ES2964823T3 - Sistema de singulación de objetos para su procesamiento - Google Patents

Abstract

Se divulga un sistema de procesamiento que incluye un sistema de singularización. El sistema de singularización incluye un sistema de transporte para mover objetos a clasificar desde un área de origen a lo largo de una primera dirección, un sistema de detección para detectar objetos en el sistema de transporte y para seleccionar ciertos objetos seleccionados para retirarlos del sistema de transporte, y un sistema de retirada. para retirar ciertos objetos seleccionados del sistema de transporte para proporcionar una corriente individual de objetos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de singulación de objetos para su procesamiento

PRIORIDAD

La presente solicitud reivindica prioridad sobre la solicitud de patente provisional estadounidense Ser. n.° 62/426.913, presentada el 28 de noviembre de 2016.

ANTECEDENTES

La invención hace referencia en general a sistemas automatizados, robóticos y otros sistemas de clasificación y procesamiento, y hace referencia en particular a sistemas automatizados y robóticos destinados a utilizarse en entornos que requieren, por ejemplo, que una variedad de objetos (por ejemplo, artículos, paquetes o bultos) se clasifiquen y/o distribuyan a varios destinos de salida.

Muchos sistemas de distribución de objetos reciben objetos en un flujo desorganizado que puede consistir en objetos individuales u objetos agrupados como, por ejemplo, en bolsas, que llegan en cualquiera de los diferentes medios de transporte, normalmente una cinta transportadora, un camión, un palé, un Gaylord o un contenedor. A continuación, cada objeto se debe distribuir al recipiente de destino correcto, determinado por la información de identificación asociada al objeto, que suele determinarse mediante una etiqueta impresa en el objeto o en una pegatina en el objeto. El recipiente de destino puede adoptar muchas formas, tales como una bolsa o una bandeja.

T radicionalmente, la clasificación de dichos objetos se ha realizado, al menos en parte, por trabajadores humanos que escanean los objetos, por ejemplo, con un escáner de códigos de barras manual y, a continuación, los colocan en las ubicaciones asignadas. Por ejemplo, muchas operaciones de cumplimiento de pedidos logran una alta eficiencia mediante el empleo de un proceso denominado picking por oleadas. En el picking por oleadas, los pedidos se seleccionan de las estanterías del almacén y se colocan en ubicaciones (por ejemplo, en contenedores) que contienen varios pedidos que se clasifican aguas abajo. En la fase de clasificación, se identifican los objetos individuales y se agrupan los pedidos de varios objetos, por ejemplo, en una única ubicación de estantería o contenedor, de modo que se puedan embalar y, a continuación, enviar a los clientes. El proceso de clasificación de estos objetos se ha realizado tradicionalmente a mano. Un clasificador humano coge un objeto de un contenedor entrante, busca un código de barras en el objeto, escanea el código de barras con un escáner de códigos de barras portátil, determina a partir del código de barras escaneado la ubicación adecuada del artículo en el contenedor o estantería y, a continuación, coloca el artículo en la ubicación de estantería o contenedor determinado de este modo a la que se ha definido que pertenecen todos los objetos para ese pedido. También se han propuesto sistemas automatizados para el cumplimiento de pedidos. Véase, por ejemplo, la publicación de solicitud de patente de EE.UU. n.° 2014/0244026, que divulga el uso de un brazo robótico junto con una estructura arqueada que se puede mover hasta alcanzar el brazo robótico.

Otras formas de identificar objetos mediante el escaneado de códigos requieren ya sea un procesamiento manual o ya sea que se controle o restrinja la ubicación del código de modo que un escáner de códigos fijo o robotizado (por ejemplo, un escáner de códigos de barras) pueda detectarlo con fiabilidad. Los escáneres de códigos de barras manuales suelen ser sistemas fijos o portátiles. En los sistemas fijos, como por ejemplo los utilizados en los sistemas depunto de venta,el operador sujeta el objeto y lo coloca frente al escáner de modo que el código de barras quede orientado hacia los sensores del dispositivo de lectura, y el escáner, que escanea de forma continua, descodifica los códigos de barras que puede detectar. Si el objeto no se detecta inmediatamente, la persona que sostiene el objeto normalmente necesita variar la posición o la rotación del objeto frente al escáner fijo, de forma que el código de barras sea más visible para el escáner. En los sistemas portátiles, la persona que maneja el escáner busca el código de barras en el objeto y, a continuación, sujeta el escáner de modo que el código de barras del objeto sea visible para el escáner y, a continuación, pulsa un botón del escáner portátil para iniciar el escaneado del código de barras.

Además, muchos sistemas de clasificación de centros de distribución actuales asumen por lo general una secuencia inflexible de operaciones mediante las que una corriente desorganizada de objetos de entrada se singula primero en una corriente individual de objetos aislados presentados uno a la vez a un escáner que identifica el objeto. Un elemento o elementos de inducción (por ejemplo, un transportador, una bandeja basculante o contenedores manualmente móviles) transportan los objetos al destino deseado o a una estación de procesamiento posterior, que puede ser un contenedor, una rampa, una bolsa o un transportador, etc.

En los sistemas de clasificación de paquetes convencionales, los trabajadores humanos o los sistemas automatizados normalmente recuperan los objetos en un orden de llegada y clasifican cada objeto en un contenedor de recogida en función de un conjunto de heurísticas determinadas. Por ejemplo, todos los objetos del mismo tipo pueden ir a un contenedor de recogida, o todos los objetos en un solo pedido de cliente, o todos los objetos destinados al mismo destino de envío, etc. Se requieren trabajadores humanos o sistemas automatizados para recibir objetos y para mover cada uno a su contenedor de recogida asignado. Si el número de diferentes tipos de objetos de entrada (recibidos) es grande, se requiere un gran número de contenedores de recogida.

Un sistema de este tipo tiene ineficiencias inherentes así como también inflexibilidades ya que el objetivo deseado es hacer coincidir los objetos entrantes con los contenedores de recogida asignados. Tales sistemas pueden requerir una gran cantidad de contenedores de recogida (y, por lo tanto, una gran cantidad de espacio físico, grandes costes de capital y grandes costes operativos) en parte porque clasificar todos los objetos para todos los destinos a la vez no siempre es lo más eficiente.

Los sistemas de clasificación de última generación actuales dependen de la mano de obra humana hasta cierto punto. La mayoría de las soluciones se basan en un trabajador que realiza la clasificación, escaneando un objeto desde un área de inducción (rampa, mesa, etc.) y colocar el objeto en una ubicación de preparación, transportador o contenedor de recogida. Cuando un contenedor está lleno o el sistema de software de control decide que debe vaciarse, otro trabajador vacía el contenedor en una bolsa, caja u otro recipiente y envía ese recipiente a la siguiente etapa de procesamiento. Un sistema de este tipo tiene límites en el rendimiento (es decir, qué tan rápido pueden los trabajadores humanos clasificar o vaciar los contenedores de esta manera) y en el número de desvíos (es decir, para un tamaño de contenedor dado, solo se pueden disponer tantos contenedores para que estén a un alcance eficiente de los trabajadores humanos).

Otros sistemas de clasificación parcialmente automatizados involucran el uso de transportadores de recirculación y bandejas basculantes, donde las bandejas basculantes reciben objetos por clasificación humana, y cada bandeja basculante pasa por un escáner. A continuación, cada objeto se escanea y se mueve a una ubicación predefinida asignada al objeto. A continuación, la bandeja se inclina para dejar caer el objeto en la ubicación. Otros sistemas que incluyen bandejas basculantes pueden implicar escanear un objeto (por ejemplo, utilizando un escáner de túnel), dejar caer el objeto en una bandeja basculante, asociar el objeto con la bandeja basculante específica utilizando una ubicación o posición conocida, por ejemplo, utilizando interruptores de haz y, a continuación, hacer que la bandeja basculante deje caer el objeto cuando se encuentra en la ubicación deseada.

