IT201900007749A1 - Sistema di magazzino e robot smistatore per l’impiego in tale sistema di magazzino - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo: “Sistema di magazzino e robot smistatore per l’impiego in tale sistema di magazzino”

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce al settore dei sistemi di magazzino. L’invenzione è stata sviluppata con particolare riguardo ad un sistema di magazzino comprendente robot in grado di prelevare, trasportare e consegnare contenitori da e verso differenti zone di magazzino. L’invenzione riguarda inoltre uno di questi robot.

Ai fini della presente descrizione, definiamo un tale tipo di robot come “robot smistatore”.

Sfondo tecnologico

Sono noti sistemi di magazzino che comprendono scaffalature su cui sono immagazzinati contenitori che vengono movimentati attraverso robot manipolatori, navette, trasportatori, e mezzi simili. Sono anche noti sistemi di magazzino che comprendono pile di contenitori appoggiati al suolo, che vengono movimentati attraverso un carroponte montato sul soffitto del magazzino.

I sistemi di magazzino della tecnica nota sono molto rigidi nella loro implementazione, risultando efficienti solo quando sono definite precise regole di movimentazione e dimensionamenti esatti dei contenitori utilizzati e dei percorsi dei mezzi di prelievo. Sotto questo profilo, diventa praticamente impossibile modificare un sistema di magazzino esistente nel caso di mutate esigenze, ad esempio nel caso si debbano gestire prodotti diversi da quelli per cui il sistema di magazzino era stato originariamente progettato, oppure in seguito all’incremento dell’attività e quindi del numero di prodotti e contenitori da gestire.

Inoltre, i sistemi di magazzino noti sono generalmente inaccessibili agli operatori umani, se non in via del tutto eccezionale quando occorra provvedere alla manutenzione, ed anche in tal caso, i prodotti e i contenitori immagazzinati risultano generalmente inaccessibili o comunque bloccati in posizione sino al ripristino delle funzionalità. Ciò significa che in caso di guasto o interruzione del sistema di magazzino, le operazioni di gestione dei prodotti immagazzinati non possono essere effettuate temporaneamente da operatori umani, ma rimangono ferme sino al ripristino del sistema.

Questi ed altri inconvenienti, che il tecnico esperto può rilevare dalla propria conoscenza del settore e dei sistemi di magazzino noti, comportano la necessità di rispondere a crescenti esigenze di flessibilità di consegna, immagazzinamento e prelievo di prodotti in un magazzino automatizzato, che possa rispondere ai requisiti di quella che viene detta “automazione a basso rischio” (“Low Risk Automation”), ossia automazione di magazzino che riduca drasticamente il rischio di fermo. Questa esigenza, comune a tutti i tipi di settori e di prodotti gestiti in un sistema di magazzino, è molto sentita nel settore della grande distribuzione organizzata, specie di prodotti alimentari, ed in particolare per prodotti freschi quali frutta, verdura, latticini e simili, per i quali i tempi di immagazzinamento e consegna sono generalmente molto ridotti.

Sintesi dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di risolvere i problemi della tecnica nota, fornendo un sistema di magazzino che sia flessibile e in grado di rispondere ai requisiti della Low Risk Automation. Un altro scopo dell’invenzione è quello di realizzare un sistema di magazzino economicamente e facilmente espandibile e modificabile a seconda delle esigenze dell’utente. Un altro scopo dell’invenzione è quello di realizzare un sistema di magazzino che possa essere condiviso sia da operatori umani che da robot. Un altro scopo dell’invenzione è quello di fornire un robot smistatore che sia versatile, economico e di facile impiego, manutenzione e programmazione.

Secondo un primo aspetto, viene descritto un sistema di magazzino comprendente uno o più robot smistatori. Ciascun robot smistatore può comprendere due coppie di braccia con attrezzi, ad esempio mani di presa, atti ad eseguire funzioni di movimentazione di contenitori di vario genere e dimensioni. Il robot manipolatore può ad esempio prelevare e depositare contenitori di vario tipo, stoccare a terra o su piani di soppalco i contenitori in posizioni variabili e programmabili, prelevare i contenitori da pile, sia singolarmente che come sotto-pile, trasportare i contenitori in varie posizioni e con traiettorie diverse, ad esempio rettilinee, curvilinee o miste, in modo programmabile e quindi variabile in base ai parametri di un software, nonché lavorare in collaborazione con operatori umani.

Secondo un aspetto particolare, il robot smistatore può muoversi liberamente in uno spazio programmabile. A tale scopo, il robot smistatore può essere dotato di un sistema di visione, con relativi sensori di sicurezza. Secondo un altro aspetto, il robot smistatore si muove autonomamente. Esso può essere alimentato tramite accumulatori, ad esempio batterie al litio montate a bordo, oppure in alternativa o in aggiunta mediante tecnologia ad induzione o capacitiva.

