FLURFÖRDERZEUG

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug (1) mit einer durch eine Hubvorrichtung anhebbaren und absenkbaren Lastaufnahmevorrichtung (2), insbesondere einer Lastgabel, und mit einer Steuerungsvorrichtung (6) zur Ansteuerung der Hubvorrichtung, wobei die Steuerungsvorrichtung (6) mit mindestens einem Sensor (4) zur Erfassung mindestens einer obersten Schicht einer Last (5) in mindestens einem Erfassungsbereich (9) in Wirkverbindung steht. Es wird vorgeschlagen, dass der Sensor (4) dazu ausgebildet ist, Abstände von einer oberhalb des Erfassungsbereichs (9) vorgesehenen Messposition (8) zu Punkten auf den Oberseiten aller obersten Schichten der Last (5) im Erfassungsbereich (9) zu messen, und die Steuerungsvorrichtung (6) dazu eingerichtet ist, auf Basis der gemessenen Abstände den einzelnen Punkten Höhenkoordinaten zuzuordnen und daraus ein durchschnittliches Höhenniveau (10) der Last (5) zu berechnen und die Hubvorrichtung derart anzusteuern, dass das durchschnittliche Höhenniveau (10) der Last (5) kontinuierlich auf einer vorgegebenen Nivellierungshöhe (11) gehalten wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit einer durch eine Hubvorrichtung anhebbaren und absenkbaren Lastaufnahmevorrichtung, insbesondere einer Lastgabel, und mit einer Steuerungsvorrichtung zur Ansteuerung der Hubvorrichtung, wobei die Steuerungsvorrichtung mit mindestens einem Sensor zur Erfassung mindestens einer obersten Schicht einer Last in mindestens einem Erfassungsbereich in Wirkverbindung steht.

[0002] Für das Kommissionieren in Lagern sind Flurförderzeuge als Horizontalkommissionierer bekannt, die nur über eine beschränkte Hubhöhe verfügen. Dadurch wird es möglich, beispielsweise eine Palette oder eine Lastaufnahmevorrichtung soweit anzuheben, dass diese in der obersten Position ungefähr auf Hüfthöhe einer daneben stehenden Person sich befindet und Waren von der kommissionierenden Person, ohne sich zu bücken, auf die Lastaufnahmevorrichtung abgesetzt oder von dieser entnommen werden können.

[0003] Nachteilig an diesem Stand der Technik ist jedoch, dass die kommissionierende Person relativ viel Zeit dafür aufwenden muss, die Höhenposition der Lastaufnahmevorrichtung erneut einzustellen, wenn eine oberste Schicht mit Waren abgesetzt wurde oder die oberste Schicht entladen wurde.

[0004] Bekannt sind daher Vorrichtungen zur automatischen Nivellierung, durch die die Höhenposition der Lastaufnahmevorrichtung so nachgeführt wird, dass beispielsweise die Oberkante der Waren auf einer Palette sich in der ergonomisch optimalen Höhe zum Abladen oder Aufladen befindet.

[0005] Beispielsweise ist aus der EP 2 181 959 A1 ein Gabelhubwagen zum Kommissionieren bekannt, der ein Lastteil mit einer Lastgabel aufweist, die mittels einer Hubvorrichtung anhebbar ist. Eine Sensoreinrichtung mit einem im Wesentlichen horizontalen Erfassungsbereich, insbesondere einem Laserstrahlsensor, erfasst den Beladungszustand, indem beispielsweise zwei Laserstrahlen innerhalb einer Palettenbreite entlang erfassen, ob in deren Weg sich Waren oder Kartons befinden. Je nach Voreinstellung wird so lange angehoben, bis Waren erfasst werden, oder abgesenkt, bis keine Waren mehr erfasst werden.

[0006] Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass dieser nur mit flachen Paletten, insbesondere Euro-Paletten, gut funktioniert. Wenn Ladungsträger mit Seitenwänden eingesetzt werden, wie sie beispielsweise als Rollcontainer oder Gitterboxen üblich sind und in einem großen Umfang im Bereich der Einzelhandelslogistik benutzt werden, wird durch die Erfassungssysteme die Seitenwand des Ladungsträgers und nicht die Höhe der aufgeladenen Waren erfasst. Die Lösung nach dem Stand der Technik ist daher mit solchen Ladungsträgern und in vielen Bereichen der Logistik nicht benutzbar.

