DE102009024518A1 - Automation unit in conveyor systems - Google Patents

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    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Automatisierungseinheit in fördertechnischen Anlagen, umfassend Mittel zur Energieübertragung und zur Datenübertragung zwischen bzw. von einer stationären Leistungsschiene und einer bzw. auf eine mobile Transporteinheit sowie Mittel zur Erfassung und Bestimmung der Position der mobilen Transporteinheit bezogen auf die zurückgelegte Wegstrecke. Es soll eine solche Automatisierungseinheit geschaffen werden, die neben einer größeren Betriebs- und Funktionssicherheit insbesondere den Investitions- und Montageaufwand verringert. Hierzu ist die Leistungsschiene integriert mit den Mitteln zur Datenübertragung und Positionsbestimmung ausgebildet, denen an der mobilen Transporteinheit Gegenstücke zur Energieabnahme, Signal-/Datenübertragung und Wegerfassung zugeordnet sind.The invention relates to an automation unit in conveyor systems, comprising means for transmitting energy and for data transmission between or from a stationary power rail and a mobile transport unit and means for detecting and determining the position of the mobile transport unit based on the distance traveled. It is intended to provide such an automation unit which, in addition to greater operational and functional safety, reduces the investment and assembly costs in particular. For this purpose, the power rail is integrally formed with the means for data transmission and position determination, which are assigned to the mobile transport unit counterparts for energy consumption, signal / data transmission and path detection.

Description

Die Erfindung betrifft eine Automatisierungseinheit in fördertechnischen Anlagen, umfassend Mittel zur Energieübertragung und zur Datenübertragung zwischen bzw. von einer stationären Leistungsschiene und einer bzw. auf eine mobile Transporteinheit sowie Mittel zur Erfassung und Bestimmung der Position der mobilen Transporteinheit bezogen auf die zurückgelegte Wegstrecke.The The invention relates to an automation unit in conveyor technology Equipment comprising means for energy transmission and data transmission between or from a stationary Power rail and one or on a mobile transport unit and means for detecting and determining the position of the mobile Transport unit based on the distance covered.

In fördertechnischen Anlagen, wie Krananlagen mit Hängeschienenbahnen, Regalbediengeräte oder dergleichen, bewegen sich die mobilen Einheiten, z. B. Transportfahrzeuge bzw. Verfahrwagen oder Förderzeuge, auf definierten Strecken. Die mobilen Einheiten erfordern einerseits eine Energieversorgung, andererseits setzt die Automatisierung aber auch eine sehr präzise Information über die Position der mobilen Einheit voraus, wozu entsprechende Daten übertragen werden müssen. So steht dem Anwender beispielsweise eine parallel zur Fahrbahn der mobilen Einheit verlegte Codeschiene als Träger der absoluten Weginformation zur Verfügung. Diese wird von einem Lesekopf berührungslos optoelektronisch abgetastet, womit an jeder Stelle der Fahrbahn eine eindeutige und exakt reproduzierbare Position zugewiesen werden kann.In materials handling Installations, such as crane systems with suspended railways, Stacker cranes or like that, the mobile units, e.g. B. transport vehicles or shuttle cars or vehicles, on defined routes. The mobile units require one hand an energy supply, on the other hand, the automation but also a very precise information about the position of the mobile unit ahead, for which corresponding data is transmitted Need to become. For example, the user has one parallel to the road the mobile unit laid code rail as a carrier of the absolute route information to disposal. This is scanned opto-electronically by a read head, with which at each point of the roadway a clear and exactly reproducible Position can be assigned.