Además, los sistemas parcialmente automatizados, tales como el transportador de recirculación estilo descarga, implican que las bandejas abran las puertas en la parte inferior de cada bandeja al momento en que la bandeja se coloca sobre una rampa predefinida, y después el objeto se deja caer de la bandeja a la rampa. Nuevamente, los objetos se escanean mientras están en la bandeja, lo que supone que cualquier código de identificación es visible para el escáner.

Dichos sistemas parcialmente automatizados carecen de áreas clave. Como se ha señalado, estos transportadores tienen bandejas discretas que se pueden cargar con un objeto; después, las bandejas pasan a través de túneles de escaneo que escanean el objeto y lo asocian con la bandeja en que se encuentra. Cuando la bandeja pasa por el contenedor correcto, un mecanismo de activación hace que la bandeja vuelque el objeto en el contenedor. Sin embargo, un inconveniente de tales sistemas es que cada desvío requiere un accionador, lo que aumenta la complejidad mecánica y el coste por desvío puede ser muy elevado.

Una alternativa es utilizar mano de obra humana para aumentar el número de desvíos o contenedores de recogida disponibles en el sistema. Esto disminuye los costes de instalación del sistema, pero aumenta los costes operativos. A continuación, varias celdas pueden trabajar en paralelo, multiplicando efectivamente el rendimiento de forma lineal y manteniendo al mínimo la cantidad de costosos desvíos automatizados. Dichos desvíos no ID un objeto y no pueden desviarlo a un punto en particular, sino que funcionan con roturas de haz u otros sensores para tratar de garantizar que grupos indiscriminados de objetos se desvían adecuadamente. El menor coste de tales desvíos junto con el bajo número de desvíos mantienen bajo el coste total de desvíos del sistema.

Desafortunadamente, estos sistemas no abordan las limitaciones del número total de bandejas del sistema. El sistema simplemente está desviando una porción igual del total de objetos a cada celda manual paralela. Por lo tanto, cada celda de clasificación paralela debe tener todas las mismas designaciones de contenedores de recogida; de lo contrario, un objeto podría entregarse a una celda que no tiene un contenedor al que se asigna ese objeto. Sigue existiendo la necesidad de un sistema de clasificación de objetos más eficiente y rentable que clasifique objetos de una variedad de tamaños y pesos en contenedores o bandejas de recogida apropiados de tamaños fijos, pero que sea eficiente en el manejo de objetos de tamaños y pesos tan variados.

El documento DE102007038834 describe un sistema de procesamiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y un método para separar piezas de mercancías en una trayectoria de transporte en la que las piezas de mercancías se transportan de forma continua. Del flujo de piezas de mercancías, las piezas de mercancías individuales son agarradas por al menos un robot y levantadas de la cinta transportadora y depositadas en al menos una cinta transportadora secundaria. La sección de la cinta transportadora secundaria se desplaza en la misma dirección que la línea de la cinta transportadora. La sección de la cinta transportadora secundaria devuelve las piezas de mercancías recogidas pieza por pieza a la línea de la cinta transportadora, en donde la devolución tiene lugar en una ubicación de retorno, que se encuentra en la dirección de transporte por debajo de la ubicación de extracción.

SUMARIO

La invención proporciona un sistema de procesamiento de acuerdo con la reivindicación independiente 1 adjunta. Se proporcionan características opcionales adicionales en las reivindicaciones dependientes adjuntas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La siguiente descripción puede entenderse mejor con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 muestra una vista esquemática ilustrativa de un sistema;

La Figura 2 muestra una vista esquemática ilustrativa del sistema de la Figura 1, en donde un objeto se devuelve a un contenedor de entrada con fines de proporcionar un flujo singulado de objetos;

La Figura 3 muestra una vista esquemática ilustrativa de un sistema de acuerdo con la presente invención; La Figura 4 muestra una vista esquemática ilustrativa de un sistema que incluye un dispositivo de empuje; La Figura 5 muestra una vista esquemática ilustrativa de un sistema que incluye un dispositivo de tracción; La Figura 6 muestra una vista frontal esquemática ilustrativa de un escáner de caída de acuerdo con un ejemplo de la presente invención;

La Figura 7 muestra una vista posterior esquemática ilustrativa del escáner de caída mostrado en la Figura 5;

La Figura 8 muestra una vista esquemática ilustrativa de un sistema de procesamiento de objetos;

La Figura 9 muestra una vista esquemática ilustrativa de un sistema de procesamiento de objetos;

La Figura 10 muestra una vista esquemática ilustrativa de una sección de lanzadera en el sistema mostrado en las Figuras 8 y 9;

la Figura 11 muestra una vista esquemática ilustrativa de una vista frontal del carro en los contenedores adyacentes a la pista en la sección de lanzadera que se muestra en la Figura 10;

La Figura 12 muestra una vista esquemática ilustrativa del carro de la Figura 11 dejando caer su contenido en un contenedor de la sección de lanzadera de la Figura 10;

La Figura 13 muestra una vista en planta ilustrativa de un contenedor en la sección de lanzadera mostrada en la Figura 10;

La Figura 14 muestra una vista esquemática ilustrativa de un sistema que incluye carros que reciben objetos de un escáner de caída;

la Figura 15 muestra una vista esquemática ilustrativa de una vista frontal del carro en los contenedores adyacentes a la pista en la sección de lanzadera que se muestra en la Figura 14;

La Figura 16 muestra una vista esquemática ilustrativa del carro de la Figura 15 dejando caer su contenido en un contenedor de la sección de lanzadera de la Figura 14;

La Figura 17 muestra una vista esquemática ilustrativa del sistema de la Figura 14 mientras se sustituye un contenedor;

La Figura 18 muestra una vista esquemática ilustrativa de un diagrama de flujo que muestra etapas de procesamiento seleccionadas en un sistema de acuerdo con un ejemplo de la presente invención; y

La Figura 19 muestra una vista esquemática ilustrativa de un diagrama de flujo que muestra las etapas de asignación y gestión de contenedores en un sistema de acuerdo con un ejemplo de la presente invención;

Los dibujos se muestran únicamente con fines ilustrativos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La invención se define mediante la reivindicación independiente. Las formas de realización de la invención resultaran evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes.

Un ejemplo proporciona un sistema de procesamiento (por ejemplo, clasificación) que incluye un sistema de entrada para recibir una amplia variedad de objetos que se deben clasificar, y un sistema de singulación para proporcionar un flujo singulado de objetos para el procesamiento eficiente de los objetos. En otros ejemplos, el sistema puede incluir un sistema de identificación para identificar los objetos y un sistema de salida para proporcionar el flujo singulado de objetos a los destinos de salida deseados. Los paquetes individuales deben identificarse y transportarse a las ubicaciones específicas por paquete deseadas. Los sistemas descritos automatizan de forma fiable la identificación y el transporte de dichos paquetes, empleando, en algunos ejemplos, un conjunto de cintas transportadoras y sensores y un brazo robótico. En resumen, los solicitantes han descubierto que al automatizar la clasificación de objetos, hay algunas cosas importantes a considerar: 1) el rendimiento global del sistema (paquetes clasificados por hora), 2) el número de desvíos (es decir, el número de ubicaciones distintas a las que se puede dirigir un objeto), 3) el área total del sistema de clasificación (metros cuadrados), 4) la precisión de la clasificación, y 5) los costes anuales de funcionamiento del sistema (horas-hombre, costes eléctricos, coste de los componentes desechables).