[0007] Ebenfalls ist es problematisch, wenn mehrere Ladungsträger hintereinander auf der Lastaufnahmevorrichtung, beispielsweise einer solchen mit einer besonders langen Lastgabel, angeordnet sind. Eine Nivelliereinrichtung stellt dann nicht immer die Höhe richtig ein, wenn beispielsweise die beiden Ladungsträger unterschiedlich hoch beladen sind und abhängig von den jeweils benutzten eine unterschiedliche Regulierung der Höhe erforderlich wäre.

[0008] Die bekannten Systeme zur automatischen Nivellierung der Gabelhöhe erfordern auch zusätzlichen Zeitaufwand für deren Bedienung und gerade in Lagern, bei denen Personal unter Akkordlohn arbeitet, wird zum Teil die automatische Nivellierung bewusst nicht verwendet, obwohl diese in einigen Ländern bereits gesetzlich vorgeschrieben ist und Krankenkassen, Berufsgenossenschaften wie auch Gewerkschaften auf deren Verwendung sehr stark dringen.

[0009] Auch aus der DE 20 2012 004 038 U1 ist ein Flurförderzeug mit einer automatisierten Niveaunivellierung einer an einem Hubmast höhenbeweglich angeordneten Lastaufnahmevorrichtung bekannt. Dabei ist an dem freien Ende des Hubmastes eine Sensoreinheit mit einem nach unten gerichteten Abstandssensor angeordnet.

[0010] Nachteilig ist an diesem Stand der Technik, dass bei Ladungsträgern mit Seitenwänden, wie beispielsweise Rollcontainern oder Gitterboxen, durch den schrägen Erfassungswinkel nicht die Höhe der aufgeladenen Last sicher erfasst werden kann.

[0011] Aus der EP 2 987 760 A1 ist ein Flurförderzeug mit automatischer Einstellung der Nivellierungshöhe bekannt, bei dem die Sensormittel an einem Träger senkrecht oberhalb des Erfassungsbereichs der Last angeordnet sind. Dadurch kann auch bei Ladungsträgern mit Seitenwänden, wie etwa Rollcontainern oder Gitterboxen, das Nivellierungsniveau automatisch richtig eingestellt werden, und es kommt nicht zu Fehlern aufgrund einer Erfassung der Seitenwände. Durch die Positionierung senkrecht oberhalb des Erfassungsbereichs der Last kann die seitliche Ausdehnung des Erfassungsbereichs so eingestellt werden, dass Seitenwände nicht stören.

[0012] Die bisherigen Lösungen zur automatischen Nivellierung der Höhe der Lastaufnahmevorrichtung haben den Nachteil, dass nur eine bestimmte Schicht, meist die oberste Schicht, der Last erfasst und zur Höheneinstellung herangezogen wird. Bei Beladung der Lastaufnahmevorrichtung mit unterschiedlich hoch gestapelten Waren befinden sich somit nicht alle Oberkanten der Waren in der ergonomisch optimalen Höhe zum Abladen oder Aufladen.

[0013] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Flurförderzeug mit einer automatischen Nivellierung einer anhebbaren Lastaufnahmevorrichtung zur Verfügung zu stellen, das die zuvor genannten Nachteile vermeidet und mit dem das Be- und Entladen von Hand beim Kommissionieren erleichtert wird.

[0014] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Sensor dazu ausgebildet ist, Abstände von einer oberhalb des Erfassungsbereichs vorgesehenen Messposition zu Punkten auf den Oberseiten aller obersten Schichten der Last im Erfassungsbereich zu messen, und die Steuerungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, auf Basis der gemessenen Abstände den einzelnen Punkten Höhenkoordinaten zuzuordnen und daraus ein durchschnittliches Höhenniveau der Last zu berechnen und die Hubvorrichtung derart anzusteuern, dass das durchschnittliche Höhenniveau der Last kontinuierlich auf einer vorgegebenen Nivellierungshöhe gehalten wird.

[0015] Dabei liegt der Erfindung die Überlegung zu Grunde, dass durch Berechnung einer mittleren Lasthöhe, die sich aus dem Durchschnitt aller Höhen der jeweils obersten Schichten von unterschiedlich hoch gestapelten Waren ergibt, eine mittlere Anpassung der Hubhöhe an die ergonomisch optimale Höhe zum Abladen oder Aufladen von Waren ermöglicht wird.

