UND VERFAHREN ZUR LAGERUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein modulares Lagersystem, das mit Robotern ausgestat -et ist, sowie ein Verfahren zum Aufbau eines solchen Lagers und ein Verfahren zur Lage- rung von Waren in einem solchen Lager.

Lagersysteme werden für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen eingesetzt.

Lagersysteme, wie in der US 9 701 475 B2 beschrieben, können Kraftfahrzeuge an Lager- plätze bewegen sowie ein- und auslagern. Die US 9 701 475 B2 beschreibt hierzu ein modu- lares, halbautomatisches oder automatische Parksystem, das auch an einem Ort installiert werden kann, der eine unregelmäßige Form besitzt. Durch den modularen Aufbau soll dies möglich sein, ohne dass eine spezielle Konstruktion erforderlich ist. Die einzelnen Zellen sind hierbei individuell mit Zelltransportmechanismen ausgerüstet, die mit einem Trans- portmechanismus eines Zubringersystems Zusammenwirken.

Automatisierte Lager- und Entnahmesysteme, wie in der US 1 0246 255 B2 beschrieben, werden häufig in Lagerhäusern oder Logistik- bzw. Fulfillmentzentren eingesetzt, um Ge- genstände zu lagern und auszuliefern. Solche automatisierten Lager- und Auslagerungs- systeme umfassen häufig computergesteuerte Auslagerungsmaschinen, die sich entlang vorbestimmter Pfade bewegen, um Lagerbehälter (oder andere Lagereinheiten) auszula- gern und den Behälter an einen Bediener oder ein anderes automatisiertes System zu über- geben. Die Automatisierung kann helfen die Packungsdichte im Lagersystem durch eine enge dreidimensionale Bestückung zu erhöhen und die Betriebskosten zu reduzieren.

Auch aus der WO 2017 037 095 Al sind dreidimensional aufgebaute Lagersysteme mit ho- her Packungs dichte bekannt und die damit verbundenen Probleme der Entnahme von Wa- ren aus solchen Lagersystemen werden diskutiert. Die DE 102018105614 Al zeigt ebenfalls ein Blocklager mit hoher Packungsdichte. Bei einem wenigstens zweidimensionalen Feld sind in X- und Y-Richtung Lagerplätzen gassenlos zum Lagern von jeweils wenigstens ei- nem Ladungsträger angeordnet. Ein fahrerlosen Transportsystem kann zum Ein- und/oder Auslagern den Ladungsträger unterfahren, anheben und in X- und/oder Y-Richtung bewe- gen. Das fahrerlose Transportsystem ist wenigstens in X- und Y-Richtung verfahrbar. Aus dem Apothekenbereich und dem Pharmagroßhandel sind Kommissionierautomaten be- kannt, wie z.B. in der EP 0 369 060 Al beschrieben.

Aus der CN 111942790 A ist eine standardisierte, modulare Lagereinheit bekannt, bei der mehrere Lagereinheiten übereinander gestapelt ein Stereolager mit hoher Raumnutzung bilden können, sowie ein dreidimensionales Lager mit einer Vielzahl von Speicherschichten und eine Vielzahl von Verschiebungsschichten, wobei der Gesamtrahmen des dreidimensio- nalen Lagers aus einer Kombination mehrerer einzelner, miteinander verbundener La- gereinheiten gebildet werden kann.

Viele der bekannten Lagersysteme werden individuell projektiert und in, für die Lagersys- teme gebaute und bestimmte, Hallen aufgestellt. Spezielle Lösungen, wie, z.B. in der US ‘475 beschrieben, sind für besondere Anwendungen, wie die Lagerung von Kraftfahr- zeugen gedacht, bei denen der Platz für das Lagersystem, z.B. im verdichteten innerstädti- schen Bereich, vorgegeben ist und sind in ihrem Aufbau komplex und schwer. Kommissio- nierautomaten sind nur für eher kleine und geeignet verpackte Waren geeignet und nur be- grenzt skalierbar.

Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Lager- system zur Verfügung zu stellen, das Flexibilität beim Aufbau mit einer kostengünstigen modularen Struktur verbindet.

Eine weitere Aufgabe von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Lagersystem zur Verfügung zu stellen, das sich in vorhandene Gebäude Strukturen ein- bauen lässt. Insbesondere eine gute Raumnutzung bei komplexeren Raumgeometrien mit Säulen, Trägern, Ecken und Vorsprüngen sollte ermöglicht werden.

Eine weitere Aufgabe von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Lagersystem zur Verfügung zu stellen, das sich für den Einsatz in vorhandenen Gebäu- destrukturen, die nicht für schwere Lasten gebaut wurden, eignet. In innerstädtischen La- gen werden Wohn- oder Büroräume als Lager verwendet. Solche Räumlichkeiten sind nur für begrenzte statische Belastungen vorgesehen. Um ein Lagersystem in ein solches Ge- bäude einzufügen, muss das Lagersystem möglichst leicht gebaut sein. Eine weitere Aufgabe von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht darin in urban Zentren, mit hohen Kosten für Räume, ein Lagersystem bereitzustellen, das den Quick- Commerce, die schnelle Lieferung von Waren in kurzer Zeit, unterstützt. Ein solches Lagersystem sollte sich kostengünstig in innerstädtischen Bereichen in bestehende Gebäu- destrukturen integrieren lassen, unterschiedliche Waren mit verschiedener Größe, die sich z.B. zu Fuß, mit Fahrrädern, mit Lieferrobotern oder mit Drohnen transportieren lassen, sollten sich effizient in dem Lagersystem ein- und auslagern lassen.

Eine weitere Aufgabe von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht darin ein System für ein flexibel auf- und abbaubares Lagersystem bereitzustellen, das an einem Ort aufgebaut, nach einer Nutzungsphase wieder abgebaut und an einem anderen Ort, auch mit anderer Raumstruktur, wieder aufgebaut werden kann.

Eine weitere Aufgabe von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass am Ort des Lagers keine oder nur geringe Instandhaltungs- oder Expertenkenntnisse für den Betrieb des Lagers benötigt.

Es wird daher ein modulares Lagersystem vorgeschlagen, bei dem sich Roboter auf mindes- tens zwei horizontalen Roboterebenen bewegen. Die Roboterebenen werden mit Bodenplat- ten realisiert. Vertikalträger, die senkrecht zu den horizontalen Roboterebene stehen, hal- ten die Roboterebenen auf der jeweiligen Höhe.

Die Bodenplatten sind gemäß einer Ausführungsformen im Wesentlichen rechteckig. Im Wesentlichen rechteckig kann ein Rechteck sein oder z.B. ein Rechteck, das Aussparungen an den vier Ecken hat und/oder dessen Ecken abgerundet sind. Durch Aussparungen kön- nen die Bodenplatten an die Vertikalträger angepasst werden.

Für verschiedene Anwendungsgebiete des Lagersystems, z.B. im Bereich des Quick-Com- merce, haben die Bodenplatten eine Größe von zwischen 300 mm x 300 mm und 1000 mm x 1500 mm.

Gemäß einer Ausführungsform haben die Bodenplatten eine Größe von zwischen 600 mm x 400 mm und etwa 800 x 600 mm. Platten in dieser Größe können leicht transportiert und auch durch nur eine Person leicht verbaut werden. Gemäß einer Äusführungsform haben Bodenplatten im Lagersystem eine Tragfähigkeit von mindestens 40 kg oder mindestens 60 kg.

Gemäß einer Äusführungsform sind Bodenplatten aus Metall gefertigt, z.B. 4 bis 8 mm di- cke Aluminiumbleche oder aus Stahlblechen.

Gemäß einer Äusführungsform sind Bodenplatten aus Holz oder Holzwerkstoff gefertigt. Z.B. sind Bodenplatten aus, insbesondere beschichteter, MDF-Platte, aus Sperrholz oder Multiplexplatte gefertigt. Gemäß einer Ausführungsform liegt die Dicke der Bodenplatten aus Holz oder Holzwerkstoff zwischen 15 und 30 mm. Holz und Holzwerkstoffe können Vor- teile bei der Dämpfung von Schall, der im Lagersystem erzeugt wird, bringen.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Bodenplatten aus Kunststoff oder Verbundwerk- stoffen gefertigt. High Pressure Laminate oder auch Kunststoff-Metall-Verbünde können verwendet werden.

Das modulare Lagersystem weist mindestens zwei Roboterebenen auf.

Gemäß einer Äusführungsform weist das Lagersystem zwischen drei und zehn Roboterebe- nen auf.

Gemäß einer Äusführungsform hegen die Abstände zwischen den Roboterebenen zwischen 300 und 1000 mm, insbesondere liegen die Abstände zwischen den Roboterebenen zwischen 350 und 700 mm.

