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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Palettieren von Auftragspaletten
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Kommissionieranlage
mit einer Vorrichtung zum Palettieren nach dem Oberbegriff des Anspruchs
13.
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Derartige
Palettenkommissioniermaschinen werden hauptsächlich in Kommissionieranlagen
eingesetzt, in denen aus Produktpaletten, die lagenweise mit einem
Produkt befällt
sind, Auftragspaletten hergestellt werden, die aus kundenspezifischen
Lagen verschiedener Produkte aufgebaut sind. Solche Kommissionieranlagen
finden sich in verschiedensten Industriezweigen, so z.B. auch in
der Lebensmittelindustrie. Hier sind solche Lager speziell für den Lebensmittelhandel,
insbesondere für
die Getränkeindustrie
vorstellbar.
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Im
Stand der Technik sind verschiedene Systeme zum Kommissionieren
von Auftragspaletten bekannt. So zeigt die
US 5 733 098 ein System zum Zusammenstellen
von Auftragspaletten, bei dem mehrere Produktspeichereinrichtungen
zum Speichern von Produktlagen bzw. von Einzelprodukten vorhanden
sind. Ganze Lagen gleicher Produkte werden aus dem Lagenproduktspeicher,
einzelne Produkte zur Zusammenstellung von Lagen aus dem Einzelproduktspeicher
abgerufen. Diese abgerufenen Produkte werden mit einem Palettierer
und einem Wickler zu einer Auftragspalette zusammengestellt und verpackt,
um anschließend
abtransportiert und verladen werden zu können.
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Dieses
System hat den Nachteil, dass mehrere Produktspeichereinrichtungen
für die
gleichen Waren zur Verfügung
stehen müssen,
nämlich
für ganze
Lagen und für
einzelne Einheiten der Produkte. Dies führt zu einem erhöhten Platzbedarf
der Gesamtanlage.
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Es
ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Palettiersystem
für Auftragspaletten
bereitzustellen, mit dem bei einer platzsparenden Anordnung von
Produktspeichereinheiten, die nur Einzelprodukte speichern, sicher,
effektiv und mit hoher Leistung erstellt werden können.
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Die
Aufgabe wird bezüglich
der Palettiervorrichtung gelöst
durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich der Kommissionieranlage
durch die Merkmale des Anspruchs 13.
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Die
Vorrichtung zum Palettieren von Auftragspaletten weist einen Lagenpalettierer
zum Aufbringen ganzer Produktlagen auf die Auftragspalette und mindestens
einen Greifer zum Aufbringen einzelner Produkte oder kleiner Produktgruppen
auf eine Lage einer Auftragspalette auf. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung
der Erfindung befindet sich der Lagenpalettierer und der Greifer
in unmittelbarer Nähe
zueinander. Vorzugsweise bedeutet unmittelbare Nähe, dass sie an einem gleichen
Gestell befestigt sind. Es kann aber auch bedeuten, dass der Lagenpalettierer
und der Greifer zwar nicht an einem Gestell befestigt sind, jedoch
einen im Wesentlichen gleichen Wirkbereich aufweisen. Dies bedeutet,
dass der Lagenpalettierer und der Greifer gleichzeitig oder nacheinander
auf die sich an einem festen Ort befindliche Auftragspalette Zugriff
haben.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei dem Greifer um einen Portalroboter mit mindestens
drei Freiheitsgraden. Das Greifelement des Greifers ist je nach
Produkt entsprechend ausgebildet. So kann das Greifelement z.B.
ein Vakuumsauggreifer, ein Klemmbackengreifer, oder eine Kombination
verschiedener Greifertypen sein.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung ist der Greifer ein Knickarmroboter mit ebenfalls
mindestens drei Freiheitsgraden. Das Greifelement des Knickarmroboters
ist auch hier wieder entsprechend der zu palettierenden Produkte ausgebildet.
Im Falle der Ausbildung des Greifers als Knickarmroboter ist es
durchaus denkbar, den Lagenpalettierer und den Greifer nicht an
demselben Gestell zu befestigen, sondern eine Anbringung in der
Art zu wählen,
dass der Wirkbereich des Greifers im Wirkbereich des Lagenpalettierers
ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung besteht der Lagenpalettierer
mindestens aus einer Lagenbildungseinheit, einer Lagentransfereinheit
und einem Lagenunterstützungselement.