Trotz des in den fördertechnischen Anlagen mit übergeordneter Steuerung bzw. dezentraler Steuerung der Anlage hohen Automatisierungsgrades sind zur Übertragung von Energie und Daten auf die mobilen Einheiten sowie zur Positionsbestimmung in der Praxis lediglich Einzellösungen, singulär existierende Systeme bekannt, wie nachfolgend angegeben: In spite of in the conveyor technology Appendices with parent Control or decentralized control of the plant are highly automated for transmission of energy and data on the mobile units as well as for position determination in practice only individual solutions, unique Existing systems are known, as indicated below:

1. Energieübertragung1. Energy transfer

Zur Energieübertragung zwischen stationären und mobilen Einheiten sind drei Verfahren bekannt:

  • a) Kabelverbindung mittels Kabelschleppeinrichtung (Schleppketten, o. a.)
  • b) Schleifleitersysteme (Schienensysteme mit Schleifersystem)
  • c) Induktive Energieübertragung (Anwendung bei kleinen Leistungen)
For energy transfer between stationary and mobile units, three methods are known:
  • a) Cable connection by means of cable tow equipment (drag chains, or the like)
  • b) Conductor ladder systems (rail systems with grinding system)
  • c) Inductive energy transfer (use at low power)

2. Datenübertragung2. Data transmission

Zur Datenübertragung zwischen stationären und mobilen Einheiten sind drei Verfahren bekannt:

  • a) Kabelverbindung mittels Kabelschleppeinrichtungen (Schleppketten, o. a.)
  • b) Schleifleitersysteme (Schienensysteme mit Schleifersystem)
  • c) drahtlose Übertragung
For data transmission between stationary and mobile units, three methods are known:
  • a) Cable connection by cable tow devices (drag chains, etc.)
  • b) Conductor ladder systems (rail systems with grinding system)
  • c) wireless transmission

3. Positionsbestimmung3. Position determination

Zur Positionsbestimmung in Verbindung mit schienengebundenen mobilen Einheiten sind folgende Verfahren bekannt:

  • a) An mobilen Einheiten installierte Sensorsysteme zur Positionserfassung (z. B. Drehgebersysteme an Rädern, etc.)
  • b) Stationär montierte Sensorsysteme, die die Position der mobilen Einheit über eine Abstandsmessung bestimmen.
For determining the position in connection with rail-bound mobile units, the following methods are known:
  • a) Position sensing sensor systems installed on mobile units (eg encoder systems on wheels, etc.)
  • b) Stationary mounted sensor systems that determine the position of the mobile unit via a distance measurement.