Secondo un aspetto particolare, il robot smistatore può comprendere coppie di bracci dotati alle loro estremità di attrezzi. Gli attrezzi montati all’estremità dei bracci possono essere in grado di movimentare i contenitori da un lato all’altro del robot stesso. Gli attrezzi possono essere mani di presa e possono essere realizzati in vario modo, a seconda del tipo di contenitore e/o di prodotto che occorre trasportare o manipolare. Secondo un altro aspetto, il robot smistatore può comprendere due coppie di braccia che possono sollevare ed operare in modo indipendente l’una dall’altra, anche contemporaneamente.

Secondo un altro aspetto, il sistema di magazzino è gestito da un software che può realizzare le varie funzioni richieste, che possono comprendere la gestione dell’area di magazzino e dei relativi prodotti immagazzinati in essa, la gestione delle modalità di lavoro dei robot smistatori e la guida sui vari percorsi definiti nel sistema di magazzino, la gestione delle funzioni di prelievo, trasporto e deposito dei contenitori immagazzinati, e/o la gestione della interfaccia e dell’interazione con i sistemi esterni, quali ad esempio un sistema gestionale o di contabilità aziendale.

Il sistema di magazzino secondo la presente invenzione presenta importanti vantaggi, fra cui un’elevata flessibilità di impiego, con zone e fasi di introduzione semplici e facilmente programmabili. Esso consente inoltre un’installazione in tempi brevissimi in modo da ridurre considerevolmente il “time to market”. La flessibilità del sistema di magazzino implica un suo deprezzamento finanziario estremamente ridotto, così come la trasferibilità totale del sistema in altro sito e per altra destinazione d’uso. Un altro vantaggio è l’affidabilità molto elevata, poiché in caso di anomalia il sistema può funzionare anche manualmente. Inoltre, in caso di malfunzionamento di uno o più robot smistatori, i rimanenti robot smistatori possono continuare a lavorare, eseguendo le stesse funzioni. Un altro vantaggio è dato dalla manutenzione estremamente ridotta, che può comunque essere eseguita su singoli robot smistatori al di fuori del ciclo produttivo, senza fermare il sistema di magazzino. Un altro vantaggio è l’integrazione semplice e totale con altri sistemi o con software di livello superiore. Vantaggiosamente, il sistema di magazzino della presente invenzione può lavorare in collaborazione con operatori umani.

Secondo un altro aspetto, viene descritto un robot smistatore che può muoversi in modo libero e programmabile fino a raggiungere uno o più punti di carico/scarico prodotto predefiniti. Il prodotto può essere stoccato a terra o su un qualunque supporto di ulteriore movimentazione, come ad esempio una rulliera, un nastro trasportatore e simili. Il prodotto può essere singolo o multiplo su pile, su scaffale o su qualunque supporto ad una altezza variabile da quota zero (terra) fino ad una quota massima definita in sede di progetto del robot smistatore.

Secondo un aspetto particolare, per le funzioni di carico e scarico, il robot smistatore può attivare stabilizzatori con riscontro a terra, allo scopo di prevenire problemi di sbilanciamento, inclinazione e flessione della struttura. Gli stabilizzatori preferibilmente hanno un ingombro minimo e permettono, in caso di necessità particolari, di ottenere posizioni meccaniche molto precise.

Si sottolinea che le posizioni di prelievo e deposito possono essere di qualunque genere, ad esempio a terra, oppure sopra a supporti esterni come scaffali o tavoli, come anche su dispositivi di movimentazione, convogliatori, rulliere, nastri trasportatori, e così via. La quantità di contenitori che possono essere prelevati e depositati è variabile da uno a un limite massimo imposto dal progetto del sistema di magazzino e del robot smistatore, e può essere calcolata e gestita dal programma software di movimentazione.

In sostanza, le caratteristiche del sistema di magazzino della presente invenzione è in grado di creare zone di immagazzinamento di forma variabili, con percorsi rettilinei, curvilinei o misti, sia predeterminati che immediati, calcolati o individuati dai robot smistatori o dal programma software a seguito della disposizione assunta dai contenitori e dalle pile di contenitori. E’ inoltre possibile creare altezze di deposito variabili in base alla tipologia di prodotto ed alle caratteristiche fisiche dello stesso. E’ anche possibile creare aree di stoccaggio in condizioni ambientali diverse quali: temperatura, ossigeno, assenza di luce esterna, ecc. E’ inoltre possibile creare aree di stoccaggio in ambienti con limitazioni fisiche ed ostacoli quali colonne, macchinari esistenti, o in ambienti in cui debbano essere delimitate zone virtuali da lasciare libere, quali passaggi pedonali, spazi di fuga, corsie di lavoro e scorrimento mezzi, eccetera. E’ anche possibile trasferire contemporaneamente su uno stesso robot smistatore più contenitori con una stessa destinazione o destinazioni diverse. E’ ulteriormente possibile disimpilare o impilare prodotti e contenitori, prima e dopo la movimentazione.