Die Lagenbildungseinheit ist entweder so ausgebildet, dass ganze
Lagen gebildet werden, bevor sie auf die Auftragspalette transferiert
werden; sie kann aber auch so ausgebildet sein, dass bei einer aus
mehreren Reihen bestehenden Lage jeweils eine Reihe erzeugt und
dann transferiert wird.
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Die
Lagentransfereinheit ist vorzugsweise ein Pusher, der die gebildeten
Lagen, bzw. die gebildeten Reihen der Lagen in Richtung der Auftragspalette
auf ein Lagenunterstützungsmittel
transferieren kann. Das Lagenunterstützungsmittel ist am Besten über der Auftragspalette
angebracht. Ist eine ganze Lage von Produkten auf dem Lagenunterstützungsmittel,
das z.B. ein Rollenteppich sein kann, vorhanden, so wird durch Entfernen
des Lagenunterstützungsmittels
eine Lage so freigegeben, dass sie auf der bereits vorhandenen Lage
der Auftragspalette bzw. auf dem Bodenbereich der Auftragspalette
gleitet.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Auftragspalette
höhenbeweglich
angeordnet. Die Höhenbeweglichkeit
wird vorzugsweise durch einen Hubtisch bewerkstelligt, der sich
im ausgefahrenen Zustand befindet, wenn die Auftragspalette leer
ist. Ist eine neue Produktlage auf die Auftragspalette aufgebracht,
kann der Hubtisch nach unten bewegt werden, so dass erneut eine
Produktlage von der Lagenbildungseinheit auf das Lagenunterstützungsmittel
und somit auf die Auftragspalette transferiert werden kann. Diese
Ausführungsform
hat den Vorteil, dass die Produktzufuhr, die Lagenbildungseinheit
sowie die Lagentransfereinheit höhenfest
angeordnet werden können,
während
sich die bildende Palette bewegt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird im Bereich der Auftragspalette eine Palettensicherungseinheit
angebracht, die die Produktlagen auf der Auftragspalette sichert.
Die Lagensicherungseinheit ist vorzugsweise eine Palettenwickeleinheit,
mit der die Auftragspalette mit einer Folie umwickelt und dadurch
gesichert wird. Es sind aber auch andere Palettensicherungseinheiten
denkbar, wie z.B. eine Folienschlauchsicherungseinheit, bei der
die Auftragspalette durch einen bereits vorgefertigten Folienschlauch,
in den sie eingeführt
wird, gesichert wird. Bei der Auftragspalettensicherung wird vorzugsweise
so verfahren, dass jeweils eine Lage auf die Auftragspalette aufgebracht und
dann, nach dem Absenken der Auftragspalette um die Höhe einer
Lage, umwickelt wird. Diese Lösung
hat den Vorteil, dass von Anfang an eine stabile Auftragspalette
erzeugt wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass zuerst die gesamte
Auftragspalette erzeugt wird, bevor sie mit der Palettensicherungseinheit
gesichert wird.
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Die
Produkte werden der Auftragspalette vorzugsweise über einen
Förderer,
insbesondere einen Rollenförderer
zugeführt.
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Die
beschriebene Palettiervorrichtung ist vorzugsweise in eine Kommissionieranlage
mit einer Produktpalettenzufuhr, einem Produktpalettenhochregallager,
einer Produktpalettenvereinzelungsstation und einem Produktzwischenspeicher
integriert. In einer solchen Kommissionieranlage werden palettenweise
gleiche Produkte zugeführt
und im Hochregallager gespeichert. Bei Bedarf werden die mit einem Produkt
bestückten
Produktpaletten aus dem Hochregallager abgerufen, einer Vereinzelungsstation
zugeführt,
die die Produkte lagenweise von der Palette abnimmt und so einzeln
einem Zwischenspeicher zuführt.
Aus dem Zwischenspeicher werden die Produkte auftragspalettengerecht
abgerufen und zur Palettiervorrichtung transportiert. Auftragspalettengerecht
bedeutet, dass die Produkte so aus dem Zwischenspeicher abgerufen
werden, dass große
und schwere Produkte, bzw. einheitliche Lagen von Produkten zuerst
auf die Auftragspalette kommen, während einzelne Produkte, die
leichter sind oder von denen keine gesamte Lage mehr gebraucht wird,
weiter oben auf der Palette positioniert werden.