Die Ankopplung mobiler Einheiten mit definiertem Aktionsradius setzt somit hinsichtlich der Energie- und Datenübertragung sowie zur Positionsbestimmung hohe Investitions- und Montagekosten voraus. Außerdem wird für die separaten Installationen ein zusätzlicher Montageraum benötigt, der häufig nicht zur Verfügung steht. Weiterhin liegt auch eine geringere Betriebssicherheit vor, z. B. beim Einsatz von Positionsmeßverfahren mit Reibschlussprinzip oder bei Abrollung eines Messrades bzw. Drehzahl- und Drehwinkelerfassung am Antriebsrad, wo es zu einer kumulativen Verfälschung der Messung durch Schlupf bzw. wenn das Rad den Kontakt zur Fahrschiene verliert kommen kann.The Coupling of mobile units with a defined radius of action sets thus in terms of energy and data transmission as well as for position determination high investment and assembly costs ahead. Also, for the separate Installations an additional Mounting space needed, Often not to disposal stands. Furthermore, there is also a lower level of operational safety z. B. when using Positionmeßverfahren with friction principle or when unrolling a measuring wheel or speed and rotation angle detection at the drive wheel, where there is a cumulative falsification of the measurement by slip or if the wheel can come loose contact with the rail.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Automatisierungseinheit der eingangs genannten Art ohne diese Nachteile zu schaffen, die es neben einer größeren Betriebs- und Funktionssicherheit insbesondere ermöglicht, den Investitions- und Montageaufwand zu verringern.Of the The invention is therefore based on the object, an automation unit of the type mentioned above without creating these disadvantages that it in addition to a larger operating and functional security in particular allows the investment and Reduce assembly costs.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Leistungsschiene integriert mit den Mitteln zur Datenübertragung und Positionsbestimmung ausgebildet ist, denen an der mobilen Transporteinheit Gegenstücke zur Energieabnahme, Signal-/Datenübertragung und Wegerfassung zugeordnet sind. Indem die drei bisher singulären Funktionssysteme zusammengeführt sind und in einer Baueinheit die Mittel zur Energie- und Datenübertragung und sogleich auch zur Positionsbestimmung integriert sind, lässt sich nicht nur der Bauraum für das Gesamtsystem gegenüber einem Aufbau von drei Einzelsystemen deutlich verringern, sondern auch ein hoher Montageaufwand vermeiden. Denn eine die Montage ansonsten sehr schwierig gestaltende genaue Ausrichtung der Einzelsysteme ist entbehrlich. Die Positionierung der Funktionsteile zueinander ist im Zusammenspiel mit der mobilen Transporteinheit erfindungsgemäß vielmehr fest vorgegeben.These Task is inventively characterized solved, that the power rail integrated with the means for data transmission and position determination is formed, which at the mobile transport unit counterparts for energy acceptance, signal / data transmission and path detection assigned. By merging the three previously unique functional systems and in a unit the means for power and data transmission and can be readily integrated to determine the position, can be not only the installation space for the whole system opposite significantly reduce the structure of three individual systems, but also avoid a high installation effort. Because one assembly otherwise very difficult designing accurate alignment of the individual systems is unnecessary. The positioning of the functional parts to each other is in interaction with the mobile transport unit according to the invention rather fixed.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht eine mit Schleifleitern versehene, an einem sich parallel zum Verfahrweg der mobilen Transporteinheit erstreckenden Träger befestigte Stromschiene als Leistungsschiene vor, deren Gehäuse ein drahtloses Datenübertragungsmittel und einen Weginformationsgeber aufweist, wobei ein in die Stromschiene eingreifender und darin geführter Stromabnehmerwagen der mobilen Transporteinheit mit einer Sende-/Empfängereinheit und einem Wegmesssystem versehen ist. Das in der Regel im Querschnitt U-förmige Gehäuse einer als solche bekannten Stromschiene ist dabei sogleich mit den die relative, feste Positionierung zueinander gewährleistenden Aufnahmen für diese Funktionsteile ausgebildet.A preferred embodiment of the invention provides a ladder-mounted bus bar attached to a support extending parallel to the travel path of the mobile transport unit as a power rail, the housing of which comprises a wireless data transmission means and a path information having an encoder, wherein an engaging in the busbar and guided therein trolley of the mobile transport unit is provided with a transceiver unit and a distance measuring system. The usually in cross-section U-shaped housing of a known as such busbar is at the same time formed with the relative, fixed positioning each other ensuring recordings for these functional parts.

Die somit multifunktionale, integrierte Stromschiene kann zur drahtlosen Datenübertragung (WLAN) und zur berührungslosen Positionsbestimmung nach einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung als drahtloses Übertragungsmittel einen koaxial zur Stromschiene angeordneten Leckwellenleiter, als Weginformationsgeber eine Codeschiene und als Wegmesssystem einen Lesekopf aufweisen. Als Lesekopf kann ein Laserscanner zum Einsatz kommen; optional kann eine berührungslose magnetische Wegmessung oder eine optische Abstandsmessung vorgesehen werden. Das Wegmesssystem ermöglicht auf jeden Fall eine Positionsbestimmung durch absolute Codierung über den Weg der Verfahrstrecke.The thus multifunctional, integrated power rail can be used for wireless Data transmission (WLAN) and to the contactless Position determination according to an advantageous proposal of the invention as a wireless transmission medium a leaky waveguide coaxial with the busbar, as a wayfinding transmitter a code rail and as a displacement measuring system have a read head. As a reading head, a laser scanner can be used; optional can be a non-contact magnetic path measurement or an optical distance measurement provided become. The distance measuring system allows in any case a position determination by absolute coding over the Way of the route.