Il sistema di magazzino della presente invenzione può essere gestito da un software che è in grado di supervisionare il flusso dei robot smistatori, gestendone i percorsi ed evitando le interferenze degli uni con gli altri, in modo da ottimizzare le sequenze operative di lavoro. Il software può tenere conto dei vincoli fisici dei robot smistatori, come ad esempio gli ingombri, il peso, la velocità e l'accelerazione massima, e coordinare di conseguenza il loro lavoro in rapporto a detti vincoli.

In particolare, il software può comandare missioni di deposito dei contenitori a bordo dei robot smistatori, in modo da gestire carichi e scarichi singoli o multipli. Il software può combinare missioni in modo da gestire la movimentazione dei robot smistatori in posizioni diverse sia in fase di carico che di scarico. Il software può gestire carico e scarico con funzioni di impilaggio e dis-impilaggio locale. Il software può combinare le missioni in modo da gestire sequenze di contenitori in fase di prelievo e deposito. Il software può evitare missioni di lavoro per cui l’altezza di prelievo sia superiore a quella di deposito a bordo. Il software può evitare missioni in cui la pila che si intende prelevare ha altezze maggiori di quelle che un determinato robot smistatore può contenere o portare. Il software può determinare i percorsi per i robot smistatori, ad esempio evitando percorsi complessi nel caso in cui occorra privilegiare i tempi di trasferimento rispetto alla ottimizzazione dei volumi di trasporto, e viceversa. Il software può coordinare i trasferimenti di contenitori per ottimizzare lo stock in magazzino. Il software può gestire l’inventario di magazzino in modo costante.

Oltre alle funzioni precedentemente descritte, il software può attuare anche tutte le funzioni per il controllo on-line dei robot smistatori, incluse le relative anomalie. In particolare, il software può

- segnalare anomalie per ogni singolo robot smistatore, con descrizione e dettagli tecnici;

- visualizzare lo stato di tutti i sensori di bordo e di tutte le apparecchiature di movimentazione;

- visualizzare lo stato delle alimentazioni di potenza e di logica elettronica; - visualizzare lo stato di tutte le apparecchiature a terra, degli accessori e del sistema complessivo;

- visualizzare lo stato del sistema di comunicazione, con i dettagli di misura; - visualizzare una interfaccia che riporti l’analisi delle anomalie e delle incongruenze;

- gestire gli interventi di manutenzione e la relativa registrazione storica. il sistema di magazzino della presente invenzione può trovare utile applicazione in svariati ambiti e settori, incluso, a titolo di mero esempio: - lo stoccaggio e il picking di cassette di verdura nella GDO;

- lo stoccaggio e il picking di contenitori nei prodotti freschi della GDO; - lo stoccaggio e il prelievo di contenitori in aree di consolidamento per e-Commerce;

- lo stoccaggio e la movimentazione di merce in celle frigorifere o a temperatura controllata, (ad es.4°C);

- lo stoccaggio e la movimentazione di merce presso utilizzatori 3PL (Third Party Logistics)

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue di una forma preferita di attuazione, con riferimento ai disegni annessi, dati a titolo di esempio non limitativo, in cui:

- la figura 1 è una vista in prospettiva di un magazzino che impiega un sistema di movimentazione di contenitori secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista in prospettiva di un robot smistatore da impiegare nel sistema di movimentazione di contenitori della figura 1;

- le figure 3 - 10 sono viste in prospettiva del robot smistatore della figura 2 illustrato in una sequenza di fasi operative in cui un contenitore viene prelevato da una pila di contenitori per il suo trasporto a destinazione;

- le figure 11 - 12 sono viste in prospettiva del robot smistatore della figura 2 illustrato in una sequenza di fasi operative in cui un contenitore a bordo del robot viene depositato su una rulliera del magazzino della figura 1; e - la figura 13 è una vista in prospettiva di una variante di robot smistatore da impiegare nel sistema di movimentazione di contenitori della figura 1.