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Da
aber die Produkte, die weiter oben auf der Palette positioniert
werden sollen, auf Grund ihrer Inhomogenität nur noch schlecht mit der
Lagentransfereinheit übergeschoben
werden können,
ist der Greifer vorhanden, der einzelne Produkte ergreift und in korrekter
Position auf die Auftragspalette setzt. Erst recht bei weiteren
Lagen der Auftragspalette ist ein Transfer durch Überschub
von Produkten nicht mehr möglich,
da die vorherige Lage keine einheitlich hohe Oberfläche mehr
besitzt. Der Einsatz des Greifers wird notwendig.
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Dadurch
können
auf Grund der Kombination des Greifers und des Lagenpalettierers
auf schnelle und kostengünstige
Weise Mischpaletten mit homogenen und inhomogenen Lagen erzeugt
werden.
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Des
Weiteren liegt es auch im Bereich der Erfindung, dass durch den
Lagenpalettierer nur Teile von Lagen auf die Auftragspalette aufgebracht
werden, während
gleichzeitig der Greifer in Aktion tritt und den restlichen freien
Platz mit weiteren Produkten oder kleinen Produktgruppen bestückt.
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Aus
diesem Grund ist in solchen Kommissionieranlagen, die nach diesem
Prinzip arbeiten, ein Zentralrechner von Nöten, der bereits bei Auftragseingang
bzw. vor Zusammenstellung der Auftragspalette das gesamte Lagenbild
der Auftragspalette berechnet, damit dementsprechend die Produkte
vom Zwischenspeicher zur Palettiereinrichtung geführt werden
können.
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Eine
Ausgestaltung der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Palettiervorrichtung,
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2 eine
andere schematische Seitenansicht einer Palettiervorrichtung,
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3 eine
schematische Draufsicht auf eine Palettiervorrichtung,
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4 eine
schematische Draufsicht auf eine Kommissionieranlage.
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1 zeigt
eine Vorrichtung zum Palettieren von Auftragspaletten mit einem
Gestell 5, an dem der Greifer 4, die Palettensicherungseinheit 10 sowie
die Lagentransfereinheit 7 befestigt ist. Zur Kommissionierung
von Auftragspaletten werden Leerpaletten benötigt, die in Bodennähe auf der
Leerpalettenzufuhr 13 zugeführt werden. Von dort aus werden
sie dem Hubtisch 9 übergeben,
der sich in eingefahrenem Zustand ebenfalls in Bodennähe auf gleicher Höhe zur Palettenzufuhr 13 befindet.
Ist der Hubtisch 9 mit einer Leerpalette bestückt, wird
er in die Ausgangsposition zum Beladen in die Höhe des Produktzuförderers 11 ausgefahren.
von diesem werden die zu palettierenden Produkte 2 in Richtung 12 angefördert. Zur
Bildung einer Lage werden zuerst einige Produkte 2 angestaut,
die in etwa der Breite einer Palette entsprechen. Diese werden aber
nicht sofort auf die Auftragspalette sondern zuerst auf das Lagenunterstützungsmittel 8 transferiert.
Ist eine Warenreihe entsprechend der Breite der Auftragspalette
vorhanden, so wird die Lagentransfereinheit 7 aktiviert,
um die Lagenreihe auf das Lagenunterstützungsmittel 8 zu
bringen. Sie führt
eine Bewegung aus, die senkrecht zur Richtung 12 der Produktzuführung ist.
Alsdann wird erneut eine Produktreihe entsprechend der Breite der
Auftragspalette angestaut und mittels der Lagentransfereinheit 7 auf
das Lagenunterstützungsmittel 8 transferiert.
Auf diese weise wird auf dem Lagenunterstützungsmittel 8 eine
Produktlage erzeugt. Ist die Produktlage vollständig, wird das Lagenunterstützungsmittel
entfernt, so dass die neu erzeugte Lage auf die Auftragspalette
gleitet. Alsdann wird der Hubtisch 9 etwa um die Höhe der eben
erzeugten Lage nach unten gefahren. Dadurch befindet sich die Oberkante
der Auftragspalette in etwa der Höhe des Produktzuförderers 11,
allerdings mit einem solchen Abstand, dass das Lagenunterstützungsmittel 8 eine Ebene
zum Produktzuförderer 11 bildend
angebracht werden kann. Sobald der Hubtisch 9 abgesenkt
wurde, kann die Lagensicherung der Auftragspalette mittels der Palettensicherungseinheit 10 beginnen.
