INSTALACIóN PARA LA DISPENSACIóN AUTOMáTICA Y REPOSICIóN SEMIAUTOMáTICA DE PRODUCTOS COMERCIALES

Sector de la técnica

La presente invención se refiere a una instalación para la dispensación automática y reposición semiautomática de productos comerciales presentados en formato de caja paralelepipédica, de planta cuadrada o rectangular, tales como ciertos productos farmacéuticos, electrónicos o alimenticios y está indicada tanto para almacenes de distribución como comercios especializados o farmacias, pudiendo seleccionarse un conjunto de artículos desde un ordenador y obtenerlos en un punto de recogida, en un tiempo reducido y reponiendo el material extraído con la ayuda de indicadores luminosos.

Antecedentes de la Invención

Actualmente, en ciertos comercios especializados como farmacias, almacenes electrónicos o ferreterías, el cliente solicita ciertos productos a un vendedor cualificado quien posteriormente recorre el almacén o tienda en busca de los artículos, los cuales se encuentran dispuestos en estanterías o armarios. La forma de operar de muchos almacenes de distribución es similar, se recogen los pedidos de los clientes, que en este caso son los comercios, y varios operarios cualificados deben recorrer el almacén, en busca de los productos solicitados hasta completar cada pedido.

Existen soluciones robóticas para la automatización de estos procesos de recogida de productos que están más orientadas a los almacenes de

distribución que a los comercios especializados. Este tipo de soluciones consisten en robots cartesianos que se van desplazando sobre unas guias ubicadas horizontal y verticalmente delante de las estanterías en las que se encuentran los artículos. El robot manipulador realiza un movimiento sobre estas guias hasta colocarse delante del articulo seleccionado, para proceder a su extracción o deposición.

Estos robots pueden resultar lentos, para ciertos almacenes con gran volumen de artículos en dispensación, ya que el robot sólo puede extraer los productos de uno en uno, hasta completar el pedido y depositarlos en el punto de recogida. La instalación de estos robots en los comercios especializados o farmacias resulta compleja por el gran volumen, alto consumo eléctrico y peso del robot manipulador por ejes cartesianos. Asimismo, cabe destacar que estos robots requieren un mantenimiento complejo y caro, asi como un apantallamiento, mediante cristaleras u otros medios, de la zona de funcionamiento del manipulador robótica, por el riesgo de provocar lesiones o daños físicos en caso de golpear a una persona durante sus desplazamientos. Debido a la instalación de seguridad inherente a este tipo de robots manipuladores, también suele ser necesario que el comercio u almacén disponga de un stock de seguridad de ciertos artículos, previniendo una posible averia del robot manipulador, ya que, por motivos de seguridad, no existe acceso para las personas al stock manipulado por el robot.

Otras soluciones tecnológicas para la ayuda al proceso de dispensación y reposición del material de los almacenes consiste en el empleo de ordenadores portátiles de mano, tipo PDA, mediante el cual el

operario puede acceder a una base de datos en la que se muestra información referida a la ubicación en la que se encuentran los productos en el interior del almacén.

La patente de Estados Unidos número 5,141,128 muestra un tipo de dispensador vertical que puede depositar productos sobre una cinta transportadora, de forma que múltiples dispensadores verticales puedan accionarse de forma simultánea en una instalación para proceder a la deposición de los productos. Este sistema requiere de un mecanismo que ocupa un volumen superior al del tamaño de los productos que son albergados y la reposición debe realizarse de forma manual sin la ayuda de dispositivos indicadores, siendo muy compleja su instalación en comercios especializados. Otras patentes de aplicaciones para la dispensación de productos, como la patente europea EP 1 357 526 A2, muestran un sistema en el que los productos de cada tipo se albergan en una balda horizontal dispuesta entre unos separadores y que es accionada por un mecanismo que se desplaza hasta accionar la balda para proceder a la salida de un producto. Este sistema debe realizar la dispensación de artículos de diverso tipo de forma individual, al disponer de un elemento accionador único que se desplaza por las diversas baldas horizontales. La mayoría de los sistemas de dispensación con estas características están más orientados al desarrollo de máquinas lentas de dispensación, tipo vending, que a la automatización de procesos de almacenaje automático con grandes requerimientos de volumen de productos y velocidad.

