DE29510031U1

DE29510031U1 - Vorrichtung zum zielgenauen Positionieren und Stapeln von Behältern

Info

Publication number: DE29510031U1
Application number: DE29510031U
Authority: DE
Original assignee: GG Noell GmbH
Current assignee: Noell Mobile Systems & Cranes De GmbH
Priority date: 1995-06-21
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 1995-10-26
Anticipated expiration: 2005-06-22

Description

··■

2046GM Vorrichtung zum zielgenauen Positionieren und Stapeln von Behältern

Beschreibung

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum zieigenauen Positionieren und Stapein von Behältern, vorzugsweise von Containern.

Sie ist überall dort einsetzbar, wo Behälter im vollautomatischen Betrieb positioniert und gestapelt werden müssen. Die Vorgabe der Positionen kann über eine zentrale Rechnereinheit erfolgen. Der Einsatz der Vorrichtung ist besonders dort sinnvoll, wo pendelarm gearbeitet werden muß und eine Sensorik, die auf robuste Umweltbedingungen sehr sensibel reagiert und störanfällig ist, nicht eingesetzt werden kann.

Vorrichtungen zum halbautomatischen Positionieren und Stapeln von Containern sind bekannt. Ihr Nachteil ist häufig, daß Pendelbewegungen des Spreaders schlecht ausgeglichen werden. Das liegt zum einen daran, daß sie, sobald der Spreader abgesenkt ist, schwer erfaßbar sind und zum anderen eine genaue Korrektur mittels Laufkatze problematisch ist. Aus EP-A-O 242 655 ist eine Containerkrananlage bekannt, die mit einem Fernerkennungssystem für Container arbeitet, wobei dieses System auf der Basis der Reflektion von Signalen (gepulste Richtstrahlsender) funktioniert. Das setzt Flächen voraus, die den ausgesendeten Strahl auch immer in der gewünschten Weise reflektieren. Durch veränderte Oberflächen (Nässe, Schmutz) oder störende Schwingungen kann es jedoch zu Fehlern bei der Reflektion kommen. Ein Ausgleich der Pendelbewegung des Spreaders erfolgt durch keilige Pendeldämpfungsflächen am Spreader und ist nicht weiter offenbart. Eine Feinstpositionierung der Container über das Seilsystem von der Laufkatze aus scheint problematisch.

Es ist daher Aufgabe der Neuerung, eine Vorrichtung zu entwickeln, die die Nachteile des Standes der Technik beseitigt und ein zielgenaues und schnelles Positionieren und Stapeln von Behältern ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch den ersten Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen genannt.

Die neuerungsgemäße Vorrichtung zur zielgenauen Positionierung und Stapeln von Behältern besteht aus einem Kran mit einem pendelarmen Seilschacht zwischen Laufkatze und dem Lastaufnahmemittelkopf, einem Lastaufnahmemittel und mindestens einer Sensorik zur Lageerkennung eines Behälters, gegebenenfalls einer Feinpositionierung am Lastaufnahmemittel und einer Rechnereinheit, die den automatischen &iacgr;&ogr; Betrieb der Vorrichtung überwacht.

An den Hubseilen sind Hydraulikzylinder so angeordnet, daß die Seilspannung durch das Ein- und Ausfahren der Zylinder so verändert werden kann, daß ein Pendeln des Lastaufnahmemitteis vermieden wird. Dazu können Hydraulikzylinder an den Seilenden angeordnet sein.

Vorteilhaft ist es, die erforderliche Regelung der Ansteuerung der Zylinder rechnergestützt durchzuführen. Durch das Einleiten der Kräfte in die Seile ist sowohl ein Auspendeln des Lastaufnahmemittels als auch ein Feinpositionieren möglich.

Durch sch rag verlaufende Seile zwischen dem Hubwerk und dem Lastaufnahmemittel auf jeder Seite des Lastaufnahmemittels wird ein weitestgehend pendelfreies Arbeiten des Lastaufnahmemittels erreicht. Dabei ist es von Vorteil, wenn der Winkel der Seile zur Senkrechten möglichst groß gehalten wird.

Als Sensorik für die Lageerkennung eines Behälters findet eine Bilderkennung Anwendung. Diese Biiderkennung liefert ein Signal an eine Rechnereinheit, die das Signal auswertet, indem sie es mit einem Sollwert vergleicht. Dabei können als Signale beispielsweise Bilder von Behältern 0 oder Containerecken verglichen werden.

