so dass die Umgebung 360° um die Flugvorrichtung 10 herum erfasst werden kann. Um die Erfassung der Umgebung noch detaillierter vorzunehmen, kann insbesondere vorgesehen sein, dass mehr als vier Kameras 87 verwendet werden.
Die perspektivische Ansicht der Fig. 10A zeigt eine Palettierungsvorrichtung 1 analog zur Fig. 4, bei der der Bewegungsraum der Flugvorrichtung 10 vorzugsweise steuerungstechnisch begrenzt wird. Insbesondere zeigt die Fig. 10A die Flugvorrichtung 10 in einer ersten Arbeitsposition AP1 bei der Abnahme einer Zwischenlage 20 aus einem Zwischenlagen- Magazin 22. Weiterhin zeigt Fig. 10A die Flugvorrichtung 10 in einer zweiten Arbeitsposition AP2 bei der Ablage der Zwischenlage 20 auf einer Stückgutlage 6 und in einer dritten Arbeitsposition AP3 an einer Ladestation 65 analog zu Fig. 7A.
Figuren 10B und 10C zeigen unterschiedliche Ansichten einer Flugvorrichtung 10 gemäß Fig. 10A mit einer Zwischenlage 20. Zur Beschreibung der weiteren aus den Figuren 1 bis
9 vorbekannten Bezugszeichen wird auf die obige Figurenbeschreibung verwiesen.
Die Flugvorrichtung 10 weist vier Rotoren 1 1 auf, um die jeweils ein
Rotorblattschutz 40 herum angeordnet ist. Die Rotoren 1 1 sind an den freien Enden der Arme 92 eines Rahmenkreuzes 91 angeordnet, wobei eine zwischen den vier Rotoren 1 1 aufgespannte rechteckige Querschnittsfläche, bei der die vier Rotoren 1 1 jeweils die Eckpunkte bilden, größer ist als die Querschnittsfläche der zu befördernden Zwischenlage 20. Insbesondere sind bei der Aufnahme einer Zwischenlage 20 die Rotoren 1 1 der Flugvorrichtung 10 nicht direkt oberhalb der Zwischenlage 20 angeordnet. Man spricht auch davon, dass die Rotoren 1 1 außerhalb der Zwischenlage 20 angeordnet sind.
Die Energieversorgung der Flugvorrichtung 10 erfolgt bei diesem
Ausführungsbeispiel über mindestens einen integrierten Akkumulator 62, der an der Ladestation 65 aufgeladen werden kann - so wie es im Zusammenhang mit den Figuren 7A bis 7D bereits ausführlich beschrieben worden ist. Insbesondere kann jeweils mindestens eine Flugvorrichtung 10 in Arbeitsposition AP3 gemäß Fig. 10A an der Ladestation 65 aufgeladen werden.
In dem gemäß Figuren 10A bis 10C dargestellten Ausführungsbeispiel einer Flugvorrichtung 10 umfasst diese - wie ebenfalls im Zusammenhang der Flugvorrichtung
10 gemäß dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 7A bis 7D beschrieben worden ist - als Greifvorrichtungen 12 acht Vakuumsauger 44 und die Flugvorrichtung 10 weist ein Miniatur-Radialgebläse 60 zur Vakuumerzeugung auf, das über die Arme 92 des
Rahmenkreuzes 91 mit den Vakuumsaugern 44 verbunden ist.
Zur korrekten Orientierung und Positionierung der Flugvorrichtung 10 innerhalb der Palettierungsvorrichtung 1 umfasst die Flugvorrichtung 10 ein Kamerasystem 96 mit einer Mehrzahl von Kameras 97.
Die Ausführungsformen, Beispiele und Varianten der vorhergehenden Absätze, die Ansprüche oder die folgende Beschreibung und die Figuren, einschließlich ihrer verschiedenen Ansichten oder jeweiligen individuellen Merkmale, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination verwendet werden. Merkmale, die in
Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, sind für alle
Ausführungsformen anwendbar, sofern die Merkmale nicht unvereinbar sind. Die vorgenannten Vorrichtungen zeigen, dass bei Verwendung von Flugvorrichtungen 10 die Aufstellung der Zwischenlagenmagazine 22 oder des Fluggutes, insbesondere Stückgüter 2 o.ä. unabhängiger von weiteren Komponenten der
Vorrichtungen gestaltet werden kann. Man erreicht insbesondere ein hohes Maß an Flexibilität bei der Aufstellung der entsprechenden Anlage. Die Kosten für die Anschaffung von Flugvorrichtungen 10 sind deutlich geringer als die Kosten für herkömmlicherweise verwendete Packhilfsmittelsäulen mit Vakuumgreiferkopf o.ä. zur Handhabung von Zwischenlagen 20. Zudem ist der Raumbedarf deutlich geringer. Die Flugvorrichtungen 10 weisen eine hohe Dynamik und Bewegungsfreiheit auf und können Hindernisse ohne mechanischen Aufwand überwinden. Weiterhin ist ein autonomer Betrieb der
Flugvorrichtungen 10 möglich. Bei Verwendung von mindestens zwei Flugvorrichtungen 10 kann die Produktivität solcher Anlagen beliebig skaliert werden. Abhängig von der benötigten Lagenleistung kann eine definierte Anzahl von Flugvorrichtungen 10 eingesetzt werden. Weiterhin sind die Flugvorrichtungen 10 mit verschiedenen Endeffektoren kombinierbar und somit bei Bedarf für weitere Anwendungen einsetzbar.