Problema técnico planteado

En los almacenes de distribución y los comercios

especializados, seria por tanto deseable disponer de un tipo de instalación automática que fuera capaz de dispensar, de forma simultánea y a gran velocidad todos los artículos solicitados por un cliente. Además esta instalación debe ser segura ante los operarios, para poder acceder siempre de forma manual al almacén automatizado, sin requerimiento de stocks de seguridad ante averias y no debe necesitar de gran volumen de espacio, pudiéndose instalar de forma distribuida y modular; con un mantenimiento sencillo y económico, sin necesidad de técnicos altamente cualificados; y ecológica, con un bajo consumo eléctrico y reducido peso. Este tipo de instalación debiera ser configurable a las dimensiones y particularidades de cada tipo de producto y almacén o comercio. También debiera disponer de sistemas semiautomáticos, para la ayuda a la reposición de los artículos que son extraídos de forma automática.

Descripción de la Invención

La presente invención muestra un tipo de instalación basada en dispositivos mecánico/electrónicos que se ubican de forma distribuida a lo largo de baldas inclinadas que disponen de carriles ajustables para ubicar cada tipo de articulo. En la parte trasera de la balda se coloca un indicador luminoso, por cada carril, utilizado para mostrar la ubicación de cada producto en el proceso de reposición y avisando de la falta de productos en un carril. Los dispositivos dispensadores disponen de una electrónica de control que les permiten estar dotados de un cierto grado de inteligencia, pudiendo recibir cada dispositivo los datos totales de cada pedido desde un ordenador y dispensando los artículos de cada tipo

solicitados de forma rápida y simultánea.

Cada dispositivo dispensador está dotado de una electrónica de control individual, un mecanismo empujador basado en un dispositivo electromagnético, un sensor de detección de presencia, un led visualizador y unos conectores para la interconexión a otros dispositivos dispensadores mediante cables. Estos elementos se ubican en el extremo frontal de una estantería o balda que se encuentra inclinada, de manera que todos los productos, de forma cuadrada o rectangular, puedan deslizarse por ella, por efecto de la gravedad. El primer producto introducido en la balda se desliza hasta que hace tope con una pieza de soporte dispuesta en la zona final del elemento dispensador. El resto de productos introducidos en el mismo carril se van colocando uno detrás de otro. Existen unas guias utilizadas para separar cada tipo de producto que es manejado por un dispositivo dispensador diferente. La posición de las guias y la de los dispensadores puede ser ajustada fácilmente para adaptarse a las características de tamaño de los diversos tipos de productos .

Cuando se inicia el proceso de dispensación de un producto, el elemento accionador es activado, haciendo que el producto se eleve por encima del tope, para ser extraído. El siguiente producto del mismo carril se ubica por efecto de la gravedad en el hueco que ha dejado libre el producto que ha sido extraído. Mediante el sensor de detección de presencia colocado en el dispositivo dispensador, se puede comprobar la correcta extracción de cada articulo. También es posible detectar averias y la ausencia de productos en el carril, eventos que son mostrados por el diodo led

visualizador del dispensador o por el diodo led ubicado en la zona trasera de la balda inclinada.

Al tener integrada cada dispensador la electrónica de control inteligente e individual, no es necesario utilizar autómatas industriales ni sistemas de control centralizados, facilitando la instalación de los dispensadores en distintos niveles de baldas o en armarios distribuidos por una instalación. Todos los tipos de productos pueden ser extraídos al mismo tiempo por los diversos dispensadores automáticamente, siendo depositados en una cinta transportadora que los lleva hasta un punto de recogida. La instalación de las baldas inclinadas ^" con los dispensadores puede realizarse en armarios enfrentados para que los productos caigan hacia una misma cinta transportadora y colocando rampas para el frenado de la caida de cada producto desde la ubicación del dispensador hasta la altura de la cinta transportadora.

Para iniciar el proceso de dispensación, un ordenador envia una orden que es recibida por todos los elementos dispensadores de forma simultánea.

Para realizar la reposición de los productos en las baldas inclinadas, el operario procede a la identificación de un producto utilizando un lector de código de barras que envia el código del producto a la electrónica de control de leds ubicada en la zona trasera de cada balda y que ilumina el diodo led ubicado en el carril correspondiente al producto a reponer en modo parpadeo. De esta forma el operario ya ve de forma directa en que carril debe reponer ese producto.

Este mismo diodo led se enciende de forma permanente cuando un carril de productos se ha quedado vacio y cambia a modo parpadeo cuando el lector de código de barras detecta que este producto se va a reponer.

