ES2307643T3 - Sistema y procedimiento de almacenamiento automatizado. - Google Patents

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Pat R. Mitchell
Kevin A. Haslebacher
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Abstract

Un procedimiento para el almacenamiento y recuperación automáticos en un almacén automatizado, comprendiendo al procedimiento los etapas de: aceptar un ítem paletizado (102) que va a ser almacenado, en un primer montacargas (108) alcanzándolo con un dispositivo en forma de una carretilla (106) de horquillas desde el citado primer montacargas para retirar el citado ítem paletizado; transportar y hacer girar el citado ítem paletizado en el primer montacargas a un nivel asignado en un almacén de plantas múltiples; depositar el citado ítem paletizado desde el citado primer montacargas sobre el citado nivel asignado; transportar el citado ítem paletizado a lo largo de un pasillo sobre un carro (138) de fila atracado en un carro (126) de pasillo a cualquiera de un número de filas que se cruzan con el citado pasillo; mover el citado carro de fila sacándolo completamente del citado carro de pasillo a lo largo de una del citado número de filas; depositar el citado ítem paletizado a lo largo de la citada una fila, y devolver el citado carro de fila a una posición de atraque sobre el citado carro de pasillo.

Description

Sistema y procedimiento de almacenamiento automatizado.
Antecedentes de la invención Campo de la invención
La presente invención se refiere a sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación (AS/RS), y más en particular, a sistemas de manejo de materiales para almacenar y acceder a materiales paletizados en edificios grandes de almacenes automatizados de múltiples plantas.
Descripción de la técnica relacionada
Los almacenes automatizados y los sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación (AS/RS) pueden reducir costos, hurtos y daños debido a que se necesitan muchos menos trabajadores en operaciones que de otra manera serían similares.
La compañía Retrotech Incorporated (Fisher, NY) comercializa varios sistemas de almacenes automatizados y los robots de manejo de materiales. Uno de estos sistemas, ACTIV^{TM}, es una tecnología de automatización mecanizada de manejo de materiales para un flujo de producción continua. Las cargas no se asignan a una posición dentro del sistema, sino que, por el contrario, se les asigna un trayecto dinámico al interior del, y posteriormente, a través del sistema, utilizando un diseño de transporte que supera las limitaciones del almacenamiento convencional de pasillo profundo. La tecnología originalmente fue comercializada en Europa con el nombre comercial ACTIV^{TM} por Naaraharju Oy en Finlandia. Las aplicaciones típicas de ACTIV^{TM} incluyen almacenes existentes que tienen sus fuentes de fabricación cercanas y los pasillos de empaquetado y paletización, muelles de carga, y otros servicios que ya se encuentran en su posición.
Pero el sistema Retrotech y otros enfoques convencionales se atascan y se hacen muy ineficientes cuando se alcanza la capacidad de diseño. Los usuarios no pueden acceder inmediatamente a todas y cada una de las paletas de producto sin tener que "rebuscar" otras para conseguirlo. Los sistemas tales como el sistema Retrotech tienen carros "esclavizados conjuntamente" en grupos que están moviéndose constantemente. Solamente uno en el grupo está realizando un trabajo útil en un momento determinado. La patente norteamericana 4.732. 524, concedida el 22 de marzo de 1988 a Seppo Suominen describe algunos de los detalles que se encuentran en los sistemas Retrotech. Una de las desventajas de este sistema incluye que los cables de torno de los carros se estiran y sus tambores se desgastan, y esto afecta a la capacidad del carro para parar en la posición adecuada. Otra desventaja es que este sistema requiere un alto grado de mantenimiento.
También es ventajoso en cualquier sistema AS/RS poder manejar una amplia variedad de paletas. Algunos sistemas convencionales son muy particulares respecto a las paletas que pueden ser utilizadas. Si se pudiesen utilizar paletas ordinarias y baratas, el ahorro potencial en costos de paletas podría ascender a más de 200.000 \textdollar por año en un sistema de 10.000 paletas.
En el sistema Retrotech, una paleta puede ser movida de 10 a 30 veces antes de que se envíe finalmente. Un manejo excesivo de este tipo puede producir daños innecesario al producto, y puede desplazar la carga en la paleta haciéndola inestable.
La patente norteamericana US 4 459 078 (FINSIDER COSTR METALL CMF et al.) describe un dispositivo transportador para una planta de almacenamiento, que comprende una vagoneta inferior, la cual, con el fin de recibir y almacenar unidades de carga, está equipado con al menos dos plataformas de traslado que son operativas independientemente una de la otra. Las vagonetas inferiores que son transportados por medio de un sistema "hucke - pack" por una vagoneta de apoyo respectiva, son amovibles desde y hacia la furgoneta de apoyo sobre carriles deslizantes en los estantes de almacenamiento y se sitúan directamente debajo de las unidades de carga. Una vagoneta de apoyo y una vagoneta inferior respectivas transportadas de esta manera forman conjuntamente una unidad de trasporte horizontal que en cualquier caso, por medio de una unidad de carga por grúa o montacargas, es transportada entre las plantas y la estación de transferencia, y es amovible libremente con independencia de la misma en dichas plantas. Por la realización de acuerdo con la invención del medio para sujetar cargas en la vagoneta inferior con al menos dos plataformas de traslado consistentes con la carga, se proporcionan estrategias de almacenamiento más eficientes para el almacenamiento mixto de unidades de carga con al menos dos superficies de base de diferente tamaño. Se dice que un dispositivo transportador de este tipo proporciona plantas de almacenamiento las cuales, por medio del acceso directo a cada sala de almacenamiento, tienen valores de características mejorados en lo que se refiere a la capacidad de transporte y al aprovechamiento del espacio.
Sumario de la invención
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema automatizado de almacenamiento y recuperación que sea económico de instalar y de operar.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema automatizado de almacenamiento y recuperación que sea eficiente y que ofrezca un elevado rendimiento.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema que utilice la mano de obra mínima.
Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un sistema automatizado de almacenamiento y recuperación que maneje las paletas y sus cargas lo mínimo posible entre la entrada y la salida.
Un objetivo todavía adicional de la presente invención es proporcionar un sistema que pueda operar al 100% de su capacidad sin pérdida de eficiencia.
