DE19516369A1 - Transportsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Transport System, bestehend aus einem Wagen, der einer Führungsbahn folgt, wobei der Wagen zur Er­ kennung der Führungsbahn eine Sensoranordnung aufweist.

Transportsysteme des eingangs angeführten Oberbegriffs werden zum Beispiel in Fabrikhallen eingesetzt, um die Waren von einem Materiallager, beispielsweise zu einer Produktionsstätte in der Fabrikhalle, zu transportieren. Hierzu sind zum Beispiel am Boden Markierungen, beispielsweise eine Führungsbahn, vorge­ sehen, denen der Wagen folgt. Um diese Führungsbahn zu er­ kennen, weist der Wagen eine Sensoranordnung auf. Diese Sensor­ anordnung hat die Aufgabe, den Wagen auf der Führungsbahn zu führen. Entsprechend muß die Sensoranordnung eine Kurve der Führungsbahn erkennen und ein entsprechendes Signal abgeben, damit die Steuerung erkennt, daß nun eine Kurve durchfahren werden muß und entsprechende Maßnahmen einleitet.

Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein Transportsystem der eingangs beschriebenen Gattung weiterzu­ entwickeln, so daß es möglich ist, daß dieses fehlerfrei der Führungsbahn folgt und das Transportsystem mit einfachen Mitteln gesteuert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Transportsystem der eingangs angegebenen Gattung und schlägt vor, daß die Sensoranordnung aus mehreren Sensoren besteht, und die Sensoranordnung im wesentlichen quer, über die Führungsbahn vorstehend, angeordnet ist und ein Teil der Sensoren über­ wiegend die Führungsbahn erkennt und ein anderer Teil der Sensoren überwiegend Steuerungsfunktionen des Wagens über­ nimmt.

Durch eine solche Ausgestaltung der Erfindung wird eine sichere Führung des Wagens entlang der Führungsbahn erreicht. Dazu wird ein Teil der Sensoren der Sensoranordnung verwendet. Ein anderer Teil der Sensoren übernimmt Steuerungsfunktionen des Wagens. Diese Steuerungsfunktionen können zum Beispiel das Erkennen von Weichen, Kreuzungen, Markierungen, Abzweigungen oder Haltepunkte sein. Durch diese gelesenen bzw. erkannten Informationen übt die Sensoranordnung eine Steuerungsfunktion aus. In Abhängigkeit von diesen Informationen wird zu ent­ scheiden sein, ob der Wagen an der Kreuzung bzw. Weiche abbiegt oder geradeaus fährt. Es ist hierbei nicht vorgesehen, daß die Sensoren nur einer Gruppe von Aufgaben, entweder dem Erkennen der Führungsbahn oder den Steuerungsfunktionen, zugeordnet sind. Vielmehr ist vorgesehen, daß ein Sensor der Sensoran­ ordnung sowohl die Führungsbahn erkennt bzw. hierzu dient und ebenfalls zum Beispiel gleichzeitig Steuerungsfunktionen er­ füllt.

Es ist gefunden worden, daß es günstig ist, wenn die Sensoran­ ordnung fünf, nebeneinander angeordnete, Sensoren aufweist. Von diesen fünf Sensoren erkennen drei die Führungsbahn, zwei haben überwiegend Steuerungsfunktionen des Wagens.

Ferner sieht die Erfindung vor, daß die Sensoren im wesent­ lichen symmetrisch zur Mittelachse der Führungsbahn auf der Sensoranordnung vorgesehen sind und ein Sensor den Rand der Führungsbahn erkennt. Durch die symmetrische Anordnung ist für jeden Rand der Führungsbahn ein Sensor vorgesehen, der diesen erkennt. Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, daß die beiden Sensoren, die die jeweiligen Ränder erkennen, einen Abstand voneinander aufweisen, der im wesentlichen gleich ist der Breite der Führungsbahn. Durch eine solche Ausgestaltung wird erreicht, daß eine geringfügige Auslenkung des Wagens von der Führungsbahn, beispielsweise bei einer Kurvenfahrt, von diesen Sensoren sofort bemerkt wird und entsprechende Korrekturen eingeleitet werden.