La clasificación de objetos en un centro de distribución es una aplicación para identificar y clasificar paquetes automáticamente. En un centro de distribución de envíos, los paquetes suelen llegar en camiones, totes, Gaylords u otras embarcaciones para su entrega, se transportan a estaciones de clasificación donde se clasifican según los destinos deseados, se agrupan en bolsas y se cargan después en camiones para transportarlos a los destinos deseados. Otra aplicación sería en el departamento de envíos de una tienda minorista o centro de cumplimiento de pedidos, que puede requerir que los paquetes se clasifiquen para el transporte a diferentes remitentes, o a diferentes centros de distribución de un remitente en particular. En un centro de envío o distribución, los paquetes pueden adoptar la forma de bolsas de plástico, cajas, tubos, sobres o cualquier otro recipiente adecuado y, en algunos casos, también pueden incluir objetos que no están en un recipiente. En un centro de envío o distribución, el destino deseado se obtiene comúnmente leyendo la información de identificación impresa en el paquete o en una etiqueta adjunta. En este escenario, el destino correspondiente a la información de identificación se obtiene comúnmente consultando el sistema de información del cliente. En otros escenarios, el destino puede escribirse directamente en el paquete o puede conocerse por otros medios.

Algunos ejemplos proporcionan un método para tomar paquetes individuales de un flujo desorganizado de paquetes, proporcionando un flujo singulado de objetos, identificando paquetes individuales y clasificándolos para los destinos deseados. Algunos ejemplos proporcionan además métodos para cargar paquetes en el sistema, para transportar paquetes de un punto a otro, para excluir paquetes inapropiados o no identificables, para agarrar paquetes, para determinar las ubicaciones de agarre, para determinar las trayectorias de movimiento del robot, para transferir paquetes de una cinta transportadora a otra, para agregar paquetes y transferirlos a cintas transportadoras de salida, para la comunicación digital dentro del sistema y con sistemas de información externos, para la comunicación con operadores humanos y personal de mantenimiento, y para mantener un entorno seguro.

En la Figura 1 se muestran componentes importantes de un sistema automatizado de identificación y clasificación de paquetes. La Figura 1 muestra un sistema 10 que incluye una tolva de alimentación 12 en la que pueden volcarse objetos 14, por ejemplo, mediante un volquete o Gaylord. Un transportador de alimentación 16 transporta objetos desde la tolva de alimentación 12 hasta el transportador primario 26. El transportador de entrada 16 puede incluir deflectores 18 o listones para ayudar a levantar los objetos 14 de la tolva 12 a un transportador primario 20. El sistema de percepción primario 22 examina los objetos 14 para identificar objetos cuando sea posible y para determinar buenos puntos de agarre. El brazo robótico 24 con la pinza 26 agarra los objetos 14 y, según se muestra en la Figura 2, mueve los objetos 14 seleccionados a una rampa de retorno 28 para devolverlos a la tolva de entrada 12.

Según se muestra en la Figura 1, un sistema 10 puede prever que una parte del flujo de entrada sea ajustada de forma selectiva por el brazo robótico 24 para proporcionar un flujo singulado 30 de objetos (como puede ser detectado y confirmado por una unidad de percepción 32). En particular, los objetos son identificados por la unidad de percepción primaria 22 según se seleccionan para su extracción, y el brazo robótico 24 se acopla para retirar de forma selectiva los objetos del flujo de entrada para crear un flujo singulado de objetos. Según se muestra en la Figura 2, el brazo robótico coloca los objetos retirados 14 en una rampa de retorno 28 que devuelve los objetos seleccionados al contenedor de entrada 12. Significativamente, se proporciona un flujo singulado de objetos (según se muestra en 30), y este flujo singulado de objetos puede ser entregado a una unidad de percepción de caída 34 (según se describe más adelante) como un flujo singulado y sin requerir que un sistema robótico coloque objetos en la unidad de percepción de caída. Al proporcionar un flujo singulado de objetos para su procesamiento, el sistema es capaz de controlar de forma más eficaz la velocidad de procesamiento de los objetos y reducir la incidencia de los errores que se pueden producir, por ejemplo, cuando dos objetos en estrecho contacto se perciben como un solo objeto. La cinta transportadora de alimentación 16 también puede estar en comunicación con el controlador 78 y el brazo robótico 24, y la velocidad de la cinta transportadora de alimentación 16 se puede ajustar para reducir la velocidad si se mueve demasiado rápido, o acelerar si el sistema determina que existe más ancho de banda para una entrada más rápida. La velocidad y la dirección de la cinta transportadora 20 también se pueden ajustar según sea necesario.

De acuerdo con la invención, según se muestra en la Figura 3, la cinta transportadora 20 está provista además de listones 38 de tal forma que cuando se proporciona el flujo singulado de objetos 30, se proporciona de tal forma que un objeto se coloca dentro de un área con listones. Los elementos restantes del sistema de la Figura 3 son los mismos que los de las Figuras 1 y 2 y llevan los mismos números de referencia. Según se muestra en la Figura 4, de acuerdo con otros ejemplos, el sistema de singulación puede emplear un desviador 40 que incluye una barra de empuje 42 que se puede emplear para empujar un objeto que está destinado a su extracción hacia una rampa de retorno 44 para su devolución a la tolva de entrada 12. De nuevo, se proporciona un flujo singulado de objetos 30. Según se muestra en la Figura 5, de acuerdo con otros ejemplos, el sistema de singulación puede emplear un desviador 50 que incluye una barra de tracción 48 que se puede emplear para tirar de un objeto que está destinado a su extracción hacia una rampa de retorno 44 para devolverlo a la tolva de entrada 12. De nuevo, se proporciona un flujo singulado de objetos 30.

El sistema de percepción secundario 34 puede estar soportado por soportes o suspendido desde arriba. Según se muestra además en las Figuras 6 y 7, el sistema de percepción secundario 34 puede incluir una estructura 52 que tenga una abertura superior 54 y una abertura inferior 56, y puede estar cubierto por un material envolvente 58 (una parte del cual se muestra en la Figura 6), por ejemplo, una cubierta de color como por ejemplo plástico naranja, para proteger a los seres humanos de luces potencialmente peligrosamente brillantes dentro del sistema de percepción secundario. La estructura 52 incluye una pluralidad de filas de fuentes (por ejemplo, fuentes de iluminación tales como LED) 60, así como una pluralidad de unidades de percepción de imagen (por ejemplo, cámaras) 62. Las fuentes 60 están dispuestas en filas y cada una está dirigida hacia el centro de la abertura. Las unidades de percepción 62 están también generalmente dirigidas hacia la abertura, aunque algunas cámaras están dirigidas horizontalmente, mientras que otras están dirigidas hacia arriba y algunas están dirigidas hacia abajo. El sistema 34 incluye también una fuente de entrada (por ejemplo, una fuente de infrarrojos) 64, así como un detector de entrada (por ejemplo, un detector de infrarrojos) 66 para detectar cuando un objeto ha entrado en el sistema de percepción 34. Por lo tanto, los LED y las cámaras rodean el interior de la estructura 52, y las cámaras están situadas para ver el interior a través de ventanas que pueden incluir una cubierta de vidrio o plástico (por ejemplo, 68). Toda la estructura 52 puede estar cubierta por un material envolvente, como por ejemplo una cubierta de color, por ejemplo, plástico naranja, para proteger a los humanos de luces potencialmente brillantes y peligrosas dentro del sistema de percepción secundario.

Un aspecto importante de los sistemas de algunos ejemplos de la presente invención es la capacidad de identificar por medio de códigos de barras u otras marcas visuales (por ejemplo, según se muestra en 15 en la Figura 12) de los objetos mediante el empleo de un sistema de percepción en el que los objetos se pueden dejar caer. Los sistemas de escaneo automatizado no podrían ver los códigos de barras en los objetos que se presentan de manera que sus códigos de barras no estén expuestos o visibles. El sistema de percepción se puede utilizar, en algunos ejemplos, con un sistema robótico que puede incluir un brazo robótico equipado con sensores e informática, que cuando se combinan se supone en la presente memoria que presentan las siguientes capacidades: (a) es capaz de recoger objetos de una clase específica de objetos, y separarlos de un flujo de objetos heterogéneos, tanto si están mezclados en un contenedor, como si están singulados en un sistema de transporte motorizado o por gravedad; (b) es capaz de mover el objeto a sitios arbitrarios dentro de su espacio de trabajo; (c) es capaz de colocar objetos en un ubicación de estantería o contenedor saliente dentro de su espacio de trabajo; y, (d) es capaz de generar un mapa de objetos que sea capaz de recoger, representado como un conjunto candidato de puntos de agarre en la célula de trabajo y como una lista de politopos que rodean al objeto en el espacio.