Además del diodo led colocado en la zona trasera de la balda para la ayuda a la reposición, existe otro diodo led por carril que es colocado en la zona frontal del elemento dispensador que igualmente puede utilizarse para indicar la ubicación de un producto a reponer y un estado de averia del dispensador. Este diodo led también puede ser empleado para funciones de estética al combinar su encendido con el del resto de diodos led de los dispensadores de la instalación. Esta función estética es adecuada para las instalaciones del robot en comercios cara al público. En estas instalaciones, también puede ser colocada una pantalla TFT en la zona superior del armario con imágenes o videos comerciales.

Para facilitar el proceso de instalación y las labores de mantenimiento, tanto los dispensadores individuales como los diodos led traseros para la ayuda a la reposición, son colocados en estructuras metálicas ranuradas que son independientes de las baldas en las que se ubican los productos. Estas estructuras, con los dispensadores o leds colocados e interconectados, pueden ser rápidamente instaladas en una balda. En caso de una labor de mantenimiento, un dispensador o led averiado puede ser extraído de la estructura ranurada individualmente, sin afectar durante la reparación al resto de la instalación.

La reposición de los productos en los carriles de

las baldas puede realizarse tanto por la zona en la que se encuentra el elemento dispensador como desde la zona trasera en la que se ubica el diodo led de reposición, siendo esta última la opción preferente. En esta zona de reposición de la balda también existe un espacio para la colocación de etiquetas magnéticas que contengan una descripción de las características del articulo que se encuentra en cada ubicación de la balda .

Existe la posibilidad de iniciar el proceso de dispensación desde un punto de acceso remoto, accesible directamente por los clientes del comercio mediante una pantalla táctil. Este proceso de dispensación utilizado tan sólo para determinado tipo de artículos, es completado previo pago del importe de los artículos seleccionados con la pantalla táctil utilizando unos medios de pago tipo monedero, billetero o tarjeta de crédito.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos adjuntos se ilustra, a titulo de ejemplo no limitativo, un modo de realización preferido de la instalación para la dispensación automática y reposición semiautomática de productos comerciales objeto de la invención. En dichos dibujos:

La figura 1 es una vista de perfil del dispositivo mecánico y electrónico de dispensación.

La figura 2 es una vista en planta del dispositivo mecánico y electrónico de dispensación.

La figura 3 es una vista en perspectiva de la

instalación de dispositivos dispensadores en baldas inclinadas con diversos productos.

La figura 4 es una vista en perspectiva frontal de la balda inclinada apreciando los carriles para productos y los elementos de dispensación instalados e interconectados .

La figura 5 es una vista de perfil del disparador y el indicador luminoso para reposición colocados en una balda inclinada.

La figura 6 es una vista en planta de los disparadores y los indicadores luminosos para reposición en una balda inclinada.

La figura 7 es una vista ampliada del detalle VII indicado en la figura 5 que muestra el proceso de instalación del elemento dispensador en la balda inclinada.

La figura 8 es una vista ampliada del detalle VIII indicado en la figura 5 que muestra el proceso de instalación del indicador luminoso para reposición en la balda inclinada.

La figura 9 es una vista de perfil del disparador activado procediendo a la dispensación de un producto de un carril.

La figura 10 es un esquema de la instalación objeto de la invención.

La figura 11 es una vista de perfil de una instalación con múltiples baldas con elementos de

dispensación y reposición y cinta transportadora.

Descripción detallada de los dibujos

En la figura 1 se muestra una vista de perfil del dispositivo mecánico/electrónico encargado de la dispensación de un tipo de producto en la instalación. La figura 2, muestra una vista en planta del mismo dispositivo. El dispositivo dispone de una electrónica de control (20) capaz de recibir, mediante un bus de alimentación y comunicaciones, los datos de cada pedido, para proceder a la extracción de los productos. El mecanismo de extracción está basado en un solenoide (1) que al recibir un impulso eléctrico desplaza un vastago (12); de forma que el producto situado encima de él es impulsado superando un tope de frenado (11) de los productos en la balda. El vastago dispone de un muelle que sirve para que éste retorne a su posición de reposo cuando finaliza el impulso eléctrico y que pueda situarse otro producto encima del mecanismo dispensador por acción de la gravedad. La electrónica y el mecanismo accionador se ubican sobre una tarjeta electrónica (3) que dispone de unos agujeros (19) que son empleados para unir el dispositivo a la estructura. Un sensor de detección de presencia (2) es empleado para verificar la correcta extracción del articulo, para detectar la ausencia de productos anunciando la necesidad de reposición mediante un led frontal (4) y para detectar posibles averias en caso de que no se dispense el producto. Un led frontal (4) puede ser empleado para mostrar averias del dispensador o falta de productos en el carril y también para funciones de estética cuando su encendido se combina con diodos led ubicados en otros dispensadores. Todas las funciones de control son realizadas por la electrónica integrada

(20) en el dispensador y dos conectores (5) situados a ambos lados de la tarjeta electrónica (3) son utilizados para realizar la interconexión del bus de alimentación y comunicaciones entre los dispensadores en las baldas.

