MX2013000318A - Sistema y metodoautomatizado para recoger y almacenar capas. - Google Patents

Abstract

Un sistema de manejo, almacenamiento, recuperación y construcción de carga recibe las camillas fuente, que portan cargas de producto en capas completas o parciales, las almacena en una variedad de ubicaciones dependiendo de la frecuencia de la demanda por los productos en las mismas y construye capas completas o parciales de productos homogéneos o productos similares sobre las camillas objetivo o de orden, tanto en seleccionas de capas únicas como múltiples, a partir de los productos en las camillas fuente, para ordenar después de recuperar las camillas fuente en una ubicación de camilla de construcción; las camillas son transferidas dentro del sistema sobre estantes de camilla, los cuales son acoplados en forma selectiva a vehículos guiados en forma automática, proporcionando de esta manera una flexibilidad significativa en las ubicaciones de almacenamiento de camilla y en la distancia de transferencia dentro del sistema; se describen aparatos y métodos.

Description

SISTEMA Y MÉTODO AUTOMATIZADO PARA RECOGER Y ALMACENAR CAPAS SOLICITUD RELACIONADA La presente solicitud reclama prioridad del documento de E.U.A. No. de serie 61/631 ,537 presentado el 6 de enero de 2010, la descripción del cual está incorporada en la presente descripción como referencia en su totalidad.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere al manejo de materiales, y más particularmente a un sistema para recibir diversos productos, almacenar productos, crear un ensamble de productos iguales o distintos y descargar el ensamble. Además, la presente invención se refiere a la optimización del movimiento, ensamble y descarga de productos, y a los aparatos y métodos para lo mismo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se conoce proporcionar a unas instalaciones las cuales reciben productos en cantidades, normalmente en primeras camillas que portan productos homogéneos o similares, las cuales localizas esas primeras camillas en posiciones determinadas, las cuales seleccionan esas primeras camillas que portan los productos designados, las cuales construyen una camilla objetivo que tiene una mezcla de productos de una o más primeras camillas, y las cuales descargas entonces la camilla objetivo para llenar otra.

Dichas instalaciones, normalmente son lo suficientemente grandes para manejar cientos o miles de camillas, las cuales pueden variar, con producto en las mismas, desde 680 kilogramos y hasta 2,700 kilogramos aproximadamente, cada una de ellas.

El peso y tamaño de dichas cargas portadas por las camillas presenta obstáculos funcionales y peligrosos para el manejo eficiente de las cargas de productos entrantes, almacenadas y "recogidas" o ensambladas. Por ejemplo, la distancia general entre una ubicación de alimentación, una ubicación almacenada, una ubicación de formación de objetivo y una ubicación de descarga puede ser grande, incrementando el tiempo de desplazamiento entre éstas, y normalmente requiriendo de una función coordinada entre muchas camillas y dispositivos de manejo de productos. El número de estas ubicaciones y estos dispositivos, la coordinación y espacios vacíos requeridos entre éstas, los componentes o dispositivos en movimiento y la separación entre las ubicaciones, todos son enlaces débiles para el objetivo de incrementar la producción total de productos.

Los intentos para posicionar estas ubicaciones respectivas en posiciones más cercanas para una producción total óptima, debido a la variedad de productos manejados, todavía es complicada, por ejemplo, por el tamaño y peso de las camillas utilizadas, por la naturaleza del equipo necesario para el manejo de camillas y carga, y por la necesidad de coordinar el movimiento de componentes sin interferencia.

Por consiguiente, es un objetivo de la presente invención proporcionar aparatos y métodos para mejorar la capacidad de producción total de una operación de recepción, almacenamiento, recolección y descarga de productos en un sistema de manejo de materiales.

Otro objetivo de la presente invención ha sido el de proporcionar aparatos y métodos para el manejo más eficiente de productos a través de dicho sistema.

Otro objetivo de la presente invención ha sido proporcionar un sistema de construcción de carga y descarga de recepción, almacenamiento, recolección de producto, en donde la prioridad de separación de estas estaciones funcionales es una función de los productos manejados con mayor frecuencia.

Un objetivo adicional de la presente invención ha sido el de proporcionar un sistema de manejo de materiales para el manejo y movimiento más eficiente de grandes números de cargas de productos pesados, y para proporcionar flexibilidad en el uso de las camillas que portan la carga a través del sistema.

Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un sistema de manejo, almacenamiento, ensamble y descarga de material mejorado con la capacidad de expansión a medida que crece el volumen de producto.

Un objetivo adicional de la presente invención ha sido el de proporcionar manejo y transporte de camillas mejorado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Con estos objetivos, la presente invención, en una modalidad, comprende un sistema de manejo de materiales que tiene una pluralidad de estaciones, tales como una estación de entrada de camillas fuente; estaciones de almacenamiento de camillas fuentes, una estación de construcción de carga de camillas en donde una carga de producto es construida en una camilla objetivo, y una estación de descarga de camillas fuentes, y en donde las camillas son transportadas entre estaciones de la pluralidad de estaciones, en parte, sobre camillas móviles que son transportadas mediante vehículos guiados automáticos, los cuales se acoplan en forma selectiva a las posiciones y las suministran y una camilla sobre los mismos para una ubicación programada. De manera alternativa, las camillas son portadas directamente en un vehículo guiado automáticos y algunas camillas son transportadas para almacenamiento a través de medios convencionales. Preferentemente, de acuerdo con la presente invención, los productos son ensamblados sobre una camilla objetivo en capas de productos homogéneos o completa o parcialmente similares antes de descargar la camilla objetivo para llenar un orden.