Descrizione dettagliata

Con riferimento ora alla figura 1, è illustrato in prospettiva un esempio di magazzino comprendente contenitori 10. I contenitori 10 possono essere di vario genere e tipo, e possono essere disposti l’uno sull’altro in modo da formare pile 12. Le pile 12 possono essere di altezza variabile, a seconda del numero e del tipo di contenitori 10 che le compongono. Nella figura 1 sono ad esempio illustrate pile 12 formate da tre contenitori (pila 12a), da quattro contenitori (pila 12b), da cinque contenitori (pila 12c), da sei contenitori (pila 12d) e da sette contenitori (pila 12e) tutti uguali fra loro come dimensioni. Tuttavia, i contenitori 10 potrebbero essere fra loro differenti, e ad esempio potrebbero avere uguali dimensioni in pianta, ma altezza diversa, ad esempio altezze multiple di un modulo unitario. Per semplicità di esposizione, nelle figure sono stati illustrati a titolo di esempio non limitativo contenitori 10 in forma di cassette rettangolari, di uguali dimensioni e prive di coperchio. I contenitori 10 possono essere incastrati gli uni sugli altri grazie ad innesti dalla geometria complementare ricavati sui bordi superiori ed inferiori dei contenitori 10.

Ai fini della presente descrizione, una pila 12 può essere formata anche da un solo contenitore 10, e analogamente un solo contenitore 10 può essere trattato alla stregua di una pila, come indicato con il riferimento 12f nella figura 1. Laddove non risulti diversamente evidente ad un tecnico esperto, la descrizione che segue e i principi dell’invenzione dovranno intendersi applicabili sia a contenitori singoli che a pile di contenitori, incluse porzioni di pile, che definiamo ”sotto-pile“, indipendentemente dal termine specifico utilizzato (contenitore, pila, sotto-pila).

Il magazzino comprende zone predisposte per le tipiche operazioni di immagazzinamento e smistamento di prodotti di vario genere, che vengono collocati nei contenitori 10 ad esempio in corrispondenza di zone di carico 11a e prelevati dai contenitori 10 ad esempio in zone di prelievo, o “picking”, 11b. Nelle zone di carico e prelievo dei prodotti possono essere predisposti sistemi di movimentazione dei contenitori di tipo tradizionale, come ad esempio le rulliere 13 illustrate nella figura 1. Naturalmente, i contenitori 10 possono essere consegnati al magazzino già pieni di prodotti, come ad esempio avviene nel caso dei magazzini di prodotti freschi nel settore della grande distribuzione organizzata (GDO). Analogamente, i contenitori 10 possono lasciare il magazzino pieni di prodotti. Il magazzino può inoltre comprendere scaffali, tavoli di appoggio e altre strutture tipiche e note nel settore.

Il magazzino illustrato nella figura 1 comprende una zona di immagazzinamento 11c dove i contenitori 10 vengono temporaneamente immagazzinati, organizzati nelle pile 12. Attorno alle pile 12 sono definiti percorsi di accesso P, percorribili da operatori umani e/o da uno o più robot smistatori 14. Nella figura 1 la zona di immagazzinamento 11c ha una disposizione regolare, con file regolari di pile 12 che definiscono percorsi di accesso P rettilinei. Tuttavia, il sistema della presente invenzione consente di gestire un magazzino in cui le pile 12 di contenitori 10 possono essere distribuite in modo diverso, anche lungo percorsi di accesso curvilinei o misti, senza necessità di predisporre uno schema rigido nella disposizione delle pile 12 di contenitori nella zona di immagazzinamento 11c.

Ciascun robot smistatore 14 può spostarsi fra le pile 12 di contenitori 10 muovendosi lungo i percorsi di accesso P. Ciascun robot smistatore 14 è preferibilmente del tipo a guida autonoma ed è in grado di muoversi liberamente in uno spazio programmabile tramite un sistema di visione e relativi sensori di sicurezza che gli consentono di spostarsi in sicurezza fra le pile 12 di contenitori, seguendo una logica di automazione programmabile. L’alimentazione di ciascun robot smistatore 14 può essere realizzata tramite accumulatori montati a bordo. In aggiunta o in alternativa, i robot smistatori 14 possono essere alimentati in modo noto mediante altre tecnologie, ad esempio con sistemi ad induzione o capacitivi. I robot smistatori 14 sono connessi senza fili, ad esempio via radio, con uno o più nodi remoti di elaborazione e trasmissione dati, che possono comprendere server singoli, reti di computer, cloud server, dispositivi portatili quali tablet e smartphone, e ogni loro combinazione nota nel settore.

Il magazzino può anche essere realizzato su più piani, ad esempio predisponendo strutture multipiano prefabbricate o metalliche, preferibilmente di tipo antisismico. In base ai flussi ed alle esigenze operative, il trasferimento dei contenitori 10 fra i piani della struttura multipiano può essere eseguito mediante elevatori per contenitori di tipo noto, oppure anche con la movimentazione diretta dei robot smistatori 14 che si trasferiscono autonomamente da un piano all’altro mediante elevatori predisposti allo scopo.