Auf jeder Roboterebene befindet sich mindestens ein Roboter, der sich auf der Roboterebene bewegen kann. Je nach Größe des Lagersystems und der Häufigkeit des Umschlags von Waren im Lagersystem können auch mehrere Roboter auf jeder Roboterebene verwendet werden. Gemäß einer Äusführungsform weist das Lagersystem zwei oder drei Roboter auf jeder Roboterebene auf.

Ab zwei Robotern ist eine Redundanz auf jeder Roboterebene des Lagersystems vorhanden. Wenn ein Roboter ausfällt, kann ein anderer Roboter das Lagersystem weiter bedienen.

Gemäß einer Äusführungsform kann ein Roboter einen anderen Roboter auch verschieben.

Ein defekter Roboter kann so an eine geschickte Position im Lagersystem befördert werden. Gemäß einer Äusführungsform wiegen die Roboter weniger als 20 kg, insbesondere weniger al 15 kg.

Das modulare Lagersystem weist mindestens drei Bodenplatten auf einer Roboterebene auf sowie mindestens acht Vertikalträger, die senkrecht zu den Roboterebenen stehen und die Roboterebenen tragen. Das Lagersystem kann in der horizontalen Ebene erweiterbar sein durch Ergänzung weiterer Bodenplatten und weiterer Vertikalträger.

Gemäß einer Äusführungsform weist das modulare Lagersystem zwischen 50 und 400 Bo- denplatten auf einer Roboterebene auf und zwischen 64 und 450 Vertikalträger.

Auf jeder Roboterebene des Lagersystems befinden sich mindestens zwei Behälterträger, die durch den Roboter bewegt werden können. Je nach Größe des Lagersystems und der Häufigkeit des Umschlags von Waren im Lagersystem können mehr Behälterträger ver- wendet werden.

Gemäß einer Äusführungsform hegt die Grundfläche der Behälterträger zwischen der hal- ben Grundfläche der Bodenplatte und der Fläche der Bodenplatte, wobei Größe und Form der Behälterträger so gewählt sind, dass die Behälterträger zwischen den Vertikalträgern hindurchbewegt werden können.

Gemäß einer Äusführungsform befindet sich im Lagersystem auf oder über einer Boden- platte maximal ein Behälterträger. Bei dieser Ausführungsform muss die Anzahl der Be- hälterträger geringer als die Anzahl der Bodenplatten sein, damit ein Umlagern der Behäl- terträger im Lagersystem möglich ist.

Gemäß einer Äusführungsform sind die Behälterträger aus Kunststoff, z.B. im Spritzguss- verfahren, gefertigt.

Gemäß einer Äusführungsform umfassen die Vertikalträger mehrere, miteinander in eine zu den Roboterebenen senkrechten Richtung verbundenen, Pfeiler. Gemäß einer Ausfüh- rungsform werden die Pfeiler ineinandergesteckt und/oder miteinander verschraubt. Gemäß einer Äusführungsform entspricht die Höhe der Pfeiler dem Abstand der Roboter- ebenen.

Es kann sich bei den Vertikalträgern und Pfeilern um Volk oder Hohlprofile handeln. Z.B. können Vierkantrohre verwendet werden, deren Ecken auch abgerundet sein können. Das Profil kann um jeweils 90° entlang seiner Längsachse gedreht eingebaut werden und in ei- ner Ausführungsform weisen die Vertikalträger und die Pfeiler einen im Wesentlichen quadratischen Querschnitt auf.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Lagersystem durch Ergänzen weiterer Pfeiler und Einfügen einer oder mehrerer weiterer Roboterebenen mit Bodenplatten in die Höhe erwei- tert) ar.

Gemäß einer Ausführungsform sind jeweils zwei Pfeiler eines Vertikalträgers jeweils von allen vier Seiten mit je einem Winkelprofil zusammen verschraubt. Je vier Vertikalträger sind durch eine Bodenplatte auf jeder Roboterebene verbunden, wobei die Bodenplatte an Winkelprofilen, die an den vier Vertikalträgern verschraubt sind, verschraubt ist.

Gemäß einer Ausführungsform des Lagersystems weisen die, insbesondere im Wesentli- chen rechteckigen, Bodenplatten Linien in Längs- und/oder Querrichtung der Bodenplatten zur Führung der Roboter durch das Lagersystem auf.

Gemäß einer Ausführungsform des Lagersystems weisen die im Wesentlichen rechteckigen Bodenplatten Linien entlang der Mittelachsen der Bodenplatten zur Führung der Roboter durch das Lagersystem auf.

Gemäß einer Ausführungsform des Lagersystems weisen die, insbesondere im Wesentli- chen rechteckigen, Bodenplatten Markierungen zur Positionierung und insbesondere zur Zentrierung der Roboter auf einer Bodenplatte auf.

Gemäß einer Ausführungsform weisen die Roboter optische Sensoren zur Erkennung der Linien und/oder der Markierungen auf, insbesondere Infrarot- Line -Arrays.

Gemäß einer Ausführungsform des Lagersystems weisen die Bodenplatten RFID-Tags zur Bestimmung der absoluten Position und Ausrichtung eines Roboters im Lagersystem auf. Gemäß einer Äusführungsform können die Linien und Markierungen zur Positionierung auf die Bodenplaten farblich aufgebracht, eingefräst oder aufgeklebt sein.

Gemäß einer Äusführungsform des Lagersystems weisen die Bodenplatten RFID-Tags, ins- besondere die im Wesentlichen rechteckigen Bodenplatten vier RFID-Tags, zur Bestim- mung der absoluten Position und Ausrichtung eines Roboters im Lagersystem auf, wobei die vier RFID-Tags auf einem Kreis um die Mitte der Bodenplatte um jeweils 90° versetzt angebracht sind.

Gemäß einer Ausführungsform des Lager systems weisen die Behälterträger Füße auf, die höher als die Höhe der Roboter sind. Die Behälterträger mit den Füßen und die Roboter sind so geformt, dass Roboter unter die Behälterträger fahren können und unter den Behäl- terträgern drehen können. Dies kann erreicht werden, indem jeder Querschnitt des Robo- ters senkrecht zur Roboterebene kleiner ist als jeder Querschnitt zwischen den Füßen des Behälterträgers senkrecht zur Roboterebene. Der Begriff Füße schließt hier verschiedene Arten von Abstützungen ein, mit denen der Behälterträger auf den Bodenplatten der Robo- terebene abgestellt werden kann, sodass der Behälterträger von den Robotern unterfahren werden kann und auch ohne Roboter unter dem Behälterträger stabil auf den Bodenplatten der Roboterebene steht.

Die Roboter können Hebevorrichtungen aufweisen, mit denen die Roboter einen Behälter- träger mit Behältern und Waren anheben und in der Roboterebene versetzten können.

Durch die Kombination der Hebevorrichtung der Roboter mit den Füßen der Behälterträger können die Bodenplatten der Roboterebene gleichzeitig die Last der Behälterträger aufneh- men und es kann auf eine weitere Ebene bzw. auf Vorrichtungen, um die Last der Behälter- träger auf dieser weiteren Ebene aufzunehmen, z.B. weitere Platten, Halterungen oder Schienen, verzichtet werden.

Die Roboter und insbesondere die Hebevorrichtung der Roboter muss so ausgelegt sein, dass sie in der Lage ist den Behälterträger, den Behälter und die möglicherweise im Behäl- ter befindlichen Waren anzuheben und zu verfahren. Gemäß einer Äusführungsform des Lagersystem weisen die Roboter mindestens ein Allsei- tenrad und/oder ein Mecanumrad auf. Bei Allseitenrädern, auch omnidirektionale Räder genannt, besteht die Lauffläche des Rades aus Rollen, deren Drehachsen im rechten Win- kel zur Drehachse des Hauptrades hegen. Dies erlaubt ein reibungsarmes Verschieben des Rades auch in axialer Richtung. Das Mecanum-Rad ist ein Rad, das einem Fahrzeug omni- direktionale Fahrmanöver erlaubt, ohne mit einer mechanischen Lenkung ausgestattet zu sein. Im Gegensatz zum Allseitenrad stehen beim Mecanum-Rad die Rollen in einem Win- kel zur Hauptachse.

Insbesondere weisen die Roboter zwei angetrieben Räder und zwei Allseitenräder auf. Die angetriebenen Räder können hierbei unabhängig voneinander angetrieben werden, z.B. auch gegeneinander, die Allseitenräder dienen als Abstützung. Die angetriebenen Räder können auf einer Achse angeordnet sein und ein Allseitenrad befindet sich jeweils vor und hinter dieser Achse, insbesondere auf der Mittelsenkrechten der Verbindung der beiden an- getriebenen Räder.