En otro aspecto de la presente invención, la relación espacial de las áreas de almacenamiento de camilla fuente para una estación de construcción de carga, en donde los productos son recogidos desde una camilla fuente y colocados sobre una camilla objetivo, es una función de prioridad de producto, es decir, que las camillas fuente que contienen los productos más frecuentemente requeridos para la construcción de una carga de camilla objetivo están ubicados en una ubicación de almacenamiento más cercana a la estación de construcción de carga que las camillas fuente que portan los productos de uso menos frecuente, todo para disminuir la distancia requerida de desplazamiento de las camillas fuente de demanda más frecuente, y de esta manera mejorar la producción total general.

En otro aspecto de la presente invención, los productos de las camillas fuente movidos a una estación de construcción de carga son colocados sobre una camilla objetivo mediante cualquier dispositivo adecuado, tal como un sistema de recolección de capa de alta velocidad, implementado por un robot de estructura de soporte de área que opera sobre un área acomodando una pluralidad de plataformas de camilla móviles estacionadas. Cada una de estas posiciones puede comprender o volverse una camilla fuente o una ubicación de camilla objetivo, proporcionando de esta manera la flexibilidad extensiva en la construcción de carga y la producción total. Por ejemplo, una camilla fuente vaciada puede volverse una camilla objetivo nueva sin la remoción inicial de la camilla fuente vacia a un banco de almacenamiento de camilla vacia. Además, la construcción de carga negativa puede lograrse removiendo una o más capas de producto desde una camilla fuente, utilizando entonces la camilla fuente parcialmente vacía como una camilla fuente nueva (de inicio).

Estos y otros objetivos y ventajas, se volverán fácilmente evidentes a partir de la siguiente descripción escrita y a partir de los dibujos, en los cuales: BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 , es una ilustración diagramática general que muestra un sistema de manejo de materiales general de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 2 es una vista similar a la figura 1 , aunque incluyendo además una cubierta que muestra de manera general el flujo de las camillas en el sistema, junto con los ejemplos de diversas camillas, cubiertas de producto y flujo AGV; La figura 3 es una vista similar a la figura 1 , pero que muestra únicamente las porciones así denominadas fijas o las ubicaciones del sistema, las otras porciones que no están en la figura 3, pero que en la figura 1 siendo programables y móviles.

La figura 4, es una ilustración diagramática que comprende una arquitectura de computadora análoga, únicamente para propósitos ilustrativos, para ayudar a aclarar la presente invención; La figura 5, es una vista isométrica de un vehículo guiado automático de acuerdo con la presente invención; La figura 6, es una vista isométrica de un vehículo guiado automático de la figura 5, que ilustra varias características de la misma, y de un puesto de camilla móvil, que puede moverse mediante un vehículo guiado automático; La figura 7, es una vista diagramática de una forma de sistema de recolección de capa de alta velocidad de acuerdo con la presente invención; La figura 8, es una capa ilustrativa de una forma de un sistema expandido de la presente invención con un sistema de almacenamiento y recuperación automatizado expandido; y La figura 9, es un diagrama de bloques que ilustra las interfases que se puede operar de un AGV con las operaciones del sistema de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Volviendo ahora a las figuras, la siguiente es una descripción más detallada de la presente invención. Las figuras 1 , 2, 3, 4, y 8, ilustran los componentes generales del sistema, mientras que las figuras 5 a 7, ilustran los detalles de los componentes del sistema.

La presente invención incluye un sistema configurado para presentar camillas de productos homogéneos múltiples (camillas fuente) y camillas de ensamble múltiples (camillas objetivo) para el ensamble automatizado de las capas de producto homogéneas o completa o parcialmente similares en camillas de orden (camillas arco iris) para descarga para llenar ordenes de productos mezclados (o los mismos) en cargas de camillas dimensionadas. El sistema incluye o proporciona en combinación, algunos o todos los siguientes dispositivos o funciones Dispositivos de manipulación robótica incluyen, sin limitación, aparatos de ensamble o construcción de carga, robots articulados, unidades de estructura de soporte lineales, unidades de estructura de soporte de área tales como aquellos de la figura 7 y dispositivos lineales en cantilever.

Unidades sujetadoras de capa (véase la figura 7), de cualquier forma adecuada, que están montados a los dispositivos de manipulación robóticos que serán energizados a través de medios neumáticos, de vacío, electro-mecánicos, hidráulicos, o cualquier combinación de los mismos. Estas unidades pueden recoger, capas de producto ya sea únicas o múltiples, homogéneas o de productos completa o parcialmente similares por cada recolección individual. En algunas aplicaciones, los sujetadores de capa también pueden vaciar una capa única o una porción de las capas múltiples completas o parciales de las camillas objetivo.