Des weiteren ist es vorteilhaft, wenn ein Sensor für Steue­ rungsfunktionen vorgesehen ist, der den Bereich neben der Führungsbahn abtastet. Informationen über die Führungsbahn, wie zum Beispiel eine Kodierung oder Informationen über eine bevor­ stehende Weiche oder die Weiche selber, können sich beispiels­ weise neben der Führungsbahn befinden. Dieser Sensor, der die Steuerungsfunktionen übernimmt, kann nun zum Beispiel zwischen den Sensoren, die den Rand der Führungsbahn erkennen, vorge­ sehen sein. Er kann auch außerhalb dieses Bereiches liegen. Durch die erste Alternative kann eine sehr kompakte Bauweise der Sensoranordnung geschaffen werden. Durch die zweite Alter­ native wird eine höhere Empfindlichkeit erreicht werden, da die Sensoren zum Beispiel direkt über dem abzutastenden Bereich neben der Führungsbahn angeordnet sind.

Es ist gefunden worden, daß hervorragende Ergebnisse mit Sen­ soren erreicht werden, die als lichtempfindliche Widerstände ausgebildet sind. Die lichtempfindlichen Widerstände sind günstige Bauelemente, die eine hohe Empfindlichkeit aufweisen. Es ist auch möglich, Sensoren zu verwenden, die auf einem anderen physikalischen Effekt beruhen. Solche Sensoren können beispielsweise Magnetsensoren sein.

Auch ist es günstig, wenn zwischen den Sensoren Lichtquellen vorgesehen sind. Die Sensoren, die an der Sensoranordnung vor­ gesehen sind, sind auf der Unterseite des Wagens des Transport­ systems angeordnet. Da die Führungsbahn am Boden verlegt ist, sind die Sensoren gegen den Boden gerichtet und erzeugen selber einen Schatten, der die Erkennung der Führungsbahn beeinträch­ tigen kann. Um aber eine gleichmäßige Erkennung der Führungs­ bahn bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen, wie diese zum Beispiel in Werkhallen der Fall sind (Tageslicht, künstliche Beleuchtung), sicherzustellen, ist es gefunden worden, daß eigene Lichtquellen für die Sensoren Unwegbarkeiten der sonstigen Beleuchtung optimal vermeiden.

Es ist günstig, wenn der Abstand zwischen der Lichtquelle und der Führungsbahn einstellbar ist. Die Lichtquelle, die zum Beispiel ein kegelartiges Lichtfeld besitzt, bildet eine runde Grundfläche. Durch eine Veränderung des Abstandes wird die Höhe des Kegels verändert und gleichzeitig auch die Grundfläche. Dadurch wird die ausgeleuchtete Fläche an der Führungsbahn verändert.

Auch ist es vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen der Sensor­ anordnung und der Führungsbahn einstellbar ist. Auch der Sensor, der die Führungsbahn bzw. den Bereich neben der Füh­ rungsbahn erkennt, weist einen Kegel auf, in welchem er sehr sensitiv ist. Durch Verringerung oder Veränderung der Höhe dieses Kegels, also Veränderung des Abstandes zwischen der Sensoranordnung und der Führungsbahn bzw. dem Boden, kann die Fläche, in welcher eine hohe Empfindlichkeit des Sensors be­ steht, verändert werden. Diese Einstellung findet natürlich ihre Grenzen in einem zu groben Abstand zwischen dem Sensor und der Oberfläche, wenn die Auflösung des Sensors zu gering wird.

Ferner ist gefunden worden, daß es günstig ist, wenn die Licht­ quelle und die Sensoranordnung im infraroten Spektralbereich arbeiten. In diesem Frequenzbereich des elektromagnetischen Spektrums sind im Zusammenwirken mit den Sensoren sehr gute Ergebnisse gefunden worden, die die Führung und Steuerung des Transportsystems sehr erleichtern. Des weiteren ist gefunden worden, daß zum Beispiel bei der Verwendung von Aluminium als Material für die Führungsbahn, im Zusammenwirken mit dem infra­ roten Spektralbereich, der Kontrast zwischen der Führungsbahn und der Unterlage sehr gut ist. Auch sind die Einflüsse durch Streulicht bzw. Verunreinigungen oder Schwärzungen auf der Führungsbahn bei Verwendung infraroten Lichtes tolerierbar gering.

Es ist gefunden worden, daß für den Antrieb des Wagens zwei Elektromotoren vorgesehen sind und die Sensoren auf die Dreh­ zahl je eines Elektromotores einwirken, wobei der Elektromotor ein Antriebsrad auf einer Seite der Führungsbahn antreibt. Die Sensoren erkennen die Führungsbahn und erkennen somit auch Kurven der Führungsbahn. Da die Sensoren auf die Drehzahl der Antriebsräder einwirken, besteht somit ein Mittel, wie die Sensoren durch unterschiedliche Ansteuerung der Antriebsräder eine Kurvenfahrt des Wagens entsprechend der Führungsbahn bewirken.

