DE102010039477A1

DE102010039477A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Hubhöhe einer Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE102010039477A1
Application number: DE201010039477
Authority: DE
Inventors: Oliver Wildner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-08-18
Filing date: 2010-08-18
Publication date: 2012-02-23
Also published as: CN103038153A; US20130205610A1; WO2012022600A1; EP2605996A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Hubhöhe einer Arbeitsmaschine, bei welchem eine Höhenmessung zwischen einer Position entlang einer annähernd senkrechten Bewegungsachse eines Hubelementes (2) der Arbeitsmaschine (1) zu einem Referenzpunkt durchgeführt wird. Um trotz auftretender Reifenverschleiß am Rad der Arbeitsmaschine immer eine korrekte Hubhöhe auszugeben, wird der Referenzpunkt durch den Boden (3) gebildet.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Hubhöhe einer Arbeitsmaschine, bei welchem eine Höhenmessung zwischen einer Position entlang einer annähernd senkrechten Bewegungsachse eines Hubelementes der Arbeitsmaschine zu einem Referenzpunkt durchgeführt wird sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei Arbeitsmaschinen, wie z. B. einem Hochregalbestücker, wählt das Bedienpersonal per Knopfdruck die gewünschte Hubhöhe des Hubelementes der Arbeitsmaschine aus, wodurch das Hubelement die gewünschte Hubhöhe automatisch einnimmt. Dazu ist es notwendig, dass vorher in die Steuerung der Arbeitsmaschine die Höhen der einzelnen Hochregalabschnitte eingegeben werden.
An der Arbeitsmaschine sind Höhenmesssysteme angeordnet, die die Hubhöhe zwischen dem Hubelement und einem Referenzpunkt messen, wobei der Referenzpunkt üblicherweise ein Fixpunkt an dem Gehäuse der Arbeitsmaschine ist. Der Abstand des Fixpunktes zum Boden wird dabei als Festwert zu der gemessenen Hubhöhe von dem Referenzpunkt bis zum Hubelement hinzuaddiert.
Da der Abstand des Referenzpunktes zum Boden als feste Größe berücksichtigt wird, kann es infolge eines Reifenverschleißes dazu kommen, dass die Hubhöhe an der Position des Hubgeschehens nicht korrekt ist und das Hubelement des Hochregalbestückers die erforderliche Hubhöhe, um einen bestimmten Abschnitt des Hochregals zu erreichen, nicht einnimmt. Die Bedienperson muss dann die Hubhöhe manuell nachjustieren, was sehr zeitaufwändig ist.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Hubhöhe anzugeben, welche trotz Reifenverschleiß oder Reifendruckänderung immer die korrekte Hubhöhe ausgibt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Referenzpunkt durch den Boden gebildet wird. Dies hat den Vorteil, dass bei der Einstellung der Hubhöhe der Reifenverschleiß oder Änderungen des Reifendruckes berücksichtigt wird und die Hubhöhe somit immer korrekt ausgegeben wird. Dabei wird das Hubelement bei einer automatischen Hubhöheneinstellung immer auf die erforderliche Hubhöhe gefahren.
In einer Ausgestaltung wird die Hubhöhe durch zwei, gegeneinander messende Teilhöhenmessungen bestimmt, wobei eine erste Teilhubhöhe von einem ersten Fixpunkt an der Arbeitsmaschine bis zum Hubelement bestimmt wird und eine zweite Teilhubhöhe von einem zweiten Fixpunkt an der Arbeitsmaschine bis zum Boden ermittelt wird. Durch die Teilung der Messung der Hubhöhen wird die Auswertung vereinfacht. Die Ermittlung der zweiten Teilhubhöhe, welche als Referenzmessung hinsichtlich des Reifenverschleißes dient, kann in größeren zeitlichen Abständen erfolgen als die Ermittlung der ersten Teilhubhöhe.
In einer Variante wird eine Differenz zwischen zwei zu verschiedenen Zeiten bestimmten zweiten Teilhubhöhen gebildet. Da die zweite Teilhubhöhenmessung direkt vom Boden bis zum zweiten Fixpunkt misst, wird der Einfluss des Reifenverschleißes der Arbeitsmaschine auf die Hubhöhe korrekt erfasst.