Vehículos guiados automáticos (AGV's) o Vehículos de Transportación de Carga, véase la figura 5, que suministrará o transportará las camillas fuente y objetivo ya sea dentro de un patrón de matriz posicionado dentro de los dispositivos de manipulación robóticos que trabajan envolviendo, en el algunos casos, las camillas fuente y objetivo pueden ser presentados previamente fuera de la cubierta de los dispositivos de manipulación robótica para la rápida recolección y entrega de las camillas a una ubicación de operación. Estas áreas de presentación previa son descritas como el almacenamiento "ROM" y "RAM" dentro de este documento, análogo a la ilustración de un diagrama de cómputo como en la figura 4.

Dispositivos auxiliares AGV (véase la figura. 6) se utilizan para ayudar a los AGVs a portar las camillas. Estos dispositivos incluyen, sin limitación, portadores con rodillos portátiles, plataformas móviles de soporte de camillas, portadores de posición portátil (requieren levantamiento en el AGV), puestos de camilla, transportadores de rodillo montados en el AGV, bandas transportadoras montadas en AGV, o un AGV modificado que utiliza un elevador para entregar la camilla a un puesto de carga estática montado de manera permanente en el piso.

Aparato de almacenamiento y recuperación de carga (véanse las figuras 1 y 2) que comprende cualesquiera grúas, transportadores y anaqueles de almacenamiento fijos que son utilizados para almacenar las camillas entrantes o fuente, por ejemplo, en ubicaciones de almacenamiento accesibles, la estructura precisa de los mismos no comprendiendo una parte de la presente invención.

Aparatos de ensamble o construcción de carga (véase la figura. 7) que comprenden sujetadores de producto de cualquier tipo adecuado que son efectivos para transferir artículos a una camilla objetivos y Dispositivos de manipulación robóticos.

Además de lo anterior, las metas y objetivos de la presente invención incluyen, en ningún orden particular • Recolección de capa completo o parcial automática.

• Optimización de flujo de materiales.

• Seguridad incrementada de manejo de bienes materiales en almacén.

• Reducción potencial de daño a los productos.

• Eliminación de la mano de obra por recolección de capas.

• Proporcionar flexibilidad y capacidad de expansión u operaciones futuras.

• Menor dependencia de mano de obra manual para la recolección de las camillas.

• Proporcionar un sistema redundante y modular que maneja los paros de actividades de mantenimiento preventivo con interrupciones mínimas a la producción.

• Capacidad de manejo de capas tanto completas como parciales Los beneficios de la presente invención incluyen: Flexibilidad del sistema Facilidad para producir SKUs nuevos sin impacto en la funcionalidad.

Crecimiento potencial y capacidad de expansión Facilidad de expansión a medida que crece el volumen Redundancia del sistema. Permite una interrupción mínima durante los tiempos fuera de servicio inesperados Modularidad del sistema: Facilidad para intercambiar la mayoría de los componentes dentro y fuera y permite una interrupción mínima al sistema durante el mantenimiento preventivo planeado.

Espacio ocupado por el sistema: El sistema propuesto es relativamente compacto en espacio ocupado considerando la cantidad de automatización que está incorporada junto con todos los demás beneficios a los que se hizo referencia anteriormente.

Capacidad de escalamiento: facilita la modificación del tamaño y los requerimientos de capacidad.

Almacenamiento dinámico y construcción de carga: Facilita el movimiento de producto y camillas económico y mínimo desde la entrada de la camilla fuente hasta la descarga de la camilla objetivo.

Estas y otras ventajas de la presente invención descritas en la presente, serán fácilmente evidentes para aquellos expertos en la materia a la cual se refiere la presente invención.

El sistema/analogía básicos para la arquitectura de cómputo: La presente invención comprende un sistema de manejo de materiales, el cual tiene una analogía, para propósitos descriptivos, con una arquitectura de 'computo, tal como aquella ilustrada en la figura 4. La presente invención proporciona una solución modular y que se puede escalar al manejo de materiales y se puede comparar con una arquitectura de memoria simplificada de computadora, como se muestra en la figura 4. Siguiendo la analogía de cómputo, un sistema de recolección de capa de alta velocidad (HSLP) de la presente invención es el análogo de la Unidad de procesamiento central (CPU) de la figura 4, y las camillas fuente son "bytes" que son almacenados en tres memorias intermedias caché diferentes 30, 30a y 30b (figuras 1 y 4). Cada memoria intermedia proporciona velocidades de acceso diferentes dependiendo de su valor de nivel (Nivel 1 (30b) siendo el más rápido y Nivel 3 (30) siendo el más lento). Por consiguiente, las camillas que son requeridas con menor frecuencia son almacenadas en la memoria intermedia de nivel 3 (30) y las camillas que son requeridas para cada bloque de carga son almacenadas en la memoria intermedia de Nivel 1 (30b).

Una ubicación de almacenamiento de camilla fuente (tipo de memoria intermedia en la cual reside) puede adaptarse en forma dinámica dependiendo de su uso futuro. La transportación de camillas entre las memorias intermedias y hacia y desde el HSLP se implementa mediante una afluencia o una pluralidad de robots móviles, denominados en la presente descripción como vehículos guiados automáticos (AGVs).

La expansión del sistema puede ser implementada incrementando el volumen de memoria intermedia caché adecuado, agregando más AGVs o agregando más potencia de "CPU" (capacidad HSLP).

En la figura 4, los números aplicados son de las otras figuras 1 y 2, por ejemplo, indicando la relación de analogía.