Es wird erfindungsgemäß alternativ zur Stromschiene eine als Leistungsschiene verlegte Induktionsschiene vorgeschlagen. Die Induktionsschiene bietet den Vorteil einer bodenseitigen Verlegung der Funktionsteile, z. B. im Fundament unterhalb der Wegstrecke der mobilen Transporteinheit.It is according to the invention alternatively to busbar a laid as a power rail induction rail proposed. The induction rail offers the advantage of a bottom-side Laying the functional parts, eg. B. in the foundation below the route the mobile transport unit.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs- und Anwendungsbeispiels der Erfindung. Es zeigen:Further Features and details of the invention will become apparent from the claims and the following description of one shown in the drawings execution and application example of the invention. Show it:

1 als Einzelheit einer fördertechnischen Anlage eine an einem Schienenträger befestigte Leistungsschiene, ausgeführt als Stromschiene, mit sogleich allen im U-förmigen Gehäuse der Stromschiene integrierten Funktionsmitteln zur Energie- und drahtlosen Datenübertragung sowie zur berührungslosen Positionsbestimmung und den an einem Stromabnehmerwagen der nicht dargestellten mobilen Transporteinheit vorgesehenen Gegenstücken, schematisch im Teilschnitt; und 1 as a detail of a conveyor system mounted on a rail carrier power rail, designed as a busbar, with all immediately integrated in the U-shaped housing of the bus bar functional means for energy and wireless data transmission and for contactless positioning and provided on a current collector of the mobile transport unit not shown counterparts , schematically in partial section; and

2 eine schematische Skizze einer fördertechnischen Anlage zum Transport von Großrohren unter Verwendung der in 1 dargestellten integrierten, multifunktionalen Leistungsschiene. 2 a schematic sketch of a conveyor system for the transport of large pipes using the in 1 illustrated integrated, multifunctional power rail.

Die 2 zeigt als Beispiel einer fördertechnischen Anlage 1 den Transport von Großrohren 2, die in Pfeilrichtung 3 auf einem Rollgang 4 zugeführt und nach der Weiterleitung auf einem Rollgang 5 in Pfeilrichtung 6 abtransportiert werden. Zur Weiterleitung und/oder Verteilung der Großrohre 2 werden auf Schienen 7 verfahrbare mobile Einheiten 8, hier in Form von Quertransportwagen 8a und Längstransportwagen 8b, eingesetzt. An einer Seite neben der schienengebundenen Wegstrecke der mobilen Einheiten 8a, 8b sind multifunktionale, integriert die Mittel zur Energieübertragung, zur Datenübertragung und zur Erfassung und Bestimmung der Position der mobilen Transporteinheit aufweisende, stationäre Leistungsschienen 9, ausgebildet als Stromschiene oder Induktionsschiene, letztere beispielsweise im Fundament verlegt, angeordnet.The 2 shows as an example of a conveyor system 1 the transport of large pipes 2 pointing in the direction of the arrow 3 on a roller table 4 fed and after forwarding on a roller table 5 in the direction of the arrow 6 be transported away. For forwarding and / or distribution of large pipes 2 be on rails 7 moveable mobile units 8th , here in the form of transverse transport cars 8a and longitudinal transport cars 8b used. On one side next to the track-bound route of the mobile units 8a . 8b are multifunctional, integrates the means for energy transmission, for data transmission and for the detection and determination of the position of the mobile transport unit having stationary power rails 9 , designed as a busbar or induction rail, the latter laid, for example, laid in the foundation.

Die Leistungsschienen 9 sind, wie anhand der dem Längstransportwagen 8b zugeordneten gezeigt, über einen Anschluss 10 mit einer elektrischen Stromversorgung verbunden. Die sich im Kreuzungsbereich der Schienen des Längstransportwagens 8b und der Quertransportwagen 8a im Abstand gegenüberliegenden Leistungsschienen 9 der Quertransportwagen 8a sind an ihren einander zugewandten Enden mit einem Einführtrichter 11 versehen. Dieser dient zum Einfädeln einer Stromabnehmereinheit der mobilen Transporteinheiten bzw. Quertransportwagen 8a, die jeweils zwei solcher Stromabnehmereinheiten besitzen, von denen eine zur Erfüllung der Transportaufgabe während des Verfahrens aus der Leistungsschiene 9 heraustritt und dann bei der gegenläufigen Bewegung wieder darin eingeführt werden muss.The power rails 9 are, as based on the longitudinal transport car 8b assigned shown via a connector 10 connected to an electrical power supply. Located in the crossing area of the rails of the longitudinal transport vehicle 8b and the sidecar 8a in the distance opposite power rails 9 the transverse transport car 8a are at their ends facing each other with an insertion funnel 11 Mistake. This serves for threading a pantograph unit of the mobile transport units or transverse transport car 8a each having two such pantograph units, one of which for performing the transport task during the process from the power rail 9 emerges and then in the opposite movement must be reintroduced into it.