Gemäß einer Ausführungsform des Lagersystems wird oberhalb mindestens einer Roboter- ebene eine Trägerplattenebene durch Trägerplatten gebildet. Die Trägerplatten weisen ent- lang der zur Roboterebene senkrechten Projektion der Mittelachsen der im Wesentlichen rechteckigen Bodenplatten auf die Trägerplattenebene einen Abstand zueinander auf. Die Behälterträger liegen auf den Trägerplatten auf und können in der Trägerplattenebene verschoben werden. Roboter koppeln an die Behälterträger an, wobei die Koppelung, durch den Abstand zwischen den Trägerplatten hindurchgreift. Mit der Kopplung können Roboter die Behälterträger verschieben, ohne die Last der Behälterträger anzuheben.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Lagersystem Balkone zur Entnahme oder Ein- lagerung von Waren, Behältern, Behälterträgern und/oder Robotern. Balkone können reali- siert werden, indem eine, insbesondere modifizierte, Bodenplatte übersteht und nach oben nicht bedeckt ist. Alternativ kann auch durch den Rücksprung um eine Bodenplatte von ei- ner Roboterebene zur nächsten eine Möglichkeit geschaffen werden, von oben auf eine Ware, Behälter, Behälterträger oder Roboter zuzugreifen.

An einem solchen Balkon oder Rücksprung können Entnahmen oder Einlagerungen durch Menschen oder Maschinen, z.B. Pickingroboter, vorgenommen werden. Sind solche Balkone oder Rücksprünge nebeneinander oder in der Nähe auf verschiedenen Roboterebenen, so kann eine Verlagerung von Waren, Behältern, Behälterträgern und/oder Robotern von ei- ner Roboterebene zur anderen händisch oder z.B. durch einen Pickingroboter, der eine Ware oder einen Behälter auf einer Ebene entnimmt und auf einer anderen Ebene ablegt, vorgenommen werden. Hierdurch kann auf Vorrichtungen verzichtet werden, mit denen die Roboter, die sich auf den Roboterebenen bewegen Waren, Behälter und/oder Behälterträger zwischen Ebenen verlagern können. Es kann durch Nutzung der Vorhandenen Infrastruk- tur, z.B. einem vorhandenen Pickingroboter auch darauf verzichtet werden zusätzliche He- bemechanismen für die Vertikale vorzusehen.

Alternativ oder in Ergänzung zur Entnahme und Einlagerung von und auf Baikonen oder an Rücksprüngen kann die Entnahme und Einlagerung von Waren, Behältern, Behälter- trägem und/oder Robotern in äquivalenter Weise auch in horizontaler Richtung am Lager- system vorgenommen werden.

Weiterhin wird ein Verfahren zum Aufbau eines modularen Lagersystems vorgeschlagen.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zum Aufbau eines modularen Lagersystems wird durch Verbinden von Vertikalträgern, insbesondere Vertikalträgern aus mehreren Pfeilern, mit Bodenplatten, insbesondere durch Verschrauben von Winkelprofilen mit den Vertikalträgern und den Bodenplatten, eine eigenstabile Konstruktion erstellt. Die Kon- struktion kann Roboter, Behälterträger, Behälter und Waren tragen und die Belastungen durch Beschleunigungen der Roboter und Bewegung der Behälterträger, Behälter und Wa- ren aufnehmen, ohne dass Querstreben zwischen den Vertikalträgern eingesetzt werden.

Weiterhin wird ein Verfahren zum Betrieb eines modularen Lagersystems vorgeschlagen.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betrieb eines modularen Lagersystems bewegen sich ein oder mehrere Roboter entlang von Linien auf Bodenplatten im Lagersys- tem und versetzen Behälterträger im Lagersystem.

Die für die vorgeschlagene Vorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzel- aspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Un- teransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezug- nahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Lagersystem für ein Hubkonzept;

Fig. 2 zeigt Bodenplatte mit Pfeilern;

Fig. 3 zeigt Details der Befestigung eines Pfeilers an einem Fußstück sowie einer Bo- denplatte mit einem Winkelprofil

Fig. 4 zeigt einen Behälterträger mit einem Roboter für ein Hubkonzept.

Fig. 5 zeigt Details der Unterseite eines Roboters;

Fig. 6 zeigt Details eines Roboters für ein Hubkonzept;

Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt aus einem Lagersystem für ein Trägerplattenkonzept;

Fig. 8 zeigt einen Behälterträger oberhalb von Trägerplatten mit einem Roboter für ein Trägerplattenkonzept.

Fig. 9 zeigt die Oberseite eines Roboters für ein Trägerplattenkonzept;

Fig. 10zeigt Details eines Roboters für ein Trägerplattenkonzept;

Fig. 11zeigt eine Roboterebene eines an eine Säule angepasstes Lagersystem von oben

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist. In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem Lagersystem 10 mit drei Roboterebenen 50 gezeigt, wobei der Abstand in z-Richtung zwischen der unteren Ebene und der mittleren Ebene mit 400mm geringer ist als der Abstand der mittleren Ebene zur oberen Ebene mit 600 mm. Die Roboterebenen 50 liegen in der x-yEbene und sind horizontal ausgerichtet.

In Fig. 1 sind in jeder Roboterebene 50 vier Bodenplatten 30 im Inneren des Lagersystems 10 dargestellt. Die Roboterebenen 50 erstrecken sich in x- und y-Richtung weiter als in dem Ausschnitt dargestellt, z.B. kann sich eine Roboterebene 50 15 Bodenplatten 30 in x-Rich- tung und 20 Bodenplatten 30 in y-Richtung erstrecken.

Die Bodenplatten 30 im Inneren des Lagersystems 10 sind rechteckig, mit Aussparungen im Bereich der Pfeiler 20. Die Bodenplatten 30 sind etwa 700 mm x 500 mm groß und ca. 20 mm dick. Bei dieser Größe der Bodenplatte 30 kann auf jede Bodenplatte 30 ein Behäl- terträger 70 mit einer Größe von 650 mm x 450 mm positioniert werden. Der Behälterträ- ger 70 kann wiederum als Behälter 60 einen Kleinladungsträger mit den Standardmaßen von 600 mm x 400 mm Grundfläche tragen. Durch das normierte System der Kleinladungs- träger kann ein Behälterträger 70 auch andere Kombinationen von Kleinladungsträgern, z.B. zwei Behälter 60 mit einer Grundfläche von 300 mm x 200 mm und einen Behälter 60 mit einer Grundfläche von 400 mm x 300 mm aufnehmen. Die Nutzung des Systems der normierten Kleinladungsträger bietet Vorteile in der Bestückung des Lagersystems 10, da die Waren in Standardbehältnissen eingebracht werden können. Außerdem kann ein Be- hälter 60 in dem Waren gelagert werden bei defekten Verpackungen der Waren helfen. Uber die Verpackung der Ware, den Behälter 60 in dem die Ware steht und dem Behälter- träger 70, kann so z.B. eine mehrfache Sicherheit z.B. gegen das Auslaufen von Flüssigkei- ten erzielt werden, sodass diese das Lagersystem 10 nicht verunreinigen. Das direkte Ein- lagern von Paketen oder Kartons auf dem Behälterträger 70 ohne Umpacken in Kleinla- dungsträgern oder auch die kombinierte Beladung ist ebenfalls möglich.

Als Bodenplatten 30 dienen beschichtete MDF-Platten. Holzwerkstoffe als Bodenplatten 30 sind vorteilhaft für die Schalldämmung bzw. Schallreduktion bei der Bewegung der Robo- ter 80 im Lagersystem. Verschiedene Holzwerkstoffe bieten ausreichende Stabilität, sodass eine zusätzliche horizontale Verstrebung des Lagersystems 10 zu der Befestigung über die Bodenplatten 30 nicht notwendig ist. Die Bodenplatten 30 sind für Lasten von etwa 60 kg pro Platte ausgelegt. Die Bodenplatten 30 stoßen aneinander an, bzw. haben einen geringen Abstand von weniger als 1mm bis 2 mm, damit die Spalte gut von den Robotern 80 überfahren werden können. Dazu sind die Aussparungen derart dimensioniert, dass sie die Pfeiler 20 an den Ecken der Bodenplatten 30 aufnehmen können. Die Aussparung bei den Bodenplatten der Fig. 1 ist ein Quadrat mit ca. 40 mm Seitenlänge an jeder Ecke der Bodenplatte 30.

Eine Bodenplatte 30 ist an jeweils vier Pfeilern 20 befestigt. Dies kann mit - in Fig. 1 nicht dargestellten - Winkelprofilen 75 erzielt werden. Die Winkelprofile 75 verbinden hierzu in der vertikalen z-Richtung zwei Pfeiler 20 miteinander und bieten eine Auflagefläche für die Bodenplatten 30. Die verbundenen Pfeiler 20 bilden einen Vertikalträger 15. Wird auf Mo- dularität in z-Richtung verzichtet, so kann ein Vertikalträger 15 auch einstückig ausge- führt werden und Winkelprofile 75 werden auf verschiedenen Höhen des Vertikalträgers 15 angebracht.