Además, se apreciará que la presente invención, aquí reside en el sistema y procedimientos descritos en la presente descripción. Aunque se utiliza una variedad de mecanismos, procesos de tratamiento, controles, sujetadores y otros componentes estructurales para lograr los movimientos y desplazamiento descritos en la presente descripción, cualesquiera formas adecuadas de hardware y software para lograr estas funciones, y las cuales son fácilmente apreciadas a partir de las descripciones en la presente, se pueden utilizar como tales, estos componentes específicos y otros diferentes de los sistemas y características descritos de manera particular en la presente no comprenden parte de la presente invención reclamada.

Detalle del sistema general: A través de toda esta solicitud y en los dibujos, se hace referencia a una variedad de abreviaturas, tales como las siguientes, con el propósito de descripción y los parámetros de flujo de las camillas, cubiertas, pilas de camillas y los similares: HLSP Recolección de capa de alta velocidad AGV Vehículo guiado automatizado BOT Abreviatura para robot como en el AGV.

ROM Memoria de solo lectura RAM Memoria de acceso aleatorio CPU Unidad de procesamiento central PPD Camillas por día PPH Camillas por hora CPD Cubiertas por día CPH Cubiertas por hora PD Por día PH Por hora Además, y a través de todos los dibujos, las camillas y sus posiciones respectivas son ilustradas en forma gráfica mediante cuadros (tales como el 30 en las figuras 1 y 2), mientras que las posiciones de las camillas en los estantes 22 y AGVs 23 son ilustradas mediante cuadrados circulados como en las figuras 1 y 2, por ejemplo.

Un esquema de la presente invención en una modalidad, se muestra en la figura 1 , con la función o flujos de operación superpuestos en la figura 2. En estas figuras se muestra un sistema de recepción, almacenamiento, recolección, ensamble y descarga de camillas automatizado 10, que incluye • 1. Estación de desenvoltura de camilla y alimentación de camilla en la célula, o memoria intermedia 30; • 2 Grúas AS/RS 21 que contienen en total 760 camillas apiladas únicas · 336 estantes de camilla móviles, 22; • 35 AGVs, en diferentes posiciones que se pueden seleccionar 23; • 2 Sistemas de recolección de capa de alta velocidad (HSLP) 24 con 40 posiciones de camilla 25 en total en una modalidad mostrada; • 1 Pasaje de salida de alimentación conectado con Pre-impresión y aplicación • 1 Impresora de etiquetas; • 1 Apilador de camillas · 2 Envolvedoras por estiramiento 29; y • Estación de alimentación o extracción de paquetes vacíos 48.

Como se observó anteriormente, estos componentes pueden ser de cualquier construcción y componentes adecuados. Los AGVs 23 y los sistemas HSLP 24, junto con los estantes de camilla móviles 22, comprenden los componentes de movimiento y construcción de camillas principales del sistema, estos y otros componentes siendo mostrados para ambientación y claridad del sistema general 10.

Además, el número de componentes es variable, según se desee.

Se apreciará que las grúas AS/RS 2 están localizadas para apilar las camillas fuente en el área de almacenamiento 30 (figura 1) mientras que los dos sistemas HSLP 24 están asociados en forma operativa con el área de ensamble 32 (figura 1 ).

En la figura 1 , existe una estación de alimentación 34, en la cual son recibidas las camillas fuente y son transferidas a las estaciones de desenvoltura y verificación en el 36 y 37. Las camillas rechazadas son transportadas a los pasajes de rechazo 38 para su manejo adicional.

Las camillas fuente ingresan al sistema a través de la estación de desenvoltura 36. Una verificación de contorno en la estación 37 verifica si la camilla insertada cumple con las dimensiones permitidas. Un lector de código de barras (no mostrado) confirma que es la camilla esperada y registra la camilla en el Sistema de control de almacén de cualquier tipo adecuado conectado en forma operativa al sistema de manejo de materiales 10. Si la verificación de contorno fue exitosa y la camilla es la esperada, se solicita a un operador que inspecciones visualmente la camilla y, si está en "buena forma" o de otra manera es aceptable para él, remueve la envoltura plástica De lo contrario, la camilla es enrutada al pasaje de rechazo 38. En el caso de una evaluación positiva, las camillas fuente pueden ser, ya sea desviadas del pasaje de memoria intermedia 39 a uno de los dos pasillos AS/RS en el 30 o son puestas en fila en el pasillo de memoria intermedia 39 listas para ser recolectadas por un AGV móvil 23 para su transportación a otras áreas de almacenamiento programadas 30a, 30b que se observan en la figura 1 y para propósitos de analogía en la figura 7.

El área 30b es primaria o de nivel 1 de caché o memoria intermedia, en la cual, son mantenidas las camillas fuentes con demanda de mayor frecuencia. El área 30b es secundaria o de nivel 2 de caché o memoria intermedia, en la cual, son mantenidas las camillas fuentes que de alguna manera tienen una demanda de menor frecuencia. El área 30, la AS/RS es un tercer nivel en donde se mantienen las camillas requeridas con la menor frecuencia.

Se apreciará que el área AR/RS 30 comprende, en una modalidad, dos filas de estanterías de almacenamiento de camillas fuente para recibir las camillas fuente del pasaje 39 manejadas por una grúa 21 entre las filas. Las filas de estanterías adicionales en un área 30 pueden ser provistas y servidas por las grúas 21 , o grúas similares adicionales (véase la figura 8, por ejemplo).