Als Bilderkennung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Videokameras anzuwenden, da diese weitestgehend frei von störenden Einflüssen ein Signal an eine zentrale Rechnereinheit übermittein können. Vorstellbar für eine Bilderkennung ist auch die Anwendung von Infrarot und anderen Technologien.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, diese Videokameras direkt am Lastaufnahmemittel anzuordnen, so daß störende Einflüsse und Fehler aufgrund von größeren Entfernungen zum Behälter entfallen.

Vorteilhaft ist es weiterhin, vier Bilderkennungseinrichtungen, das heißt, für jede Ecke des Behälters eine Bilderkennungseinrichtung, am Lastaufnahmemittel anzuordnen.

Dabei können die Bilderkennungseinrichtung oben am Lastaufnahmemittel befestigt sein und den Behälter über einen Spiegel erfassen. Denkbar ist es &iacgr;&ogr; auch, die Bilderkennungseinrichtungen an den Ecken des Lastaufnahmemittels anzuordnen.

Um Betriebsstörungen, zum Beispiel infolge von Stoßbelastungen, an den

Bilderkennungseinrächtungen zu vermeiden, bietet es sich an, die Kamera is elastisch zu lagern und zu befestigen. Eine weitere Möglichkeit zur Anordnung der Bilderkennungseinrichtung ist eine teleskopierbare Vorrichtung am Spreader, mit der die Einrichtung ein- und ausgefahren werden kann.

Weiterhin ist es vorteilhaft, am Spreader eine Vorrichtung zum Vermeiden 0 von Kollisionen mit anderen Behältern oder der Wände des Lagers anzuordnen. Dabei kann es sich um einen Laser, einen Ultraschailsensor oder eine Videokamera handein.

Zum gleichen Zweck können am Spreader auch Rammschutzeinrichtungen angeordnet sein, die Gummipuffer oder gefederte Rollen oder Räder sein können.

Um einen Behälter zielgenau zu erfassen oder zu stapeln, wird zunächst die Laufkatze, die über einen zentralen Rechner gesteuert wird, über dem zu erfassenden Behälter positioniert. Die Hubwerkseile werden durch das Ein- und Ausfahren der Hydraulikzylinder über einen Hebel so vorgespannt beziehungsweise entlastet, daß das Lastaufnahmemittel dadurch in eine bestimmte Richtung gezogen wird. Dadurch kann sowohl einer Pendelbewegung entgegengewirkt werden, als auch eine Feinpositionierung erfolgen. Bevor mittels Feinpositionierung die exakte Einstellung der Ecken des Lastaufnahmemittels erfolgt, wird festgestellt, ob sich das Lastaufnahmemittel auch senkrecht unter der Laufkatze befindet. Das wird vorgenommen, indem eine Einrichtung an der Laufkatze eine Zielmarke am

Spreader erfaßt und deren Abweichung ais Signal an den Rechner sendet. Nachdem die Grobpositionierung erfolgt ist, wird mittels dem schwingungsarmen Seiischacht das Lastaufnahmemittel mit oder ohne aufgenommene neue Behälter bis auf 50 cm Entfernung auf den zu erfassenden Behälter abgesenkt. Das nun problematische Positionieren des Lastaufnahmemittels in x/y-Richtung und Verdrehung geschieht dadurch, daß über die Hydraulikzylinder der Seile feinpositioniert wird oder/und eine Feinpositionierung direkt am Lastaufnahmemitte! vorgenommen wird. Diese Feinpositionierung kann über Steilzylinder erfolgen, die die beiden Flächen &iacgr;&ogr; der Feinpositionierung des Lasteaufnahmemittels gegeneinander in x/y- und Verdrehrichtung verschiebt, wobei die Signale zum Verstellen der Feinpositionierung vom Rechner auf der Basis der über die Bilderkennung gewonnenen Signale vorgenommen wird.

Die Neuerung hat den Vorteil, daß ein zielgenaues Positionieren und Stapein von Behältern, vorzugsweise von Containern, im vollautomatischen Betrieb erfolgen kann, wobei die Lageerkennung der Behälter exakt und störungsfrei erfolgt und durch die Feinpositionierung am Lastaufnahmemittel eine schnelle und sehr feine Positionierung der Behälter möglich ist.