Der 1 lässt sich eine als Stromschiene 12 ausgeführte Leistungsschiene entnehmen. Diese ist stationär an einem hier schienenförmigen Träger 13 befestigt. Das U-förmige Gehäuse 14 der Stromschiene 12 nimmt integriert die Mittel zur Energieübertragung 15, zur Datenübertragung 16 und zur Positionsbestimmung 17 auf. Das Energieübertragungsmittel 15 besteht aus einerseits gehäuseseitigen Schleifleitern und andererseits einem Stromabnehmerwagen 18, der mit der mobilen Transporteinheit 8; 8a, 8b verbunden ist, wie durch Pfeil angedeutet.Of the 1 can be a power rail 12 remove the executed power rail. This is stationary on a rail-shaped support here 13 attached. The U-shaped housing 14 the busbar 12 integrates the means for energy transfer 15 , for data transmission 16 and for position determination 17 on. The energy transfer agent 15 consists of on the one hand housing-side loop conductors and on the other hand a pantograph carriage 18 that with the mobile transport unit 8th ; 8a . 8b is connected as indicated by arrow.

Das Datenübertragungsmittel ist zur drahtlosen Übertragung als ein in dem Gehäuse 14 der Stromschiene 12 angeordneter Leckwellenleiter 19 ausgebildet, der mit einer Antenne 20 des Stromabnehmerwagens 18 kommuniziert. Das Positionsbestimmungsmittel 17 setzt sich aus einem ebenfalls in dem Gehäuse 14 der Stromschiene 12 in Form einer Codeschiene untergebrachten Weginformationsgeber 21 und einem diesem am Stromabnehmerwagen 18 zugeordneten Wegmesssystem 22, z. B. ein Lesekopf oder ein Laserscanner, zusammen.The data transmission means is for wireless transmission as one in the housing 14 the busbar 12 arranged leaky waveguide 19 trained, with an antenna 20 of the pantograph carriage 18 communicated. The position determining means 17 consists of a likewise in the housing 14 the busbar 12 In the form of a code rail housed way information transmitter 21 and a this at the pantograph carriage 18 assigned path measuring system 22 , z. As a read head or a laser scanner together.

Es liegt damit eine kompakte Automatisierungseinheit vor, die integriert in der Leistungsschiene 9 bzw. Stromschiene 12 alle Funktionsteile vereint, die sich in dem Stromschienengehäuse in einer von vornherein festen An- und Zuordnung vorsehen lassen, so dass bei der Montage keine gesonderte genaue Ausrichtung mehr erforderlich ist.There is thus a compact automation unit integrated in the power rail 9 or busbar 12 united all functional parts, which are in the busbar housing in one Allows from the outset fixed attachment and assignment, so that no separate exact alignment is required during assembly.

11
fördertechnische Anlagematerial handling investment
22
GroßrohrGroßrohr
33
Pfeilrichtungarrow
44
Rollgang (Zufuhr)roller table (Supply)
55
Rollgang (Abtransport)roller table (Removal)
66
Pfeilrichtungarrow
77
Schienerail
88th
mobile Transporteinheitmobile transport unit
8a8a
QuertransportwagenTransverse transport carriage
8b8b
LängstransportwagenAlong trolley
99
Leistungsschieneprail
1010
Anschlussconnection
1111
Einführtrichterinsertion funnel
1212
Stromschieneconductor rail
1313
Trägercarrier
1414
Gehäuse (der Stromschiene)Housing (the Busbar)
1515
EnergieübertragungsmittelEnergy transfer means
1616
Datenübertragungsmittel (drahtlos)Data transmission means (wireless)
1717
Positionsbestimmungsmittel (berührungslos)Position determining means (Contact)
1818
Stromabnehmerwagen/EnergieabnehmerCurrent collector trolley / energy consumers
1919
LeckwellenleiterLeaky Cable
2020
Sende-/Empfängereinheit (z. B. Antenne)Transmitter / receiver unit (eg antenna)
2121
Weginformationsgeber (Codeschiene)Weginformationsgeber (Code rail)
2222
Wegmesssystem (Lesekopf, Laserscanner)displacement measuring system (Read head, laser scanner)