En la figura 3 se muestra la instalación de diversos dispositivos dispensadores en una balda inclinada (8) . Los productos (10) de distinto tipo se colocan en diversos carriles utilizando separadores (6) entre ellos. La posición de los separadores (6) y de los elementos dispensadores puede ser ajustada fácilmente a las particularidades de tamaño de cada producto, gracias al empleo de estructuras metálicas formadas básicamente por unos perfiles ranurados (7) sobre los que se ajusta la posición de los elementos. Existe la posibilidad de que un mismo tipo de articulo se ubique en más de un canal. En este caso, los distintos elementos dispensadores encargados de manipular este producto, se coordinan entre si mediante un bus de comunicaciones (9) para completar el pedido solicitado. Los dispositivos dispensadores se encuentran intercomunicados mediante un bus (9) a través del cual se transmiten las comunicaciones de control y las señales de alimentación para la electrónica, los sensores y los disparadores electromagnéticos. En la figura 4 se muestra una vista en perspectiva frontal de una balda inclinada (8) con diversos elementos dispensadores instalados e intercomunicados mediante el bus (9) de alimentación y comunicaciones .

En la figura 5 se muestra de perfil el elemento dispensador y un diodo led (13) para la reposición de los productos. Los detalles de la instalación del

dispensador (detalle VII) y del led (13) de ayuda a la reposición (detalle VIII) se muestran ampliadas en las figuras 7 y 8. En la figura 6 se muestra una vista en planta de los dispensadores, los leds de recarga (13) y diversos tipos de productos (10) ubicados en una balda (8) . De los productos (10), los identificados con las referencias A y B en esta figura se encuentran en reposo haciendo tope con el elemento dispensador y el primer producto C está siendo dispensado tras una activación del solenoide (1) consecuencia de la recepción de un pedido del producto C desde el ordenador principal. El producto C delantero ha sido levantado por la acción del solenoide (1) que ha impulsado el vastago (12) y ha superado el tope (11) para proceder a su calda hasta una cinta transportadora que lo traslada al punto de recogida.

En la figura 7 (detalle VII) se muestra el modo de instalación de los elementos dispensadores en las baldas inclinadas (8) . Los dispensadores se colocan en la estructura ranurada de soporte (7) que es unida a la balda (8) con escuadras (15) . Cada elemento dispensador puede ajustarse en la estructura ranurada empleando tornillos deslizantes (17) que son introducidos por los agujeros de la tarjeta electrónica del dispensador (19). Una estructura ranurada análoga a la señalada con la referencia (7) también se utiliza para fijar la posición del elemento separador (6) entre productos (10) en la zona final de la balda (8) . Gracias a la estructura ranurada (7) independiente de la balda (8) y que contiene los elementos dispensadores interconectados, el proceso de instalación de los elementos encargados de la automatización del proceso de extracción de los productos puede realizarse con posterioridad al montaje de los armarios y las baldas o

estanterías en la instalación.

En la figura 8 (detalle VIII) se aprecia la instalación del diodo led trasero (13) del carril utilizado para la facilitar la reposición de los productos, y también la indicación de carril sin producto o una averia. Los leds traseros (13) son montados en una estructura (14) que, al igual que la estructura (7) se constituye por un perfil ranurado y que se instala en la balda (8) mediante escuadras (16) . Los tornillos deslizantes (18) se emplean para el ajuste del led en la estructura ranurada hasta ubicarlo en la posición de cada carril de producto. La pieza metálica plana (23) es utilizada para colocar etiquetas magnéticas que permitan mostrar el nombre y características de cada producto.

Para realizar la reposición de los productos, el operario toma el producto (10) a reponer y utiliza un lector (26) de código de barras que identifica el producto (10) y envia el código a la electrónica de control de leds (21) ubicada en cada balda. Esta electrónica de control de leds (21) determina el diodo led (13) que debe ser encendido en modo parpadeo para indicar al operario el carril correspondiente a dicho producto (10) que se desea reponer.

En caso de que el diodo led (13) del carril se encuentre encendido de forma permanente mostrando un aviso de falta total de productos en el carril - evento detectado mediante el sensor de presencia (2) del dispensador - pasa a modo parpadeo cuando el lector de código de barras indica una operación de reposición en ese carril.