[0016] Hierzu werden mittels des Sensors Punkte auf den Oberseiten aller obersten Schichten der Last im Erfassungsbereich erfasst. Um eine hohe Treffergenauigkeit auch bei kleinteiligen Waren mit kleinen Oberflächen zu erreichen, sollte der Sensor eine hohe Auflösung aufweisen, so dass möglichst viele Punkte auf einer Fläche erfasst werden können. Die Auflösung sollte insbesondere mindestens einen Punkt pro Quadratzentimeter betragen.

[0017] Die Summe der einzelnen Punkte ergibt eine Punktewolke. Jedem Punkt 1 bis n wird in der Steuerungsvorrichtung durch Auswertung der Sensorsignale eine Höhenkoordinate z₁ bis z_n zugeordnet. Anschließend wird in der Steuerungsvorrichtung die mittlere Höhe z_average aller Punkte nach folgender Formel berechnet:

[0018] Diese mittlere Höhe z_average entspricht dem durchschnittlichen Höhenniveau der Last. Die Steuerungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, die Hubvorrichtung derart anzusteuern, dass das durchschnittliche Höhenniveau der Last sowohl in einem Beladebetriebsmodus als auch in einem Entladebetriebsmodus kontinuierlich auf einer vorgegebenen Nivellierungshöhe, die einer ergonomischen Handhabungshöhe entspricht, gehalten wird.

[0019] Die Steuerungsvorrichtung kann anhand von Eingabesignalen von Eingabemitteln die Nivellierungshöhe festlegen.

[0020] Vorteilhaft bestehen die Eingabemittel aus einer Tastatureingabe.

[0021] In einer Weiterbildung bestehen die Eingabemittel aus drahtlosen Datenübertragungsmitteln, insbesondere einem Sender/Empfänger für einen Transponder.

[0022] Durch eine solche Eingabemöglichkeit für die Nivellierungshöhe kann eine individuelle Anpassung an eine Person und deren jeweilige Körpergröße stattfinden. Vorteilhaft kann damit die ergonomisch optimale Höhe des Lastaufnahmemittels festgelegt werden. Dies kann auch gegen Verstellen geschützt erfolgen, indem beispielsweise ein Pincode eingegeben werden muss oder eine Identifizierung durch einen Transponderchip automatisch erfolgt, beispielsweise einen von der Person mitgeführten RFID-CHIP.

[0023] Zweckmäßigerweise ist der Sensor selbst an der Messposition angeordnet.

[0024] Eine andere vorteilhafte Variante sieht vor, dass der Sensor außerhalb der Messposition angeordnet ist, und eine zur Umlenkung der Sensorsignale zum Sensor ausgebildete Umlenkeinrichtung, insbesondere eine Reflektoreinrichtung, an der Messposition angeordnet ist. Beispielsweise kann der Sensor an einer geschützten Stelle der Fahrzeugkarosserie des Flurförderzeugs untergebracht sein, während die Umlenkeinrichtung an der Messposition oberhalb der Last angeordnet ist. Insbesondere im Fall von optischen Sensoren kann die Umlenkeinrichtung als Spiegel ausgebildet sein, der die optischen Signale zum Sensor reflektiert.

[0025] Vorzugsweise ist die Messposition an einem Träger oberhalb des Erfassungsbereichs angeordnet.

[0026] Der Träger ist dabei besonders vorteilhaft beispielsweise eine von einem Hubmast unabhängige Struktur, die etwa auch bei einem Gabelhubwagen mit einer nur geringen Hubhöhe und keinem über das Fahrzeug hinausragenden Hubmast zum Einsatz kommen kann.

[0027] Vorteilhaft können mehrere Erfassungsbereiche jeweils mit Sensoren vorhanden sein, insbesondere jeweils einem genormten Ladungsträger entsprechende Erfassungsbereiche. Dadurch kann beispielsweise bei einem Gabelhubwagen als Flurförderzeug, der dafür vorgesehen ist, zwei oder mehr Paletten hintereinander auf einer langen Lastgabel zu transportieren, für jede Palette ein eigener Erfassungsbereich vorgesehen werden.

[0028] Die Erfassungsbereiche können jeweils der lastaufnehmenden Fläche einer Euro-Palette entsprechen.

[0029] In einer vorteilhaften Weiterbildung legt die Steuerung anhand des Signals von Eingabemitteln, insbesondere Tastenschaltern, fest, welcher Erfassungsbereich für das Anheben oder Absenken berücksichtigt wird.