Als Pfeiler 20 dienen im Wesentlichen quadratische Hohlprofile aus Stahl mit einer Materi- alstärke von 3 bis 4 mm. Die Pfeiler 20 sind in der Ausführungsform von Fig. 1 in zwei Hö- hen in z-Richtung von 400 mm und 600 mm eingesetzt, sodass zwei unterschiedliche Ebe- nenabstände im Lagersystem 10 realisiert werden können. Zwei verschieden Höhen der Pfeiler 20 erlauben eine erhöhte Flexibilität bei der Raumnutzung, indem für niedrigere oder kleiner Waren eine niedrigere Ebenenhöhe ermöglicht wird und hält dennoch die Vari- antenvielfalt bei den Bestandteilen des modularen Lagersystems 10 niedrig. Die Bodenplat- ten 30 einer Roboterebene 50 werden jedoch immer auf derselben Höhe montiert, sodass ein ungehindertes Befahren der Roboterebene 50 durch einen Roboter 80 ermöglicht wird.

Alle Pfeiler 20 einer Roboterebene 50 haben die gleiche Form und sind mit Bohrungen mit Gewinden oder Gewinde-Inlays zur Befestigung der Winkelprofile 75 sowie der Außenpa- nele 76 versehen. Die Pfeiler 20 aller Ebenen haben dieselbe Querschnittsform. Auf jede Seite des Pfeilers 20 werden im Inneren des Lagersystems 10 die Winkelprofile 75 so befes- tigt, dass jeweils ein unterer und ein oberer Pfeiler 20 aneinander befestigt werden und je- weils eine Bodenplatte 30 an einer Aussparung jeweils mit zwei Winkelprofilen 75 ver- schraubt ist.

Zum Abschluss der miteinander in z-Richtung verbundenen Pfeiler 20 kann oben ein End- stück 77 angebracht sein und unten ist ein Fußstück 78 angebracht. Das Fußstück 78 kann auch Höhenunterschiede des Bodens ausgleichen. Das Fußstück 78 kann mit den gleichen Winkelprofilen befestigt werden, die auch die Pfeiler 20 untereinander und mit den Boden- platten 30 verbinden.

Die Fußstücke 78 dienen auch zur Schallentkoppelung vom Boden. Das Lagersystem 10 ist lediglich auf den Boden aufgestellt und nicht verschraubt oder fest verbunden. Durch das Gewicht des Lagersystems 1 ist ausreichende Stabilität gegeben. In die Fußstücke 78 las- sen sich Schwingungsisolatoren einbringen, z.B. Dämpferelemente, die eine Übertragung von Körperschall, z.B. durch Fahren von Robotern 80, in den Boden und damit in das Ge- bäude reduzieren.

An den Außenseiten und auf der Oberseite des Lagersystems 10 können Bleche, Kunststoff- panele, Holz- oder Holzwerkstoffplatten als Außenpanele 76 oder Deckpanele 81befestigt sein, die einen Eingriff in das Lagersystem 10 verhindern. Die Außenpanele 76 sind direkt mit den Pfeilern 20 verschraubt, die Deckpanele 81 können an Endstücken der Pfeiler 20 befestigt sein oder ähnlich wie die Bodenplatten 30 mit Hilfe von Winkelprofilen. Außenpa- nele 76 und/oder Deckpanele 81 können auch schallabsorbierend ausgeführt sein, z.B. mit Stein- oder Glaswolleschichten versehen, mit schallabsorbierenden Lagen aus Schäumen oder auch mit mehrlagigen Strukturen zur Schallabsorption.

In Fig. 1 ist auf einer der Bodenplatten 30 im Lagersystem 10 ein Behälterträger 70 mit ei- nem Behälter 60 und einem Roboter 80 unter dem Behälterträger 70 dargestellt. Die maxi- male Anzahl von Behälterträgern 70 in einer Roboterebene 50 beträgt bei der Konfigura- tion der Fig. 1 die Anzahl der Bodenplatten 30 minus eins, sodass immer mindestens eine Bodenplatte 30 zum Manövrieren frei ist. Auf einer Roboterebene 50 können sich mehrere Roboter 80, z.B. drei Roboter 80 bewegen.

Die Bodenplatten 30 haben ein auf oder eingebrachtes Muster, das die Navigation der Ro- boter unterstützt. Darüber hinaus haben die Bodenplatten 30 passive RFID Transponder 170 zur absoluten Orientierung der Roboter 80 auf einer Roboterebene 50. Weiterhin haben die Bodenplatten 30 Positionierelemente 120, um die exakte Positionierung der Behälter- träger 70 zu unterstützen. Auch zusätzliche Elemente wie Erdungsstreifen zum Abbau sta- tischer Aufladungen können in die Bodenplatten 30 eingebracht sein. RFID Transponder 170, Positionierelemente-120, Muster und ggf. Erdungsstreifen sind so in die Bodenpatten 30 eingebracht oder angebracht, dass die Bodenplatten vorgefertigt werden können und jede vorgefertigte Bodenplatte 30 beim Zusammenbau des Lagersystems 10 an einer beliebigen Stelle verbaut werden kann. Die Bodenplatten 30 haben vorgebohrte Löcher 215 zur Verschraubung mit den Winkelprofilen zur Befestigung mit den Pfeilern 20.

Fig. 1 zeigt einen Balkon 90, der zu besseren Erkennbarkeit allerdings nur auf einer Seite verkleidet dargestellt ist. In der Regel wird ein solcher Balkon 90 auf drei Seiten verkleidet sein, sodass eine Entnahme aus oder Einlagerung in dem Balkon nach oben erfolgt. Der Balkon 90 kann aber auch z.B. entgegen der y-Richtung nur teilweise verkleidet sein, so- dass eine Entnahme oder Einlagerung nach vorne, entgegen der y-Richtung möglich ist. Als Basis für den Balkon 90 dient eine, ggf. modifizierte, Bodenplatte 30, die mit den gleichen Winkeiprofilen an den Pfeilern 20 befestigt ist, wie die Bodenplatten 30 im Inneren des La- gersystems 10. Der Balkon 90 ist nach oben offen ausgeführt, sodass eine Entnahme oder Einlagerung von Waren, Behältern 60, Behälterträgern 70 oder Robotern 80 nach oben hin bzw. von oben möglich ist. Die Entnahme oder Einlagerung kann durch Picking-Roboter oder durch Personen vorgenommen werden. Bei Entnahme durch Personen sind hierfür Lasten in einem Behälter 60 oder auch die Masse eines Roboters 80 in einem Bereich von unter 20 kg, bevorzugt kleiner 15 kg zu halten, sodass eine vielfache Entnahme oder Einla- gerung durch eine Person ergonomisch möglich ist.

Modifikationen der Bodenplatte 30 des Balkons 90 können z.B. Wiegeeinheiten 91 sein, mit denen sich das Gewicht eines Behälterträgers 70 mit den aufhegenden Behältern 60 und insbesondere den in den Behältern befindlichen Waren bestimmen lässt. Die Wiegeeinhei- ten 91 im Balkon 90 sind bei der modifizierten Bodenplatte 30 des Balkons 90 an der Posi- tion der Positionierelemente 120 der nicht modifizierten Bodenplatten 30 des Lagersystems 10 vorgesehen. Mit einer Wiegeeinheit können Entnahmen oder Einlagerungen plausibili- siert werden und auch die korrekte Beladung überprüft werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Wiegeeinheit auch in jedem Roboter 80 verbaut sein.

Die Bewegung im Bereich des Balkons 90 kann durch die Steuerung der Roboter 80 auf un- ter 300 mm/s reduziert sein. Eine solche Geschwindigkeitsbegrenzung kann z.B. durch ei- nen Induktionssensor im Roboter und eine entsprechende Metallplatte an der Außenseite der entsprechenden Bodenplatte, realisiert werden. Ein Eingriff einer Person oder eines Pi- cking-Roboters in den Balkon 90 kann auch mit Hilfe von Lichtschranken oder Kameras oder Rolltoren oder -Gitter erkannt oder abgesichert werden. Am Balkon 90 können auch Kameras und Barcodescanner angeordnet sein. Hierdurch kann die Quittierung von Einlagerungen und Entnahmen aber auch eine Kontrolle und Diebstahlsicherung realisiert werden.

Eine Roboterebene 50 besitzt mindestens einen Balkon 90, über diesen Balkon kann dann die Bestückung des Lagersystems 10 und die Entnahme aus dem Lagersystem 10 vorge- nommen werden. Eine Roboterebene 50 kann aber auch mehrere Balkone 90 besitzen, z.B. zwei Balkone 90, wobei einer der Bestückung und der anderen der Entnahme dient. Da die Balkone 90 im Randbereich des Lagersystems 10 flexibel positioniert werden können, kön- nen die Balkone 90 so angelegt werden, dass eine effiziente Führung des Materialflusses zum Entnehmer möglich ist und nicht der Entnehmer der Ware sich durch ein Regalsystem bewegen muss.