Im folgenden wird die Neuerung an einem Ausführungsbeispiel und acht Figuren erläutert. Die Figuren zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 Positioniereinrichtung für Container in Vorderansicht Fig. 2 Positioniereinrichtung für Container in Seitenansicht Fig. 3 Erfassungseinrichtung zur Vermeidung von Kollisionen auf dem

Spreader
Fig. 4 Rammschutz am Spreader

Fig. 5 Lastpendel-Erkennungssystem zwischen Laufkatze und Spreader Fig. 6 Teleskopiereinrichtung für die Kamera
Fig. 7 Elastische Aufhängung für Kamera seitlich am Spreader Fig. 8 Umlenkspiegel mit elastisch befestigter Kamera am Spreader Fig. 9 Positioniereinrichtung für Container mit Hydraulikzylindern

Figur 1 zeigt die Neuerungsgemäße Einrichtung zum zielgenauen Positionieren und Stapeln von Containern 18 in Vorderansicht. Auf dem

Kranbahnträger 1 befindet sich die Brücke 2, die längs des Kranbahnträgers 1 verfahrbar ist. Auf der Brücke 2, die über einen Puffer 3 verfügt, ist die Laufkatze 5 auf Laufrädern 6 angeordnet. Hubwerktrommeln 4 heben und senken über Hubwerkseile 7 das Lastaufnahmemittel. Zum pendeiarmen Auf- und Abbewegen des Lastaufnahmemittels sind die Hubwerkseile 7 über Umlenkrollen 8 am Katzrahmen und an Fixpunkten am Mittelkopf 10 befestigt. Für Kabel, die von der Laufkatze 5 herunterhängen, ist ein Kabelfangkorb 9 am Mittelkopf 10 angeordnet. Bei dem Mittelkopf 10 handelt es sich um einen Rahmen, an dem Fixpunkte 11 für die Befestigung der

&iacgr;&ogr; Seile 7 angeordnet sind. Die Feinstpositionierung 12 besteht aus einem Oberteil 13 und einem Unterteil 14. Zwischen dem Mittelkopf und der Feinstpositionierung 12 befindet sich eine starre Verbindung 15. Die Feinstpositionierung 12 ist über den Spreaderaufbau 17 mit dem Spreader 16 verbunden, an dem an jeder Ecke eine Videokamera 20 angeordnet ist.

is Diese Videokamera 20 erfaßt mit ihrem Sichtfeld die Ecken des Containers 18 unter dem Spreader 16.

Sobald der Spreader 16 pendelarm von den Hubwerktrommeln 4 ausreichend nahe auf den zu erfassenden Container 18 abgesenkt ist, wird mittels Feineinstellung 12 eine Korrektur in x/y- und Verdrehrichtung vorgenommen, indem sich Oberteil 13 und Unterteil 14 der Feinstpositionierung gegeneinander verschieben. Das Maß der Verschiebung wird mittels Rechner anhand des Bildes der Kamera 20 vorgenommen. Sobald die entsprechende Lagekorrektur erfolgt ist, werden die Twist-Locks 19 des Spreaders 16 auf die Ecken des Containers 22 abgesenkt und verriegelt.

Figur 2 zeigt den Spreader in ausgefahrenem 20b und eingefahrenem 20a Zustand mit Kamera über einem Container 18. Um eine Kollision des Spreaders mit anderen Containern 18 oder Wänden des Lagers zu 0 vermeiden, können am Spreader 16 Erfassungseinrichtungen 28 angeordnet sein, die in einem Kontrollfeld 27 Signale an eine Überwachungseinrichtung senden. Bei den Erfassungseinrichtungen 28 handelt es sich um Laser. Es sind aber auch Überwachungskameras als auch andere geeignete Einrichtungen wie Ultraschall denkbar.

Figur 4 stellt die neuerungsgemäße Vorrichtung in vereinfachter Form mit einem Gummipuffer 29 und einem elastisch gefederten Rad 30 an einem Spreader 16 dar.

In Figur 5 ist ein System gezeigt, bei dem die betriebsmäßige Auslenkung des Spreaders erfaßt wird. Mittels einer, an der Laufkatze 5 angeordneten Erfassungseinrichtung 25, wird die Abweichung einer Zielmarke 26' von einer Soll-Stellung der Zielmarke 26 erfaßt und an einen Rechner weitergegeben. Diese Einrichtung dient dazu, den pendeiarm geführten &iacgr;&ogr; Spreader 16 bei und nach dem Absenken auf den Container 18 exakt zu orten und eventuelle Abweichungen in x/y- und Verdrehrichtung über Verstellen von Laufkatze 5 und Brücke 2 zu korrigieren oder rechnerseitig bei der Feineinstellung zu berücksichtigen..

is Die Figuren 6, 7 und 8 zeigen in vereinfachter Darstellungsweise verschiedene Möglichkeiten, Kameras 20 zum Erfassen der Containerecken 22 anzuordnen.