[0030] Eine Person kann dadurch beim Kommissionieren frei auswählen, für welche der hintereinander angeordneten Erfassungsbereiche bzw. beispielsweise aufgeladenen Paletten, eine automatische Nivellierung erfolgen soll. So kann eine automatische Nivellierung nur in Bezug auf eine leere Palette stattfinden, während eine zweite bereits vollständig beladen ist und dementsprechend zu weit angehoben wird. Die Auswahl kann dabei auf einfache und insbesondere auch intuitive Art und Weise getroffen werden, wenn Schaltelemente in der Reihenfolge der Erfassungsbereiche an dem Flurförderzeug längs angeordnet vorgesehen sind. Durch beispielsweise einen kurzen Tastendruck oder auch eine Auswahl auf einem Touchscreen kann dann eine Person zum Kommissionieren schnell wählen, welcher Erfassungsbereich für die automatische Nivellierung berücksichtigt werden soll.

[0031] Vorteilhaft ist der Träger ein über der Lastaufnahmevorrichtung in Längsrichtung angeordneter Tragbalken.

[0032] Der Sensor kann an dem Tragbalken längs verschiebbar und frei einstellbar positioniert werden. Dies ermöglicht eine gute Ausrichtung auf beispielsweise die Position einer Palette oder eines Gitterkorbes.

[0033] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Sensor als Kamera ausgebildet. Dabei kann es sich um eine 3D- oder 2D-Kamera oder um eine Time-of-Flight-Kamera handeln.

[0034] Eine andere vorteilhafte Variante sieht vor, dass der Sensor als Laserscanner ausgebildet ist.

[0035] Der Sensor kann auch als Radarsensor oder Ultraschallsensor ausgebildet sein.

[0036] Die Erfindung kann bei allen Flurförderzeugen zum Einsatz kommen, die eine Hubvorrichtung haben, auch wenn diese im Normalfall nicht zum Kommissionieren eingesetzt werden. Insbesondere können auch Schubmaststapler und Gegengewichtsgabelstapler mit den erfindungsgemäßen Merkmalen ausgestattet werden.

[0037] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigen

Figur 1

ein Flurförderzeug nach dem Stand der Technik mit abgesenkter Lastaufnahmevorrichtung,

Figur 2

ein Flurförderzeug nach dem Stand der Technik mit angepasster Hubhöhe der Lastaufnahmevorrichtung,

Figur 3

ein Flurförderzeug nach der Erfindung mit abgesenkter Lastaufnahmevorrichtung und

Figur 4

ein Flurförderzeug nach der Erfindung mit angepasster Hubhöhe der Lastaufnahmevorrichtung.

[0038] Die Figur 1 zeigt ein Flurförderzeug 1 nach dem Stand der Technik mit abgesenkter, als Lastgabel ausgebildeter, Lastaufnahmevorrichtung 2. Um die Hubhöhe der Lastaufnahmevorrichtung 2 an eine ergonomische Nivellierungshöhe 3 anzupassen, ist ein als Infrarot-Laserstrahlsensor ausgebildeter Sensor 4 vorgesehen. Der Sensor 4 ist horizontal ausgerichtet. Sofern sich die Oberkante der obersten Schicht der auf der Lastaufnahmevorrichtung 2 abgelegten Last 5 unterhalb des Sensors 4 befindet, kann der Sensor 4 keine Last 5 erkennen.

[0039] In der Figur 2 ist das Flurförderzeug 1 aus der Figur 1 nach dem Stand der Technik mit angepasster Hubhöhe der Lastaufnahmevorrichtung 2 dargestellt. Um die Hubhöhe der Lastaufnahmevorrichtung 2 an die ergonomisch optimale Höhe zum Abladen oder Aufladen von Waren, also die ergonomische Nivellierungshöhe 3, anzupassen, steuert die Steuerungsvorrichtung 6 die in den Figuren 1 und 2 nicht dargestellte Hubvorrichtung der Lastaufnahmevorrichtung 2 derart an, dass die Lastaufnahmevorrichtung 2 soweit angehoben wird, bis die Oberkante der obersten Schicht der Last 5 vom Sensor 4 erfasst wird. Nachteilig ist bei diesem Stand der Technik, dass ein Bereich 7 mit niedrigeren Lasten, die auf der Lastaufnahmevorrichtung 2 abgelegt sind, vom Sensor 4 nicht erkannt werden kann. Diese Lasten werden daher nicht bis zur ergonomischen Nivellierungshöhe 3 angehoben und befinden sich somit in keiner ergonomischen Position.