Hierbei ist gefunden worden, daß der Sensor, der die Führungs­ bahn erkennt, für die Steuerung der Elektromotoren ein analoges Signal erzeugt. Dieses analoge Signal kann zum Beispiel propor­ tional dem Maß der Auslenkung des Sensors gegenüber, zum Bei­ spiel dem Rand der Führungsbahn, sein. Da für die Steuerung der Elektromotoren im wesentlichen mindestens zwei Sensoren vorgesehen sind, wird ein beispielsweise negatives Signal des einen Sensors, weil dieser nicht mehr über der Führungsbahn ist, durch ein entsprechend positives Signal des anderen Sensors begleitet sein, der sich eben gerade über der Führungs­ bahn befindet. Die nachgeschaltete Elektronik bzw. die An­ triebssteuerung der Elektromotoren wird diese analogen Signale derart auswerten, daß eine entsprechende Ansteuerung der Elek­ tromotoren erfolgt, um ein Zurückfahren des Wagens über die Führungsbahn zu ermöglichen. Zum Beispiel ist das Ausgangs­ signal des einen Sensors gleich dem Ausgangssignal des anderen Sensors, wobei dann beispielsweise beide Sensoren über dem Rand der Führungsbahn angeordnet sind. Daraus resultiert dann beispielsweise eine gleich grobe Drehzahl der Elektromotoren, und der Wagen fährt zum Beispiel geradeaus.

Es ist günstig, wenn die Sensoren, die die Steuerungsfunktion des Wagens übernehmen, ein digitales Signal zur Steuerung des Transportsystems erzeugen. Ein digitales Signal, zum Beispiel eine Ja/Nein-Entscheidung, die ein Erkennen einer Markierung an oder auf der Führungsbahn ermöglicht, teilt beispielsweise der Steuerung mit, ob ein gewisser Schritt auf der Wegstrecke ab­ gefahren ist.

Des weiteren ist gefunden worden, daß es günstig ist, wenn die Sensoranordnung einen Kalibriersensor aufweist. Dieser Kali­ briersensor hat die Aufgabe, das Ausgangssignal der ver­ schiedenen Sensoren auf ein gewisses Referenzsignal zu nor­ mieren. Dadurch werden die verschiedenen Beleuchtungseinflüsse, zum Beispiel durch die Lichtquelle aber auch durch Tageslicht oder sonstiges Streulicht in der Halle, berücksichtigt.

Hierbei ist es günstig, wenn der Kalibriersensor mittig über der Führungsbahn in der Sensoranordnung vorgesehen ist. Der Kalibriersensor bezieht sich auf das maximal reflektierte Licht der Führungsbahn.

Es ist günstig, wenn der Kalibriersensor sowohl das analoge wie auch das digitale Signal der in der Sensoranordnung weiter vorgesehenen Sensoren beeinflußt. Der Kalibriersensor wird somit nicht nur zum Erkennen der Führungsbahn verwendet, sondern er dient auch zur Erfüllung der Steuerungsfunktionen der Sensoranordnung.

Des weiteren ist es günstig, wenn der Kalibriersensor die Lichtquellen steuert. Dadurch wird eine gleichmäßige Beleuch­ tung der Führungsbahn bzw. der Bereiche neben der Führungsbahn erreicht.

Die Erfindung kann zum Beispiel in führerlosen Transport­ systemen Verwendung finden.

In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch eine Sensoranordnung eines erfin­ dungsgemäßen Transportsystems,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Sensoran­ ordnung eines erfindungsgemäßen Transportsystems und

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil der Führungsbahn des erfindungsgemäßen Transportsystems.

In Fig. 1 ist gezeigt, wie die Sensoranordnung 1 auf der Unter­ seite eines Wagens 5 vorgesehen ist. Der Wagen 5 weist hierbei zum Beispiel einen Träger 50 auf, an dem die Sensoranordnung 1 mit Hilfe einer Höhenverstellung 10 befestigt ist. Die Höhen­ verstellung 10 wird hierbei beispielsweise aus einem Gewinde­ stab 11 gebildet, der an seinem einen Ende in den Sensorträger 20 eingeschraubt ist. Der Sensorträger 20 weist hierzu ein Gewinde 26 auf. An seinem anderen Ende ist der Gewindestab 11 in ein Gewinde 13 des Trägers 50 eingeschraubt und durch die Mutter 12 gekontert. Durch diese Ausbildung ist mit einfachen Mitteln eine Höhenverstellung bewirkt, es können aber auch andere Höhenverstellungen zum Beispiel mit Hilfe zweier Muttern oder in anderer Weise vorgesehen sein. Der Sensorträger 20, der quer über der Führungsbahn 4 ausgebildet ist, ist zum Beispiel mit zwei Gewindestäben 11, die zusammen die Höhenverstellung 10 bilden, an dem Träger 50 befestigt.