Los objetos permitidos están determinados por las capacidades del sistema robótico. Se supone que su tamaño, peso y geometría son tales que el sistema robótico puede recogerlos, moverlos y colocarlos. Estos pueden ser cualquier tipo de mercancía, paquetes, encomiendas u otros artículos pedidos que se beneficien de la clasificación automatizada. Cada objeto está asociado a un indicio de identificación único (identidad o destino, como por ejemplo un código de barras o una dirección única), que identifica el objeto o su ubicación de destino.

La forma en que llegan los objetos entrantes puede ser, por ejemplo, en una de dos configuraciones: (a) los objetos entrantes llegan apilados en contenedores de objetos heterogéneos; o (b) los artículos entrantes llegan por un transportador en movimiento. La recogida de objetos incluye algunos que tienen códigos de barras expuestos y otros objetos que no tienen códigos de barras expuestos. Se supone que el sistema robótico puede recoger ítems del contenedor o del transportador. El flujo de objetos entrantes es la secuencia de objetos a medida que se descargan del contenedor o del transportador.

La forma en que se organizan los objetos salientes es tal que los objetos se colocan en un contenedor, ubicación de estantería o cubículo, en donde se consolidan todos los objetos correspondientes a un pedido dado. Estos destinos salientes pueden disponerse en conjuntos verticales, conjuntos horizontales, cuadrículas o de alguna otra forma regular o irregular, pero el sistema conoce tal disposición. Se supone que el sistema robotizado de recogida y colocación es capaz de colocar los objetos en todos los destinos de salida, y el destino de salida correcto se determina a partir del indicio de identificación único (identidad o destino) del objeto.

Se supone que los objetos están marcados en uno o más lugares en su exterior con una marca distintiva visual tal como un código de barras o una etiqueta de identificación por radiofrecuencia (RFID) para que puedan ser identificados con un escáner. El tipo de marca depende del tipo de sistema de escaneo usado, pero puede incluir simbologías de códigos de barras 1D o 2D. Pueden emplearse múltiples simbologías o enfoques de etiquetado. Se supone que los tipos de escáneres empleados son compatibles con el enfoque de marcado. La marca, ya sea mediante código de barras, etiqueta RFID u otros medios, codifica unacadena de símbolos,que normalmente es una cadena de letras y números. La cadena de símbolos asocia unívocamente el objeto con un indicio de identificación único (identidad o destino).

Las operaciones de los sistemas descritos en la presente memoria son coordinadas por el sistema de control central 78, según se muestra en las Figuras 1 - 5, 8, 9, 14 y 17. Este sistema determina a partir de cadenas de símbolos el UPC asociado con un objeto, así como el destino de salida del objeto. El sistema de control central está compuesto por una o más estaciones de trabajo o unidades centrales de procesamiento (CPU). El sistema de control central mantiene la correspondencia entre los UPC y los destinos de salida en una base de datos denominada manifiesto. El sistema de control central mantiene el manifiesto comunicándose con un sistema de gestión de almacenes (WMS).

Durante la operación, el amplio flujo de trabajo puede ser generalmente como sigue. En primer lugar, el sistema está equipado con un manifiesto que proporciona el destino de salida de cada objeto entrante. A continuación, el sistema espera a que los objetos entrantes lleguen en un contenedor o en un transportador. El sistema robótico puede recoger un ítem a la vez del contenedor de entrada y puede colocar cada ítem en el sistema de percepción discutido anteriormente. Si el sistema de percepción reconoce con éxito una marca en el objeto, entonces el objeto se identifica y se envía a una estación de clasificación u otra estación de procesamiento. Si no se identifica el objeto, el sistema robótico puede volver a colocar el objeto en el transportador de entrada y volver a intentarlo, o el transportador puede desviar el objeto a un contenedor de clasificación humana para que lo revise una persona.

La secuencia de ubicaciones y orientaciones de las unidades de percepción 62 se elige de forma que se minimice la cantidad media o máxima de tiempo que tarda el escaneado. Nuevamente, si el objeto no se puede identificar, el objeto se puede transferir a un destino de salida especial para objetos no identificados, o se puede devolver a la corriente entrante. Todo este procedimiento funciona en un bucle hasta que se agotan todos los objetos del conjunto entrante. Los objetos en la corriente entrante se identifican, clasifican y enrutan automáticamente a los destinos de salida.

Por consiguiente, de acuerdo con un ejemplo, la invención proporciona un sistema para clasificar objetos que llegan en contenedores de entrada y que se deben colocar en un estante de contenedores de salida, donde la clasificación debe basarse en un símbolo identificador único. Las especializaciones clave en este ejemplo son el diseño específico del sistema de percepción con el fin de maximizar la probabilidad de un escaneo exitoso, mientras que simultáneamente se minimiza el tiempo promedio de escaneo. La probabilidad de un escaneo exitoso y el tiempo de escaneo promedio constituyen características clave de rendimiento. Estas características clave de rendimiento están determinadas por la configuración y las propiedades del sistema de percepción, así como por el grupo de objetos y cómo se marcan.

Las dos características clave de rendimiento se pueden optimizar para un conjunto de elementos y un método de etiquetado de códigos de barras dados. Los parámetros de la optimización para un sistema de códigos de barras incluyen cuántos lectores de códigos de barras, dónde y en qué orientación colocarlos, y qué resoluciones de sensor y campos de visión usarán los lectores. La optimización se puede realizar mediante prueba y error, o mediante simulación con modelos del objeto.

La optimización a través de la simulación emplea un modelo de rendimiento de escáner de código de barras. Un modelo de rendimiento de escáner de código de barras es el intervalo de posiciones, orientaciones y tamaño del elemento del código de barras que un símbolo de código de barras puede detectar y decodificar por un escáner de código de barras, donde el tamaño del elemento del código de barras es el tamaño de la característica más pequeña del código de barras. Por lo general, se clasifican en un intervalo mínimo y máximo, un ángulo de desviación máximo, un ángulo de paso máximo y un ángulo de inclinación mínimo y máximo.

El rendimiento normal de los lectores de códigos de barras basados en cámaras es que pueden detectar símbolos de códigos de barras dentro de cierto intervalo de distancias, siempre que tanto el paso como la desviación del plano del símbolo estén dentro del intervalo de más o menos 45 grados, mientras que la inclinación de el símbolo puede ser arbitraria (entre 0 y 360 grados). El modelo de rendimiento de escáner de código de barras predice si se detectará un símbolo de código de barras determinado en una posición y orientación determinadas.

El modelo de rendimiento de escáner de código de barras se combina con un modelo de dónde se esperaría que se colocaran y orientaran los códigos de barras. Un modelo de emplazamiento de símbolo de código de barras es el intervalo de todas las posiciones y orientaciones, en otras palabras, emplazamientos en las que se espera encontrar un símbolo de código de barras. Para el escáner, el modelo de emplazamiento del símbolo de código de barras es en sí mismo una combinación de un modelo de sujeción de artículos, que predice cómo sujetará los objetos el sistema robótico, así como un modelo de apariencia del ítem-código de barras, que describe las posibles ubicaciones del símbolo de código de barras sobre el objeto. Para el escáner, el modelo de emplazamiento del símbolo de código de barras es en sí mismo una combinación del modelo de apariencia del ítem de código de barras, así como un modelo de emplazamiento del objeto entrante, que modela la distribución de emplazamientos sobre los que los artículos entrantes se presentan al escáner. Estos modelos pueden construirse empíricamente, modelarse usando un modelo analítico, o pueden emplearse modelos aproximados usando modelos de esfera simples para objetos y distribuciones uniformes sobre la esfera como un modelo de apariencia del ítem de código de barras.