[0040] Die Figur 3 zeigt ein Flurförderzeug 1 nach der Erfindung mit abgesenkter Lastaufnahmevorrichtung 2. Oberhalb der Lastaufnahmevorrichtung 2 ist an einer Messposition 8 ein Sensor 4 angeordnet, der die gesamte Last 5 innerhalb eines Erfassungsbereichs 9 von oben erfassen kann. Der Sensor 4 ist beispielsweise als 2D-Kamera oder als 3D-Kamera oder als Laserscanner oder als Radarsensor oder als Ultraschallsensor ausgebildet. Der Erfassungsbereich 9 entspricht beispielsweise der lastaufnehmenden Fläche eines auf der Lastaufnahmevorrichtung 22 abgelegten Ladungsträgers, beispielsweise einer Euro-Palette. Der Sensor 4 kann somit die gesamte auf dem Ladungsträger befindliche Last 5 von oben erfassen. Bei der Last 5 kann es sich um Packstücke mit unterschiedlichen Höhen handeln.

[0041] Hierzu werden mittels des Sensors 4 Punkte auf den Oberseiten aller obersten Schichten der Last 5 im Erfassungsbereich 9 erfasst und deren Abstände von der Messposition 8 gemessen. Der Sensor 4 kann somit für jedes Packstück im Erfassungsbereich 9 deren jeweilige Oberseite detektierten. Die Summe der einzelnen Punkte ergeben eine Punktewolke. Jedem Punkt 1 bis n wird in der Steuerungsvorrichtung 6 durch Auswertung der Sensorsignale eine Höhenkoordinate z₁ bis z_n zugeordnet. Anschließend wird in der Steuerungsvorrichtung 6 die mittlere Höhe z_average aller Punkte nach folgender Formel berechnet:

[0042] Diese mittlere Höhe z_average entspricht dem durchschnittlichen Höhenniveau 10 der Lasten 5.

[0043] In der Figur 4 ist das erfindungsgemäße Flurförderzeug 1 aus der Figur 3 mit angepasster Hubhöhe der Lastaufnahmevorrichtung 2 dargestellt. Zur Anpassung der Hubhöhe ist die Steuerungsvorrichtung 6 dazu eingerichtet, eine in den Figuren 3 und 4 nicht dargestellte Hubvorrichtung der Lastaufnahmevorrichtung 2 derart anzusteuern, dass das durchschnittliche Höhenniveau 10 der Last 5 sowohl in einem Beladebetriebsmodus als auch in einem Entladebetriebsmodus kontinuierlich auf der vorgegebenen, ergonomischen Nivellierungshöhe 11, die einer ergonomischen Handhabungshöhe entspricht, gehalten wird.

Ansprüche

1. Flurförderzeug (1) mit einer durch eine Hubvorrichtung anhebbaren und absenkbaren Lastaufnahmevorrichtung (2), insbesondere einer Lastgabel, und mit einer Steuerungsvorrichtung (6) zur Ansteuerung der Hubvorrichtung, wobei die Steuerungsvorrichtung (6) mit mindestens einem Sensor (4) zur Erfassung mindestens einer obersten Schicht einer Last (5) in mindestens einem Erfassungsbereich (9) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) dazu ausgebildet ist, Abstände von einer oberhalb des Erfassungsbereichs (9) vorgesehenen Messposition (8) zu Punkten auf den Oberseiten aller obersten Schichten der Last (5) im Erfassungsbereich (9) zu messen, und die Steuerungsvorrichtung (6) dazu eingerichtet ist, auf Basis der gemessenen Abstände den einzelnen Punkten Höhenkoordinaten zuzuordnen und daraus ein durchschnittliches Höhenniveau (10) der Last (5) zu berechnen und die Hubvorrichtung derart anzusteuern, dass das durchschnittliche Höhenniveau (10) der Last (5) kontinuierlich auf einer vorgegebenen Nivellierungshöhe (11) gehalten wird.

2. Flurförderzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) an der Messposition (8) angeordnet ist.

3. Flurförderzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) außerhalb der Messposition (8) angeordnet ist, und eine zur Umlenkung der Sensorsignale zum Sensor (4) ausgebildete Umlenkeinrichtung, insbesondere eine Reflektoreinrichtung, an der Messposition (8) angeordnet ist.

4. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messposition (8) an einem Träger oberhalb des Erfassungsbereichs (9) angeordnet ist.

5. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) als Kamera ausgebildet ist.

6. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) als Laserscanner ausgebildet ist.

7. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) als Radarsensor ausgebildet ist.

8. Flurförderzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) als Ultraschallsensor ausgebildet ist.

Zeichnung