Der Sensorträger 20 trägt die fünf Sensoren 21, 22, 23, 24 und 25. Die Sensoren 21 bis 25 sind hierbei beispielsweise äqui­ distant zueinander geradlinig angeordnet. Der mittlere Sensor 23 befindet sich hierbei zum Beispiel über der Mittelachse 40 der Führungsbahn 4 (Fig. 2). Über den Rändern 41,42 der Füh­ rungsbahn 4 sind die Sensoren 22 und 24 angeordnet. Diese Sensoren 22 und 24 führen den Wagen 5 auf der Führungsbahn 4. Die äußeren Sensoren 21 und 25 tasten den Bereich 45 neben der Führungsbahn 4 ab. Die Steuerungsfunktionen dieser Sensoren 21 und 25 werden später noch erklärt werden.

Der mittig über der Mittelachse 40 vorgesehene Sensor 23 hat eine Kalibrierfunktion, das heißt, seine Aufgabe liegt darin, die Ausgangssignale der Sensoren 21, 22, 24 und 25 so zu normieren, daß die nachgesteuerte Elektronik immer mit gleichen Signalen versorgt werden kann. Der Kalibriersensor 23 wie auch die anderen Sensoren 21 bis 25 weisen einen Aufnahmekegel 27 auf. In diesem räumlichen Bereich sind die Sensoren 21 bis 25 empfindlich. Der Aufnahmekegel 27 des Sensors 23 überdeckt hierbei zum Beispiel die Mitte der Führungsbahn 4, der Kegel 27 der Sensoren 22 und 24 überdeckt ungefähr je zur Hälfte die Führungsbahn wie auch den Bereich neben der Führungsbahn, die äußeren Sensoren 21 und 25 liegen außerhalb der Führungsbahn 4.

Durch die Höhenverstellung 10 ist es möglich, die Größe des Kegels 27 und somit auch die Grundfläche dieses Kegels einzu­ stellen, wodurch auch der Bereich der Empfindlichkeit der Sensoren 21 bis 25 einstellbar ist. Der Sensorträger 20 weist in der Mitte, im Bereich über der Führungsbahn 4, Öffnungen 14 auf, durch die die Führungsbahn 4 von der über dem Sensorträger 20 vorgesehenen Lichtquelle 3 beleuchtet wird. Die Lichtquelle 3 weist ähnlich wie die Sensoranordnung 1 eine beispielsweise mit gleichen Mitteln ausgestattete Höhenverstellung 34 auf. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Lichtquelle 3 zwei Lampen 31 und 32 auf, die je durch eigene Öffnungen 14 die Führungs­ bahn 4 beleuchten. Der Beleuchtungskegel dieser Lampen 31 und 32 ist mit 35 gekennzeichnet und kann durch die Höhenver­ stellung 34 eingestellt werden.

Es ist auch möglich, die Sensoranordnung über der Lichtquelle 3 anzuordnen und entsprechende Aussparungen für die Sensoren in der Halterung der Lichtquelle vorzusehen. Des weiteren ist es möglich, die Lichtquelle 3 wie auch die Sensoranordnung 1 in einem gemeinsamen Träger anzuordnen, wodurch dann die zweite Höheneinstellung, zum Beispiel für die Lichtquelle 3, einge­ spart werden kann.

Die Führungsbahn 4 ist auf dem Boden 6 verlegt. In Fig. 3 ist gezeigt, daß mit der Führungsbahn 4 zum Beispiel eine Weiche 43 oder eine Kreuzung 44 gebildet werden kann. Die Führungs­ funktion des Wagens 5 auf der Führungsbahn 4 wird hierbei von den Sensoren 22 und 24 erfüllt. Diese Sensoren sind durch eine entsprechende Elektronik mit dem Kalibriersensor 23 verbunden, aufgrund derer das Ausgangssignal der Sensoren 22 und 24 normiert ist.

Für die Steuerung des Wagens 5 ist ein analoges Signal der Sensoren 22 und 24 vorgesehen.