Los AGVs 23 son los carros móviles rentables o robots 23 (figura 5) que tienen la capacidad de portar un estante de camilla móvil 22 (figura 6). Los AGVs 23 se mueven a lo largo de cables inductivos (tales como cables incrustados en el piso) los cuales proporcionan energía, así como también señales de navegación. Las camillas fuente son transferidas en y fuera del estante móvil en las estaciones de entrega, las cuales son implementadas mediante los dispositivos tipo tenedor de camilla estándar. Los AGVs 23 (figura 5) suministran las camillas vacias, recuperan y regresan las camillas fuente y recolectan las camillas objetivo para y desde el sistema de recolección de capa de alta velocidad (HSLP) 24. Se apreciará que un AGV 23, puede portar una camilla, directamente sobre el mismo, aunque preferentemente, puede ser conectado o acoplado en forma selectiva a un estante de camilla 22 sobre el cual está soportada la camilla para el estante móvil 22 según se desee entre las estaciones. La figura 6, ilustra un AGV 23 acoplado en forma operativa por medio de un pasador 50 (figura 5) a un estante 23.

El HSLP en 24 es implementado mediante un sistema de estructura de soporte de área 40 robot, la cual está equipada con dos puentes (únicamente se muestra uno en forma ilustrativa en. la figura 7). Cada puente está equipado con un Sujetador de capa 100 de cualquier forma adecuada para sujetar las capas de producto totales o parciales o los productos individuales y levantarlos o transportarlos a una ubicación dirigida sobre otra camilla. Estos sujetadores de capa pueden tener diseños diferentes dependiendo de los requerimientos. Utilizando dos tipos de sujetadores diferentes de los sujetadores se puede permitir que el sistema ofrezca la más alta flexibilidad al tipo de empaques. Los sujetadores de capa 100 (no mostrados) comprenden efectores de extremo para la estructura de soporte del sistema 40 y son de sujetadores o extractores de vacio o mecánicos, los detalles de los cuales no son pertinentes para la presente invención.

Por debajo del área de la estructura de soporte del sistema 40, los estantes de camilla móvil 22 pueden ser estacionados dentro de la cobertura de trabajo del sistema 40. Cada posición de camilla puede volverse una ubicación fuente u objetivo. Esto permite utilizar nuevamente una camilla fuente vacía como una camilla objetivo nueva sin el manejo de esta camilla vacia. Este concepto también permite la recolección negativa (tomando, por ejemplo, una capa fuera de una camilla fuente y continuando el uso de la camilla original como una camilla objetivo nueva (de inicio).

El sistema de control de almacén (o cualquier tipo adecuado) maneja el flujo de camilla completo y asigna el orden adecuado de la construcción de camillas para el sistema HSLP. Una función de anticipación inteligente optimiza el orden de selección de camillas dentro de la onda activa con el objeto de reducir al mínimo el movimiento de las camillas hacia y desde el sistema HSLP 24. El componente de manejo de flotilla asegurará una utilización AGV 23 eficiente con atascos de tráfico AGV mínimos y ejecuciones rápidas de la misión. Una vez que se ha completado un orden de camilla, un AGV 23 transferirá la camilla completa a un pasaje de salida 42 (figura 1) o la estacionará temporalmente en una ubicación de almacenamiento abierta cerca de la descarga para satisfacer las reglas de secuencia (por ejemplo, para agrupar camillas apiladas en grupos de dos o tres juntos). Cualquier sistema de control de almacén adecuado puede utilizarse con estos objetivos.

Antes del pasaje de salida 42, cada camilla objetivo ensamblada recibirá una etiqueta y entonces se desvía a uno de los pasajes de envoltura de estiramiento. Antes de la envoltura, las camillas serán levantadas para crear camillas apiladas dobles o triples. Finalmente, las camillas en 29 (figura 2) están listas en el pasaje 42 para recolección en 45 mediante los operadores de montacargas para ser transferidos en el área de apilamiento o directamente cargados en un camión u otro objetivo de descarga.

La figura 2, ilustra la camilla o flujo de material a través del sistema 10 de la figura 1. Las flechas muestran la dirección de las camillas movidas desde una ubicación a otra. El volumen o flujo a través de los números en la figura 2 son únicamente de ejemplo y no constituyen limitaciones de operación, aunque muestran los parámetros de operación de un sistema de acuerdo con la presente invención.

Detalles AGV: Se ilustra un AGV 23 en la figura 5. La potencia y navegación es provista por los medios adecuados, tales como el cableado inductivo en el piso de las instalaciones; aunque se pueden utilizar otros sistemas. El AGV 23, incluye preferentemente dos ruedas laterales 48 y ruedas de pivote de esquina 49.

Cada AGV 23 (del cual existen muchos en el sistema como se muestra en forma de posición, por ejemplo, de manera aleatoria en la figura 1 ) se proporciona con un pasador de acoplamiento dinámico 50, el cual puede ser elevado en forma selectiva para acoplarse con el estante de camilla móvil 22 para impulsar o mover ese estante a través del sistema 10. Un estante de camilla 22 (Figura 6) comprende una superficie de soporte de camilla 51 y cuatro patas 52 sobre las cuales están montadas las ruedas de pivote giratorias 53, de manera que el estante 22 puede ser impulsado alrededor mediante un AGV 23.