Come meglio visibile nella figura 2, il robot smistatore 14 comprende una base 16. La base 16 è mobile, ad esempio su ruote. Nella base 16 sono alloggiati stabilizzatori 18, preferibilmente comprendenti una coppia di bracci alloggiati all’interno della base 16 ed estraibili a comando per stabilizzare il robot smistatore 14 durante le operazioni di movimentazione a sbalzo di uno o più contenitori 10. Gli stabilizzatori 18 sono estraibili da due lati opposti 16a, 16b della base 16, così che il robot smistatore 14 possa effettuare la movimentazione dei contenitori a scelta su due suoi lati opposti.

Il robot smistatore 14 comprende due montanti 20 fissati alla base 16. I montanti 20 possono essere connessi l’uno all’altro da una traversa 22, per realizzare complessivamente una struttura a portale. Sui montanti 20 sono ricavate guide di scorrimento interne 23, affacciate l’una all’altra all’interno della struttura a portale, e guide di scorrimento esterne 24, rivolte verso l’esterno della struttura a portale. Sulle guide di scorrimento interne 23 è montata una coppia di bracci interni 25 mobili verticalmente in sincronismo, ciascuno su un rispettivo montante 20. Sulle guide di scorrimento esterne 24 è montata una coppia di bracci esterni 26, anch’essi mobili verticalmente in sincronismo, ciascuno su un rispettivo montante 20. I bracci interni 25 e i bracci esterni 26 sono telescopici, e possono così estendersi trasversalmente rispetto ai montanti 20 per sporgere dal lato 16a della base 16, o dal lato 16b opposto di essa. All’estremità distale di ciascun braccio interno 25 ed esterno 26 è montata una mano di presa. La mano di presa è atta ad afferrare un contenitore 10, preferibilmente su un suo fianco. Ciascuna coppia di bracci interni 25 o esterni 26 può quindi afferrare o rilasciare, tramite le mani di presa, un contenitore 10. Le coppie di bracci interni 25 ed esterni 26 possono operare in modo indipendente l’una dall’altra, anche contemporaneamente, come verrà meglio descritto nel seguito.

Fra i montanti 20, sulla base 16 è definita una zona di carico 28, in cui possono essere caricati uno o più contenitori 10 impilati per il loro smistamento da una zona ad un’altra del magazzino. Nella zona di carico 28 possono essere ricavate guide sporgenti 30 che impegnano il fondo di un contenitore 10 per trattenerlo durante il trasporto. Il robot smistatore 14 comprende accumulatori, motori e sistemi di controllo e comando elettronici collocati preferibilmente entro armadi 32 posti ai lati dei montanti 20, all’esterno della zona di carico 28. Il complesso degli accumulatori, dei motori e dei sistemi di controllo e comando elettronici è predisposto per comandare, anche tramite collegamento senza fili con un nodo remoto, lo spostamento autonomo della base 16, l’estrazione selettiva degli stabilizzatori 18, il movimento verticale dei bracci interni 25 ed esterni 26 lungo le rispettive guide sui montanti 20, l’allungamento telescopico selettivo dei bracci interni 25 ed esterni 26, il movimento delle mani di presa per afferrare selettivamente un contenitore 10.

Il robot smistatore 14 è in grado di eseguire funzioni di movimentazione sia dei contenitori 10 di vario genere e dimensioni, nonché di pile 12 di tali contenitori. In particolare, il robot smistatore 14 può prelevare contenitori 10 o intere pile 12 per depositarli in un luogo diverso. Esso può stoccare contenitori 10 o pile 12 a terra o su ripiani sollevati da terra, in posizioni variabili e programmabili. Il trasporto dei contenitori 10 o di intere pile 12 può avvenire seguendo varie traiettorie, con tratti sia rettilinei che curvilinei, in modo programmabile. Le caratteristiche del robot smistatore 14 lo rendono atto a lavorare anche in collaborazione con operatori umani. In particolare, il robot smistatore 14 è in grado di muoversi liberamente in uno spazio programmabile, utilizzando un sistema di visione e relativi sensori di sicurezza montati a bordo.

L’alimentazione del robot smistatore 14 può fare uso di accumulatori elettrici montati a bordo. In alternativa o in aggiunta, l’alimentazione del robot smistatore 14 può essere realizzata attraverso sistemi noti di tipo induttivo o capacitivo.

Nelle figure 3 - 10 è illustrata una tipica sequenza operativa in cui un contenitore 10 viene prelevato da una pila 12 di contenitori e viene caricato sul robot smistatore 14 per essere trasportato altrove. La sequenza illustrata è data a titolo di esempio per mostrare una delle innumerevoli possibilità di smistamento di contenitori e pile di contenitori che possono essere realizzate mediante il robot smistatore 14.