En algunas instalaciones en las que la reposición de los productos no pueda ser realizada por la zona trasera de la balda (8) debido a que la estructura del armario con las baldas inclinadas (8) se ubica contra una pared, el proceso de reposición puede ser realizado desde la zona de dispensación de productos, es decir, desde la posición en la que se encuentra el elemento dispensador. En estas instalaciones, el diodo led (4) del elemento dispensador parpadea cada vez que el lector de código de barras determina que una ubicación en la que se debe colocar un producto coincide con la de dicho elemento dispensador.

El proceso de dispensación de un producto se puede apreciar en la figura 9. La electrónica de control (20) individual del dispensador recibe un pedido del ordenador central de la instalación que en caso de contener algún producto (10) a dispensar ubicado en su carril provoca la activación del solenoide (1) que crea un campo electromagnético que produce la atracción del vastago (12). La salida del vastago por un extremo del cuerpo del solenoide, provoca la elevación en altura del producto (10) identificado como (Al) por encima del tope (11), de forma que este producto (Al) es liberado y comienza la calda hacia la cinta transportadora pasando por las rampas de frenado. El siguiente producto (10) del carril, identificado en la figura 9 como A2 se mueve por acción de la gravedad hasta ocupar el puesto dejado por el primer producto (Al) dispensado. Antes de que el nuevo producto haya ocupado el espacio del producto que ha sido dispensado, el vastago (12) ha retornado a su posición de reposo gracias a la acción del muelle (24) .

La figura 10 muestra un esquema de un proceso de

automatización con el sistema objeto de la invención formado por varios armarios (36) provistos de baldas inclinadas en los que se colocan los elementos de dispensación y los indicadores luminosos para la reposición. Los productos dispensados desde cada armario (36) con baldas inclinadas (8) caen a una cinta transportadora (27) que los va llevando hasta el punto de recogida de los productos (35) . Las órdenes de dispensación pueden ser realizadas desde el ordenador de la instalación (31) que es manejado por el operario de la instalación o también desde un punto de acceso remoto gobernado mediante pantalla táctil (33) . Gracias al sistema complementario de pantalla táctil (33) y a un conjunto de medios de pago como monedero, billetero o lector de tarjetas de crédito (34), es posible que los clientes de los comercios puedan acceder directamente a cierto tipo de productos previo pago de los artículos y sin necesidad de la intervención del operario de la instalación.

Para realizar la reposición de los productos en las ubicaciones concretas de las baldas inclinadas, se dispone de un lector de código de barras (26) situado al lado de cada estructura de estanterías o baldas (8), que es utilizado por los operarios para identificar el producto (10) que se desea reponer. El lector de código de barras (26) envia un dato con el código del producto

(10) ya identificado a la electrónica de control de leds (21) situada en cada balda (8), la cual tras interpretar el dato se encarga de activar el diodo led trasero (13) que debe ser iluminado en modo parpadeo, mostrando al operario el carril del tipo de producto en el que se debe introducir el producto (10) a reponer.

La electrónica de control de leds (21) se conecta

a los leds traseros (13) mediante un bus de datos (22), ver figura 8. Cada armario con baldas (8) dispone de una unidad de armario (30) en la que se realiza la conexión de los buses de datos utilizados para la interconexión de los elementos dispensadores e indicadores luminosos de las diversas baldas, asi como la instalación de las fuentes de alimentación del sistema.

Una pantalla TFT (32) situada en la zona superior de cada armario (36) sirve para mostrar el estado de funcionamiento de la instalación y también para mostrar información comercial, en aquellas instalaciones en las que los armarios robóticos (36) se coloquen cara al público.

La figura 11 muestra una vista de perfil de una instalación con dos armarios (36) de baldas inclinadas

(8) colocados uno enfrente del otro, de forma que todos los productos (10) extraídos con los elementos de dispensación caen a una misma cinta transportadora

(27), encargada de llevar los productos (10) al punto de recogida. Se aprecian los buses de comunicaciones

(28 y 29) encargados de comunicar las señales de control y alimentaciones entre los dispensadores y leds luminosos ubicados en los distintos niveles de baldas.

Las rampas de frenado (25) se utilizan para frenar la calda de los productos desde las ubicaciones más elevadas hasta la cinta transportadora. También cabe señalar que los productos de mayor volumen y peso de la instalación se ubican en las baldas con menor altura y por lo tanto, más próximas a la cinta transportadora

(27), y son baldas que pueden requerir una inclinación menor debido al mayor empuje realizado por el peso de los productos (10) .