El AGV 23, es una plataforma móvil rentable. Es similar a un Vehículo guiado automatizado, aunque debido a que opera en un ambiente contenido, no está equipado necesariamente con el equipo de seguridad normal. Este no cuenta con inteligencia a bordo además del sistema de control de navegación de nivel bajo.

Todos los AGVs son controlados mediante un controlador de Administrador de flotilla de cualquier tipo adecuado, el cual asegura una selección AGV óptima para la siguiente tarea de transporte. El objetivo global de todos los movimientos del AGV es reducir al mínimo los atascos de tráfico con tiempos de transportación y distancias de desplazamiento cortos.

Debido a su altura de construcción pequeña, un AGV 23 puede correr por debajo de los estantes de camilla móviles 22 y acoplado en forma selectiva al mismo mediante una erección positiva del pasador 50.

El pasador dinámico 50 permite el AGV 23 para acoplarse en forma selectiva con un estante de camilla móvil 22, "empujando" de esta manera el movimiento o transporte de éste a la ubicación objetivo deseada (véase la figura 6) cuando se mueve el AGV. La carga útil real todavía es portada por el estante de camilla móvil 22, el cual corre sobre cuatro ruedas de pivote 53. El concepto del pasador 50, evita adicionalmente los movimientos de soporte, giro u otros movimientos para levantar y hacer descender un estante de camilla con carga pesada o incluso descargada como en otros dispositivos y el cual conduce a ciclos de tiempo menores y menor consumo de energía.

Un beneficio clave de este AGV 23 es la cantidad mínima de equipo instalado o fijo requerida para el sistema 10. En la figura 3, por ejemplo, únicamente se muestran los componentes instalados fijos. Por consiguiente, los componentes fijos del sistema 10 incluyen la alimentación, pasaje 39, alimentación del AS/RS 30, los componentes de descarga y el HSLP 24. Los otros niveles caché 30a, 30b, y los otros caches de camilla más cercanos, de fuente primaria son definidos por los estantes de camilla móviles 22 y/o los AGVs 23. Para los propósitos de mantenimiento o limpieza, los carros de camilla móvil 22 y los AGVs 23, pueden ser removidos del sistema.

Haciendo referencia a la figura 9, por consiguiente se apreciará que los AGVs móviles 23 hacen interfase en forma operativa con una variedad de operaciones del sistema 10, que incluye la alimentación de camilla vacía 48, el pasaje de memoria intermedia de camilla 39, la memoria intermedia de camilla dinámica (Sistema 10), la misma recolección de camilla, el sistema de estructura de soporte HSLP (24) y la salida de camilla terminada.

Sistema de recolección de capa de alta velocidad 24 (HSLP): El sistema de recolección de capa de alta velocidad 24 se basa en un concepto de estructura de soporte de área. Este diseño de estructura de soporte de área 40 ofrece tres grados de libertad (X, Y y Z en la figura 7) y por consiguiente tiene la capacidad de alcanzar las diferentes ubicaciones de camilla en el HSLP 24. Véase la figura 3, por ejemplo. En la modalidad preferida, dos "puentes" de estructura de soporte 56, 57 (figura 3) son agregados al marco de la estructura de soporte principal 55. Cada robot de estructura de soporte es controlado por un controlador robot de cualquier tipo adecuado y está equipado con un sujetador de recolección de capa 100 como se observó anteriormente.

Como se observó anteriormente, con el objeto de proporcionar una flexibilidad tipo empaque, la presente invención puede incluir dos o más tipos de sujetadores adecuados diferentes, cada uno de construcción y función adecuada y que incluye tanto sujetadores de capa de vacio y sujetadores de capa de doblado o mecánicos. Dichos sujetadores son adecuados para las cajas corrugadas; artículos y bolsas de envoltura plástica. Estos soportan selecciones de capas múltiples para ciertas configuraciones de camilla y son desplegados en un número creciente de instalaciones a través del mundo.

HSLP: El esquema general del sistema HSLP real 24, se muestra en las figuras 1 , 2 y 3.

El sistema HSLP 24 incluye un marco principal 55 sobre el cual están corriendo dos puentes 56, 57 (figura 3). De manera alternativa, se pueden utilizar cuatro puentes u otro número de puentes. El sistema HSLP 24 está dividido en zonas de seguridad, las cuales realmente sólo son relevantes si un operador tiene que entrar a una de las zonas. En ambos lados, se agrega un pasillo para permitir que un operador llegue al sistema HSLP 24 sin pisar el espacio de navegación de los AGVs 23. Cualesquiera hojas de deslizamiento de capa serán manejadas por los Sujetadores de recolección de capa. Las hojas de deslizamiento son representadas a través de la entrada estándar y son entregadas por los AGVs al sistema HSLP 24.

Otros componentes como los que se describieron ahora de manera general pueden utilizarse en conexión con el sistema 10 y se describen en la presente por claridad y ambiente.

Alimentación y re-abastecimiento del sistema: Todos los inventarios de entrada recibidos en el sistema de recolección y memoria intermedia de capa automatizado 10 serán explorados digitalmente e ingresados en un Sistema de control de almacén de cualquier tipo adecuado. El sistema de administración de almacén mantiene el control del inventario y rastrea el producto todo el tiempo a través del sistema hasta que el producto en camilla final es pasado a un control de descarga en el envolvedor por estiramiento final. Durante este tiempo, el control de descarga tendrá visibilidad completa del inventario completo en el sistema de recolección y memoria intermedia de capa automatizada 10.