La figura 3 mostra il robot smistatore 14 posizionato di fronte ad una pila 12 di contenitori 10, dalla quale si desideri prelevare il contenitore 10a inferiore. Il robot smistatore 14 viene inizialmente attivato per estrarre gli stabilizzatori 18 dall’interno della base 16 ed allungarli dalla parte rivolta verso la pila 12, secondo la direzione della freccia E.

Successivamente, come illustrato nella figura 4, la coppia di bracci interni 25 viene posizionata lungo i montanti 20 all’altezza del contenitore 10a da prelevare. I bracci interni 25 vengono estesi telescopicamente in modo tale che le mani di presa afferrino i lati del contenitore 10a da prelevare. Nella sequenza illustrata il contenitore 10a è quello più in basso nella pila 12, ma naturalmente il robot smistatore 14 può essere comandato per prelevare qualsiasi contenitore 10 desiderato, a qualunque altezza esso si trovi, nei limiti imposti dall’altezza dei montanti 20. Il robot smistatore 14 non è inoltre limitato al prelievo di un singolo contenitore 10, ma può provvedere a prelevare anche più contenitori impilati, in modo da estrarre una sotto-pila da una pila data. Il robot smistatore 14 è anche in grado di prelevare un’intera pila di contenitori.

Successivamente, come illustrato nella figura 5, i bracci interni 25 vengono alzati secondo la freccia U, in modo tale da sollevare il contenitore 10a desiderato, e con esso la pila 12 di contenitori 10 soprastanti. Questa operazione consente di portare il contenitore 10a a livello della zona di carico 28 della base 16. Nel caso in cui il contenitore desiderato non fosse quello più in basso della pila di contenitori, il sollevamento dei bracci interni 25 consentirebbe di sganciarlo dai contenitori sottostanti.

Successivamente, come illustrato nella figura 6, la coppia di bracci esterni 26 viene posizionata lungo i montanti 20 all’altezza di un contenitore 10b posto al di sopra del contenitore 10a da prelevare. I bracci esterni 26 vengono estesi telescopicamente in modo tale che le mani di presa afferrino i lati del contenitore 10b. Nella sequenza illustrata il contenitore 10b è quello immediatamente al di sopra del singolo contenitore 10a da prelevare, ma naturalmente il robot smistatore 14 può essere comandato per estrarre da una pila 12 un numero qualsiasi di contenitori desiderati, fra loro impilati in una sotto-pila. In tal caso, il contenitore 10b afferrato dai bracci esterni 26 sarà quello immediatamente al di sopra del contenitore superiore della sottopila desiderata.

Successivamente, come illustrato nella figura 7, i bracci esterni 26 vengono alzati secondo la freccia U’, in modo tale da sollevare il contenitore 10b soprastante il contenitore 10a desiderato, e con esso la pila 12’ dei contenitori 10 soprastanti il contenitore 10a desiderato. Questa operazione consente di sganciare il contenitore 10a dal contenitore 10b soprastante, che diventa il contenitore inferiore della pila 12’ rimanente dopo il prelievo del contenitore 10a (o della sotto-pila) desiderato.

Successivamente, come illustrato nella figura 8, mentre i bracci esterni 26 mantengono sollevata la pila residua 12’, i bracci interni 25 vengono retratti per portare il contenitore 10a desiderato (o la sotto-pila) sulla base 16 del robot smistatore 14. Il fondo del contenitore 10a può impegnarsi nelle guide sporgenti 30 posizionate nella zona di carico 28 della base 16. Le mani di presa dei bracci interni 25 possono rilasciare il contenitore 10a.

Successivamente, come illustrato nella figura 9, i bracci esterni 26 vengono abbassati nel senso della freccia D per appoggiare a terra la pila residua 12’. A questo punto è possibile retrarre anche i bracci esterni 26, dopo avere sganciato le loro mani di presa dal contenitore inferiore 10b della pila residua 12’. Dopo che anche gli stabilizzatori 18 sono stati retratti all’interno della base 16, come illustrato nella figura 10, il robot smistatore 14 è libero di allontanarsi dalla pila residua 12’, ad esempio secondo la freccia M.

Il robot smistatore 14 può trasportare il contenitore 10a verso una destinazione programmata, oppure può dirigersi verso un’altra pila 12 per ripetere le operazioni sopra descritte e prelevare uno o più altri contenitori da piazzare sopra al contenitore 10a già a bordo, per realizzare una pila formata da contenitori prelevati da pile differenti. Il robot smistatore 14 è anche in grado di prelevare più contenitori posizionati ad altezze diverse in una medesima pila. In quest’ultimo caso, dopo avere estratto gli stabilizzatori 18, il robot smistatore 14 può ripetere le operazioni illustrate nelle figure 4 - 9 per il numero di volte necessario ad estrarre tutti i contenitori desiderati dalla pila 12, prima di retrarre gli stabilizzatori 18 ed avviarsi verso la destinazione programmata portando a bordo i contenitori desiderati impilati l’uno sull’altro.

