Während die Anforderungen an Regalbediengeräte üblicherweise in Richtung „höher, schneller, weiter“ gehen (also große Hubhöhe und hohe Geschwindigkeiten in möglichst langen Gassen) war in diesem Projekt ein RBG mit einer Höhe von 2,30 m gefragt. Die Idee für ein solches Regalbediengerät, das in einem Seecontainer Platz findet, kam von der Abteilung Market Solutions bei SEW-Eurodrive.
Heiko Weissgerber, Manager für strategische Portfolioplanung: „Das konkrete Beispiel entstand mit einem Kunden aus dem Lebensmitteleinzelhandel. Wir haben hier ein kleines, abgeschlossenes Lager geschaffen, das für die Bereitstellung von Gütern an die Endkunden genutzt werden kann, zum Beispiel im Bereich Lebensmittel mittels Pick&Collect.“ Aber auch für Handwerkerbedarf außerhalb der Öffnungszeiten oder Ersatzteile in Industrieverbundwerken sei das „RBG to Go“ geeignet.
Dezentraler Antrieb
Das stabile RBG-Gestell aus Aluminiumschienen füllt den Platz im Container nahezu vollständig aus. Die zwei Fahrwagen des Regalbediengeräts fahren in Längsrichtung durch den Container. Dazu wurde oben und unten mittig im Rahmen jeweils eine Zahnschiene angeordnet. Datenübertragung und Energieversorgung erfolgen kabellos mit dem induktiven Übertragungssystem Movitrans.
Für die senkrechte Bewegung ist ein Mast mit integrierter Lineareinheit mit Zahnriemen verbaut. Rechts und links entlang des Verfahrweges befinden sich rund 500 Lagerplätze aus einhängbaren Kunststoff-Lagerkisten. Ein speziell für diese Anwendung entwickelter Greifer nimmt die Lagerkisten bei Anforderung aus den Lagerplätzen und legt diese zum Auslagern auf ein kleines Förderband, das diese durch eine Luke aus dem Container befördert.
Ein 120 cm breiter Schaltschrank im Container beinhaltet die komplette Steuerungs- und Sicherheitstechnik. Die Antriebselektronik für die Fahr- und Hubwerke wurde als platzsparende, dezentrale Variante konzipiert: Alle vier Achsen eines RGB werden mit motornahen Frequenzumrichtern Movimot angetrieben. Diese dezentralen Umrichter treiben energieeffiziente Synchronmotoren der Baureihe CM3C an. Das Förderband wird durch kleine Getriebemotoren Movimot Performance ELV bewegt.
Verdrahtungsaufwand gespart
Diese Kleinspannungsantriebe bestehen aus einem Kompaktmotor mit DC-48-V-Spannungsversorgung und passenden Kompakt-Planeten-, Winkel-, und Winkelplanetengetrieben. Zusammen bilden sie eine dezentrale Antriebslösung. Aktuell werden die Motoren der Förderbänder über das I/O-Modul-System von SEW-Eurodrive binär angesteuert.
„Seit kurzer Zeit gibt es den 48-V-Getriebemotor Movimot Performance ELV auch in Feldbusausführung“, erläutert Heiko Weissgerber. „Dadurch sparen wir nochmals Verdrahtungsaufwand sowie Platz im Schaltschrank.“ Die Rollenbänder zum Ausfördern sind mit dezentralen EC Drives ausgestattet.
Selbstbedienung per Touch
An einem Display an der Front des Containers kann der Benutzer eine Bestellung aufgeben, indem er das gewünschte Produkt über einen Touchscreen auswählt. Der Industriemonitor mit Touch-Funktion ist mit der Steuerung MOVI-C Controller UHX86A verbunden. Das Programm für die Bedienoberfläche wird auf einem Windows-Betriebssystem ausgeführt, das hybrid neben dem Echtzeit-Betriebssystem auf der Steuerung läuft. Dadurch wird kein zusätzlicher PC benötigt.
Das Softwaremodul Movikit Stackercrane Effidrive optimiert die Fahrzyklen von Hub- und Fahrantrieb und sorgt für energieeffiziente Bewegung, egal ob der Mast zwei Meter oder 40 Meter hoch ist. Durch das Softwaremodul wird modular eine Dämpfung gegen auftretende Schwingungen implementiert.
Keine Zeile Code programmiert
Für die Funktionen zur Bewegungssteuerung musste übrigens keine einzige Zeile Code programmiert werden. Stattdessen wurden lediglich einige Applikationsparameter eingestellt. Die integrierte digitale Schnittstelle Movilink DDI von SEW-Eurodrive sorgt für eine schnelle und einfache Inbetriebnahme. Zusätzlich wurde noch ein Ablaufprogramm für die Bewegung programmiert.
Echtzeit-Datenübertragung via EtherCat
Von der Steuerung erfolgt die Echtzeit-Datenübertragung über das schnelle EtherCat-Protokoll per Lichtkommunikation an die Fahrwagen. Dort setzen die dezentralen Umrichter die Steuerbefehle für die dynamischen CM3C-Servomotoren um. Die Energieversorgung des Fahrwagens erfolgt über das induktive Übertragungssystem Movitrans. Somit kommen verschleißfreie Übertragungsmedien an sämtlichen Stellen zum Einsatz, die infolge der Bewegung abgenutzt werden könnten.
Alle beweglichen Teile sind vom Bedienstand räumlich getrennt. Zusätzlich wurde die Anlage mit Sicherheitstechnik ausgestattet: Neben zwei Nothalt-Tastern, die an die Sicherheitssteuerung angeschlossen sind, ist auch vorgesehen, sichere Lichtvorhänge anzuschließen. Einmal ausgelöst, setzen die Elektronik in wenigen Millisekunden die Achse spannungsfrei und überwacht den sicheren Halt der Achsen. Die Kommunikation zwischen den Antrieben und der Sicherheitssteuerung erfolgt über das sichere Protokoll Safety-over-EtherCAT (FSoE – FailSafe over EtherCat).
Bei dieser Anwendung erleichtert das Starterset 668 von SEW-Eurodrive als Grundpaket die Arbeit im gesamten Kommissionierungsprozess und darüber hinaus. Dieses Starterset besteht aus perfekt aufeinander abgestimmten Hard- und Software-Bausteinen, die spezifisch auf den jeweiligen Maschinentyp zugeschnitten und vorselektiert sind. Damit lassen sich alle Komponenten, die für diese Robotik-Anwendung nötig sind, als Grundpaket einsetzen, flexibel anpassen und individuell erweitern.
Um den Container bei extremen klimatischen Umgebungsbedingungen einzusetzen, wird zwischen dem inneren Rahmen und der Außenwand Isoliermaterial eingebracht. In heißen Regionen kühlt ein Klimagerät den Innenraum. In kalter Umgebung funktioniert die Antriebselektronik auch noch bei –30 °C. Heiko Weissgerber: „Vom automatisierten, mobilen Kleinteilelager über den vollautomatischen Selbstbedienungsladen mit Bezahleinheit bis zum Smart-Farming Projekt liegen bereits mehrere Anfragen vor.“
SEW-Eurodrive GmbH & Co KG
www.sew-eurodrive.de/kompakt-kleinspannungsantriebe