Una vez que una camilla fuente es explorada digitalmente y antes de la inducción en el AS/RS 30, la camilla será desenvuelta manualmente. La estación de exploración digital de código de barras será parte de la estación de desenvoltura manual y el procedimiento de exploración digital será realizado manualmente también por un operador.

Sistema de almacenamiento de camilla 30: Un sistema de almacenamiento de camilla (AS/AR) 30 comprende, en una versión adecuada, dos pasillos grúas AS/RS, las cuales mantienen las posiciones de las camillas 760, por ejemplo.

Los controles se basan en cualquier plataforma PLC adecuada. Una grúa está diseñada para realizar 1 10 misiones de transporte de camilla únicas por hora. Esto significa que puede transportar 1 10 camillas dentro o fuera del AS/RS o puede, por ejemplo, mover 55 camillas hacia adentro y 55 camillas hacia afuera por hora o cualquier combinación entre éstas.

Todas las bandas transportadoras de camilla son estándar a las bandas transportadoras como se muestra en la presente. Cada banda transportadora tiene su caja impulsora VFD local, lo cual simplifica la instalación, puesta en servicio y pruebas.

Sistema de código de barras y etiquetado con impresión previa: Las camillas de orden de camillas completadas recibirán una etiqueta con código de barras para cada pila antes de ser transferidas a la envoltura por estiramiento. Las etiquetas pueden ser impresas previamente. Este esquema creará algunos ahorros en costos sobre la impresión a largo plazo para los clientes.

Sistema de cercado y seguridad: El sistema completo 10 será cercado con el objeto de proteger a las personas de caminar dentro del sistema de recolección de capa automatizado.

En ciertas ubicaciones están localizadas puertas de entrada para permitir que los operadores y personal de mantenimiento tengan acceso al espacio de trabajo. En estas puertas de entrada, las cajas de control del usuario están localizada para solicitar la entrada y para hacer retroceder al sistema en un modo automático después de que todos han dejado la célula o cobertura de trabajo.

Las áreas de entrada / salida de camillas estarán equipadas con cortinas de silencio ligeras, lo cual evitará que los operadores caminen en la célula a través de una ventana del transportador.

El aplicador de etiquetas previamente impresas estará localizado después del preparador de camillas en capas y antes de la transferencia a los envolvedores por estiramiento.

Las ordenes completas pueden preparase en camillas como una Orden de camilla única, en la cual, la orden consiste en una camilla inferior únicamente con los diversos productos apilados en capas hasta 106 pulgadas (2,692 mm) de alto, por ejemplo. Además, las ordenes completadas pueden ser preparadas en camillas como una Orden de camilla apilada, en la cual, la orden consiste en 2 o más camillas, cada una con su propio grupo de producto. Estas camillas pueden ser apiladas en la parte superior una de la otra y pueden ser de hasta 106 pulgadas (2,692 mm) de alto combinadas, por ejemplo.

El sistema de control de almacén asegurará que las camillas en pares sean construidas en la secuencia adecuada.

Expansión a futuro: Se puede implementar fácilmente una expansión a futuro agregando más robots de estructura de soporte con el objeto de incrementar la producción total en el HSLP 24. Se puede agregar más capacidad de memoria intermedia para acomodar SKUs más activos en el almacenamiento en 30 y se pueden proporcionar más AGVs 23 para soportar el tráfico de camillas incrementado o definir todavía cachés de camilla adicionales sensibles al criterio de demanda. Como un ejemplo, la FIG. 8, ilustra un sistema expandido que tiene seis filas de anaqueles de almacenamiento de camilla servidos por tres grúas 21 , todas las camillas alimentadas a través de un pasaje 39 desde la alimentación 34.

Por consiguiente, en una modalidad, la presente invención comprende un sistema de manejo de materiales para recibir, almacenar y ensamblar productos e incluye un aparato de almacenamiento de carga; el aparato de ensamble de carga; una pluralidad de vehículos de portación de carga independientes; una pluralidad de plataformas de soporte de carga independientes; un acoplamiento para acoplar en forma selectiva juntos dichos vehículos y dichas plataformas; dichos vehículos siendo móviles para transferir dichas plataformas entre el aparato de almacenamiento de carga y el aparato de ensamble de carga.

La presente invención también contempla un sistema de manejo de materiales para revisar, almacenar y ensamblar productos sobre camillas y que incluye una pluralidad de plataformas de soporte de camillas; una pluralidad de vehículos acoplados en forma selectiva para seleccionar las plataformas dé soporte de camilla de dicha pluralidad; dichos vehículos siendo guiados en forma automática para transferir dichas plataformas dentro de dicho sistema.

También, la presente invención también contempla un sistema de manejo de materiales para manejar las camillas y productos en las mismas y que comprende: una alimentación de camilla fuente; un primer aparato de almacenamiento y recepción de camilla fuente para recibir las camillas de entrada y almacenarlas en el mismo: un aparato de construcción de carga para transferir las capas de productos homogéneos o similares desde una camilla fuente a una camilla objetivo sensible a una orden de producto; una pluralidad de vehículos guiados automáticos; una pluralidad de estanterías de camilla móvil; un acoplador para acoplar en forma selectiva un vehículo a un estante de camilla; dichos vehículos y dichos estantes siendo móviles a lo largo de las trayectorias previamente determinadas para transferir camillas a dicho aparato de almacenamiento y recepción y dicho aparato de construcción.