Con referencia a la Figura 8, en un sistema de procesamiento 100, los objetos 14 que pasan a través de la unidad de percepción secundaria 34 caen sobre la cinta transportadora secundaria 36. Los desviadores 70, incluidas las barras de empuje 72, desvían los objetos a las secciones de lanzadera 74, según proceda. Aunque sólo se muestran dos desviadores y secciones de lanzadera de este tipo, se puede utilizar cualquier número de desviadores y secciones de lanzadera de este tipo. Los objetos no identificados u otros objetos inaceptables continúan a lo largo del transportador secundario 36 y caen en el contenedor de excepción secundario 76. Los desviadores 70 están en comunicación con el controlador 78, que está en comunicación con el escáner 32 así como con la posición de indexación del transportador 20. Una vez que un objeto cae a través del escáner y aterriza en la cinta transportadora 36, el sistema anota la posición del objeto en la cinta transportadora. La información del escáner se procesa y el objeto (si se identifica) se asocia con esa ubicación del transportador y se identifica su ubicación de procesamiento (como se explica con más detalle a continuación). A medida que avanza el transportador, el sistema sabrá cuándo el objeto está en la línea de activación de un desviador seleccionado y activará el desviador para empujar el objeto hacia el carro apropiado. A continuación, el carro mueve el objeto al contenedor asignado, como se explica con más detalle a continuación. En diversos ejemplos, los desviadores pueden empujar un objeto a través de diversas otras maneras, como por ejemplo utilizando un robot o una guía de desvío, y en otros ejemplos, los desviadores pueden tirar de un objeto fuera de la cinta transportadora.

La Figura 9 muestra un sistema de procesamiento 100', similar al mostrado en la Figura 8 (donde los componentes idénticos tienen los mismos números de referencia), excepto que las secciones de lanzadera 74' de la Figura 8 están colocadas a lo largo (paralelas) de la cinta transportadora 36'. En particular, un primer desviador 70' puede empujar un objeto hacia un carro 80' en un extremo de una sección de lanzadera 74', mientras que un segundo desviador 70" puede empujar un objeto hacia un carro 80" en el medio de una sección de lanzadera 74". De acuerdo con otros ejemplos, son posibles muchas disposiciones diferentes, y cada una está dentro del espíritu y ámbito de la presente invención. Cada cajón 82' y 82" puede según se describe a continuación, y las luces indicadoras 84', 84" se pueden situar encima de los cajones 82', 82".

De forma similar, los desviadores 70', 70'' están en comunicación con el controlador 78, que está en comunicación con el escáner 34 así como con la posición de indexación del transportador 36'. Una vez más, en diversos ejemplos, los desviadores pueden empujar un objeto fuera a través de diversas otras maneras, como por ejemplo utilizando un robot o una guía de desvío, y en otros ejemplos, los desviadores pueden tirar de un objeto fuera de la cinta transportadora. Una vez que un objeto cae a través del escáner y aterriza en el transportador, el sistema toma nota de la posición del objeto en el transportador. La información del escáner se procesa y el objeto (si se identifica) se asocia con esa ubicación del transportador y se identifica su ubicación de procesamiento (como se explica con más detalle a continuación). Una vez más, a medida que la cinta transportadora avanza, el sistema sabrá cuándo el objeto se encuentra en la línea de activación de un desviador seleccionado, y activará el desviador para empujar el objeto al carro apropiado. A continuación, el carro mueve el objeto al contenedor asignado, como se explica con más detalle a continuación.

Según se muestra adicionalmente en la Figura 10, cada sección de lanzadera 74 incluye un carro 80 que se desplaza hacia delante y hacia atrás entre las rampas de destino 84 que incluyen paredes guía 85 que conducen a dos filas de contenedores 90, 92 a cada lado de la vía 88. Según se muestra en las Figuras 11 y 12 (con las paredes de guía 85 retiradas para mayor claridad) el carro 80 se desplaza a lo largo de la vía 88 y transporta objetos a un contenedor de destino deseado 90, 92, y se inclina, dejando caer el objeto 14 (con un indicio 15 como por ejemplo un código de barras detectado por el escáner 34) en el contenedor de destino deseado. Las paredes de guía sirven para guiar el objeto a medida que cae, de forma que el objeto no caiga accidentalmente en un contenedor vecino. Según se muestra en la Figura 13, cada contenedor (90, 92) puede incluir uno o más pares de emisores 96 y sensores 98 en la parte superior del contenedor. La salida de un sensor 98 que es representativa de una interrupción prolongada de la fuente asociada puede usarse para determinar que el contenedor está lleno.

Nuevamente, una estación central de computación y control 78 se comunica con otros ordenadores distribuidos en los otros componentes y se comunica también con el sistema de información del cliente, proporciona una interfaz de usuario y coordina todos los procesos. Según se muestra además en la Figura 10, cada contenedor de procesamiento 90, 92 de cada sección de lanzadera 74 puede incluir un cajón extraíble 82 desde el que se puede acceder y vaciar cada uno de los dos contenedores de procesamiento opuestos (por ejemplo, 90, 92). Cada cajón extraíble 82 también puede incluir indicadores luminosos 94 para indicar cuándo el contenedor de procesamiento (por ejemplo, 90, 92) está lleno o listo para vaciarse en función de la heurística del sistema, por ejemplo, que estadísticamente es improbable que el contenedor reciba otro objeto pronto. En otros ejemplos, dichas luces se pueden colocar encima del contenedor respectivo. Cada cajón puede incluir también una cerradura 99 que una persona debe desbloquear para sacar el cajón 82. La cerradura incluye sensores que se comunican con el controlador 78, y cuando un cajón está desbloqueado, el sistema sabe que no debe clasificarse en ninguno de los contenedores del cajón desbloqueado. De esta forma, el sistema puede seguir funcionando mientras se extraen los cajones y se vacían los contenedores.

Según se muestra en la Figura 14, un sistema puede incluir una vía 102 a lo largo de la cual los carros 100 se pueden desplazar en una dirección pasando por delante de varios contenedores de procesamiento 104. Los elementos restantes del sistema que tienen números de referencia en común con el sistema de la Figura 1 son los mismos que los del sistema de la Figura 1. Cada carro 100 puede programarse dinámicamente para volcar su objeto contenido 14 en un recipiente de procesamiento asignado 104 basándose en un esquema de clasificación asignado. Según se muestra además en las Figuras 15 y 16, el carro 100 se desplaza a lo largo de la vía 102 y transporta los objetos hasta un contenedor de procesamiento deseado, y se inclina, dejando caer el objeto 14 en el contenedor de destino deseado, según se muestra en la Figura 16.

La Figura 14 muestra un sistema de procesamiento 200 similar al de los sistemas 100, 100' (con elementos similares que llevan números de referencia similares), excepto que el sistema 200 incluye carros 202 que se desplazan a lo largo de una vía (por ejemplo, una vía circular). Cuando un carro 202 se coloca debajo del escáner de caída 34, un objeto cae a través del escáner y se identifica según se ha descrito anteriormente. A continuación, el carro 202 se desplaza entre filas de contenedores 206, cada uno de los cuales puede incluir, por ejemplo, una bolsa colocada previamente. En referencia además a las Figuras 15 y 16, cuando el carro 202 se desplaza a una ubicación de procesamiento deseada, el carro se detiene (o ralentiza) y vuelca el objeto 14 en el contenedor 206 (según se muestra en la Figura 16) de forma similar a la acción del carro 80 descrita anteriormente. Una vez más, el objeto 14 puede incluir un indicio 15, como por ejemplo un código de barras detectado por el escáner 34.