In dem in Fig. 3 oben gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Wagen, der hier nicht dargestellt ist, sondern nur seine Sen­ soranordnung 1, an der Gabelung 43 links abgebogen. Für diesen Abbiegevorgang sieht die Steuerung vor, daß der Wagen mit Hilfe des Sensors 24 entlang dem linken Rand 41 der Führungsbahn 4 geführt wird. Die Führungsmöglichkeit des Sensors 22 ist also während des Abbiegevorganges eingeschränkt. Die Führungsfunk­ tion des Sensors 22 wird aber dann wieder eingeschaltet, wenn von dem Sensor 21 ein entsprechendes Steuerungssignal, zum Beispiel ein digitales Signal, abgegeben wird. Dieses Signal wird beispielsweise dann abgegeben, wenn sich der Sensor 21 gerade nicht mehr über dem Teil der Führungsbahn 4 befindet, so wie es in der Zeichnung angedeutet ist. Wenn also der Sensor 21 die Führungsbahn 4 nicht mehr erkennt, wird somit der Steuerung mitgeteilt, daß der Abbiegevorgang beendet ist und der Wagen mit Hilfe der Sensoren 22 und 24 auf dem abbiegenden Teil 45 der Führungsbahn 4 weitergeführt ist.

Ebenso wird der Steuerung beim überfahren einer Kreuzung 44 von den Sensoren 21 und 25 ein zum Beispiel digitales Signal mit­ geteilt, das anzeigt, daß die Kreuzung 44 gerade überfahren wird.

Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.

Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Haupt­ anspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.

Claims (16)

1. Transportsystem, bestehend aus einem Wagen, der einer Führungsbahn folgt, wobei der Wagen zur Erkennung der Führungsbahn eine Sensoranordnung aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sensoranordnung (1) aus mehreren Sensoren (21, 22, 23, 24, 25) besteht und die Sensoranordnung (1) im wesentlichen quer, über die Führungsbahn (4) vor­ stehend, angeordnet ist und ein Teil der Sensoren (22, 23, 24) überwiegend die Führungsbahn (4) erkennt und ein anderer Teil der Sensoren (21, 23, 25) überwiegend Steuerungsfunktionen des Wagens (5) übernimmt.

2. Transportsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoranordnung (1) fünf, nebeneinander ange­ ordnete Sensoren (21, 22, 23, 24, 25) aufweist.

3. Transportsystem nach einem oder beiden der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (21, 22, 23, 24, 25) im wesentlichen symmetrisch zur Mittel­ achse (40) der Führungsbahn (4) auf der Sensoranordnung (1) vorgesehen sind und ein Sensor (22, 24) den Rand (42, 41) der Führungsbahn (4) erkennt.

4. Transportsystem nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (21, 25) für Steuerungsfunktionen vorgesehen ist, der den Bereich (45) neben der Führungsbahn (4) abtastet.

5. Transportsystem nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (21, 22, 23, 24, 25) als lichtempfindliche Wider­ stände ausgebildet sind.

6. Transportsystem nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Sensoren (21, 22, 23, 24, 25) Lichtquellen (3) vorgesehen sind.

7. Transportsystem nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Lichtquelle (3) und der Führungsbahn (4) einstellbar ist.

8. Transportsystem nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Sensoranordnung (1) und der Füh­ rungsbahn (4) einstellbar ist.

9. Transportsystem nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (3) und die Sensoranordnung (1) im infraroten Spektralbereich arbeiten.

10. Transportsystem nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb des Wagens zwei Elektromotoren vorgesehen sind und die Sensoren (21, 22, 23, 24, 25) auf die Drehzahl je eines Elektromotores einwirken, wobei der Elektromotor ein Antriebsrad auf einer Seite der Führungsbahn (4) antreibt.

11. Transportsystem nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (22, 24), der die Führungsbahn (4) erkennt, für die Steuerung der Elektromotoren ein analoges Signal erzeugt.

12. Transportsystem nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (21, 25), die die Steuerungsfunktion des Wagens (5) übernehmen, ein digitales Steuersignal erzeugt.

13. Transportsystem nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoranordnung (1) einen Kalibriersensor (23) aufweist.

14. Transportsystem nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibriersensor (23) mittig über der Führungsbahn (4) in der Sensoranordnung (1) vorgesehen ist.

15. Transportsystem nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibriersensor (23) sowohl das analoge wie auch das digitale Signal der in der Sensoranordnung (1) weiter vorgesehenen Sensoren (21, 22, 24, 25) beeinflußt.

16. Transportsystem nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibriersensor (23) die Lichtquelle (3) steuert.