La presente invención contempla adicionalmente un método para la construcción de una camilla con una mezcla de productos en la misma y que incluye los pasos de recibir y almacenar las camillas fuente en una primera ubicación; transferir las camillas fuentes sobre una plataforma móvil a un aparato de construcción de camilla objetivo; mover la plataforma con un vehículo guiado en forma automática; construir una camilla sobre una plataforma con capas de productos homogéneos o similares tanto en una sola capa como en capas múltiples de selección para ordenar.

Por consiguiente, se apreciar que la presente invención contempla un sistema de recolección y almacenamiento de capa automatizado, el cual es modular, se puede escalar, expandir y el cual proporciona un aparto y métodos de almacenamiento dinámico y construcción de carga.

Estas y otras ventajas y modificaciones de la presente invención serán apreciadas fácilmente por aquellos expertos en la materia a partir de la descripción y dibujos anteriores, sin alejarse del alcance de la presente invención, y el solicitante pretende estar atado únicamente por las reivindicaciones anexas a la misma.

Claims (13)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1. Un sistema de manejo de materiales para recibir, almacenar y ensamblar productos, y que incluye: aparatos de almacenamiento de carga; aparatos de ensamble de carga; una pluralidad de vehículos de transporte de carga independientes; una pluralidad de plataformas de soporte de carga independientes; un acoplamiento para acoplar juntos en forma selectiva dichos vehículos y dichas plataformas para el movimiento de las plataformas mediante los vehículos; dichos vehículos siendo móviles para transferir dichas plataformas entre el aparato de almacenamiento de carga y de ensamble de carga.

2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho aparato de almacenamiento de carga comprende un aparato de almacenamiento fijo y por lo menos una caché de almacenamiento que se puede programar definida por las posiciones de dichas plataformas próximas a dicho aparato de ensamble, y más cerca del mismo que dicho aparato de almacenamiento fijo.

3. Un sistema de manejo de materiales para revisar, almacenar y ensamblar productos sobre camillas, y que incluye: una pluralidad de plataformas de soporte de camillas; una pluralidad de vehículos acoplados en forma selectiva a las plataformas de soporte de camilla seleccionadas de dicha pluralidad; dichos vehículos siendo guiados en forma automática para transferir dichas plataformas dentro de dicho sistema.

4. El sistema de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque incluye un aparato de ensamble de producto dispuesto sobre una pluralidad de dichas plataformas para ensamblar capas de productos homogéneas o similares sobre las camillas objetivo desde las camillas fuente.

5. Un sistema de manejo de materiales para manejar camillas y productos en las mismas, y que comprende: una alimentación de camillas fuente; un primer aparato de almacenamiento y recepción de camillas fuente para recibir las paletas de alimentación y almacenarlas en el mismo; un aparato de construcción de carga para transferir capas de producto homogéneas o similares desde una camilla fuente a una camilla objetivo en respuesta a una orden de producto; una pluralidad de vehículos guiados automáticos; una pluralidad de estantes de camilla móviles; un acoplador para acoplar en forma selectiva un vehículo a un estante de camilla; dichos vehículos y dichos estantes siendo móviles a lo largo de trayectorias previamente determinadas para transferir camillas desde dicho aparato de almacenamiento y recepción y dicho aparato de construcción.

6. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque dichos estantes de camilla están agrupados para definir otro aparato de almacenamiento y recuperación para las camillas recibidas desde dicha alimentación; dicho otro aparato de almacenamiento y recuperación dispuesto más cerca de dicho aparato de construcción que dicho primer aparato de almacenamiento y ensamble.

7. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, . caracterizado además porque dicho aparato de construcción comprende un aparato de sujeción de producto para sujetar y mover las capas de productos homogéneos o similares tanto en selecciones de capa únicas o múltiples desde las camillas en un estante a camillas en otro estante.

8. El sistema de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque por lo menos un estante está acoplado en forma operativa a un vehículo bajo dicho aparato de construcción.

9. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque dicho primer sistema de almacenamiento y recuperación de camilla fuente e incluye adicionalmente otro sistema de almacenamiento y recuperación de camilla fuente definido por los estantes de camilla en las ubicaciones que se pueden programar como una función de frecuencia de demanda de producto.

10. Un método para construir una camilla con una mezcla de productos en la misma y que incluye los pasos de: recibir y almacenar camillas fuente en una primera ubicación; transferir las camillas fuente sobre una plataforma móvil a un aparato de construcción de camilla objetivo; mover la plataforma con el vehículo guiado en forma automática; construir una camilla sobre una plataforma con capas de productos homogéneos o similares tanto en selecciones de capas únicas o múltiples para ordenar

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque incluye el paso de almacenamiento adicional de las camillas fuente sobre dichas plataformas en segundas ubicaciones diferentes de las primeras ubicaciones.

12. El método de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque incluye el paso de reducir la mínimo la distancia entre dicha segunda ubicación y una ubicación en donde los productos son construidos para ordenar.

13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque define la posición de dicha segunda ubicación como una función de los productos de construcción más frecuente.