Le figure 11 - 12 illustrano il robot smistatore 14 in una sequenza di fasi operative in cui il contenitore 10a a bordo del robot viene scaricato in una zona di destinazione, ad esempio depositato sulla rulliera 13. Come visibile nella figura 11, il robot smistatore 14 si avvicina alla rulliera 13, ad esempio secondo la direzione della freccia M, con uno dei suoi lati operativi, ad esempio il lato 16a. Quando il robot smistatore 14 ha raggiunto la posizione prestabilita, vengono estratti gli stabilizzatori 18 affacciati al lato operativo 16a rivolto verso la zona di destinazione. Successivamente, il contenitore 10a viene afferrato dai bracci interni 25. Il contenitore 10a viene sollevato sino all’altezza desiderata muovendo i bracci interni 25 lungo i montanti 20, come indicato dalla freccia U in figura 11. Preferibilmente, l’altezza raggiunta dai bracci interni 25 è tale per cui il fondo del contenitore 10a è ad una quota di poco più alta del piano di appoggio di destinazione, in questo caso la rulliera 13.

Successivamente, viene comandato l’allungamento telescopico dei bracci interni 25 nella direzione della zona di destinazione, secondo la direzione indicata dalla freccia S nella figura 12. L’allungamento telescopico dei bracci 25 consente di posizionare il contenitore 10a appena sopra la zona di destinazione sulla rulliera 13. I bracci interni 25 vengono poi abbassati quel tanto che basta per appoggiare il contenitore 10a sul piano di appoggio di destinazione, in particolare sulla rulliera 13. A questo punto, i bracci interni 25 possono staccarsi dal contenitore 10a e rientrare telescopicamente sul robot smistatore 14. Dopo aver retratto gli stabilizzatori 18, il robot smistatore 14 è libero di muoversi per realizzare la successiva operazione programmata.

Le operazioni sopra descritte a titolo di esempio per la movimentazione dei contenitori da caricare o scaricare dal robot smistatore non sono limitate all’impiego dei bracci interni 25 ed esterni 26 nella modalità e nella sequenza descritte. Ad esempio, il contenitore 10a da caricare a bordo del robot smistatore 14 potrebbe essere afferrato dai bracci esterni 26 dotati di mani di presa configurati allo scopo, mentre la pila 12 di contenitori sovrastanti potrebbe essere sostenuta dai bracci interni 25.

La figura 13 illustra in prospettiva una variante di robot smistatore 14’ da utilizzare in un sistema di magazzino del tipo illustrato nella figura 1. E’ evidente che in un tale sistema di magazzino possono essere impiegati contemporaneamente robot smistatori anche di entrambi i tipi. Nella figura 13 sono stati utilizzati numeri di riferimento uguali per indicare particolari uguali a quelli del robot smistatore 14 precedentemente descritto ed illustrato in figura 2. Il robot smistatore 14’ comprende anch’esso due montanti 20. Sui montanti 20 possono muoversi in direzione verticale i bracci interni 25 e i bracci esterni 26. Anche in questo caso i bracci interni 25 e i bracci esterni 26 sono telescopici e possono sporgere da entrambi i lati 16a, 16b del robot smistatore 14’ per prelevare o consegnare contenitori 10 su ambo i lati.

Il robot smistatore 14’ comprende una base 16’ più ampia della base 16 del robot smistatore 14 descritto in precedenza. In particolare, la base 16’ ha un’ampiezza sufficiente ad alloggiare almeno due contenitori 10 o pile 12 di contenitori affiancate in una zona di carico 28’. Siccome la base 16’ è di larghezza almeno doppia di quella del robot smistatore 14 descritto in precedenza, può non rendersi necessario l’uso di stabilizzatori. Non è comunque esclusa la possibilità di dotare il robot smistatore 14’ di stabilizzatori simili o funzionalmente analoghi agli stabilizzatori 18 descritti in relazione alla variante di robot stabilizzatore della figura 2.