Wenn auch im Zusammenhang der Figuren generell von„schematischen“
Darstellungen und Ansichten die Rede ist, so ist damit keineswegs gemeint, dass die Figurendarstellungen und deren Beschreibung hinsichtlich der Offenbarung der Erfindung von untergeordneter Bedeutung sein sollen. Der Fachmann ist durchaus in der Lage, aus den schematisch und abstrakt gezeichneten Darstellungen genug an Informationen zu entnehmen, die ihm das Verständnis der Erfindung erleichtern, ohne dass er etwa aus den gezeichneten und möglicherweise nicht exakt maßstabsgerechten
Größenverhältnissen der Flugvorrichtung, Stückgüter, Zwischenlage und/oder Teilen der Vorrichtung oder anderer gezeichneter Elemente in irgendeiner Weise in seinem
Verständnis beeinträchtigt wäre. Die Figuren ermöglichen es dem Fachmann als Leser somit, anhand der konkreter erläuterten Umsetzungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens und der konkreter erläuterten Funktionsweise der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ein besseres Verständnis für den in den Ansprüchen sowie im allgemeinen Teil der Beschreibung allgemeiner und/oder abstrakter formulierten Erfindungsgedanken abzuleiten. Bezuaszeichenliste
1 , 1 a, 1 b, 1 c Palettierungsvorrichtung 2 Stückgut
3 T ransporteinrichtung
4 Förderband
5 Palette
6 Stückgutlage
10, 10a, 10b Flugvorrichtung
1 1 Rotor
12 Greifvorrichtungen
13 Greifer
14 Vakuumgreifer
15 Kabel
16 Energieversorgung
17 Seilführungs- und Aufrollsystem
18, 18-1 , 18-2 Bewegungsraum
20 Zwischenlage
22 Zwischenlagen-Magazin
23 Leitstrukturen
24 Zwischenlagenstapel
25 Kreuzaussparung
26 äußerer Zwischenlagenrahmen 27 inneres Zwischenlagenkreuz
29 Separiereinheit
30 Sicherheitszaun
35 Steuerungseinheit
40 Rotorblattschutz
42 Gestell
43 Saugnapf
44 Vakuumsauger
45 Kamerasystem
46 Kamera
47 Akkumulator
48 Ladekontakt
49 Federstößel 50 Ladestation
52 erstes Rahmenkreuz
53 erster Arm
54 zweites Rahmenkreuz
55 zweiter Arm
58 Kamerasystem
60 Miniatur-Radialgebläse 62 Akkumulator
64 Ladekontakt
65 Ladestation
66 Saugnapf
67 konische Zentrierhilfe
70 Ladestation
72 auswechselbarer Akkumulator 75 mechanischer Parallelgreifer 80 Ladestation
81 Rahmenkreuz
82 Arm
84 Nadelgreifer
85 Akkumulator
86 Kamerasystem
87 Kamera
88 Niederhalter
91 Rahmenkreuz
92 Arm
96 Kamerasystem
97 Kamera
A Abstand
AP1 erste Arbeitsposition
AP2 zweite Arbeitsposition
AP3 dritte Arbeitsposition
TR Transportrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Stückgutbehandlungsanlage, die mindestens eine schwebeflugfähige Flugvorrichtung (10) zur Handhabung mindestens eines Stückgutes (2) und/oder mindestens eines Packhilfsmittels (20) umfasst, wobei das mindestens eine Stückgut (2) und/oder das mindestens eine Packhilfsmittel (20) vermittels der Flugvorrichtung (10) von einer ersten Position in eine zweite Position transportierbar ist/sind.
2. Stückgutbehandlungsanlage nach Anspruch 1 , die eine Palettierungsvorrichtung (1 ) umfasst oder ausbildet.
3. Stückgutbehandlungsanlage nach Anspruch 2, wobei die Palettierungsvorrichtung (1 ) mindestens eine Flugvorrichtung (10) umfasst, vermittels derer Stückgüter (2) von einer ersten Position auf einer Transporteinrichtung (3) unter Anordnung und
Ausbildung einer Stückgutlage (6) zu einer zweiten Position auf mindestens einer Beladeeinheit (5) verbringbar sind, insbesondere wobei die Palettierungsvorrichtung (1 ) mindestens zwei Flugvorrichtungen (10) umfasst, vermittels derer Stückgüter (2) von einer ersten Position auf einer Transporteinrichtung (3) unter Anordnung und Ausbildung einer Stückgutlage (6) zu einer zweiten Position auf mindestens zwei Beladeeinheiten (5) verbringbar sind.