Die Figur 9 zeigt eine Positioniereinrichtung für Container mit 0 Hydraulikzylindern (31), über die Hebel (32) vorgespannt werden, an denen die Hubwerkseile (7) angeordnet sind und durch ein gezieltes Vorspannen beziehungsweise Entlasten der Seile (7) ein Pendeln des Lastaufnahmemittels (10) verhindert wird. Gleichzeitig wird durch das Einleiten von Kräften in die Seile (7) mittels Hydraulikzylinder (31) ein Feinpositonieren des Lastaufnahmemittels (10) erreicht. Diese Feinpositionierung kann so exakt sein, daß ein Positionieren durch das Verschieben von Teilen des Lastaufnahmemittels (10) gegeneinander zur Feinpositionierung entfallen kann. Dazu werden zweckmäßigerweise, wie in Fig. 9 dargestellt, jeweils zwei korrespondierende Seilfestpunkte 0 zwangsläufig gegensinnig bewegt. Die notwendige Regelung der Ansteuerung der Zylinder wird rechnergesteuert durchgeführt.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1	Kranbahnträger	26.	Zielmarke
CNJ	Brücke	26'	Zielmarke ausgelenkt
3	Puffer der Brücke	27	Kontrollfeld
4	Hubwerktrommel	28	Erfassungseinrichtung
5	Laufkatze	29	Gummipuffer
6	Laufrad	30	elastisch gefedertes
7	Hubwerkseil		Rad
8	Umlenkrolle am Katzrahmen	31	Hydraulikzylinder
9	Fangkorb für Kabel	32	Hebe! (Wippe)
10	Lastaufnahmemittelkopf
11	Fixpunkt am Mittelkopf
12	Feinstpositionierung
13	Feinstpositionierung
	Oberteil
14	Feinstpositionierung
	Unterteil
15	starre Verbindung zwischen
	Mittelkopf und
	Feinstpositionierung
16	Spreader
16'	Spreader ausgelenkt
17	Spreaderaufbau
18	Container
19	Twist-Lock
20	Kamera
20a	Kamera auf eingezogenem
	Spreader
20b	Kamera auf ausgefahrenem
	Spreader
21	Spiegel
22	Ecke des Containers
23	elastische Lagerung
24	Kamerateleskopiereinrichtung
25	Einrichtung an der Katze 5 zur
	Erkennung der Zielmarke 26	• *

Claims

1940DE Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum zielgenauen Positionieren und Stapeln von Behältern, bestehend aus einem Kran mit einem pendelarmen Seilschacht zwischen Laufkatze (5) und einem Lastaufnahmemittelkopf (10), einem Lastaufnahmemittel (16), mindestens einer Sensorik (20) zur Lageerkennung eines Behälters (18), gegebenenfalls einer

&iacgr;&ogr; Feinpositionierung (12, 13, 14) am Lastaufnahmemittel (16) und einer

Recheneinheit, die den automatischen Betrieb der Vorrichtung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß an den Seilen (7) Hydraulikzylinder (31) so angeordnet sind, daß die Seilspannung durch das Ein- und Ausfahren der Zylinder (31) so verändert werden kann, daß ein

is Pendeln des Lastaufnahmemittelkopfes (10) verhindert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensorik (20) zur Lageerkennung des Containers (18) eine Bilderkennungseinrichtung angewendet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Bilderkennungseinrichtung (20) eine Videokamera angewendet wird.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Videokamera (20) auf dem Lastaufnahmemittel (16) angeordnet ist und ein Spiegel (21) das optische Erfassen der Lage der Behälter (22) ermöglicht.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, 0 daß wenigstens für jede Ecke (22) des Containers (18) eine

Videokamera (20) zur Überwachung am Spreader (16) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (20) an einer teleskopierbaren Vorrichtung (24) am Spreader (16) angeordnet ist.

I · · ■

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (20) an einer Seite des Spreaders (16) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Spreader (16) eine Vorrichtung (28) zum Erfassen von

Kollisionsgefahren angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Laufkatze (5) eine Einrichtung (25) zum Erkennen einer

&iacgr;&ogr; Zielmarke (26, 26') am Spreader (16) zur Abweichungserkennung

angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Videokamera (20) über eine elastische Lagerung ur\d____.

is Befestigung (23) verfügt.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Spreader (16) Koilisionsschutzeinrichtungen (28, 29)
angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Seilen (7) Hydraulikzylinder (31) so angeordnet sind, daß die
Seilspannung durch das Ein- und Ausfahren der Zylinder (31) so
verändert werden kann, daß ein Pendein des

Laufaufnahmemittelkopfes (10) verhindert wird.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinpositionierung mittels Hydraulikzylinder (31) über Hebel (32) erfolgt.