Eine Umlagerung von Waren oder Behältern 60 zwischen zwei Roboterebenen 50 kann durch Entnahme aus einem ersten Balkon 90 in einer ersten Roboterebene 50 und Einbrin- gen über einen zweiten Balkon 90 einer zweiten Roboterebene 50 vorgenommen werden. Hierdurch benötigen die Roboter 50 im Inneren des Lagersystems 10 keine Mechanismen, um Behälter 60, Behälterträger 70 oder Waren zwischen zwei Roboterebenen zu bewegen. Es kann auch auf ein zu den vorhandenen Entnahmesystemen zusätzliches Hebesystem für Roboter 50, Behälter 60, Behälterträger 70 oder Waren zwischen den Ebenen verzichtet werden

Die Komponenten Bodenplatten 30, Pfeiler 20, Winkelprofile 75 bzw. alternative Befestiger der Bodenplatten 30 an den Pfeilern 20 bilden eine feststehende Konstruktion und benöti- gen keine im Betrieb beweglichen Teile. Diese Konstruktion wird durch Fußstücke 78, Au- ßenpanele 76 und Deckpanele 81 sowie Balkone 90 ergänzt, die ebenfalls keine im Betrieb beweglichen Teile benötigen. In dieser Konstruktion bewegen sich dann die Roboter 80 die wiederum die Behälterträger 70, ggf. mit den Behältern 60 und den Waren bewegen. Das Grundgerüst für ein derartiges in alle drei Raumrichtungen x, y und z modulares Lagersys- tem 10 lässt sich also mit lediglich drei Komponenten: Bodenplatte 30, Pfeiler 20 und Win- kelprofil 75 zusammenbauen. In den Außenbereichen des Lagersystems 10 sind darüber hinaus Fußstücke 78 und Endkappen für die Pfeiler 20, zwei unterschiedlich große Außen- panele 76 und Deckpanele 81 sinnvoll - lediglich weitere fünf Komponenten. Balkone 90 können mit diesen Elementen ebenfalls realisiert werden, ggf. mit einer speziellen Boden- platte 30. Bestückt wird das Lagersystem mit Behälterträgern 70 und Robotern 80. Behälter 60 können dann im Betrieb eingebracht werden. Auch Roboter 80, Behälterträger 70 und Behälter 60 können im Betrieb entnommen oder eingebracht werden. Ein solches Lagersystem 10 ist nach Vermessen des Aufstellungsortes ohne langwierige Projektierung mit einer beschränkten Anzahl notweniger Bauteile realisierbar. Das System ist ausbaubar und auch wieder abbaubar und flexibel an einen anderen Einsatzort anpassbar. Die einzel- nen Komponenten des Lagersystems 10 können mit einem oder zwei Schraubentypen anei- nander befestigt werden. Beide Schrauben haben bevorzugt denselben Schraubenantrieb, sodass das Lagersystem 10 mit minimalem Werkzeug aufgebaut werden kann.

In Fig. 2 ist ein detaillierteres Bild einer Bodenplatte 30 zwischen vier Pfeilern 20 gezeigt. Die Bodenplatte 30 weist Linien 220 entlang der Längs- und der Querachse auf. Der Robo- ter 80 kann mit Hilfe eines Sensors, z.B. eines IR- Linienarrays diesen Linien 220 folgen und so von einer Bodenplatte 30 zur nächsten Bodenplatte 30 manövrieren und einem Pfad in x- oder y-Richtung folgen.

Zusätzlich zu den Linien 220 sind kurze Quermarkierungen 221 auf den Linien 220 ange- bracht, mit deren Hilfe der Roboter 80 sich auf einer Bodenplatte 30 zentrieren kann. Die Quermarkierungen 221 können auch als Markierungen für einen Abbremsvorgang oder ei- nen Beschleunigungsvorgang genutzt werden, z.B. damit der Roboter 80 beim Positionieren auf einer Bodenplatte 30 seine Geschwindigkeit rechtzeitig reduziert, um auf der richtigen Position stehen zu bleiben. Alternativ können die Quermarkierungen 221 auch als Kreis oder Kreissegmente auf der Bodenplatte 30 ausgeführt sein. Die Bodenplatte hat vier pas- sive RFID Transponder, RFID-Tags 170. Anhand der RFID Tags- 170 kann die absolute Po- sition des Roboters 80 im Lagersystem und dessen Ausrichtung mit nur einem RFID- Reader 180 pro Roboter 80 bestimmt werden. Damit die Bodenplatten 30 chaotisch verlegt werden können, werden die RFID-Tags 170 der Bodenplatten 30 nach oder während des Aufbaus des Lagersystems 10 vermessen und kartiert. Die Linien 220 können auf die Bo- denplatten 30 aufgemalt sein. Alternativ können die Linien 220 auf den Bodenplatten 30 aufgeklebt sein oder durch Modifikation der Oberfläche der Bodenplatten 30, z.B. durch Anrauen oder Einfräsen, erzeugt werden.

Eine genaue und definierte Positionierung des Behälterträgers 70 auf die Bodenplatte 30 kann mechanisch durch Vertiefungen 120 an vier Punkten der Bodenplatte unterstützt werden, in die korrespondierende, komplementäre Erhebungen 140 an den Füßen 40 des Behälterträgers 70 hineinrutschen, wenn sie ungefähr positioniert sind. Mit konischen Domen an jedem der vier Füße 40 des Behälterträgers mit komplementärer Vertiefung 120 in den Bodenplatten kann so auch die Prozessgeschwindigkeit erhöht werden, da die Navi- gation etwas weniger genau sein muss und dennoch eine exakte Positionierung erreicht werden kann. Alternativ können auch Magnete und Metallteile in den Bodenplatten 30 und Behälterträgern 70 für eine genaue und definierten Positionierung des Behälterträgers 70 verwendet werden.

Alternativ sind auch Ausführungsformen der Erfindung möglich, bei denen sich auf einer Bodenplatte gleichzeitig mehrere Roboter 50 bewegen. Dafür kann das Muster der Linien 220, der Quermarkierungen 221, die RFID-Tags und/oder die Vertiefungen auf einer Platte vervielfachen, z.B. könnten sich zwei oder vier der Kreuze der Linien 220 mit den anderen Elementen, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind, auf einer Bodenplatte 30 befinden.

Fig. 3 zeigt detailliert die Befestigung von zwei Bodenplatten 30 an einem Pfeiler 20 und einem Fußstück 78. Das Fußstück 78 umfasst dabei ein Fußendstück 226 dessen Quer- schnitt in etwa dem Querschnitt des Pfeilers 20 entspricht sowie ein in z-Richtung verstell- bares Aufstellteil 225. Das Fußendstück 226 kann eine Platte oder eine an einem Hohlpro- fil befestigte Platte sein. Das Aufstellteil 225 kann hierbei schwingungsdämpfend, z.B. durch einen elastischen Überzug oder Puffer an einem Metallteil, ausgeführt sein. Das Auf- stellteil 225 kann durch Einschrauben in ein Gewinde am Fußendstück 226 in z-Richtung verstellt werden. Durch unterschiedlich tiefes Einschrauben, gesichert durch eine Konter- mutter, können Höhentoleranzen im Boden ausgeglichen oder auch das gesamte Lagersys- tem 10 horizontal ausgerichtet werden.

Vier Winkelprofile 75 die auf den vier Seiten des Pfeilers 20 mit quadratischem Quer- schnitt angeordnet sind befestigen das Fußstück 78 mit je einer Schraube am Pfeiler 20 und am Fußstück 78. In ähnlicher Weise werden auch zwei Pfeiler 20 in z-Richtung zu ei- nem Vertikalträger 15 aneinander befestigt. Eine Bodenplatte 30 ist an einer Ecke bzw. an der Aussparung in der Ecke mit je zwei Winkelprofilen 75 verschraubt, wobei je zwei Schrauben die Bodenplatte 30 mit einem Winkelprofil 75 an vorgebohrten Löchern 215 ver- binden.

Fig. 4 zeigt das Zusammenspiel von Behälterträger 70 mit dem Roboter 80 in einer Konfi- guration, in der der Roboter 80 den Behälterträger und ggf. die darauf befindlichen Behäl- ter 60 und Waren anhebt - Hubkonzept. Zur besseren Erkennbarkeit ist der Behälterträger 70 in Fig. 4 schwebend dargestellt. Der Behälterträger 70 ist als eigenständig stehendes Podest ausgebildet, welches durch den Roboter 80 unterfahren und angehoben werden kann. Die Verwendung eines Behälterträgers 70 ermöglicht die Verwendung von einem oder mehreren Behältern 60 unterschiedlicher Größe auf einem Behälterträger 70 Durch die Verwendung nur eines Behälterträgers 70 mit entsprechender Ausführung ist eine zu- verlässige Aufnahme des Behälters 60 durch den Roboter 80 möglich, da der Roboter 80 an die immer gleiche Schnittstelle am Behälterträger 70 andockt. Behälterträger 70 können bei Verschleiß leicht ersetzt werden oder zur Reinigung entnommen werden, ohne die Mo- dulstruktur zu verändern.