In einer anderen Ausführungsform sind der erste Fixpunkt und der zweite Fixpunkt in annähernd der gleichen Höhe an der Arbeitsmaschine angeordnet, wobei die erste und die zweite Teilhubhöhe zur Hubhöhe addiert werden. Durch die Übereinstimmung in der Lage der beiden Fixpunkte sind außer der Zusummierung der erläuterten Differenz keine Korrekturen bei der Bestimmung der Hubhöhe notwendig.
Vorteilhafterweise sind der erste Fixpunkt und der zweite Fixpunkt an der Arbeitsmaschine in unterschiedlicher Höhe angeordnet, wobei zur Bestimmung der Hubhöhe des Hubelementes über dem Boden der senkrechte Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Fixpunkt zu der ersten und der zweiten Hubhöhe hinzuaddiert oder abgezogen wird. Durch die Referenzmessung des zweiten Hubhöhenmesssystems vom zweiten Fixpunkt zum Boden wird sichergestellt, dass lokale Reifenverschleißerscheinungen, die entweder sehr langsam oder durch eine Beschädigung des Reifens auch sehr schnell vonstatten gehen können, die Messung der Hubhöhe nicht verfälschen. Durch diese Korrekturmaß nahme wird erreicht, dass die Hubhöhe immer korrekt bestimmt wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Hubhöhe einer Arbeitsmaschine, bei welcher eine Höhenmessung zwischen einer annähernd senkrechten Position des Hubelementes der Arbeitsmaschine zu einem Referenzpunkt durchgeführt wird. Um trotz auftretendem Reifenverschleiß der Arbeitsmaschine immer eine korrekte Hubhöhe angeben zu können, wird der Referenzpunkt durch den Boden gebildet, auf welchem sich die Arbeitsmaschine befindet. Somit wird bei jeder Position des Hubgeschehens die korrekte Hubhöhe ausgegeben, ohne dass das Bedienpersonal manuell nachjustieren muss. Das Hubelement der Arbeitsmaschine erreicht daher automatisch immer die entsprechende Etage des Hochregallagers.
Vorteilhafterweise wird die Hubhöhe durch zwei, gegeneinander messende Teilhöhenmesssysteme bestimmt, wobei ein erstes Teilhöhenmesssystem eine erste Teilhubhöhe von einem ersten Fixpunkt an der Arbeitsmaschine bis zum Hubelement bestimmt und das zweite Teilhöhenmesssystem eine zweite Teilhubhöhe von einem zweiten Fixpunkt an der Arbeitsmaschine bis zum Boden ermittelt. Durch diese Unterteilung in zwei Teilhubhöhen lassen sich die beiden Teilhöhenmesssysteme an einer Position der Arbeitsmaschine anordnen, wo ein direkter Zugriff auf die Energieversorgungs- und Kommunikationseinrichtungen der Arbeitsmaschine vorhanden ist.
In einer Variante umfassen die beiden Teilhöhenmesssysteme jeweils einen Sensor zur drahtlosen Bestimmung der ersten und der zweiten Teilhubhöhe. Dadurch lassen sich die Teilhubhöhen besonders vorteilhaft ermitteln, da die Sensoren eine Auswerteelektronik umfassen, weshalb keine weiteren Teile für die Höhenmessung notwendig sind, was die Kosten für die Hubhöhenmessung reduziert.
In einer Weiterbildung ist mindestens ein Sensor als Lasersensor oder als Ultraschallsensor ausgebildet. Bei einem Laser- oder Ultraschallsensor handelt es sich um kommerziell zu erwerbende Höhenmesssysteme, weshalb keine Forschungs- und Entwicklungskosten bei dem Einsatz eines solchen Höhenmesssystems entstehen.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigt:
1: Prinzipdarstellung der Hubhöhenmessung an einer Arbeitsmaschine
2: Beispiel zur Ermittlung eines Reifenverschleißes an der Arbeitsmaschine
In 1 ist eine Prinzipdarstellung für die Hubhöhenmessung an einer Arbeitsmaschine dargestellt. Dabei wird das Beispiel eines Gabelstaplers berücksichtigt, welcher unterschiedliche Hubhöhen einnehmen muss, um beispielsweise ein Hochregal mit mehreren Etagen zu bestücken. Die Arbeitsmaschine 1 weist dabei ein Hubelement 2 auf, welches senkrecht zur Fortbewegungsrichtung der Arbeitsmaschine 1 verstellbar ist. Die Arbeitsmaschine 1 ist auf dem Boden 3 beweglich angeordnet. An der Stoßstange der Arbeitsmaschine 1 ist ein Höhenmesssystem 4 angeordnet, welches aus zwei Teilhöhenmesssystemen besteht. Die beiden Teilhöhenmesssysteme 4 sind nebeneinander auf gleicher Höhe an der Arbeitsmaschine 1 angeordnet, weshalb in der 1 nur ein Teilhöhenmesssystem 4 zu erkennen ist.
