DE102008027701B4

DE102008027701B4 - Steuerungsverfahren für Flurförderzeug

Info

Publication number: DE102008027701B4
Application number: DE102008027701.0A
Authority: DE
Inventors: Volker Viereck; Daniel Lecking
Original assignee: STILL GmbH
Current assignee: STILL GmbH
Priority date: 2008-04-20
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2022-10-06
Anticipated expiration: 2028-06-12
Also published as: DE102008027701A1

Abstract

Steuerungsverfahren zum Aufnehmen einer Last (11) für ein Flurförderzeug mit einem Sensor (10) im Bereich eines Lastaufnahmemittels (5) und einer Steuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufnehmen und während des Aufnehmens der Last (11) die Lastposition relativ zu dem Lastaufnahmemittel (5) erkannt wird, wobei in einem ersten Schritt die relative Position einer aufzunehmenden Last (11) gegenüber dem Lastaufnahmemittel (5) durch die Steuervorrichtung aus Daten des Sensors (10) bestimmt wird und sodann ein Korrekturwert zwischen der Istausrichtung des Lastaufnahmemittels (5) und der Sollausrichtung des Lastaufnahmemittel (5) für die Aufnahme der Last (11) berechnet wird und die Istausrichtung des Lastaufnahmemittels (5) durch die Steuervorrichtung korrigiert wird, wobei die Steuerungsvorrichtung eine seitliche Verschiebung der Istausrichtung gegenüber der Sollausrichtung erfasst, das Lastaufnahmemittel (5) über einen Seitenschub mit dem Flurförderzeug verbunden ist und die Steuervorrichtung mit dem Seitenvorschub die Istausrichtung korrigiert, wobei die Steuervorrichtung die Istausrichtung durch den Seitenschub so korrigiert dass die Last (11) zentriert aufgenommen wird und nach Aufnahme der Last (11) den Seitenschub in Mittelstellung bringt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren zum Aufnehmen einer Last für ein Flurförderzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines fahrerlosen Flurförderzeugs.
Aus der DE 103 23 643 A1 ist ein automatisiert betriebenes Flurförderzeug mit einem Bildsensor bekannt, mit dem die Position einer aufzunehmenden Palette erfasst wird und bei dem seitliche Verschiebungen der aufzunehmenden Palette durch den Seitenschub der Lastgabel ausgeglichen werden.
Bei fahrerlosen oder autonomen Flurförderzeugen stellt sich das Problem, den Raum in Fahrtrichtung vor dem Flurförderzeug zu überwachen. Während eines automatisierten Transports einer Last wird die Position der Last vor dem Aufnehmen, während des Transports und beim Absetzen der Last nicht wie sonst bei einem fahrergeführten Flurförderzeug durch den Fahrer beobachtet und können daher von dem Fahrer Korrekturen ausgeführt werden, wenn eine Kollision droht, eine Last nicht richtig aufliegt, oder mit dem Lastaufnahmemittel eine aufzunehmende Last in falscher Position angesteuert wird. Es muss daher die Position einer aufzunehmenden Last, aber auch die Position einer Last während der Fahrt erkannt werden und durch ein Steuerungsverfahren die richtige Lastaufnahme sicher gestellt werden. Wenn die Position der Last nicht erkannt werden kann, müssen eine ungünstige Lastaufnahme oder Verschiebungen der Last, die während der Fahrt auftreten können, aber nicht erkannt werden, bei dem Steuerungs- und/oder Fahrverhalten eines autonomen Flurförderzeugs berücksichtigt und das Betriebsverhalten des Flurförderzeugs muss entsprechend stabil und sicher ausgelegt werden. Dies führt jedoch zu einem Verlust an Leistungsfähigkeit, weil viele Sicherheiten und Toleranzen berücksichtigt werden müssen, die insbesondere zu Zeitverzögerungen führen.