Según se muestra además en la Figura 17, cuando un contenedor 206 está lleno (por ejemplo, por los sensores descritos anteriormente, o porque el sistema sabe cuántos artículos hay en el contenedor, o porque un ser humano simplemente decide que el contenedor está lleno), un ser humano puede recoger el contenedor 206. Al retirar el contenedor 206, un sistema de sensores 208 situado debajo del contenedor indicará que el contenedor (ese contenedor específico) ha sido retirado. El sistema puede seguir procesando otros contenedores, pero sabrá que no debe clasificar el contenedor retirado. A continuación, en la ubicación abierta se puede sustituir un nuevo contenedor vacío 210. Dado que la asignación de ubicaciones de procesamiento del contenedor es dinámica y flexible, no es necesario ningún registro adicional. Tan pronto como el contenedor 210 se coloque en el sensor 208, el sistema sabrá que hay un nuevo contenedor sin asignar listo para el procesamiento dinámico, según se describe más adelante.

De acuerdo con diversos ejemplos del mismo, un sistema puede proporcionar que una parte del flujo de entrada sea ajustada de forma selectiva por el brazo robótico para proporcionar un flujo singulado de objetos (como puede ser detectado y confirmado por una unidad de percepción). En particular, los objetos son identificados por la unidad de percepción primaria 22 como seleccionados para su retirada (simplemente para proporcionar una corriente singulada de objetos), y el brazo robótico 24 se activa para retirar objetos de manera selectiva de la corriente de entrada para crear la corriente singulada de objetos. En otros ejemplos, se pueden utilizar desviadores como los descritos anteriormente para este propósito. El brazo robótico coloca los objetos retirados en una rampa de retorno 96 que devuelve los objetos seleccionados al contenedor de entrada. Tal recirculación tiene la finalidad de proporcionar la corriente singulada de objetos. Significativamente, se proporciona un flujo singulado de objetos, y este flujo singulado de objetos puede ser entregado a una unidad de percepción (según se describió anteriormente) como un flujo singulado sin requerir que un sistema robótico coloque objetos en la unidad de percepción. Si un objeto no se identifica o no se puede procesar de otra manera, puede caer en un contenedor de excepción 38 como se ha mencionado anteriormente y devolverse a un área de recirculación o ser procesado a mano por una persona.

La asignación de contenedores de procesamiento puede también ser dinámica. Por ejemplo, los sistemas de acuerdo con otros ejemplos proporcionan sistemas de transporte y de cintas transportadoras mejorados para proporcionar un flujo singulado de objetos, y para proporcionar patrones dinámicamente cambiantes de manipulación de objetos, con eficiencias resultantes en el proceso de clasificación, menores requisitos de espacio, menor demanda de operaciones manuales y, como consecuencia, menores costes de capital y operativos para todo el sistema.

Durante su uso, la estación de clasificación puede seleccionar un objeto y luego identificar el objeto seleccionado por el sistema de percepción 22 (o puede detectar la identidad de un objeto usando un escáner en el brazo articulado, o puede usar el brazo robótico para mover el objeto a un dispositivo de detección). En otros ejemplos, el brazo robótico puede incluso sostener un objeto en el sistema de percepción 28 sólo para la identificación del objeto. Si el objeto tiene un contenedor asignado o hay un nuevo contenedor disponible, entonces el ejecutor final dejará caer el objeto a<través del sistema de percepción; de lo contrario, el brazo robótico extraerá el objeto del sistema de percepción>28<y>lo colocará en la rampa de retorno 96. El sistema asigna una ubicación al objeto si hay una nueva ubicación disponible y el objeto aún no tiene asignada una ubicación en esa estación de clasificación. Lo que es significativo es que la estación de clasificación no tiene asignado previamente un gran conjunto de contenedores de recogida asignados a todos los objetos posibles que pueden aparecer en la trayectoria de entrada. Además, el controlador central puede emplear una amplia variedad de heurísticas que pueden dar forma adicional al proceso de asignación dinámica de objetos a contenedores de recogida, como se explica con más detalle a continuación. Una vez que los contenedores están llenos o completados, se indica que están listos para su procesamiento (por ejemplo, mediante las luces 72 asociadas a los contenedores 90 y 92 de la Figura 10).

Según se muestra en la Figura 18, un proceso de clasificación de la invención en una estación de clasificación puede comenzar (etapa 400) proporcionando un flujo singulado de objetos que, de uno en uno, dejan caer un objeto en el escáner de caída (etapa 402). A continuación, el sistema identifica el nuevo objeto (etapa 404). A continuación, el sistema determinará si el objeto está todavía asignado a algún contenedor de recogida (etapa 406). Si no es así, el sistema determinará si hay disponible un contenedor siguiente (etapa 408). Si no hay un contenedor siguiente disponible (etapa 410), el sistema robótico devolverá el objeto al búfer de entrada (etapa 410) y volverá a la etapa 402. Como alternativa, el sistema puede elegir uno de los contenedores de recogida que está en proceso y decidir que se puede vaciar para reutilizarlo para el objeto en cuestión, momento en donde el sistema de control puede vaciar el contenedor de recogida o indicarle a un trabajador humano que lo haga. Si hay disponible un contenedor siguiente (y el sistema puede permitir cualquier número de contenedores por estación), el sistema asignará entonces el objeto al contenedor siguiente (etapa 412). A continuación, el sistema coloca el objeto en el contenedor asignado (etapa 414). A continuación, el sistema vuelve a la etapa 402 hasta que finaliza. Nuevamente, en algunos ejemplos, la cinta transportadora secundaria puede ser una cinta transportadora indexada que se mueve en incrementos cada vez que un objeto se deja caer sobre la cinta transportadora. A continuación, el sistema puede registrar la identidad del objeto, acceder a un manifiesto de almacén y determinar una ubicación de contenedor asignada o asignar una nueva ubicación de contenedor.

Un proceso del sistema de control general se muestra, por ejemplo, en la Figura 19. El sistema de control general puede comenzar (etapa 500) permitiendo que se asigne un nuevo contenedor de recogida en cada puesto a un grupo de objetos basándose en los parámetros generales del sistema (etapa 502) como se explica con más detalle a continuación. A continuación, el sistema identifica los contenedores asignados correlacionados con los objetos en cada puesto (etapa 504) y actualiza el número de objetos en cada contenedor en cada puesto (etapa 506). A continuación, el sistema determina que cuando un contenedor está lleno o el sistema espera que sea poco probable que el puesto de clasificación asociado vea otro objeto asociado con el contenedor, el sistema robótico del puesto de clasificación asociado colocará el contenedor completo en un transportador de salida o enviará una señal a un trabajador humano para que venga y vacíe el contenedor (etapa 508), y volverá después a la etapa 502.

Los sistemas de los distintos ejemplos ofrecen numerosas ventajas gracias a la flexibilidad dinámica inherente. La correspondencia flexible entre las salidas del clasificador y los destinos permite que haya menos salidas del clasificador que destinos, por lo que todo el sistema puede requerir menos espacio. La correspondencia flexible entre las salidas del clasificador y los destinos también proporciona que el sistema pueda elegir el orden más eficiente para manipular los objetos, de una manera que varía con la combinación particular de objetos y la demanda aguas abajo. El sistema es también fácilmente escalable, al agregar clasificadores, y es más robusto, ya que la falla de un solo clasificador puede manejarse dinámicamente sin siquiera detener el sistema. Debe ser posible que los clasificadores ejerzan discreción en el orden de los objetos, favoreciendo los objetos que necesitan ser manipulados rápidamente, o favoreciendo los objetos para los cuales el clasificador dado puede tener una pinza especializada.