Das erste Teilhöhenmesssystem 4 misst dabei ausgehend von der Position an der Stoßstange der Arbeitsmaschine 1 bis zum Hubelement 2, während das zweite Teilhöhenmesssystem ausgehend von dem Punkt an der Stoßstange der Arbeitsmaschine senkrecht zum Boden 3 misst. Die Anordnung von zwei verschiedenen Teilhöhenmesssystemen an der Stoßstange der Arbeitsmaschine 1 hat den Vorteil, dass die Energieversorgung der Teilhöhenmesssysteme und die Kommunikation der Teilhöhenmesssysteme ohne große Komplikationen direkt aus der Arbeitsmaschine 1 an die Teilhöhenmesssysteme 4 angeschlossen werden können.
Jedes Teilhöhenmesssystem 4 bildet dabei einen, eine Auswerteelektronik umfassenden Sensor, der einen Messstrahl aussendet, wie beispielsweise ein Lasersensor oder ein Ultraschallsensor. Das erste Teilhöhenmesssystem sendet einen Messstrahl gegen das Hubelement 2, welches diesen Messstrahl reflektiert. Das zweite Teilhöhenmesssystem sendet den Messstrahl gegen die Bodenfläche 3, wo dieser ebenfalls reflektiert wird. Der jeweils reflektierte Strahl wird dabei von dem ersten bzw. dem zweiten Teilhöhenmesssystem 4 wieder empfangen und ausgewertet. Beide Teilhöhenmesssysteme 4 arbeiten dabei nach demselben Prinzip, indem die Zeit zwischen der Aussendung des Messstrahles und dem Empfang des reflektierten Strahles bestimmt wird. Daraus wird von dem ersten Teilhöhenmesssystem 4 eine erste Teilhubhöhe I ermittelt, während von dem zweiten Teilhöhenmesssystem 4 eine zweite Teilhubhöhe II bestimmt wird.
Um nun den Reifenverschleiß an den Rädern der Arbeitsmaschine 1 ausreichend zu berücksichtigen, wird als Bezugspunkt für die Messung der Boden gewählt, auf welchem sich die Arbeitsmaschine bewegt. Bei der Wahl des Bodens als Bezugspunkt wird jede Veränderung des Reifens 5 der Arbeitsmaschine 1 infolge einer Abnutzung oder der Änderung des Reifendruckes sofort in die Messung der Hubhöhe mit einbezogen.
Wird als Bezugspunkt für die Messung der Hubhöhe aber der Fixpunkt des ersten Teilhöhenmesssystems an der Stoßstange der Arbeitsmaschine 1 gewählt, so wird durch das zweite Teilhubhöhenmesssystem 4 eine Referenzmessung durchgeführt, um Veränderungen des Reifens zu detektieren. Dabei werden durch das zweite Teilhöhenmesssystem 4 zwei Messungen A und B durchgeführt, wie sie in 2 für das zweite Teilhöhenmesssystem 4 dargestellt sind. Dabei wird zu einem ersten Zeitpunkt durch das zweite Teilhöhenmesssystem 4 eine zweite Teilhubhöhe II von dem zweiten Fixpunkt an der Arbeitsmaschine 1 zum Boden 3 gemessen. Mit dieser ersten Messung A wird dabei ein Durchmesser des Reifens 5 der Arbeitsmaschine 1 bestimmt. Nach einem abgelaufenen Zeitraum, welcher in der Größenordnung von Tagen liegen kann, wird eine zweite Messung B durchgeführt, wobei ebenfalls wieder der Durchmesser des Reifens 5 der Arbeitsmaschine 1 bestimmt wird. Anschließend wird die Messung B von der Messung A abgezogen. Ist die Differenz Δ dann ungleich Null, d. h. ergibt sich eine positive Differenz Δ. ist davon auszugehen, dass der Reifen 5 abgefahren ist, da der Durchmesser des Reifens 5 sich verkleinert hat. Dabei hat sich auch der Abstand des zweiten Teilhöhenmesssystems 4' (welches gestrichelt in 2 dargestellt ist) zum Boden 5 verringert. Um nun wieder die korrekte Hubhöhe automatisch einstellen zu können, wird bei nachfolgenden Messungen diese Differenz Δ zu der ersten Teilhubhöhe I, welche von dem ersten Teilhöhenmesssystem zwischen dem Ort der Befestigung des ersten Teilhöhenmesssystems an der Arbeitsmaschine 1 und dem Hubelement 2 gemessen wird, und der zweiten Teilhubhöhe II, welche von dem zweiten Teilhöhensystem ermittelt wird, hinzugefügt. Die Summe der beiden Teilhubhöhen I und II plus der Differenz Δ aus der Messung A und der Messung B des zweiten Teilhöhensystems ergeben dann die korrekte Hubhöhe. Somit wird sichergestellt, dass der Reifenverschleiß der Räder 5 der Arbeitsmaschine 1 die Einstellung der Hubhöhe nicht verfälscht.