Per aumentare la flessibilità d’impiego del robot smistatore 14’, può essere previsto un dispositivo per trasferire contenitori o pile di contenitori da un lato all’altro della zona di carico 28’. Ad esempio è possibile integrare nella base 16’ un nastro trasportatore 34 o altro organo mobile del genere, che consenta la movimentazione dei contenitori o pile di contenitori appoggiate sulla base 16’ nella zona di carico 28’. In alternativa è possibile predisporre un organo di spinta che sposti i contenitori da un lato all’altro: in tal caso è preferibile che la zona di carico 28’ sia configurata con organi di riduzione dell’attrito, come sfere o rulli. In quest’ultimo caso, la spinta occorrente per spostare i contenitori o pile di contenitori da un lato all’altro della zona di carico può essere esercitata anche dagli stessi bracci esterni 26 o, più preferibilmente, bracci interni 25, ed eventualmente anche da un solo braccio, esterno 26 o interno 25.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall’ambito della presente invenzione.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Robot smistatore per l’impiego in un sistema di magazzino comprendente almeno una zona di immagazzinamento di oggetti (10) impilabili in pile (12) comprendenti ciascuna uno o più oggetti (10) sovrapposti l’uno all’altro, il robot smistatore (14, 14’) essendo mobile lungo percorsi di accesso (P) per l’accesso in prossimità di ciascuna pila (12) e comprendendo: - una piattaforma di carico (28, 28’) per il carico di uno o più oggetti (10a) anche fra loro impilati, - due organi sollevatori (25, 26) mobili indipendentemente l’uno dall’altro in direzione verticale, per sollevare uno o più oggetti (10a) anche fra loro impilati e separarli da un’altro oggetto o più oggetti (10b) soprastanti o sottostanti, anche fra loro impilati, in cui gli organi sollevatori (25, 26) sono estendibili e retrattili trasversalmente per caricare sulla, e scaricare dalla piattaforma di carico (28, 28’) l’uno o più oggetti (10a) anche fra loro impilati.
2. 2. Robot smistatore secondo la rivendicazione 1, in cui gli organi sollevatori comprendono ciascuno una coppia di bracci (25, 26) con attrezzi di presa alle rispettive estremità per afferrare selettivamente mediante ciascuna coppia di bracci un rispettivo oggetto (10a, 10b) di una medesima pila (12) di oggetti.
3. 3. Robot smistatore secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, comprendente una base (16, 16’) su cui sono fissati due montanti (20) sui quali sono montati mobili in direzione verticale gli organi sollevatori (25, 26) di oggetti (10a, 10b).
4. 4. Robot smistatore secondo la rivendicazione 3, in cui la base (16, 16’) definisce una zona di carico (28, 28’) di oggetti (10a) anche fra loro impilabili, compresa fra i due montanti (20).
5. 5. Robot smistatore secondo la rivendicazione 4, in cui la zona di carico (28’) è sufficientemente larga per alloggiare almeno due oggetti affiancati l’uno all’altro. un dispositivo di trasporto essendo montato sul robot smistatore (14’) per trasportare un oggetto da un lato all’altro della zona di carico (28’).
6. 6. Robot smistatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui gli organi sollevatori (25, 26) comprendono bracci telescopici.
7. 7. Robot smistatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un sistema di visione per la guida autonoma lungo i percorsi di accesso (P).
8. 8. Robot smistatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente stabilizzatori (18) selettivamente estraibili per stabilizzare lateralmente il robot smistatore (14) quando gli organi sollevatori (25, 26) sono nella posizione estratta per la manipolazione di un oggetto (10a, 10b, 12).
9. 9. Sistema di magazzino comprendente almeno una zona di immagazzinamento di oggetti (10) impilabili in pile (12) comprendenti ciascuna uno o più oggetti (10) sovrapposti l’uno all’altro, nella zona di immagazzinamento essendo definiti percorsi di accesso (P) per l’accesso in prossimità di ciascuna pila (12) da parte di uno o più mezzi trasportatori comprendenti almeno un robot smistatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
10. 10. Sistema di magazzino secondo la rivendicazione 9, in cui gli oggetti (10) impilabili comprendono dispositivi di impegno reciproco degli uni con gli altri, separabili mediante allontanamento in direzione verticale di un oggetto (10a) da un altro oggetto (10b) soprastante o sottostante.
11. 11. Sistema di magazzino secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui gli oggetti (10) sono configurati in modo tale da essere selettivamente afferrabili individualmente (10a. 10b) dagli organi sollevatori (25, 26).
12. 12. Procedimento per il carico su di un robot smistatore (14) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 6 di uno o più oggetti impilati prelevati da una pila di oggetti, comprendente le fasi di: - impegnare un primo organo sollevatore (25) su un oggetto determinato (10a); - sollevare l’oggetto determinato (10a) di una misura sufficiente per separarlo da un oggetto sottostante (10b); - separare all’occorrenza l’oggetto determinato (10a) da un oggetto soprastante (10b) impegnando un secondo organo sollevatore (26) sull’oggetto soprastante (10b) e sollevandolo di una misura tale da separarlo dall’oggetto sottostante (10a); - caricare l’oggetto determinato (10a) a bordo del robot smistatore (14) retraendo il primo organo sollevatore (25); - appoggiare ad un oggetto sottostante, o in sua assenza, al piano di appoggio, l’oggetto soprastante (10b) abbassando il secondo organo sollevatore (26).