Zur definierten Aufnahme des Behälterträgers 70 durch den Roboter 80 und somit zum po- sitionsgenauen Absetzen an der gewünschten Position, der Sicherung gegen horizontales Verschieben oder Verdrehung aufgrund von Beschleunigungen des Roboters 80 beim Bewe- gen durch das Lagersystem 10, koppelt der Roboter 80 mit Hilfe von vier kegelstumpfförmi- gen Domen 110 am Hebeteller 228 des Roboters 80 in vier runde kegelstumpfförmige kom- plementäre Behälterträgervertiefungen 130 an der Unterseite des Behälterträgers 70 an. Alternativ können auch drei Vertiefungen 130 vorhanden sein oder ein Konus und eine Verdrehsicherung oder ein Konus mit einer Verdrehsicherung. Die Ankopplung vom Robo- ter 80 an den Behälterträger soll durch korrespondierende Formen an Hebeteller 228 und Behälterträger 70 einen Formschluss erzeugen, der ein Verdrehen oder Verschieben des Behälterträgers 70 relativ zum Roboter 80 im angehobenen Zustand verhindert.

Der Behälterträger 70 ist an seiner Unterseite mit einem ähnlichen Linienmuster ausge- stattet, wie die Bodenplatten 30. Dieses Linienmuster kann mittels der oben am Roboter angeordneten Sensoren 160 zur Überprüfung der korrekten Positionierung des Roboters 80 unter dem Behälterträger 70 verwendet werden. Dies ist insbesondere wichtig, wenn auf Grund eines Fehlers, z.B. eines Stromausfalls oder eines Roboterdefekts ein Behälterträger 70 nicht exakt an einer definierten Position auf einer Bodenplatte 30 steht. Die Erkennung der Position erfolgt hierbei durch IR-Line-Arrays als Sensoren 160. Die IR-Line-Arrays 160 können am Hebeteller 228 selbstbefestigt sein oder durch Aussparungen im Hebeteller 228 hindurch wirken. Zusätzlich oder alternativ können Behälterträger 70 auch noch mit RFID-Tags ausgerüstet werden und die Roboter 80 mit einem weiteren RFID-Reader, z.B. auf der Oberseite. Die Behälterträger 70 sind für den Transport oder die Lagerung stapelbar ausgeführt, d.h. die Füße 40 sind so geformt, dass sie innerhalb die Berandung 50 der Auflagefläche des Be- hälterträgers 70 passen. Alternativ können die Füße 40 demontierbar ausgeführt werden. Die Gesamtform der Behälterträger 70 kann ineinander stapelbar ausgeführt sein, wobei sich die Füße 40 eines Behälterträgers 70 in von oben in die Füße 40 eines anderen Behäl- te rträgers 70 einschieben lassen. Durch Stapeln, Demontage der Füße 40 oder ineinander Stapeln lässt sich die Packungsdichte bzw. Stabilität für den Transport oder die Lagerung der Behälterträger 70 erhöhen.

Der Hebeteller 228 des Roboters 80 ist für den Fehlerfall mit einer Kugel-Spindel 240 aus- gestattet, sodass sich der Hebeteller 228 im stromlosen Zustand absenkt. Tritt also ein Feh- ler beim Roboter 80 auf, wird der Behälterträger 70 freigegeben. Der Roboter 80 kann durch einen anderen Roboter 80 unter dem Behälterträger 70 herausgeschoben werden.

Behälterträger 70 und Roboter sind so dimensioniert, dass der Roboter 80 unter dem Be- hälterträger 70 drehen kann und so die Bewegungsrichtung im Lagersystem 10 ändern kann. Bei einer Drehung um jeweils 90° ist die Ankopplung zwischen Behälterträger 70 und Roboter 80 gewährleistet.

Der Roboter 80 hat eine Bauhöhe von lediglich etwa 100 mm. Durch die flache Bauform wird die Platzausnutzung des Lagersystems 10 optimiert.

Fig. 5 zeigt die Unterseite des Roboters 80. Angetrieben wird der Roboter 80 durch zwei se- parat ansteuerbare Räder 85. Die Fahrtrichtung des Roboters wird durch einen Differenti- alantrieb der Räder 85 bestimmt. Werden die Räder 85 gegenläufig betrieben, so dreht sich der Roboter 80 auf der Stelle. Zwei Allseitenräder 190, auch omnidirektionale Räder ge- nannt, stützen den Roboter 80 bei seiner Bewegung und ermöglichen sowohl die Vorwärts- bewegung als auch die Rotation. An der Unterseite können die demontierbaren Akkus her- ausgenommen werden. Hierzu können die Akkus z.B. hinter demontierbaren Akkuklappen 162 im Roboter 80 untergebracht sein. Alternativ können die Akkus auch direkt an den Ro- botern 80 verschraubt oder verrastet angebracht sein. Akkus, z.B. alternde Akkus, können so leicht und vor Ort getauscht werden oder es können Akkus mit höherer Kapazität einge- setzt werden. Durch die leichte Demontage der Akkus können die Roboter auch ohne Akkus versendet werden, z.B. für Revisionen oder Reparaturen. Dies spart Gewicht beim Versand und vermeidet spezielle Versandregularien für das Versenden von Li-Ionen Akkus. Die Akkukapazität der eingesetzten Li-Ionen Akkus reicht für etwa 8 h Betrieb des Roboters im Lagersystem 10. Bei niedrigem Akkustand navigiert der Roboter 80 zur Ladestation. Die Kopplungsstelle 165 mit der Ladestation ist in Fig. 5 ebenfalls auf der Unterseite des Robo- ters gezeigt. Alternativ können Kopplungsstellen auch an der Vorder- bzw. Rückseite des Roboters, bevorzugt in Fahrtrichtung angebracht sein. Alternativ können auch Vorrichtung zur induktiven Ladung beim Roboter 80 und im Lagersystem 10 vorhanden sein. Li-Ionen- Akkus haben Vorteile hinsichtlich des Bauraums und der Kapazität, für bestimmte Aus- führungsformen können jedoch auch Superkondensatoren eingesetzt werden.

Die IR-Line-Arrays 160 dienen zur Navigation im Zusammenspiel mit den Linien auf den Bodenplatten 30.

Ein RFID-Reader 180 dient im Zusammenspiel mit den RFID'Tags 170 auf den Bodenplat- ten 30 zur absoluten Bestimmung der Position und Orientierung des Roboters 80 im Lager- system 10. Bei einer Ausführungsform, bei der jede Bodenplatte 30 vier RFID-Tags 170 be- sitzt und die RFID Tags kartiert sind, ist durch Auslesen des RFID-Tags 170 durch den darüber befindlichen RFID-Reader 180 die Bodenplatte 30 auf der der Roboter 80 steht be- kannt und auch die Richtung, in der der Roboter 80 sich auf der Bodenplatte 30 befindet. Alternativ können auch mehrere, insbesondere vier, RFID-Reader 180 am Roboter ange- bracht sein und nur ein RFID-Tag auf einer Bodenplatte.

Durch eine Redundanz der Sensorik, in Fig. 5 zwei IR-Line Arrays 160 und ein RFID- Reader 180 auf der Unterseite des Roboters 80, ist es häufig auch möglich den Roboter 80 bei Ausfall eines Sensors an eine Entnahmestelle, z.B. einen Balkon 90, aus dem Lagersys- tem 10 zu manövrieren.

In Fig. 6 ist der Roboter 80 für das Hubsystem im Detail von oben dargestellt. Für eine niedrigere Bauhöhe und zur Reduktion des Stromverbrauchs wurde auf Steppermotoren verzichtet. Brushless DC Motoren mit Inkrementengeber sorgen für den Vortrieb und das Manövrieren der Roboter 80.

Die Linienführung auf den Bodenplatten 30 im Zusammenspiel mit der Sensorik 160, den IR Line-Arrays, der Roboter 80 gleichen die geringere Präzision dieser Motoren aus. Der Antrieb der Räder 85 erfolgt über ein Schneckengetriebe 235. Eine Kugel-Spindel 240 ermöglicht das Anheben des Hebetellers 228. Das Verkippen des Hebetellers 228 kann durch mindestens eine Linearführung 241 vermieden werden. Wei- tere Details des Roboters 80 sind auch beim ähnlich konzipierten Roboter 80 des Träger- konzepts in Fig. 10 dargestellt.