4. Stückgutbehandlungsanlage nach Anspruch 2, wobei die Palettierungsvorrichtung (1 ) mindestens eine Flugvorrichtung (10) umfasst, vermittels derer die flächig
ausgebildeten Packhilfsmittel (20) von einer ersten Position unter Anordnung der Packhilfsmittel (20) in einer zweiten Position auf einer Beladeeinheit (5) und/oder auf einer Stückgutlage (6) verbringbar sind.
5. Stückgutbehandlungsanlage nach Anspruch 4, wobei die Flugvorrichtung (10)
mindesten eine erste Einrichtung zur Aufnahme von liegend angeordneten
Packhilfsmitteln (20) umfasst und wobei die Flugvorrichtung (10) mindestens eine Hilfseinrichtung zur Ablage der liegend angeordneten Packhilfsmittel (20) auf eine Beladeeinheit (5) und/oder einer Stückgutlage (6) umfasst oder wobei die
Flugvorrichtung (10) mindesten eine erste Einrichtung zur Aufnahme von stehend angeordneten Packhilfsmitteln (20) umfasst und wobei die Flugvorrichtung (10) zur liegenden Ablage der Packhilfsmittel (20) auf eine Beladeeinheit (5) und/oder einer Stückgutlage (6) ausgebildet ist.
6. Stückgutbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die
Flugvorrichtung (10) eine Mehrzahl von Rotoren (1 1 ) umfasst, wobei zwischen den Rotoren (1 1 ) eine Querschnittsfläche ausgebildet ist, die größer ist als die
Querschnittsfläche eines zu handhabenden Packhilfsmittels (20).
7. Stückgutbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die
mindestens eine Flugvorrichtung (10) mindestens einen Sensor zur
Positionserkennung und/oder Orientierung und/oder Erkennung der zu erfassenden Stückgüter (2) umfasst und/oder wobei die Stückgutbehandlungsanlage mindestens einen Sensor zur Positionserkennung und/oder Orientierung und/oder Erkennung der zu erfassenden Stückgüter (2) und eine Steuerungseinheit (35) umfasst, wobei die Steuerungseinheit (35) und die mindestens eine Flugvorrichtung (10)
steuerungstechnisch miteinander gekoppelt sind und wobei die mindestens eine Flugvorrichtung (10) aufgrund von sensorisch erfassten Daten steuerbar / regulierbar ist.
8. Stückgutbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die
mindestens eine Flugvorrichtung (10) einen begrenzten Bewegungsraum aufweist.
9. Verfahren zur Handhabung von Stückgütern (2) und/oder Packhilfsmitteln (20),
innerhalb einer Stückgutbehandlungsanlage, wobei die Stückgutbehandlungsanlage mindestens eine schwebeflugfähige Flugvorrichtung (10) zur Handhabung mindestens eines der Stückgüter (2) und/oder mindestens eines Packhilfsmittels (20) umfasst, wobei das mindestens eine Stückgut (2) und/oder das mindestens eine Packhilfsmittel (20) vermittels der Flugvorrichtung (10) von einer ersten Position in eine zweite Position verbracht wird/werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei mindestens eine Flugvorrichtung (10) Stückgüter (2) von einer ersten Position auf einer Transporteinrichtung (3) unter Anordnung und Ausbildung einer Stückgutlage (6) zu einer zweiten Position auf einer Beladeeinheit (5) verbringt.
1 1. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei mindestens zwei Flugvorrichtungen (10) Stückgüter (2) von einer ersten Position auf einer Transporteinrichtung (3) unter Anordnung und Ausbildung einer Stückgutlage (6) zu einer zweiten Position auf mindestens einer Beladeeinheit (5) verbringen, insbesondere wobei jede der Flugvorrichtungen (10) jeweils Stückgüter (2) auf eine jeweils zugeordnete eigene Beladeeinheit verbringt.
12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei mindestens eine Flugvorrichtung (10) flächig ausgebildete Packhilfsmittel (20) von einer ersten Position unter Anordnung der Packhilfsmittel (20) in einer zweiten Position auf einer Beladeeinheit (5) und/oder einer Stückgutlage (6) verbringt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Packhilfsmittel (20) in der ersten Position und in der zweiten Position jeweils horizontal liegend angeordnet sind oder wobei die Packhilfsmittel (20) in der ersten Position senkrecht stehend oder annähern senkrecht stehend angeordnet sind und wobei die Packhilfsmittel (20) in der zweiten Position horizontal liegend angeordnet sind.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der Bewegungsraum der
mindestens einen Flugvorrichtung (10) mechanisch oder steuerungstechnisch begrenzt wird.
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