Durch die kontinuierliche Bestimmung der zweiten Teilhubhöhe wird gewährleistet, dass bei der Auswahl einer Hubhöhe durch das Bedienpersonal per Knopfdruck sich automatisch immer die den örtlichen Bedingungen entsprechende Hubhöhe einstellt, ohne dass ein manuelle Nachjustierung durch das Bedienpersonal notwendig ist.
Die vorliegende Erfindung kann nicht nur bei üblichen Gabelstaplern, sondern auch bei Hochregalbestückung oder bei Hubbühnen vorteilhaft eingesetzt werden.

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer Hubhöhe einer Arbeitsmaschine, bei welchem eine Höhenmessung zwischen einer Position entlang einer annähernd senkrechten Bewegungsachse eines Hubelementes (2) der Arbeitsmaschine (1) zu einem Referenzpunkt durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzpunkt durch den Boden (3) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubhöhe durch zwei, gegeneinander messende Teilhöhenmessungen bestimmt wird, wobei eine erste Teilhubhöhe (I) von einem ersten Fixpunkt an der Arbeitsmaschine (1) bis zum Hubelement (2) bestimmt wird und eine zweite Teilhubhöhe (II) von einem zweiten Fixpunkt an der Arbeitsmaschine (1) bis zum Boden (3) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Differenz (Δ) zwischen zwei zu verschiedenen Zeiten bestimmten zweiten Teilhubhöhen (II) gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fixpunkt an der Arbeitsmaschine (1) und der zweite Fixpunkt in annähernd der gleichen Höhe an der Arbeitsmaschine (1) angeordnet sind, wobei die erste (I) und die zweite Teilhubhöhe (II) zur Hubhöhe addiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fixpunkt und der zweite Fixpunkt an der Arbeitsmaschine (1) in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind, wobei zur Bestimmung der Hubhöhe des Hubelementes (2) über dem Boden (3) der senkrechte Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Fixpunkt zu der ersten (I) und der zweiten Teilhubhöhe (II) hinzuaddiert oder davon abgezogen wird.
Vorrichtung zur Bestimmung einer Hubhöhe einer Arbeitsmaschine mit Mitteln, eine Höhenmessung zwischen einer Position entlang einer annähernd senkrechten Bewegungsachse eines Hubelementes (2) der Arbeitsmaschine (1) zu einem Referenzpunkt durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzpunkt durch den Boden (3) gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei gegeneinander messende Teilhöhenmesssysteme (4) aufweist, wobei ein erstes Teilhöhenmesssystem eine erste Teilhubhöhe (I) von einem ersten Fixpunkt an der Arbeitsmaschine bis zum Hubelement (2) misst und ein zweites Teilhöhenmesssystem eine zweite Teilhubhöhe (II) von einem zweiten Fixpunkt an der Arbeitsmaschine bis zum Boden (3) misst.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teilhöhenmesssysteme (4) jeweils einen Sensor zur drahtlosen Bestimmung der ersten (I) und der zweiten Teilhubhöhe (II) umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor als Laser- oder als Ultraschallsensor ausgebildet ist.