Los objetivos de la invención se consiguen con el procedimiento para almacenamiento y recuperación automáticos en un almacén automatizado de la reivindicación 1 y en el almacén automatizado de la reivindicación 10.
Una ventaja de la presente invención es que proporciona un sistema que da acceso inmediato a cualquier conjunto de paletas. Un conjunto de paletas está definido como la totalidad de las paletas en cualquier fila particular.
Otra ventaja de la presente invención es que se proporciona un sistema AS/RS que permite un almacenamiento de alta densidad. Cada módulo puede tener múltiples niveles con separaciones mínimas entre los niveles. La mayor parte del espacio en el módulo se utiliza para el almacenamiento siendo espacio abierto solamente los pasillos.
Una ventaja adicional de la presente invención es que se proporciona un sistema AS/RS que permite almacenamiento y recuperación rápidos, por ejemplo, hasta seis movimientos de paletas por minuto por módulo en base a un sistema de seis niveles. Esto incrementa en gran manera la producción del sistema.
Una ventaja de la presente invención es que se proporciona un sistema AS/RS que tiene tiempos de respuesta rápidos a las órdenes de movimiento. Puesto que todas las paletas son altamente accesibles, una paleta se puede recuperar y enviar a los muelles en un corto período de tiempo.
Una ventaja adicional de la presente invención es que se proporciona un sistema AS/RS que está completamente controlado por un software de ordenador, que está a cargo de todas las funciones de sistema, y que por lo tanto se puede realizar a medida fácilmente para ajustarse a las necesidades de cada aplicación única. Un software de este tipo también permite una contabilidad completa y el estatus del inventario almacenado, y esto ayuda a controlar costes e incrementar la rentabilidad.
Una ventaja todavía adicional de la presente invención es que proporciona un sistema AS/RS que utiliza componentes fiables simples para ayudar a mantener los costes de mantenimiento bajos, requiriendo menos personal para ejecutar las labores de mantenimiento. Este sistema cautivo permite el control completo del inventario impidiendo daños, envíos adelantados de productos no liberados, envíos intermedios y hurtos. La contabilidad completa y el estatus del inventario ayudan a controlar los costes e incrementar la rentabilidad. No se requiere una reagrupación constante de las paletas para la optimización y el sistema por su propia naturaleza siempre está optimizado.
Los objetivos características y ventajas anteriores y adicionales de la presente invención serán evidentes considerando la descripción detallada que sigue de realizaciones específicas de la misma, especialmente cuando se toman en conjunto con los dibujos que se acompañan.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva del montacargas o porción de entrada del material de una realización de un sistema de almacén de la presente invención;
la figura 2 es una vista en perspectiva de la porción interna de transferencia de material y de almacenamiento del sistema de almacén de la figura 1;
la figura 3 es una vista en perspectiva de un montacargas de descarga y porción de salida de material del sistema de almacén de la figura 1;
la figura 4 es una vista en perspectiva de una carretilla de carril o carro de pasillo que se utiliza en el sistema de almacén de la figura 1;
la figura 5 es una vista en perspectiva de un portador de carga a cuestas o carro de fila utilizado en el sistema de almacén de la figura 1 y que se atraca sobre la parte superior del carro de pasillo de la figura 4, y que se desplaza en filas perpendiculares a los pasillos de cada nivel;
la figura 6 es una vista en planta superior del sistema de almacén completo; y
la figura 7 es una vista en perspectiva de un sistema de carrusel de paletas que suministra una paleta a una posición de espera designada.
Descripción detallada de la invención
La figura 1 ilustra parcialmente una realización de un sistema de almacén de la presente invención, designado en la presente memoria descriptiva con el número de referencia 100. El sistema 100 de almacén preferiblemente se encuentra instalado en un edificio de almacén de perfil alto con al menos un montacargas. Un producto 102 en una paleta estándar 104 es elevado y retraído en el pozo 105 del montacargas por medio de un dispositivo (FLA) 106 en forma dispositivo rotativo de fijación en forma de carretilla de horquillas. Se desea un tamaño de paleta uniforme para un sistema específico. Por ejemplo, una paleta "estándar" en una aplicación de alimentación sería una paleta de 1016,0 mm x 1219,2 mm de la Grocery Manufacturers Association (GMA) con cuatro entradas. Un carro montacargas 102 soporta una mesa giratoria 110 y el FLA 106 rotativo que está montada en su interior. El FLA 106 rotativo puede extender sus horquillas para alcanzar y llevar o dejar el producto cargado sobre una paleta estándar. Por ejemplo, un mecanismo 111 de tijera permite un alcance adecuado para llevar las paletas dentro y fuera del ascensor del montacargas 108. Otros tipos y mecanismos también son posibles.
La figura 1 muestra tres FLA 106 rotativos de este tipo, carros montacargas 108 y mesas giratorias 110, pero en el uso actual solamente habría uno de tales conjuntos. Estos tres conjuntos se muestran en la figura 1 para ilustrar las fases diferentes de utilización que se producen secuencialmente en el tiempo. El conjunto inferior muestra al material entrante cuando está siendo recibido. El conjunto medio muestra el material que está siendo girado y reorientado para encararse al interior del sistema de almacén. El conjunto superior muestra la descarga del ascensor del montacargas y la espera para la transferencia al carro de pasillo.
Una vez que la paleta 104 y el producto 102 se encuentran dentro del pozo 105 del montacargas, la carretilla rotativa 106 es girada alrededor de la mesa giratoria 110 para que se encare a los niveles interiores del sistema de almacén. Cuando la paleta 104 y el producto 102 son transportados y llegan a un nivel particular, el FLA 106 rotativo se extiende y deposita el producto y la paleta en un soporte temporal. Un soporte 112 temporal vacío de paleta se muestra en el nivel inferior como dos secciones angulares en L de acero opuestas. Un soporte temporal 114 de paleta cargado se muestra en el nivel superior, también como dos secciones angulares en L de acero opuestas (justamente por debajo que un producto 116 y de su paleta 118). Tales soportes 112 y 114 de paleta permiten que el montacargas descargue su carga entrante y a continuación se dirija a otra tarea. Los soportes correspondientes de paletas salientes (figura 2) permiten que los carros de pasillo descarguen sus cargas salientes, y a continuación vuelvan a la posición designada para otra tarea. Se debe entender que las dos funciones previas se pueden conseguir con un montacargas universal.