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Die
Palettensicherungseinheit 10 ist in etwa kreisrund um die
Auftragspalette angebracht, so dass der in der Palettensicherungseinheit 10 laufende
Folienrollenträger 16 um
die Auftragspalette bewegt werden kann. Auf dem Folienrollenträger 16 ist beweglich
gelagert eine Folienrolle 15 angebracht, die jeweils die
oberste Lage der Auftragspalette durch die Bewegung des Folienrollenträgers 16 einwickelt
und damit sichert. Die Palettensicherungseinheit 10 ist
höhenfest
am Gestell 5 befestigt, so dass sie nach jeder Absenkbewegung
des Hubtisches 9 erneut eine Lage sichern kann.
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Erlaubt
es das vom Zentralrechner 30 errechnete Lagenbild für die Auftragspalette
nicht mehr, eine homogene, gleichmäßige Lage auf die Auftragspalette
aufzubringen, werden die Produkte 2 zwar vom Produktzuförderer 11 angefördert, jedoch nicht
mehr über
die Lagentransfereinheit 7 und das Lagenunterstützungsmittel 8 der
Auftragspalette zugeführt,
sondern es wird der Greifer 4 aktiviert, der die angeförderten
Produkte 2 einzeln oder in kleinen Gruppen ergreift und
beliebig auf die oberste Lage der Auftragspalette positioniert.
Der Greifer 4 ist an einem Portal 17 befestigt,
das seinerseits im Gestell 5 beweglich gelagert ist und
eine Bewegung in Richtung 12 durchführen kann. Der Greifer 4 hat
zusätzlich
die Bewegungsmöglichkeiten
in Y und Z Richtung.
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Wurde
die Auftragspalette auf diese Art und Weise erzeugt und gesichert,
so wird sie mittels des Hubtisches 9 wieder in Bodennähe abgesenkt,
so dass sie mittels der Auftragspalettenabfuhr 14 abtransportiert
werden kann.
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4 zeigt
eine schematische Draufsicht auf ein Kommissioniersystem, bei dem
z.B. mit Getränkelagen
bestückte
Paletten über
die Produktpalettenzufuhr 21 in das Produktpalettenhochregallager 22 eingelagert
werden. Das Produktpalettenhochregallager 22 ist ein handelsübliches
Hochregallager mit verschiedenen Zellen 26, die ganze Paletten
aufnehmen können.
Es weist drei Regelbereiche 25a, 25b und 25c mit
Zellen 26 auf, in denen sich die Produktpaletten befinden.
Zwischen den drei Regalbereichen 25a, 25b und 25c befinden
sich zwei Straßen für Regelbediengeräte 27,
die jeweils in den linken und/oder rechten Regelbereich 25a, 25b oder 25c zur
Entnahme von Produktpaletten eingreifen können. Die Produktpaletten werden
dann zur Produktpalettenvereinzelungsstation 23 gebracht,
wo sie lagenweise depalettiert werden, so dass im weiteren System
die einzelnen Produkte 2 weiter verarbeitet werden können. Die
einzelnen Produkte 2 werden nun auf den Förderbändern 28 dem
Produktzwischenspeicher 24 zugeführt.
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Dieser
Produktzwischenspeicher 24 ist als Durchlaufspeicher ausgebildet,
der eine Vielzahl von Durchlaufkanälen 29 neben und/oder übereinander angeordnet
hat, wobei je Durchlaufkanal 29 nur ein bestimmtes Produkt 2 gespeichert
wird.
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In
den Zentralrechner 30 werden die Aufträge für die Produktpaletten eingegeben,
so dass dieser schon vor der Erstellung der Kundenpalette das optimale
Lagenbild dieser errechnen kann. Entsprechend den Ergebnissen der
Berechnung gibt der Zentralrechner 30 Signale über Signalübertragungseinrichtungen 32 an
verschiedenste Einheiten der Kommissionieranlage, wie z.B. die Regelbediengeräte 27,
oder den Produktzwischenspeicher 24. Der Produktzwischenspeicher 24 kann
dadurch so betrieben werden, dass gesteuert Produkte 2 an
die Fördereinrichtungen 31 übergeben
werden können,
so dass zur Palettiervorrichtung 1 bereits die Produkte
in der richtigen Reihenfolge ankommen.
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Auf
diese Weise erhält
die Palettiervorrichtung 1 bereits in vordefinierter Weise
die Produkte 2 für
die Auftragspalette, so dass die Auftragspalette zuerst mit den
homogenen Lagen beschickt wird und erst zum Schluss mit den Einzelartikeln,
die eine Auftragspalette instabil machen könnten, wenn sie sich unten
in der Palette befinden würden.