Fig. 7 zeigt ein Trägerplattensystem des Lagersystems 10 als alternative Ausführungsform zum Hubsystem aus den Fig. 1. bis 6. Beim Hubsystem heben Roboter 80 Geräteträger 70 hoch, um diese zu transportieren. Beim Trägerplattensystem nach Fig. 7 greifen Roboter 80 von unten in die Behälterträger 70 ein und verschieben diese, ohne sie anzuheben. Hierzu sind die Behälterträger 70 mit Rollen versehen, mit denen sie auf Trägerplatten 100 ver- schoben werden können. Zur Führung der Bewegung sind die Trägerplatten 100 mit Nuten 101 versehen. Alternativ könnten auch die Trägerplatten 100 mit Rollen 250 und die Be- hälterträger 70 mit Nuten 101 versehen sein. Es sind auch Kombinationen von Rollen 250 an den Trägerplatten 100 und an den Behälterträgern 70 möglich.

Der Grundaufbau des Trägerplattensystems nach Fig. 7 ist sehr ähnlich zum Aufbau des Hubsystems nach Fig. 1 bis 6 und der Fachmann kann die beim Hubsystem dargestellten Merkmale ebenfalls beim Trägerplattensystem in geeigneter Weise einsetzen oder umset- zen und umgekehrt. Pfeiler 20, Bodenplatten 30 und Winkelprofile 75 wirken in gleicher Weise bei Hub- und Trägerplattensystem zusammen. Außenpanele 76 und Deckpanele 81 können bei beiden Systemen angebracht werden, ebenso Balkone 90, Fußstücke 78, End- stücke 77. Es können im Hub- und Trägerplattensystem auch dieselben Kleinladungsträger eingesetzt werden.

Wesentliche Unterschiede zwischen Hub- und Trägerplattensystem liegen beim Zusam- menspiel zwischen den Robotern 80 und den Behälterträgern 70, bei den Behälterträgern 70 und bei den Trägerplatten 100, die beim Trägerplattensystem zusätzlich in dem Lager- system 10 vorhanden sind und eine Trägerplattenebene 95 bilden. Oberhalb der Roboter- ebenen 50, in etwa im Abstand der Höhe der Füße 40 der Behälterträger 70 des Hubsys- tems sind beim Trägerplattensystem Trägerplatten 100 angebracht. Die Trägerplatten 100 können auf den Bodenplatten 30 oder an den Pfeilern 20 oder an beiden befestig sein. Auf- gabe der Trägerplatten 100 ist es das Gewicht der Behälterträger 70, der Behälter 60 und der Waren auf dem Behälterträger 70 oder in den Behältern 60 aufzunehmen. Die Träger- platten 100 sind aus Metall gefertigt, um die Lasten aufnehmen zu können. Alternativ kön- nen die Trägerplatten 100 aber auch aus anderen Materialien, z.B. Holzwerkstoffen, Verbundwerkstoffen, Kunststoff oder Kunststoff mit MetalLInlays, gefertigt werden. Durch die Wahl geeigneter Materialien kann die Schallerzeugung reduziert werden. Die Träger- platten 100 sind so angebracht, dass oberhalb der Mittelachsen der Bodenplatten 30 in Längs- und in Querrichtung ein Freiraum zwischen den Trägerplatten 100 entsteht. Robo- ter 80, die sich, wie beim Hubsystem, auf den Bodenplatten 30 entlang von Linien 220 auf deren Mittelachsen bewegen, können durch den Freiraum zwischen den Trägerplatten 100 in die Unterseite eines Behälterträgers 70 eingreifen und den Behälterträger 70 verschie- ben. An den Kreuzungen der Linien 220, also auf der Mitte der Bodenplatten 30, kann der Roboter 80 die Richtung um 90° nach rechts oder links ändern. Es sind jeweils vier Träger- platten 100 über einer Bodenplatte 30 angebracht. Alternativ könnten vier Trägerplatten 100, die einen Pfeiler 20 umschließen aber auch einstückig ausgeführt sein. Alternativ könnte auf einer Bodenplatte 30 auch ein Vielfaches der Trägerplattenkonfiguration aus Fig. 7 befestigt sein. Trägerplatten 100 auf benachbarten Bodenplatten 30 stoßen aneinan- der an oder sind mit einem kleinen Spalt beabstandet. Um Toleranzen beim Übergang von einer Bodenplatte 30 an eine benachbarte Bodenplatte 30 auszugleichen, weisen die Trä- gerplatten 100 Einlaufschrägen 102 auf. An den Kanten der Trägerplatten 100 und insbe- sondere im Bereich, in dem die Nuten 101 auf den Rand der Trägerplatten 100 stoßen, kön- nen die Trägerplatten 100 eine Fase, in Fig. 7 nicht dargestellt, aufweisen, sodass die Be- wegung eines Behälterträgers 70 von einer zur anderen Trägerplatte 100 erleichtert wird.

Die Nuten 101 der Trägerplatten können derart gestaltet sein, dass ein Behälterträger, der sich in etwa zentriert oberhalb einer Bodenplatte 30 befindet, z.B. lediglich 1 bis 2 cm au- ßermittig, durch ein Längsprofil, z.B. zu- und abnehmende Vertiefungen entlang der Nu- ten, in eine zentrierte Lage gebracht wird. Alternativ kann eine solche automatische Zent- rierung oberhalb der Bodenplatte auch durch Magneten erzielt werden.

In Fig. 7 sind zur besseren Erkennbarkeit die Trägerplatten 100 im Bereich des Balkons 90 nicht dargestellt.

Bei einem Teil der Pfeiler 20 sind Endstücke 77 gezeigt, die mit Hilfe von Winkelprofilen 75 mit den Pfeilern 20 und den Deckpanelen 81 verbunden sind. Die Pfeiler 20 sind ebenfalls mit den Winkelprofilen 75 miteinander verbunden und die Bodenplatten 30 mit den Pfei- lern 20. Fig. 8 zeigt für ein Trägersystem eine Detailansicht des Zusammenwirkens von Behälter- träger 70, Trägerplatten 100, Roboter 80 und Bodenplatte 30. Die vier Trägerplatten 100, sind mit einer Bodenplatte 30 verbunden. Auf der Bodenplatte 30 befindet sich ein Roboter 80. Zur besseren Erkennbarkeit ist der Behälterträger 70 abgenommen dargestellt, sodass man die Unterseite sieht, mit der der Behälterträger 70 im Betrieb auf den Trägerplatten 100 aufliegt. An der Unterseite des Behälterträgers 70 befinden sich Rollen 250. Diese Rol- len sind als Kugelrollen ausgeführt. Der Behälterträger weist acht Rollen 250 auf. Die Rol- len 250 laufen in Nuten 101 auf den Trägerplatten 100. In x- wie in y-Richtung sind die Rollen 250 jeweils so paarweise versetzt ausgeführt, dass beim Überfahren der Lücke 102 zwischen den Trägerplatten 100 mindestens eines der Rollenpaare auf den Trägerplatten 100 aufliegt.

An der Unterseite des Behälterträgers 70 ist ein Eingreilbereich 260 vorhanden. In den Eingreifbereich kann der Roboter 80, mit einem geeignet geformten Eingreifer 261, dar ge- stellt in Fig. 8, eingreifen, ohne den Behälterträger 70 anzuheben. Sind Roboter 80 und Be- hälterträger 70 derart gekoppelt, kann der Roboter 80 den Behälterträger 70 auf den Trä- gerplatten 100 verschieben. Alternativ zu einem Eingreifen könnte die Kopplung auch mag- netisch, z.B. durch Einschalten eines Elektromagneten, realisiert werden.

Fig. 9 zeigt die Oberseite eines Roboters 80 des Trägerplattensystems. Im Unterschied zum Hebeteller 228 des Roboters 80 des Hubsystems weist der Roboter 80 des Trägerplattensys- tems einen Eingreifer 261 auf. Dieser Eingreifer kann mit einer Kugel-Spindel 240 angeho- ben werden. Im Fehler-Fall, z.B. wenn der Roboter 80 stromlos ist oder softwareseitig in ei- nen Fehlermodus versetzt wird, senkt sich der Eingreifer 261 automatisch ab, sodass der Roboter 80 den Behälterträger 70 wieder frei gibt. Auch der Roboter 80 des Trägerplatten- systems besitzt an seiner Oberseite IR- Line -Arrays 160, die eine genaue Positionierung re- lativ zu einem Behälterträger 70 anhand eines Musters auf der Unterseite des Behälterträ- gers 70 ermöglichen.