Un conjunto de tres carriles 120, 122 y 124 de pasillo se muestra en los tres niveles visibles en la figura 1. Estos carriles se desplazan entre el pozo 105 del montacargas hasta un pozo de montacargas de descarga correspondiente (figura 3) en el mismo nivel. Cuando solamente se utiliza un montacargas único o universal, entonces estos carriles se desplazan desde el montacargas al extremo alejado del sistema. Cada nivel tiene un carro 126, 128 y 130 de pasillo que se traslada a lo largo de los carriles 120, 122 y 124 de pasillo entre los soportes temporales 112 y 114 de paleta para el montacargas y el montacargas de descarga (no mostrado en la figura 1). Perpendicular a que cada pasillo hay varios carriles de fila paralelos, por ejemplo, un carril 132 de fila de nivel superior, un carril 134 de fila de nivel medio y un carril 136 de fila de nivel inferior. Cada nivel típicamente tendrá más de una fila y carril de fila, la figura 1 solamente muestra un conjunto para cada nivel, de manera que la ilustración no se aglomere y sea difícil de entender. Los carros 126, 128 y 130 de pasillo incorporan carros de carga a cuestas o carros de fila accionados por batería que se desplazan hacia atrás y hacia delante a lo largo de una fila. Un carro 138 de fila accionado por batería se muestra atracado encima de un carro 126 de pasillo. Un carro 140 de fila vacío se muestra atracado encima de su carro 130 de pasillo.
En operación, cada carro 126, 128 130 de pasillo está situado delante de una fila designada a lo largo del pasillo, y el carro de fila (por ejemplo, 138) suministra, deposita y retira producto sobre las paletas a lo largo de las filas. Los soportes de almacenamiento están provistos a lo largo de ambos lados de cada fila para almacenar el producto y la paleta en una posición designada.
El movimiento de los carros de pasillo, carros de fila, montacargas, mesas giratorias, carretillas de horquillas extensibles, etc. preferiblemente está controlado por ordenador. Esto permite que el software de aplicaciones se encuentre a cargo de todo el manejo del material. Este software de aplicaciones trabaja en conjunto con el software de control de inventario, tal como el software AIM disponible en TRW.
Sensores de posición se colocan en puntos estratégicos para ayudar a informar al sistema de ordenador respecto a la posición actual de los distintos componentes móviles del sistema de almacén. Una etiqueta de identificación que puede ser escaneada, fijada a cada paleta que identificase de manera única el producto que está siendo manejado y cualquier restricción de acceso o de movimientos sería beneficiosa. Tales tarjetas de identificación preferiblemente se utilizan para seguir el inventario, programar posiciones de almacenamiento, ayudar a la seguridad de la propiedad, programar envíos, etcétera. La implementación de un sistema de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) es directa y esencialmente bastante convencional. Por lo tanto una descripción adicional no es necesaria aquí. Un aspecto crítico de la presente invención incluye la manera de cargar y descargar montacargas, carros de pasillo, y carros de fila los cuales están todos interrelacionados y que se utilizan para transportar producto en el sistema.
La figura 2 ilustra otra porción del sistema 200 de almacén, especialmente la parte que se refiere a la transferencia de material sobre paletas entre pasillos y filas en múltiples niveles. El sistema 200 de almacén permite que un producto 202 en una paleta estándar 203 se transporte a lo largo de una fila por medio de un carro 204 de fila después de que sea desatracado desde su posición encima de un carro 205 de pasillo.
En una realización de la presente invención, una pareja de carriles 206 de soporte de paletas encima y fuera de una pareja de carriles 208 de fila permiten que el carro 204 de fila descargue o recoja el producto 202 y la paleta 203. Cuando la fila está vacía, la primera unidad del producto 202 y de la paleta 203 se toma y se deposita en la posición trasera de la fila. La siguiente unidad de producto 202 y paleta 203 es depositada en la siguiente posición, y se continúa así hasta que la fila esté llena del mismo producto. Cada fila puede tener desde 1 a 10, o más, posiciones. La pareja de carriles 206 de soporte de paletas (de los cuales solamente se muestra uno) son paralelos y están separados de manera que soporten la paleta 203 entre ellos. El carro de fila rueda saliendo del carro de pasillo y procede a la posición adecuada en la fila y se para. El dispositivo de levantamiento a continuación se retrae de manera que la paleta ahora se encuentra soportada sobre los carriles 206 de soporte. Cuando está retirando el producto 202 y la paleta 203, el carro 204 de fila se sitúa a sí mismo bajo la paleta y la carga, y a continuación eleva el producto 202 y la paleta 203 fuera de los carriles 206 de soporte de paleta antes de volver a su posición de atraque en el carro 205 de pasillo, que a continuación se mueve hacia un montacargas y, con propósitos de descripción, se convierte en el carro 216 de
pasillo.
En la figura 2, un producto 210 sobre una paleta 212 está siendo transportado por un carro 214 de fila atracado sobre un carro 216 de pasillo. De esta forma se lleva a un montacargas 218 de descarga y se deposita sobre un soporte temporal 220 por la retracción del carro 214 de fila. El carro 216 de pasillo a continuación puede proceder a otra tarea con el carro 214 de fila sobre su parte superior. El producto 210 y la paleta 212 están posicionados sobre el soporte temporal para que un FLA 222 extensible alcance y retire el producto y la paleta dentro del montacargas 218 de descarga. El FLA 222 extensible está unido a una base rotativa 224, que a su vez está soportada sobre una mesa giratoria 226 y un ascensor de montacargas 228.
La figura 3 ilustra otra porción del sistema 300 de almacén, especialmente en la parte que se refiere a la descarga de material sobre paletas fuera del sistema. Un montacargas 302 de descarga incluye un ascensor 304 de montacargas que transporta producto y paletas a los distintos niveles. Un FLA 306 rotativo está soportado sobre una mesa giratoria 308 en el ascensor 304 de montacargas. Un carro 310 de fila sobre un carro 312 de pasillo se desplaza sobre los carriles 314, 316, 318 o 320 de pasillo, para suministra producto en paletas al montacargas 302 de descarga. Una vez que el producto en paletas es retirado sobre él ascensor 304 de montacargas por el FLA 306 rotativo, la mesa giratoria gira con un ángulo de 90º a 180º de manera que las paletas cargadas se puedan orientar al sistema de espera del muelle para el envío a cualquier destino deseado.