De acuerdo con algunos ejemplos, por consiguiente, el sistema proporciona un sistema de clasificación que emplea un búfer en la fase de entrada que permite la inducción escalable y flexible de objetos en el sistema. El búfer puede incluir un solo transportador, un transportador circulante o múltiples transportadores, posiblemente para separar los objetos desorganizados de los objetos organizados. Otros ejemplos proporcionan un sistema de clasificación que emplea varios clasificadores conectados de forma flexible a los procesos anteriores y posteriores. El sistema puede emplear también una etapa de destino flexible, que incluye un proceso para cambiar dinámicamente la correspondencia de las salidas del clasificador y los destinos del sistema mediante un cambio basado en la heurística del proceso de clasificación. El sistema puede asignar dinámicamente las salidas del clasificador a los destinos del sistema basándose en las tendencias y estadísticas históricas de uso a largo plazo, o los elementos ya procesados, o el contenido actual de otras salidas del clasificador asignadas dinámicamente, o el tiempo promedio, mínimo o máximo de clasificación asociado con cada salida del clasificador, o características físicas de los ítems clasificados, o informacióna priori,o entregas futuras conocidas, o ubicación dentro de una instalación, incluida la ubicación física en relación con otras salidas asignadas del clasificador (por ejemplo, arriba, a un lado, en o cerca), o envíos entrantes, así como saber qué artículos están actualmente aguas arriba del proceso de clasificación y combinaciones de los anteriores. Además, los sistemas de ejemplos prevén que la información relativa a la correspondencia entre las salidas del clasificador y los destinos del sistema se pueda proporcionar a un sistema automatizado de clasificación.

Al hacer uso de la heurística, la asignación de las salidas del clasificador a los destinos del sistema se puede mejorar sustancialmente con respecto a la asignación fija tradicional. Los destinos se pueden asignar sobre la marcha, lo que reduce el espacio desperdiciado por las salidas del clasificador no utilizadas y disminuye el tiempo que lleva procesar los objetos entrantes. Las tendencias históricas a largo plazo se pueden utilizar para asignar salidas del clasificador cuando el siguiente grupo de objetos entrantes es parcial o totalmente desconocido. Los patrones de uso históricos brindan información sobre cuándo se espera que lleguen los objetos con destino a ciertos destinos, el número de objetos con destino a cada destino esperado para un momento dado y las propiedades físicas probables de estos objetos entrantes.

El sistema proporciona, en un ejemplo específico, un sistema de entrada que interactúa con las cintas transportadoras y contenedores del cliente, almacena paquetes para su alimentación al sistema y alimenta dichos paquetes al sistema a una velocidad moderada y controlable. En un ejemplo, la interfaz con el proceso del cliente adopta la forma de un volquete Gaylord, pero son posibles muchos otros ejemplos. En un ejemplo, la alimentación del sistema se realiza mediante una cinta transportadora con listones inclinada con deflectores de sobrecarga. Una clave para la operación eficiente del sistema es alimentar los paquetes a una tasa controlada modesta. Hay muchas opciones disponibles, incluidas las variaciones en la pendiente y la velocidad del transportador, la presencia, el tamaño y la estructura de los tacos y deflectores, y el uso de sensores para monitorizar y controlar la velocidad de alimentación.

El sistema incluye, en un ejemplo específico, un sistema de percepción primario que controlar el flujo de paquetes en la cinta transportadora primaria. Siempre que sea posible, el sistema de percepción primario puede identificar el paquete para acelerar o simplificar las operaciones posteriores. Por ejemplo, el conocimiento de los paquetes en el transportador primario puede permitir que el sistema tome mejores decisiones sobre si recoger un paquete en lugar de dejarlo pasar al contenedor de excepción, qué paquetes recoger primero o cómo asignar contenedores de salida. El principal cometido del sistema de percepción primario es ayudar a proporcionar un flujo de objetos singulado.

Como también se ha descrito anteriormente, el sistema incluye en un ejemplo específico unescáner de caídaque escanea los objetos que se dejan caer a través de él, lee los códigos de barras, confirma que un objeto está correctamente singulado y obtiene el contenedor de procesamiento deseado. Otros ejemplos son posibles, incluyendo la utilización de un túnel de escaneo convencional, o confiar por completo en la percepción primaria para identificar objetos. Otro ejemplo incluiría una cinta transportadora primaria de recirculación, en la que los objetos no identificados en la primera pasada podrían ser recirculados, quizás cayendo de nuevo a la entrada.

Los sistemas, por consiguiente, incluyen en algunos ejemplos un sistema de transporteprimarioque transporta los paquetes singulados e identificados hacia la salida. En un ejemplo, el transporte primario es una cinta transportadora con divisores para preservar la singulación. La cinta transportadora se indexa una posición a la vez, posicionando los paquetes para transferirlos a un sistema de transporte secundario. Los paquetes son transferidos por un desviador que los empuja a través del transportador al transporte secundario. Cuando ocurre una falla de singulación o identificación, el paquete permanece en el transporte secundario y cae en el contenedor de excepción secundario. Son posibles otros ejemplos, por ejemplo, un sistema de cinta transversal, un sistema de desviador de zapata deslizante o un sistema de bandeja basculante.

El sistema también incluye, en un ejemplo específico, un sistema detransporte secundarioque lleva los paquetes a los contenedores de procesamiento. En un ejemplo, el transporte secundario es una lanzadera oscilante que se desplaza linealmente a lo largo de la parte superior de dos filas de contenedores, se inclina hacia un lado u otro para dejar caer el paquete en el contenedor deseado y, a continuación, vuelve a su posición inicial para recibir otro paquete. Otros ejemplos son posibles, por ejemplo, un sistema de bandeja basculante, un sistema de cinta transversal o un sistema de desviador de zapata.

El sistema incluye medios para interactuar con los sistemas de transporte de paquetes salientes del cliente. En un ejemplo concreto, los contenedores están forrados con bolsas. Cuando el contenedor está lleno según lo determinado por los sensores o por la operación del sistema de monitorización, un operario humano tira del contenedor fuera de su lugar, retira la bolsa, etiqueta la bolsa y coloca la bolsa en un transportador apropiado. Otros ejemplos son posibles, incluyendo sistemas automáticos de embolsado, contenedores sin bolsas, contenedores que son automáticamente expulsados del sistema y reemplazados por nuevos contenedores. En un ejemplo, el sistema continúa funcionando durante la operación de embolsado evitando la inducción de paquetes destinados a ese contenedor en particular, o asignando un contenedor diferente para el mismo destino.

Un ejemplo específico proporciona una interfaz de usuario que transmite toda la información pertinente a los operadores, la dirección y el personal de mantenimiento. En un ejemplo concreto, esto puede incluir luces que indiquen los contenedores que se deben embolsar, luces que indiquen los contenedores que no han vuelto completamente a su posición, luces que indiquen el estado operativo, pantallas para controlar el funcionamiento del sistema de percepción primario y el escáner de caída, pantallas que controlen el agarre y el movimiento del robot, la supervisión de los niveles de los contenedores de excepción y el nivel de la tolva de entrada, y el modo de funcionamiento de todo el sistema. La información adicional incluida podría ser la tasa de procesamiento de paquetes y estadísticas adicionales, tales como las tasas de excepción y error. En un ejemplo concreto, el sistema imprime de forma automática las etiquetas de las bolsas y las escanea antes de que el operario las coloque en la cinta transportadora de salida.

De acuerdo con otro ejemplo, un sistema incorpora sistemas de software que interactúan con las bases de datos del cliente y otros sistemas de información, para proporcionar información operativa al sistema del cliente y consultar el sistema del cliente para obtener información sobre paquetes.

Hay muchas variaciones posibles para adaptarse a las distintas características de la tarea. El número de contenedores atendidos por un servicio de transporte puede ser mayor o menor. Se puede aumentar el número de lanzaderas. En algunos ejemplos, puede haber más de un sistema de transporte secundario que preste servicio a conjuntos adicionales de lanzaderas. En otros ejemplos, puede haber más de un robot.