Der Eingreifer 261 ist in den Bereiche, in denen er bei seiner Bewegung nach oben als ers- tes mit dem Behälterträger 70 in Kontakt tritt, derart mit Fasen, Anschrägungen oder ko- nischen Elementen versehen, dass bei einer leicht versetzten Position von Roboter 80 und Behälterträger 70 gegeneinander, der Behälterträger 70 automatisch durch die Hebung des Eingreifers 70 verschoben wird und ein Ankoppeln von Roboter 80 an den Behälterträger 70 ermöglicht wird. In Fig. 10 sind schematisch Details aus dem Inneren des Roboter 80 gezeigt. Abgebildet ist ein Roboter 80 des Trägerplattensystems, wobei dieser sich im Wesentlichen durch den Eingreifer 261 anstelle des Hebetellers 228 unterscheiden. Zur besseren Erkennbarkeit der Details ist das Gehäuse des Roboters 80 in Fig. 10 ausgeblendet. Brushless DC Motoren 270 mit Inkrementengeber sorgen für den Vortrieb und das Manövrieren der Roboter 80 über die Räder 85. Die Räder 85 werden dabei über Schneckengetriebe 235 angetrieben. Hierdurch ist ein flacher Aufbau des Roboters 80 für eine optimierte Raumausnutzung durch das Lagersystem 10 möglich. Für die Positionierung zu Linien und Mustern auf den Bodenplatten 30 oder der Unterseite der Behälterträger 70 dienen IR-Line-Arrays 160. Die absolute Position und Ausrichtung des Roboters 80 im Lagersystem 10 kann mit Hilfe des RFID-Readers 180 und RFID-Tags 170 auf oder in den Bodenplatten 30 bestimmt werden. Zur Abstützung des Roboters 80 dienen Allseitenräder 190, die auch die Rotation des Robo- ters 80 um seine eigene Achse durch entgegengesetzte Drehung der Räder 85 ermöglichen.

Der Roboter 80 umfasst einen Computerchip 230 bzw. eine Steuerplatine. Für eine Steue- rung des Lagersystems 10 gibt es unterschiedliche Konzepte, wie diese auf einem Server, insbesondere verbunden mit einer Cloud, und auf den Roboter 80 selbst vorgenommen wird.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein Server im Nahbereich vorhanden, insbesondere im selben Gebäude oder Raum, wie die Roboterebenen 50 und Roboter 80. Der Server kommu- niziert drahtlos mit den Robotern 80 über Standardprotokolle wie z.B. WI-FI, Bluetooth, Zigbee, ZWave oder 6LowPAN.

Gemäß einer Ausführungsform verarbeitet der Server Daten über die Waren, Positionen von Behälterträgern 70, Behältern 60, Waren und Robotern 80 im Lagersystem 10. Auf dem Server wird eine Software betrieben, die den Lagerungsprozess leitet. Z.B. geht beim Server geht die Anfrage nach einer bestimmten Ware ein. Vom Server gehen dann Befehle an einen Roboter 80 einen bestimmten Behälterträger 70 auf einer Roboterebene 50 zu ei- ner Entnahmestelle, z.B. einem Balkon, zu bringen. Hierzu übermittelt der Server dem Ro- boter 80 den Weg zum Behälterträger 70 von der Position des Roboters 80. Die Software des Roboters, die auf dem Prozessor 230 läuft, ist in der Lage diesen Weg eigenständig ab- zufahren, z.B. mit Hilfe der IR-Line-Arrays 160 einer Linie 220 zu folgen und an einer Kreuzung von Linien 220 gemäß dem übermittelten Weg abzubiegen. Wieviel Steuerungsleistung hierbei vom Roboter 80 erbracht wird und wieviel Steuerungsleistung der Server übernimmt, kann anwendungsspezifisch bestimmt werden. Der Server wiede- rum ist in eine Cloud eingebunden, über die z.B. Anfragen nach Waren, aber auch Firmwa- reupdates für die Roboter 80 oder Updates für die Software zur Steuerung des Lagers durch den Server eingespielt werden können.

Im Raum der Roboterebenen 50 und Roboter 80 befindet sich, insbesondere in der Nähe der Entnahme und Einlagerungsstellen, z.B. der Balkone 90, ein Display, das Bedienern Infor- mationen über das Lagersystem 10, dessen Status oder aktuelle Vorgänge zur Verfügung stellt, und eine Bedieneinheit, mit der z.B. Einlagerungen oder Entnahmen bestätigt wer- den können.

Der Server kann auch einen oder mehrere Pickingroboter steuern, die Waren und/oder Be- hälter in das Lagersystem 10 einlagern oder entnehmen.

Ein Roboter 80 kann in einer Ausführungsform der Erfindung auch zu einem Reinigungsro- boter umgerüstet sein oder werden und mit Saug- und oder Wischeinheiten versehen sein oder werden, um das Lagersystem 10 in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen zu reinigen.

Fig. 11 zeigt eine Sicht von oben auf eine Roboterebene 50 von Bodenplatten 30 eines La- gersystems 10. Die Roboterebene 50 wird durch sechs Bodenplatten 30 in x- fünf Boden- platten 30 in y-Richtung gebildet. Im inneren der Roboterebene 50 ist eine Bodenplatte 30 ausgelassen. Dadurch kann die Roboterebene 50 eine Säule 270 einer Gebäude Struktur, in der das Lagersystem 10 eingebracht ist, umschließen. Eine größere Säule 270 könnte durch das Auslassen von weiteren Bodenplatten 30 umbaut werden. Das Lagersystem 10 kann in entsprechender Weise an andere Grundrisse angepasst werden. Auch in z-Richtung ist eine Anpassung, z.B. an entlang der Decke laufender Rohrleitungen oder an Dachschrägen mög- lich.

Bei der Konfiguration des Lagersystems 10 ist darauf zu achten, dass es ungehinderte Fahrwege für die Roboter 80 in einer Roboterebene 50 gibt.

Durch die Roboterebene 50 verlaufen Linien 220, die auf verschiedenen Bodenplatte 30 auf- gebracht sind und sich auf benachbarten Bodenplatten 30 fortsetzen. Die Bodenplatten bilden im Wesentlichen eine geschlossene Roboterebene 50 aus. Benachbarte Bodenplatten 30 stoßen aneinander an oder die Abstände zwischen benachbarten Bodenplatten 30 sind so gering gewählt, z.B. 2 mm, dass Roboter 80 über die Grenzen benachbarter Bodenplatten 30 fahren können. Bei geringen Abständen ist die Geräuschentwicklung reduziert und die Erschütterung der Behälterträger 70 und der Behälter 60 auf den Robotern ebenfalls. Qu- ermarkierungen 221 auf den Bodenplatten erleichtern die Zentrierung von Robotern auf ei- ner Bodenplatte 30 und damit auch die Ausrichtung relativ zu Behälterträgern 70. In Fig. 11 ist das Hubsystem dargestellt, bei dem Vertiefungen 120 die exakte Positionierung der Behälterträger auf einer Bodenplatte 30 erleichtern. Ebenfalls dargestellt sind RFID-Tags 170 zur absoluten Positions- und Richtungsbestimmung der Roboter 80 in der Roboter- ebene 50.

Die Bodenplatten 30 sind an Löchern 215 über in Fig. 11 nicht dargestellte Winkelprofile 75 mit den Pfeilern 20 verschraubt. Ein Pfeiler 20, der von vier Bodenplatten 30 umgeben ist, ist mit jeder Bodenplatte an zwei Winkelprofilen 75 mit jeweils zwei Schrauben verbun- den.

In Fig. 11 ist erkennbar, wie man mehrere Bodenplatten 30 in einer alternativen Ausfüh- rungsform einstückig zusammenfassen kann. Z.B. kann die Fläche 280, die durch zwei Bo- denplatten 30 gebildet ist, mit zwei Linien 220 in y-Richtung, acht RFID-Tags 170, acht Quermarkierungen 221 eine einstückige Platte darstellen. Auf dieser Platte können sich zwei Roboter 50 gleichzeitig unter zwei Behälterträgern 70 befinden. Die zwei in x-Rich- tung mittleren Pfeiler könnten entfallen. Eine derartige Modifikation mit mehreren Lager- plätzen auf einer Platte ist immer noch modular und kann flexibel aufgebaut werden. Je größer die Platten werden, umso geringer ist jedoch die Anpassungsfähigkeit an vorhan- dene Gebäudestrukturen und umso schwieriger wird der Aufbau des Lagersystems 10.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.

BEZUGSZEICHENLISTE

Lagersystem 10

Vertikalträger 15

Pfeiler 20 Bodenplatte 30

Füße 40

Roboterebene 50

Behälter 60

Behälterträger 70

Winkelprofile 75

Außenpanele 76

Endstück 77

Fußstück 78

Roboter 80

Deckpanele 81

Räder 85

Balkon 90

Wiegeeinheit 91

Trägerplattenebene 95

Trägerplatten 100

Nuten 101

Lücke 102

Dome 110

Vertiefungen 120

Behälterträgervertiefungen 130

Erhebungen 140

IR-Line-Arrays 160

Akkuabdeckung 162

Aufladekontakte 165

RFID-Tags 170

RFID-Reader 180

Allseitenräder 190

Positionierelemente 210

Löcher 215

Linien 220

Quermarkierungen 221

Aufstellteil 225

Fußendstück 226

Berandung 227 Hebeteller 228

Computer Chip 230

Schneckengetriebe 235

Kugel-Spindel 240 Linearführung 241

Eingreifbereich 260

Eingreifer 261

Motoren 270