Claims (5)

Automatisierungseinheit in fördertechnischen Anlagen, umfassend Mittel zur Energieübertragung und zur Datenübertragung zwischen bzw. von einer stationären Leistungsschiene und einer bzw. auf eine mobile Transporteinheit sowie Mittel zur Erfassung und Bestimmung der Position der mobilen Transporteinheit bezogen auf die zurückgelegte Wegstrecke, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsschiene (9; 12) integriert mit den Mitteln zur Datenübertragung (16) und Positionsbestimmung (17) ausgebildet ist, denen an der mobilen Transporteinheit (8; 8a, 8b) Gegenstücke zur Energieabnahme, Signal-/Datenübertragung und Wegerfassung zugeordnet sind.Automation unit in conveyor systems, comprising means for transmitting energy and for data transmission between or from a stationary power rail and a mobile transport unit and means for detecting and determining the position of the mobile transport unit based on the distance traveled, characterized in that the power rail ( 9 ; 12 ) integrated with the means for data transmission ( 16 ) and position determination ( 17 ) formed on the mobile transport unit ( 8th ; 8a . 8b ) Counterparts for energy consumption, signal / data transmission and path detection are assigned. Automatisierungseinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit Schleifleitern versehene, an einem sich parallel zum Verfahrweg der mobilen Transporteinheit (8; 8a, 8b) erstreckenden Träger (13) befestigte Stromschiene (12) als Leistungsschiene (9), deren Gehäuse (14) ein drahtloses Datenübertragungsmittel (16) und einen Weginformationsgeber (21) aufweist, wobei ein in die Stromschiene (12) eingreifender und darin geführter Stromabnehmerwagen (18) der mobilen Transporteinheit (8; 8a, 8b) mit einer Sende-/Empfängereinheit (20) und einem Wegmesssystem (22) versehen ist.Automation unit according to claim 1, characterized by a conductor provided with guide rails, parallel to the travel path of the mobile transport unit ( 8th ; 8a . 8b ) extending carrier ( 13 ) fixed busbar ( 12 ) as a power rail ( 9 ) whose housing ( 14 ) a wireless data transmission means ( 16 ) and a route information provider ( 21 ), wherein one in the busbar ( 12 ) engaging and guided therein pantograph carriage ( 18 ) of the mobile transport unit ( 8th ; 8a . 8b ) with a transceiver unit ( 20 ) and a position measuring system ( 22 ) is provided. Automatisierungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als drahtloses Datenübertragungsmittel (16) ein koaxial zur Stromschiene (12) angeordneter Leckwellenleiter (19), als Weginformationsgeber (21) eine Codeschiene und als Wegmesssystem (22) ein Lesekopf zum Einsatz kommt.Automation unit according to claim 2, characterized in that as a wireless data transmission means ( 16 ) a coaxial to the busbar ( 12 ) arranged leaky waveguide ( 19 ), as a route information provider ( 21 ) a code rail and as a displacement measuring system ( 22 ) a reading head is used. Automatisierungseinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (12) endseitig mit einem den Stromabnehmerwagen (18) einfädelnden Einführtrichter (11) ausgebildet ist.Automation unit according to claim 2 or 3, characterized in that the busbar ( 12 ) end with a pantograph carriage ( 18 ) threading funnel ( 11 ) is trained. Automatisierungseinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine als Leistungsschiene (9) verlegte Induktionsschiene.Automation unit according to claim 1, characterized by a power rail ( 9 ) threaded induction rail.
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