Bekannt ist, Positionssensoren als Näherungssensoren einzusetzen. Dies gestattet aber nur eine eindimensionale Bestimmung der Lastposition.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Erfassung einer Lastposition und die Aufnahme einer Last zur Verfügung zu stellen, das die geschilderten Nachteile vermeidet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Steuerungsverfahren für ein Flurförderzeug nach Anspruch 1 und ein Flurförderzeug nach Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen angegeben.
Vorteilhaft wird bei einem Steuerungsverfahren zum Aufnehmen einer Last für ein Flurförderzeug mit einem Sensor im Bereich eines Lastaufnahmemittel und einer Steuervorrichtung vor dem Aufnehmen und während des Aufnehmens der Last die Lastposition relativ zu dem Lastaufnahmemittel erkannt, in einem ersten Schritt die relative Position einer aufzunehmenden Last gegenüber dem Lastaufnahmemittel durch die Steuervorrichtung aus Daten des Sensors bestimmt. Sodann wird ein Korrekturwert zwischen der Istausrichtung des Lastaufnahmemittels und der Sollausrichtung des Lastaufnahmemittels für die Aufnahme der Last berechnet und die Istausrichtung des Lastaufnahmemittels durch die Steuervorrichtung korrigiert.
Vor dem Aufnehmen und während des Aufnehmens wird die Lastposition relativ zu dem Sensor und damit die Lastposition relativ zu dem Lastaufnahmemittel erkannt, wobei sowohl die Entfernung wie auch eine Verdrehung der Last gegenüber einer notwenigen Ausrichtung zum Aufnehmen etwa durch das Einfahren einer Lastgabel in eine die Last tragende Palette bestimmt wird. Die Bestimmung der Lastposition kann dabei mit zwei- oder dreidimensionalen Verfahren erfolgen. Dadurch wird eine sichere und korrekte Aufnahme der Last ermöglicht.
Die Steuerungsvorrichtung erfasst eine seitliche Verschiebung der Istausrichtung gegenüber der Sollausrichtung. Das Lastaufnahmemittel ist über einen Seitenschub mit dem Flurförderzeug verbunden und die Steuervorrichtung korrigiert mit dem Seitenvorschub die Istausrichtung.
Durch die Nutzung des Seitenschubs zur Korrektur können zusätzliche Fahrbewegungen bei der Lastaufnahme vermieden werden, etwa wenn eine weitere Rückwärts- und Vorwärtsfahrt vermieden wird.
Die Steuervorrichtung korrigiert die Istausrichtung durch den Seitenschub so, dass die Last zentriert aufgenommen wird und nach Aufnahme der Last wird der Seitenschub in die Mittelstellung gebracht.
Durch den Seitenschub kann die Lastposition so korrigiert werden, dass die Last ideal mittig aufgenommen wird. Damit steht für Korrekturen bei dem folgenden Absetzen der Last wieder der volle Verfahrweg des Seitenschubs zur Verfügung. Außerdem ist bei absolut mittiger Lastaufnahme ein Verrutschen der Last weniger wahrscheinlich. Insbesondere wenn Gitterboxen oder Paletten durch einen Gabelträger aufgenommen werden, kann durch eine automatisierte Korrektur über den Seitenschub eine optimale Auflage erreicht werden, die die geringste Gefahr des Verrutschens während der Fahrt hat, und bei der die volle Korrektur des Seitenschubs beim folgenden Absetzen zur Verfügung steht.
Vorteilhaft erfasst die Steuerungsvorrichtung eine Verdrehung der Istausrichtung gegenüber der Sollausrichtung.