Algunas aplicaciones pueden no justificar la utilización de un robot, y un ejemplo sería entonces utilizar a un humano para llevar a cabo la inducción. En otro ejemplo, el sistema podría incluir una cinta transportadora de clasificación unitaria convencional, como por ejemplo una bandeja basculante o un clasificador de cinta transversal, con el robot llevando a cabo la inducción.

Diversos ejemplos proporcionan un sistema robótico para clasificar paquetes en los contenedores de destino de salida deseados. El sistema incluye un sistema de entrada para aceptar paquetes del cliente e introducirlos en el sistema; un sistema de singulación para transformar el flujo de parcelas en una secuencia de parcelas discretas; un sistema de identificación para leer marcas de identificación o determinar de otro modo el destino deseado; y un sistema de salida para transportar cada paquete a un contenedor de procesamiento deseado, desde el que puede transportarse al destino deseado por el cliente.

En otros ejemplos, el sistema de alimentación incluye una cinta transportadora con listones inclinada, el sistema de alimentación incluye una cinta transportadora con deflectores inclinada y/o el sistema de alimentación incluye un sensor para controlar la altura, anchura o velocidad del flujo de paquetes, de modo que la velocidad de la cinta transportadora se pueda modular para controlar la velocidad de los paquetes. De acuerdo con otros ejemplos, el sistema de singulación incluye un sistema de percepción primario para controlar los paquetes.

De acuerdo con algunos ejemplos, el sistema de percepción primario puede determinar la identidad del paquete, puede determinar las ubicaciones de agarre y/o puede determinar la clase de paquete. De acuerdo con otros ejemplos, el sistema de singulación puede incluir uno o más manipuladores robóticos con pinzas, y una o más de las pinzas es una pinza de vacío, la pinza de vacío puede estar equipada con un sensor de presión y / o una o más de las pinzas puede estar equipada con un sensor de fuerza. De acuerdo con otros ejemplos, el sistema de singulación puede incluir uno o más manipuladores robóticos con ejecutores finales adecuados para empujar, y el sistema de identificación puede incluir uno o más escáneres de paquetes para identificar paquetes, por ejemplo, un escáner de caída.

De acuerdo con algunos ejemplos, el sistema de salida incluye una o más cintas transportadoras que se combinan para transferir paquetes a contenedores, las cintas transportadoras se organizan como una o más cintas transportadoras primarias; con cada cinta transportadora primaria transfiriendo paquetes a uno o más cintas transportadoras secundarias y/o una o más cintas transportadoras primarias son una cinta transportadora con listones capaz de desplazar una posición a la vez. De acuerdo con otros ejemplos, los desviadores transfieren los paquetes de las cintas transportadoras primarias a las cintas transportadoras secundarias, los desviadores son actuadores lineales acoplados a los desviadores de barrido, una o más de las cintas transportadoras es una lanzadera de movimiento alternativo, y/o la lanzadera de movimiento alternativo incluye un eje de inclinación para dejar caer los paquetes.

Otros ejemplos proporcionan un método para clasificar automáticamente los paquetes y transportarlos a los destinos de salida deseados. El método incluye las etapas de alimentar los paquetes del cliente a la entrada del sistema, transportar los paquetes desde la entrada del sistema a un sistema de separación, singular los paquetes y moverlos a un sistema de identificación, identificar los paquetes y sus destinos deseados asociados y transportar cada paquete a un destino deseado.

De acuerdo con otros ejemplos, el diseño y el control de la cinta transportadora de alimentación se optimizan para presentar los paquetes en un flujo más adecuado para su posterior percepción y manipulación, los puntos de agarre se determinan automáticamente, los puntos de agarre se determinan a partir de algoritmos de visión por ordenador y/o la singulación se lleva a cabo agarrando paquetes individuales y moviéndolos de forma individual para su posterior procesamiento. De acuerdo con otros ejemplos, la información de los sensores se utiliza para estimar el estado de agarre, incluido el contacto con el paquete, la calidad del sellado al vacío, el peso del paquete, la distribución de la masa del paquete y la posición del paquete con respecto a la pinza y/o las estimaciones del estado de agarre se utilizan para determinar si el agarre es adecuado y para modular el movimiento posterior con el fin de evitar caídas. De acuerdo con otros ejemplos, el movimiento del brazo del robot se determina mediante un software de planificación del movimiento que tiene en cuenta los puntos de referencia iniciales y finales, los obstáculos circundantes y las restricciones necesarias para mantener un agarre seguro y/o la correspondencia de los contenedores de salida con los destinos de los clientes se determina dinámicamente para optimizar el rendimiento del sistema.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de procesamiento que incluye un sistema de singulación y un sistema de control central (78), comprendiendo el sistema de singulación (10):

un sistema de transporte que incluye una cinta transportadora (20) para desplazar objetos (14) a clasificar desde un área de origen a lo largo de una primera dirección;

un sistema de detección para detectar objetos (14) en la cinta transportadora (20), y para seleccionar determinados objetos seleccionados (14) para su extracción de la cinta transportadora (20); y

un sistema de extracción (24, 26, 28, 40, 42, 44, 48, 50) para retirar determinados objetos seleccionados (14) de la cinta transportadora (20) para proporcionar un flujo singulado (30) de objetos (14), en donde las operaciones del sistema de procesamiento se coordinan por el sistema de control central (78),caracterizado por quela cinta transportadora (20) es una cinta transportadora con listones, en la que el sistema de extracción (24, 26, 28, 40, 42, 44, 48, 50) prevé que se proporcione un objeto (14) por área de listones en la cinta transportadora con listones (20).

2. El sistema de procesamiento según se reivindica en la reivindicación 1 que comprende, además una tolva de alimentación (12) y una cinta transportadora de alimentación (16) que conduce desde dicha tolva de alimentación (12) hasta la cinta transportadora con listones (20).

3. El sistema de procesamiento según se reivindica en la reivindicación 2, en donde la cinta transportadora de alimentación (12) es una cinta transportadora de alimentación inclinada.

4. El sistema de procesamiento según se reivindica en la reivindicación 1, en donde el sistema de transporte incluye una cinta transportadora que se mueve en incrementos.

5. El sistema de procesamiento según se reivindica en la reivindicación 1, en donde el sistema de extracción (24, 26, 28, 40, 42, 44, 48, 50) incluye un brazo robótico (24) y un efector final (26) para agarrar los determinados objetos seleccionados (14).

6. El sistema de procesamiento según se reivindica en la reivindicación 1, en donde el sistema de extracción (24, 26, 28, 40, 42, 44, 48, 50) incluye un elemento impulsor (42, 48) para impulsar el determinado objeto seleccionado (14) del sistema de transporte.

7. El sistema de procesamiento según se reivindica en la reivindicación 6, en donde el elemento impulsor es un elemento de empuje (42) para empujar el determinado objeto seleccionado (14) desde el sistema de transporte.

8. El sistema de procesamiento según se reivindica en la reivindicación 6, en donde el elemento impulsor es un elemento de tracción (48) para tirar del determinado objeto seleccionado (14) desde el sistema de transporte.

9. El sistema de procesamiento de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el sistema de extracción (24, 26, 28, 40, 42, 44, 48, 50) incluye una rampa (28) que conduce de vuelta hacia la tolva de alimentación.

10. El sistema de procesamiento según se reivindica en la reivindicación 1, en donde el sistema de procesamiento incluye un escáner de caída (34), y en donde la cinta transportadora con listones (20) conduce a un área que está más alta que el escáner de caída (34).

11. El sistema de procesamiento según se reivindica en la reivindicación 1, en donde el sistema de procesamiento incluye varias áreas de destino a lo largo de un sistema de transporte adicional (36), así como varios elementos impulsores (70) para impulsar objetos en el sistema de transporte adicional (36) hacia las áreas de destino asignadas.