La figura 4 representa un carro 400 de pasillo similar a aquellos que se muestran de las figuras 1 - 3. El carro 400 de pasillo incluye un conjunto de cuatro ruedas 401 - 404. Estas están fijadas con ejes a un chasis inferior 406 y se desplazan sobre los carriles de pasillo, por ejemplo 120, 122 y 124 (figura 1). Una pareja de motor eléctrico y unidad de engranajes 408 y 410 están conectados mecánicamente a las cuatro ruedas 401 - 404 para impulsar la unidad hacia atrás y hacia delante a lo largo del pasillo. Una pareja de secciones 412 y 414 de carril permiten que un carro de fila gire entrando y saliendo por la parte superior a un lado o al otro, aunque solamente cuando está alineado adecuadamente con una fila.
La figura 5 representa un carro 500 de fila similar a aquellos que se muestran en las figuras 1 - 3. El carro 500 de fila incluye un conjunto de ocho ruedas 501 - 508. Es necesario tener las ruedas en parejas para trascender la separación que se produce entre el carro de fila y los carriles de fila. Un motor eléctrico y una unidad de engranaje 510 están conectados mecánicamente para accionar las ruedas. En operación, las ruedas 501 - 508 ruedan dentro y fuera de la pareja de secciones 412 y 414 de carril como se muestra en la figura 4. Una pareja de motores 512 y 514 en el carro de fila elevan una pareja de soportes 518 y 520 de paletas arriba y abajo para cargar y descargar paletas. Un cable de suministro de energía se conecta y desconecta cuando el carro de fila se atraca y desatraca del carro de pasillo. Su propósito es cambiar la batería en el carro de fila y dar instrucciones al carro de fila para su siguiente tarea.
En general, las realizaciones de la presente invención son tales que paletas de producto pueden ser orientadas a un módulo de un sistema de almacenamiento y recuperación automatizados en cualquier nivel por medio de un montacargas para ese módulo. Una paleta estándar de la Grocery Manufacturers Association (GMA) se utiliza en esta aplicación particular, pero el sistema podría estar diseñado fácilmente para una paleta de otro tamaño particular. La paleta es cargada en un montacargas por medio de un FLA montado dentro del montacargas, que se extiende saliendo del montacargas y recupera la paleta de un transportador de suministro, a continuación devuelve la paleta al montacargas. Una vez en el montacargas, la paleta es transportada verticalmente (arriba o abajo) al nivel deseado.
Un sistema de almacenamiento ejemplar diseñado para seis niveles se ha ilustrado en la presente memoria descriptiva. Realizaciones de sistemas alternativos de la presente invención pueden tener tan poco como dos niveles, y tanto como ocho o más niveles.
Cuando una paleta llega a un nivel deseado, el montacargas para automáticamente justamente en la posición correcta. Un FLA en el ascensor de montacargas gira hacia el interior del módulo de almacenamiento. La paleta transportada por el FLA se extiende justamente sobre una pareja de soportes de paleta separados una anchura igual a la paleta. Las horquillas del FLA se disponen lo suficientemente cercanas para que se puedan mover horizontalmente entre los soportes de paleta. Los bordes exteriores inferiores de la paleta se mantienen elevados ligeramente por encima de los soportes de paleta de manera que las extensiones de horquillas y la carga de la paleta puedan funcionar sin arrastre. Una vez que las horquillas se encuentran en la posición adecuada, un mecanismo de elevación en el montacargas baja la paleta sobre los soportes de paleta para descargar el FLA. A continuación, el FLA puede ser retraído hacia atrás dentro del montacargas.
A continuación el montacargas vuelve al nivel en el que los suministros están llegando para recoger su siguiente paleta. Cuando el montacargas se está moviendo entre los niveles, el FLA simultáneamente pivota para estar disponible para la próxima recogida desde el exterior.
Volviendo al nivel en el que la paleta previa había sido descargada, un carro de fila transportado encima de un carro de pasillo se mueve entre los soportes de paleta de manera que la paleta se encuentre descansando y se para precisamente bajo la paleta. Un dispositivo de elevación en el carro de fila eleva la paleta desde la pareja de soportes donde estaba descansando. Un dispositivo de elevación de este tipo está incluido en el carro de fila, y un dispositivo de tipo tornillo de elevación conectado a una pareja de brazos pivotantes ha proporcionado buenos resultados. Esta estructura levanta y baja la paleta desde debajo.
En realizaciones alternativas de la presente invención, se pueden utilizar motores de paso a paso eléctricos y/o hidráulicos como mecanismo de elevación.
Una vez que la carga de la paleta ha sido sacada de los soportes de paleta por el carro de fila, una unidad de accionamiento en el carro de pasillo puede entonces transportar el carro de fila y su carga hacia abajo del pasillo a cualquier fila designada. A continuación, el carro de fila desembarca para desplazarse en una fila seleccionada.
La fila seleccionada es determinada por el software del sistema de ordenador que controla el módulo de almacenamiento completo. Se incluyen sensores para ayudar a determinar las posiciones exactas de los carros en las filas y en los pasillos.
Los carros de fila están controlados por el software de aplicación por medio de los carros de pasillo. Los carros de fila preferiblemente están accionados por baterías de almacenamiento que se recargan cuando están atracados por medio de una banda de energía eléctrica que se desplaza a lo largo del lado de las vías de pasillo. Una banda de energía eléctrica de este tipo también proporciona una conexión de los carros de pasillo al sistema de ordenador.
Los carros de fila se mueven perpendiculares a la dirección de los carros de pasillo en "vías de fila". En una realización de la presente invención, las vías de fila se colocaron en lados opuestos de los pasillos y fueron suficientemente largas para almacenar cuatro paletas, por ejemplo en cuatro posiciones. La profundidad de las filas está determinada por el número de "paletas iguales" que están siendo suministradas al módulo. Por ejemplo, si el inventario normal de un producto particular en el sistema es normalmente solamente de tres unidades, entonces cada fila debería estar diseñada para almacenar con una profundidad no superior a tres paletas.
Si hay grandes números de un producto particular, se puede obtener una ventaja logística distribuyendo el inventario de producto en el sistema de módulos. Más carros pueden ser utilizados al mismo tiempo para mover al producto dentro y fuera del módulo. En casos en los que hay de cincuenta a cien paletas del mismo producto en un módulo, filas con una profundidad de cuatro paletas proporcionan una buena distribución del producto. De esta manera, la accesibilidad es mejorada.
Una localización particular a lo largo de una fila es una "posición". Las posiciones deben ser cargadas en secuencia, por ejemplo empezando con la posición más alejada del pasillo. Cada posición se llena secuencialmente hasta que la fila completa está llena. Una disposición física de este tipo hace que la posición más cercana al pasillo sea la última en ser cargada y la primera que debe ser descargada.
Un carro de fila cargado es instruido por el sistema de ordenador para que encuentre una posición designada. El dispositivo de elevación del carro de fila se retrae, descargando la paleta sobre un sistema de estantes de tipo estático con carriles separados la anchura suficiente que permita que el carro de fila se desplace entre ellos. El carro de fila descargado vuelve al muelle sobre el carro de pasillo para una nueva asignación y la recarga de la batería.
Un sistema de software de control de inventario está incluido preferiblemente para mantener el seguimiento respecto a donde se encuentran las paletas. Un sistema de ordenador de este tipo sabrá ir a un nivel, pasillo, fila y posición en particular para la paleta deseada. Un carro de pasillo en el nivel adecuado en el sistema se envía a la fila en la cual se encuentra situada la paleta deseada. Si otras paletas están en este recorrido, las posiciones deben ser descargadas también secuencialmente. Esto significa empezar con la posición más cercana al pasillo, y trabajar desde el pasillo. El carro de fila se acerca con su dispositivo de elevación bajado. Una vez situado bajo la paleta deseada, el dispositivo de elevación es activado y la paleta es levantada del soporte en donde estaba almacenada.
Una vez que el dispositivo de elevación está completamente elevado, la unidad de accionamiento del carro de fila se activa y devuelve el carro de fila con una paleta al carro de pasillo en donde empieza su ciclo de recarga y recibe instrucciones adicionales. El carro de pasillo a continuación transporta la paleta y el carro de fila al montacargas de descarga que está situado en el extremo opuesto del módulo desde el montacargas, a no ser que se esté utilizando un montacargas universal. Cuando el carro de pasillo alcanza la posición de transferencia del montacargas de descarga, el carro de pasillo se para en la posición adecuada. El dispositivo de elevación en el carro de fila a continuación se retrae, estableciendo la paleta sobre una pareja de soportes similar a los que están situados en el extremo de carga del módulo y de nuevo permite que el carro sea accionado entre ellos.
Una vez que el carro de fila ha bajado y la paleta está colocada sobre sus soportes, el carro de pasillo puede entonces desplazarse a su siguiente asignación. La paleta se asienta en esa posición hasta que el FLA del montacargas de descarga se encuentre situado directamente a través de la misma. Una vez que el montacargas se encuentra en su posición, el FLA se extiende saliendo del montacargas de descarga entre los carriles en los cuales está soportada la paleta y entra en la abertura de la paleta, lo mismo que harían las horquillas de una carretilla. Después de que se encuentre situado en la paleta, el mecanismo de elevación en el montacargas se desplaza, moviendo el dispositivo de horquillas hacia arriba, elevando la paleta y sacándola de los carriles. El dispositivo de horquillas a continuación se retrae en el montacargas reposicionando la paleta dentro del montacargas. Una vez que la paleta se encuentra en el montacargas, el montacargas puede entonces mover verticalmente la paleta al nivel de espera. Cuando el montacargas está moviéndose al nivel de espera, el dispositivo de horquillas es pivotada, de manera similar a la acción en el montacargas.
Esto posiciona el FLA para un movimiento hacia fuera. Una vez en posición en el nivel de espera, el FLA se extiende fuera ligeramente por encima y sobre un transportador accionado. El montacargas a continuación baja el FLA, bajando de esta manera la paleta sobre el transportador accionado. A continuación, el FLA se retrae en el montacargas y se desplaza a su siguiente asignación. Durante el curso del recorrido a su siguiente asignación, el FLA es girado para posicionarse a sí mismo en la siguiente paleta que va a ser recuperada desde el módulo.
La figura 6 muestra un almacén completo 600 en vista en planta. Una pared exterior 602 encierra un módulo de almacenamiento de niveles múltiples. Un área 604 de envío y recepción hace que los camiones atraquen a lo largo de una serie de puertas 605 - 619. Dentro del edificio, éstas están orientadas a un número de transportadores 620 de espera paralelos. Las paletas de material que vienen desde los camiones pasan por las puertas del muelle y se envían hacia arriba por un transportador de espera a una vía 622 de carril que se desplaza hacia el sur. Cuando las paletas alcanzan el extremo sur pueden ser transferidas por medio de un carril 628 de transferencia sur. Estas son trasladadas al oeste una corta distancia de manera que puedan tomar una vía 626 de carril que se desplaza hacia el norte. De manera similar, cualquier paleta que alcanza el extremo norte puede circular por transferencia a través de un carril 624 de transferencia norte. En efecto, un sistema de circulación en el sentido de las agujas del reloj es creado de manera que las paletas pueden ser orientadas a cualquier número de montacargas 630 - 636. Por supuesto, una circulación en el sentido contrario a las agujas del reloj podría ser una alternativa.
Un pasillo correspondiente 640 - 646 está encarado a cada montacargas 630 - 636. El material en las paletas que se desplazan por el carril 626 de transferencia norte puede ser retraído por cualquier FLA extensible pivotante en cualquiera de los montacargas 630 - 636. Un FLA de este tipo en el montacargas es similar a aquellos escritos en las figuras 1 - 3. Si la paleta no va a ser elevada a otro nivel de suelo, el FLA puede rotar simplemente y presentar la carga a un carro de fila que se desplaza en los filas 640 - 646. Cada pasillo se puede cruzar con hasta cincuenta o más filas. Cada pasillo divide un bloque 650 - 657 que puede tener una profundidad de cuatro a doce posiciones, o más. En la figura 6, los bloques 650 y 657 tienen una profundidad de seis posiciones y pueden ser accedidos solamente por un pasillo 640 o 646. Los otros bloques 651 - 656 pueden ser accedidos por un pasillo 640 - 646 en cada lado.
La figura 7 ilustra un sistema de carrusel 700 similar a la vía 622 de carril que se desplaza al sur (figura 6), carril 624 de transferencia norte (figura 6), vía 626 de carril que se desplaza al norte (figura 6) y carril 628 de transferencia sur (figura 6). La figura 7 proporciona más detalle de una manera de implementar la situación de las paletas. Una pareja 702 de carriles que se desplazan al "sur" permite que los carros se desplacen en dirección hacia una pareja 708 de vías de transferencia "sur". Una pareja 706 de vías que se desplazan al "norte" permite que los mismos carros se desplacen en la otra dirección hacia una pareja 704 de vías de transferencia "norte".
Un transportador 710 de vía norte amovible se traslada entre las parejas 702 y 706 de vías sur y norte en sus extremos norte. Para ello incluye una pareja de secciones 712 y 714 de carril que pueden estar alineadas exactamente con cualquiera de las parejas 702 y 706 de vía sur y norte en sus extremos norte. El transportador 710 de vía norte amovible está situado para recibir carros desde la pareja 706 de vía norte y para lanzar tales carros sobre la pareja 702 de vía sur. El transportador 710 de vía norte amovible incluye una unidad accionamiento para ayudar al traslado hacia atrás y hacia delante en la pareja 704 de vías de transferencia norte.
Un transportador 716 de vía sur amovible se traslada entre las parejas 702 y 706 de vías sur y norte en sus extremos sur. Incluye una pareja de secciones 718 y 720 de carril que pueden estar alineadas exactamente con cualquiera de las parejas 702 y 706 de vía sur y norte en sus extremos sur. El transportador 716 de vía sur amovible está situado para recibir carros desde la pareja 702 de vía sur y para lanzar tales carros sobre la pareja 706 de vía norte. El transportador 716 de vía sur amovible incluye una unidad accionamiento para ayudar al traslado hacia atrás y hacia delante en la pareja 708 de vías de transferencia sur.
Un carro transportador 722 vacío se muestra desplazándose en el transportador 716 de vía sur amovible. Está siendo recirculado para desplazarse de nuevo al norte en la pareja 706 de vías norte. Un carro 722 de este tipo es similar a los carros de pasillo que se han descrito en otros lugares en la presente memoria descriptiva, pero no requiere que un carro "de fila" se desplace encima. Otra maquinaria se utiliza para recoger y depositar paletas de material encima del carro transportador. Por ejemplo, cada carro transportador puede incluir un transportador de cadena autocontenido que puede mover una paleta en cualquiera de las direcciones este u oeste.
Otro carro transportador 724 se muestra con una carga 726 paletizada, moviéndose sobre el transportador 710 de vía norte amovible desde la pareja 706 de vías norte. Un tercer carro 728 transportador se muestra con una carga 730 paletizada que se mueve al sur a lo largo de la pareja 702 de vías sur.
En resumen, el transportador energizado está situado entre las vías dirigidas al norte del sistema de carrusel.
Un carro similar al carro de pasillo utilizado dentro del módulo y provisto de un transportador de cadena en su parte superior en lugar de un carro superior se desplaza en el carrusel. Rodillos energizados o un transportador de correa también se podrían usar en otras aplicaciones.
Un carro de descarga se sitúa a si mismo directamente delante de un montacargas de descarga o universal designado. Entre el montacargas y el carro hay un área de espera que sostiene a una paleta. En este caso, el área de espera consiste en un conjunto de transportadores de cadena. En otras aplicaciones, el área de espera podría ser un transportador de banda o rodillos energizados. Una vez que el carro se encuentra en posición directamente delante de la paleta que espera, los transportadores de cadera de espera y otro conjunto de transportadores de cadena en el carro de espera arrancan simultáneamente para transportar la paleta desde el área de espera al carro que está esperando. Una vez cargado, el carro a continuación se mueve en una dirección hacia el norte (en esta aplicación) a lo largo de un conjunto de carriles, hasta que alcanza el extremo norte lejano del carrusel. Un carrusel puede dar servicio a uno o a múltiples montacargas de varios módulos. Cuando alcanza el extremo norte de la vía en la vía dirigida al norte, el carro se mueve a una sección de vía amovible. Una vez que el carro está situado sobre la vía amovible, se para. A continuación, un dispositivo de desplazamiento desplaza la sección de vía amovible y la alinea con un segundo conjunto de vías estacionarías que están adicionalmente fuera del módulo y paralelas al primer conjunto de vías. Después de que esté alineado, el carro a continuación puede moverse saliendo de la sección de vía amovible sobre la vía estacionaría en una dirección sur. El carro a continuación se desplaza a una posición predeterminada por el sistema de ordenador que lo alinea con uno de los distintos "transportadores de circulación". Esta posición está determinada como resultado de la puerta de muelle en la que debe ser cargada la paleta. Una vez en posición, los transportadores de cadena en el carro y el transportador de desplazamiento arrancan simultáneamente y transportan la paleta desde el carro al transportador de desplazamiento. También es posible utilizar rodillos con transportadores, rodillos energizados, transportadores de cadena, transportadores de banda o rodillos de gravedad el lugar de los transportadores de circulación.
Después de que el carro haya descargado su paleta, se desplaza al extremo más al sur del carrusel en donde de nuevo se sitúa asimismo sobre todavía otra sección de vía amovible. Una vez en posición, el carro es entonces desplazado hacia atrás para alinearse con la vía dirigida al norte. A continuación el carro se puede desplazar a su nueva asignación. Sobre las vías norte y sur del carrusel, el o los carros se mueven esencialmente en un círculo. Típicamente, se utiliza un número de carros para que se desplacen sobre la vía del carrusel. Esto permite una capacidad incrementada del sistema. Un dispositivo de posicionado junto con el sistema de ordenador controla estos carros y sus relaciones mutuas para evitar colisiones y asegurar un flujo fluido de paletas. El propósito de estos sistemas de suministro (en este caso transportadores de circulación) es poner en espera las paletas que van a ser cargadas en las vagonetas hacia afuera de una manera específica y en una puerta de muelle particular. El transportador de circulación utilizado para esta instalación particular tendrá una profundidad de siete paletas. Esto es normalmente la tercera parte de la carga de un camión, puesto que normalmente hay veintiuna paletas en un camión completo. Como consecuencia, se requerirán tres pistas de un transportador de circulación para llenar una carga de camión completa.
Muchos de los componentes individuales y partes descritas aquí son convencionales y no necesitan ser descritas adicionalmente. Se necesitan compras, ingeniería y conocimientos mecánicos ordinarios para adquirir, construir y mantener realizaciones de la presente invención.
También es posible cargar y descargar el módulo con un montacargas en lugar de dos. Un "montacargas universal" de este tipo está situado allí donde el montacargas de descarga se encuentra en el módulo "de dos montacargas" que se ha descrito más arriba. La espera todavía debería realizarse en un nivel uno para que sirva a los muelles, aunque es posible establecerla en múltiples niveles. El suministro de paletas al módulo con propósitos de carga en el módulo debería realizarse en algún nivel distinto del nivel uno y ese sistema de suministro debería estar situado directamente sobre la vía de espera y a continuación del montacargas universal. En este escenario, el montacargas funcionaría lo mismo que en el sistema de dos montacargas, pero tiene que realizar el doble de movimientos, produciéndose de esta manera un ciclo de trabajo más pesado en el concepto de montacargas único. Los movimientos serían los mismos que para los dos montacargas, combinándose los trabajos en un único montacargas.
Puede haber algunas pocas ventajas en el sistema de montacargas único. En primer lugar, hay un coste inferior en el sistema al eliminar un montacargas en cada módulo. En segundo lugar, la mayor parte de la maquinaria "crítica" se encuentra en un extremo del sistema, lo que hace que sea más fácil monitorizar y mantener. Otra ventaja es que normalmente permitirá una densidad de producto más elevada en un espacio dado. Una ventaja final sería que, si las paletas suministradas al sistema que está siendo transportadas al interior, todas las operaciones con carretilla de horquillas se realizarían en la misma área de muelle. Algunas de las razones para elegir el sistema de dos montacargas serían una producción más elevada y la localización de suministro en la parte trasera del sistema.
Una realización del sistema de almacén automatizado de la presente invención típicamente comprende un edificio alto de almacén con al menos un montacargas. Un montacargas y pozo de este tipo acepta automáticamente el material entrante sobre paletas. Una carretilla rotativa de horquillas montada permanentemente dentro del montacargas puede extender sus horquillas para alcanzar y tirar del material cargado sobre una paleta estándar. Una vez dentro del ascensor del montacargas, la carretilla rotativa de horquillas es girada para enfrentarse a las aberturas en las distintas plantas del almacén. Cuando el ascensor del montacargas llega a una planta en particular, la carretilla rotativa de horquillas deposita el material en la paleta en un soporte temporal justamente fuera del montacargas. Cada planta tiene un carro de pasillo que se desplaza a lo largo de un pasillo entre los soportes de paletas temporales tanto para el montacargas de carga como para el montacargas de descarga. Cada pasillo es cruzado por varios carriles de fila perpendiculares. La carretilla de carril transporta un carro de fila accionado por baterías que se puede desplazar hacia atrás y hacia adelante a lo largo de las filas. El carro de pasillo está aparcado en la fila apropiada a lo largo del pasillo, y el carro transportador o de fila transporta, deposita y recoge producto en paletas en los huecos. Los huecos de almacenamiento están provistos a lo largo de ambos lados de cada fila, de manera que la misma fila proporciona localizaciones de almacenamiento delantero y trasero.
Aunque se han descrito e ilustrado realizaciones particulares de la presente invención, no se pretende que las mismas limiten la invención. Modificaciones y cambios sin duda serán evidentes a aquellos especialistas en la técnica, estando definido el alcance de la invención por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (11)

1. Un procedimiento para el almacenamiento y recuperación automáticos en un almacén automatizado, comprendiendo al procedimiento los etapas de:
aceptar un ítem paletizado (102) que va a ser almacenado, en un primer montacargas (108) alcanzándolo con un dispositivo en forma de una carretilla (106) de horquillas desde el citado primer montacargas para retirar el citado ítem paletizado; transportar y hacer girar el citado ítem paletizado en el primer montacargas a un nivel asignado en un almacén de plantas múltiples;
depositar el citado ítem paletizado desde el citado primer montacargas sobre el citado nivel asignado;
transportar el citado ítem paletizado a lo largo de un pasillo sobre un carro (138) de fila atracado en un carro (126) de pasillo a cualquiera de un número de filas que se cruzan con el citado pasillo;
mover el citado carro de fila sacándolo completamente del citado carro de pasillo a lo largo de una del citado número de filas;
depositar el citado ítem paletizado a lo largo de la citada una fila, y
devolver el citado carro de fila a una posición de atraque sobre el citado carro de pasillo.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además las etapas de:
recoger el citado ítem paletizado con el citado carro de fila desde el lugar en el que se depositó a lo largo de cualquier fila, fuera de cualquier pasillo, en cualquier nivel, y en el citado almacén de múltiples plantas;
retornar el citado carro de fila con el citado ítem paletizado a una posición sobre el citado carro de pasi- llo;
desplazar el citado carro de pasillo y el citado carro de fila con el citado ítem paletizado a lo largo del citado pasillo a un segundo montacargas (302);
dejar el citado ítem próximo al citado segundo montacargas;
bajar el citado ítem paletizado con el citado segundo montacargas; y
sacar el citado ítem paletizado del citado almacén de plantas múltiples.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa de depositar el citado ítem paletizado incluye alcanzarlo con el citado dispositivo en forma de carretilla de horquillas desde el citado primer montacargas para colocar el citado ítem paletizado.
4. El procedimiento de la reivindicación 2
a)
en el que la etapa de bajar el citado ítem paletizado incluye alcanzarlo con un dispositivo (306) de fijación en forma de carretilla de horquillas desde el citado segundo montacargas para tirar del citado ítem paleti- zado; o
b)
la etapa de salida del citado ítem paletizado incluye alcanzarlo con un dispositivo (306) de fijación en forma de carretilla de horquillas desde el citado segundo montacargas para desplazar el citado ítem paletizado.
5. El procedimiento de la reivindicación 2, que además incluye las etapas de:
mover el citado ítem paletizado entre una puerta (605 - 619) de muelle de camiones y un transportador (620) de circulación;
desplazar el citado ítem paletizado en un sistema de carrusel (700) entre el citado transportador de circulación y el citado segundo montacargas.
6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que:
la etapa de arrastrar el citado ítem paletizado es tal que el citado sistema de carrusel incluye dos conjuntos de vías (622, 626) adyacentes paralelas y una vía (624, 628) de transferencia en cada pareja de extremos, y el citado ítem paletizado circula alrededor.
\newpage
7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que:
la etapa de arrastrar el citado ítem paletizado es tal que al menos un carro transportador (722) desplaza el citado sistema de carrusel sobre las citadas vías adyacentes paralelas y la citada vía de transferencia, y por ejemplo, en el que:
la etapa de arrastrar el citado ítem paletizado es tal que los citados carros transportadores incluyen un dispositivo de descarga y de carga.
8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que:
la etapa de transportar y rotar el citado ítem paletizado incluye rotar el citado ítem paletizado en el interior del citado primer montacargas para orientarlo dentro de un módulo de almacenamiento.
9. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además las etapas de:
recoger un segundo ítem paletizado con el citado carro de fila desde un lugar en el que se depositó a lo largo de cualquier fila, fuera de cualquier pasillo, en el mismo nivel en el citado almacén de plantas múlti- ples;
retornar el citado carro de fila con el citado segundo ítem paletizado a una posición encima del citado carro de pasillo;
desplazar el citado carro de pasillo y carro de fila con el citado segundo ítem paletizado hacia abajo del citado pasillo a un segundo montacargas;
dejar el citado segundo ítem próximo al citado segundo montacargas;
retirar el citado segundo ítem paletizado con el citado segundo montacargas alcanzándolo con un dispositivo en forma de carretilla de horquillas para tirar del citado segundo ítem paletizado;
rotar el citado segundo ítem paletizado con el citado segundo montacargas para la orientación fuera de un módulo de almacenamiento;
sacar el citado ítem paletizado del citado almacén de plantas múltiples alcanzándolo con un dispositivo en forma de carretilla de horquillas desde el citado segundo montacargas para desplazar el citado segundo ítem paletizado;
mover el citado segundo ítem paletizado entre una puerta (605 - 619) de muelle de camiones y un transportador (620) de circulación; y
arrastrar el citado segundo ítem paletizado en un sistema (700) de carrusel entre el citado transportador de circulación y el citado primer montacargas, en el que el citado sistema de carrusel incluye dos conjuntos de vías (622, 626) adyacentes paralelas y una vía (624, 628) de transferencia en cada pareja de extremos, y los citados ítems paletizados circulan alrededor, y al menos un carro transportador (722) se desplaza por el citado sistema de carrusel en las citadas vías adyacentes paralelas y la citada vía de transferencia, y en el que los citados carros transportadores incluyen un dispositivo de descarga y de carga.
10. Un almacén automatizado, que comprende:
un medio para aceptar un ítem paletizado (102) que va a ser almacenado en un primer montacargas (108)
un medio (304) para transportar el citado ítem paletizado en el citado primer montacargas a un nivel asignado en un almacén de plantas múltiples;
medio (106) para depositar el citado ítem paletizado en el citado nivel asignado;
un medio para transportar el citado ítem paletizado hacia abajo en un pasillo sobre un carro (138) de fila atracado sobre un carro (126) de pasillo a uno cualquiera de un número de filas que se cruzan con el citado pasillo;
un medio (514) para descargar el citado carro de fila que transporta el citado ítem paletizado del citado carro de pasillo hacia abajo en una del citado número de filas;
un medio para depositar el citado ítem paletizado en una posición designada en la citada una fila;
un medio para retornar el citado carro de fila a una posición sobre el citado carro de pasillo;
un medio para recoger un segundo ítem paletizado con el citado carro de fila desde el lugar en el que se depositó a lo largo de cualquier fila, de cualquier pasillo, en el mismo nivel en el citado almacén de plantas múltiples;
un medio para retornar el citado carro de fila con el citado segundo ítem paletizado a una posición sobre el citado carro de pasillo;
un medio para retornar el citado carro de pasillo con el citado segundo ítem paletizado hacia abajo del citado pasillo a un segundo montacargas; que se caracteriza porque el almacén automatizado comprende, además
un medio para dejar el citado segundo ítem paletizado próximo al citado segundo montacargas;
un medio para retirar el citado segundo ítem paletizado con el citado segundo montacargas alcanzándolo con un dispositivo de carretilla de horquillas para tirar del citado segundo ítem paletizado;
un medio (308) para rotar el citado segundo ítem paletizado en el interior del citado segundo montacargas para la orientación fuera de un módulo de almacenamiento;
un medio para sacar el citado segundo ítem paletizado del citado almacén de plantas múltiples alcanzando con un dispositivo (306) en forma de carretilla de horquillas desde el citado segundo montacargas para desplazar el citado segundo ítem paletizado;
un medio para mover el citado segundo ítem paletizado entre una puerta (605 - 619) de muelle de camiones y un transportador (620) de circulación; y
un medio para arrastrar el citado segundo ítem paletizado sobre un sistema (700) de carrusel entre el citado transportador de circulación y el citado primer montacargas, en el que el citado sistema de carrusel incluye dos conjuntos de vías (622, 626) adyacentes paralelas y una vía (624, 628) de transferencia en cada pareja de extremos, y el citado ítem paletizado circula alrededor, y al menos un carro transportador (722) se desplaza en el citado sistema de carrusel en las citadas vías adyacentes paralelas y la citada vía de transferencia, y en el que el citado al menos un carro transportador incluye un dispositivo de descarga y carga; en el que el citado medio para aceptar un ítem paletizado que va a ser almacenado en un primer montacargas comprende un dispositivo (106) en forma de carretilla de horquillas desde el citado primer montacargas para tirar del citado ítem paletizado; en el que se proporcionan medios (110) para pivotar el citado ítem paletizado en el interior del citado primer montacargas para la orientación dentro de un módulo de almacenamiento.
11. El almacén automatizado de la reivindicación 10, en el que:
el carro de fila es energizado por una banda de energía eléctrica que se extiende a lo largo de citado primer conjunto de carriles, y, por ejemplo, en el que:
la citada banda de energía eléctrica también proporciona una conexión a un sistema de ordenador.
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