Durch einen Laserscanner kann eine solche Verdrehung bereits über eine ausreichend große Distanz erfasst werden, um beim Heranfahren durch Kurvenfahrt das Lastaufnahmemittel, insbesondere eine Lastgabel, auszurichten.
Die Steuerungsvorrichtung kann durch eine oder mehrere Fahrbewegungen des Flurförderzeugs die Istausrichtung korrigieren.
In günstiger Ausführungsform kann die Steuerungsvorrichtung die Position der Last in den Lastaufnahmemitteln während des Aufliegens und der Fahrt des Flurförderzeugs überwachen.
Dadurch kann während des Transports ein Verrutschen zum Beispiel beim Überfahren von Bodenunebenheiten erkannt werden und dieses kann beim Anfahren der Lastabgabeposition bereits berücksichtigt werden. Die Weg- und Freiraumtoleranzen können am Lastabgabeplatz entsprechend kleiner vorgesehen werden. Gleichzeitig ist damit eine Verliererkennung der Last gegeben.
Vorteilhaft ist der Sensor ein Laserscanner und das Lastaufnahmemittel ist eine Lastgabel, wobei der Laserscanner im Bereich zwischen zwei Gabelzinken angeordnet ist. Der Laserscanner kann höhenverfahrbar angeordnet sein.
Dadurch ist ein Sensor im Bereich des Gabelträgers angebracht, der bei den verschiedenen Arbeitsvorgängen auf die Last „sehen“ kann. Als Sensor kommt ein Laserscanner, eine Kamera oder ein 3D-Sensor in Frage. Durch die Verwendung dieser optischen 2D- oder 3D-Sensoren ist eine erhebliche umfangreichere Reaktion auf Lastverschieben möglich.
Die Last kann auf Lastträgern aufgenommen werden, die Paletten sein können. Es kann erfasst werden, ob diese beschädigt sind, insbesondere ein Tragblock fehlt.
Von Flurförderzeugen werden zumeist Einheiten bestehend aus der Last und Lastträgern, auf denen die Last aufliegt, transportiert. Beispiele wären Paletten, Gitterboxen oder Spezialladungsträger. Entscheidend für die Erfassung durch den Sensor ist der Lastträger und weniger die Last selbst, die auf dem Lastträger aufliegt. Für das Aufnehmen der Last und das Ausrichten des Lastaufnahmemittels, insbesondere einer Lastgabel, ist der Zustand und die Position des Lastträgers entscheidend. Zusätzlich kann vor dem Aufnehmen auch der Zustand des Lastträgers überprüft werden. Es kann festgestellt werden, ob er einer hinterlegten Spezifikation entspricht oder ob er z.B. beschädigt ist, wenn etwa einer Palette ein Tragblock zwischen den oberen und unteren Brettern fehlt.
In günstiger Ausführungsform wird die Kontur der Last überprüft. Es kann die Kontur eines Objekts, auf das die Last abgesetzt werden soll, überprüft werden.
Durch die Konturüberprüfung der Last auf dem aufzunehmenden Lastträger kann sichergestellt werden, dass die Last nicht oder nur im zulässigen und definierten Toleranzbereich über den Lastträger hinausragt.
Vorteilhaft kann die Kontur eines Objekts, auf das die Last abgesetzt werden soll, überprüft werden.
Soll die Last auf eine bereits vorhandene Last oder andere Objekte als Basis aufgestapelt werden, kann beim Anheben der Last die Basis abgescannt und erfasst werden, so dass die Übergabeposition der Last an die tatsächliche Position der Basis insbesondere auch in Bezug auf die Höhe, angepasst werden kann.
Die Aufgabe wird auch durch ein Flurförderzeug gelöst, das einen Sensor im Bereich von Lastaufnahmemitteln und eine Steuervorrichtung aufweist, die ein zuvor beschriebenes Verfahren durchführt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt

1 ein Flurförderzeug in Perspektivansicht,
2 stark schematisch ein Flurförderzeug der 1 sowie eine aufzunehmende Last in Aufsicht und
3 stark schematisch ein Flurförderzeug der 1 mit Last in Aufsicht.

In 1 ist ein Flurförderzeug in perspektivischer Ansicht dargestellt, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt. Bei dem Flurförderzeug handelt es sich um einen Schubmaststapler mit einem ersten Radarm 1 mit einer Laufrolle 2 und einem zweiten Radarm 3, ebenfalls mit einer Laufrolle 2. An einem Hubgerüst 4 ist eine Lastgabel 5 als Lastaufnahmemittel befestigt. Hinter dem Hubgerüst 4 ist eine Batterie 6 angeordnet. Die Lastgabel 5 kann an dem Hubgerüst 4 vertikal angehoben oder abgesenkt werden. Das Hubgerüst 4 kann zwischen den Radarmen 1, 3 nach vorne verschoben werden, um eine Last aufzunehmen. An den in einer Fahrzeuglängsachse des Schubmaststaplers vorderen Ende des ersten Radarms 1 befindet sich über der Laufrolle 2 ein erstes Schutzblech 7 und über der Laufrolle 2 des zweiten Radarms 3 ebenfalls ein zweites Schutzblech 8. An dem ersten Schutzblech 7 ist ein Umgebungssensor 9 angeordnet. An der Lastgabel 5 ist ein optischer Sensor als Laserscanner 10 angeordnet.
2 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Flurförderzeug in Sicht von oben. Zwischen dem ersten Radarm 1 und dem zweiten Radarm 3 mit der Laufrolle 2 ist das Hubgerüst 4 mit der Lastgabel 5 angeordnet. An der Lastgabel 5, auf der eine schematisch dargestellte Last 11 aufliegt, ist der Laserscanner 10 angeordnet, der mit seinem Fächer aus Laserstrahlen 12 eine Ebene oberhalb der Lastgabel 5 überstreicht. Vor dem Flurförderzeug befindet sich eine Last 11, die durch die Laserstrahlen 12 erfasst wird.
Die Steuerungseinheit erkennt aus den Daten des Laserscanners 10, dass die Last 11 gegenüber einer Längsachse des Flurförderzeugs verdreht ist. Beim Heranfahren an die Last 11 kann neben der Ausrichtung der Last 11 gegenüber der Lastgabel 5 auch überprüft werden, ob etwa ein Tragklotz einer Palette, auf der die Last 11 steht, fehlt und dadurch die Gefahr besteht, dass die Last 11 verrutschen oder beim Anheben beschädigt werden könnte. Beim Heranfahren an die Last 11 kann der Schubmaststapler durch Kurvenfahrt die Ausrichtung der Lastgabel 5 an die Verdrehung der Last 11 anpassen.
3 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Flurförderzeug in Sicht von oben. Zwischen dem ersten Radarm 1 und dem zweiten Radarm 3 mit der Laufrolle 2 ist das Hubgerüst 4 mit der Lastgabel 5 angeordnet. An der Lastgabel 5, auf der eine schematisch dargestellte Last 11 aufliegt, ist der Laserscanner 10 angeordnet, der mit seinem Fächer aus Laserstrahlen 12 eine Ebene oberhalb der Lastgabel 5 überstreicht.
Dadurch wird überprüft, ob die Last 11 korrekt auf der Lastgabel 5 aufliegt. Verrutscht die Last 11 während des Fahrens aufgrund von Erschütterungen beim Überfahren von Bodenunebenheiten, so kann die veränderte Lastposition erfasst und berücksichtigt werden.

Claims

Steuerungsverfahren zum Aufnehmen einer Last (11) für ein Flurförderzeug mit einem Sensor (10) im Bereich eines Lastaufnahmemittels (5) und einer Steuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufnehmen und während des Aufnehmens der Last (11) die Lastposition relativ zu dem Lastaufnahmemittel (5) erkannt wird, wobei in einem ersten Schritt die relative Position einer aufzunehmenden Last (11) gegenüber dem Lastaufnahmemittel (5) durch die Steuervorrichtung aus Daten des Sensors (10) bestimmt wird und sodann ein Korrekturwert zwischen der Istausrichtung des Lastaufnahmemittels (5) und der Sollausrichtung des Lastaufnahmemittel (5) für die Aufnahme der Last (11) berechnet wird und die Istausrichtung des Lastaufnahmemittels (5) durch die Steuervorrichtung korrigiert wird, wobei die Steuerungsvorrichtung eine seitliche Verschiebung der Istausrichtung gegenüber der Sollausrichtung erfasst, das Lastaufnahmemittel (5) über einen Seitenschub mit dem Flurförderzeug verbunden ist und die Steuervorrichtung mit dem Seitenvorschub die Istausrichtung korrigiert, wobei die Steuervorrichtung die Istausrichtung durch den Seitenschub so korrigiert dass die Last (11) zentriert aufgenommen wird und nach Aufnahme der Last (11) den Seitenschub in Mittelstellung bringt.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung eine Verdrehung der Istausrichtung gegenüber der Sollausrichtung erfasst.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung durch eine oder mehrere Fahrbewegungen des Flurförderzeugs die Istausrichtung korrigiert.
Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung die Position der Last (11) in dem Lastaufnahmemittel (5) während des Aufliegens und der Fahrt des Flurförderzeugs überwacht.
Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10) ein Laserscanner (10) ist.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastaufnahmemittel (5) eine Lastgabel (5) ist und der Laserscanner (10) im Bereich zwischen zwei Gabelzinken angeordnet ist.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserscanner (10) höhenverfahrbar angeordnet ist.
Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Last (11) auf Lastträgern aufgenommen wird.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastträger Paletten sind und erfasst wird, ob diese beschädigt sind, insbesondere ein Tragblock fehlt.
Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur der Last (11) überprüft wird.
Steuerungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur eines Objekts, auf das die Last (11) abgesetzt werden soll, überprüft wird.
Flurförderzeug mit einem Sensor (10) im Bereich eines Lastaufnahmemittels (5) und einer Steuervorrichtung, die ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchführt.