Energiesparen im Lager - Kardex

2012
Logistik
www.mm-logistik.de
Sonderdruck

F ö r d e rt e c h n i k | A n t r i e b s t e c h n i k
Energiesparen im Lager –
einfach smart
Mit dem Smart Servo Package von SEW-Eurodrive sparen Anlagenbauer wertvolle Zeit bei der
Komponentenauswahl, Installation und Inbetriebnahme. Diese Vorteile nutzt auch die Mlog Logistics
GmbH in Neuenstadt. Sie setzt das Paket aus abgestimmten Komponenten – Servoregler und
-motoren, Planetengetriebe und Steuerungen – in ihrem Regalbediengerät M-Dynamic ein.
Michael Gutmann
Bild: SEW
Der Buchstabe M zieht sich wie ein roter
Faden durch die fast 90-jährige Unternehmensgeschichte:
Mehne GmbH,
MAN Logistics GmbH, Mlog Logistics
GmbH. Neuestes Produkt ist ein besonders
dynamisches Regalbediengerät (RBG) für
Kleinteile – M-Dynamic. 1922 wurde die
Mehne GmbH als Hersteller statischer Stahlund
Schweißkonstruktionen für Brücken
und Hallen gegründet. 1968 baute sie das
erste automatisierte Hochregallager für den
Papiergroßhändler Pageda. 1989/90 wurde
die Mehne GmbH mit der MAN Lager- und
Systemtechnik zur MAN Logistics GmbH
zusammengeführt. 2005 erfolgte ein Management-Buy-out.
Eine Investorengemeinschaft
übernahm die Gesellschaft, die jetzt
Mlog Logistics GmbH heißt. Die Folgejahre
sind durch starkes Firmenwachstum gekennzeichnet:
Mlog geht Kooperationen ein, eröffnet
Niederlassungen und verlagert 2009
Hauptsitz und Produktion von Heilbronn ins
nahe gelegene Neuenstadt am Kocher. Heute
ist die Mlog Logistics GmbH ein führender
Anbieter förder- und materialflusstechnischer
Komponenten, Systeme und Komplettlösungen.
Seit 2010 gehört man als Division
Kardex Mlog zur Kardex-Gruppe, Zürich, in
über 30 Ländern als Hersteller von Industrieund
Bürologistik-Systemen tätig.
Dipl.-Ing. Michael Gutmann ist Leiter des Produktbereichs
Servo Drive Technology bei der SEW-
Eurodrive GmbH & Co. KG in 76646 Bruchsal,
Tel. (0 72 51) 75-24 90, michael.gutmann@seweurodrive.de
Das Regalbediengerät M-Dynamic lässt sich
mit einem oder zwei Lastaufnahmemitteln
ausstatten und auch in bestehenden Lagern
nachrüsten.
2 MM Logistik 4 2012

A n t r i e b s t e c h n i k | F ö r d e rt e c h n i k
Ob es um die Errichtung schlüsselfertiger
Neuanlagen oder Modernisierungen bei laufendem
Betrieb geht – Kardex Mlog hat ausgereifte
und erprobte Logistikkonzepte für
Hochregallager. Mit neuen Antriebs- und
Steuerungskonzepten für seine automatischen
Lager- und Materialflusssysteme sowie
Hochregallager trägt das Unternehmen den
Forderungen nach Energieeffizienz und
Nachhaltigkeit Rechnung. Dabei setzt Kardex
Mlog verstärkt auf kompakte Lösungen,
die nicht nur den Flächenbedarf erheblich
reduzieren, sondern – beispielsweise im
Kühl- oder Tiefkühllager – auch den zu klimatisierenden
Raum. Ein wesentliches Leistungskriterium
von Regalbediengeräten ist
die Anzahl der pro Stunde möglichen Einzelund
Doppelspiele. Der erzielbare Durchsatz
ist abhängig von der Nutzlast, der Regalgeometrie
wie Länge und Höhe, den maximalen
Geschwindigkeiten der RBG-Achsen und
nicht zuletzt vom eingesetzten Lastaufnahmemittel.
Während einige Intralogistik-Anbieter
grundsätzlich individuell bauen und andere
ausschließlich Standardlösungen anbieten,
vereint Kardex Mlog die Vorteile beider Philosophien:
Das Unternehmen verwendet als
Basis einen modularen, standardisierten
Baukasten und ist ausreichend flexibel, um
auch Kundenanpassungen durchführen zu
können. Das wird zum Beispiel bei den Lastaufnahmemitteln
deutlich: Hier sorgen individuelle
Kundenlösungen für höhere Flexibilität.
Intelligentes Smart Servo Package
Zeitersparnis bei der Auswahl, Installation und
Inbetriebnahme von Regalbediengeräten
Das Smart Servo Package von SEW-Eurodrive
beinhaltet vordefinierte Kombinationen von
Steuerungen, Servoreglern, passenden Kabeln,
synchronen Servomotoren und Planetengetrieben.
Die Antriebsbestimmung und Lösungsauswahl
wird mithilfe von Kombinatorik- und Zuordnungstabelle
sowie grafischer Abläufe einfach
und zielsicher durchgeführt. Dank perfekt
abgestimmter Paketkomponenten sparen Kunden
und OEM wertvolle Zeit bei der Auswahl,
Installation und Inbetriebnahme des Systems.
Die zentrale Komponente des Smart Servo
Package (SSP) bildet der Servoantrieb Movitrac
LTX. Dieser leistungsstarke Kompaktantrieb hat
eine ein- oder dreiphasige Einspeisung, 16,5 A
Nennausgangsstrom und ist bis 250 % überlastfähig.
Alle relevanten Parameter legt er nach
Auslesen der elektronischen Typenschilddaten
im Hiperface-Geber automatisch fest. Dadurch
kann der Start besonders schnell und einfach
erfolgen. Alternativ zur Verwendung der Bediensoftware
oder eines Start-up-Wizards kann
man die verbleibenden Parameter auch mithilfe
des integrierten Bedienfelds festlegen. Für einfache
Anwendungen lässt sich der Antrieb mit
±10 V, Step/Dir oder Encoderschnittstelle einfach
und analog mit einer Fremdsteuerung betreiben.
Um anspruchsvollere Steuerungsvorgänge
auszuführen, kann der Antrieb Movitrac LTX mit
Das Smart Servo Package – eine intelligente
Antriebslösung für Regalbediengeräte.
abgestimmten Kommunikationsgateways und
Bewegungssteuerungen von SEW-Eurodrive
kombiniert werden. Drehzahlgeregelte Anwendungen
werden durch einfache Kommunikation
mit Feldbus- oder Ethernet-Gateways ermöglicht.
Für Positionieranwendungen steht eine
Vielzahl skalierbarer Lösungen zur Verfügung
– bis hin zu Mehrachslösungen. Der Application
Configurator und das Controllermodul Configurable
Control Unit (CCU) ergeben zusammen
eine leistungsstarke und kostengünstige Möglichkeit
zur Steuerung vieler üblicher Anwendungen
über vordefinierte Anwendungsmodule, die
lediglich parametriert werden. Darüber hinaus
kann man benutzerdefinierte IEC61131-Programme
schreiben und bis zu 16 Achsen mit dem
Motion Controller Movi-PLC steuern.
Bild: SEW
Regalbediengeräte für Kleinteile
sind neu im Produktionsprogramm
Kardex Mlog ist bekannt für seine robuste
Palettentechnik und Regalbediengeräte. Das
Unternehmen verwendet, auch durch seine
Historie bedingt, als Baumaterial vielfach
Stahl. Er ist robust, langlebig und jahrzehntelang
erprobt. Leichte und schnelle Geräte
mit hoher Dynamik bilden jetzt ein neues
Segment im Firmenportfolio. Im Frühjahr
2011 stellte die Mlog Logistics GmbH das
neue Regalbediengerät für Kleinteile M-
Dynamic vor. Es ist für die platzsparende
und effiziente Lagerung und Kommissionierung
von Kartons, Behältern oder Tablaren
vorgesehen und kann bis 12 m Bauhöhe und
Traglasten bis 100 kg eingesetzt werden.
Dank seiner geringen Masse ist es durch eine
hohe Dynamik bei geringem Energieverbrauch
gekennzeichnet.
Dieses RBG ist besonders flexibel einsetzbar:
Je nach Anforderung lässt es sich mit
einem oder zwei Lastaufnahmemitteln ausstatten
und auch in bestehenden Lagern
nachrüsten. Als Antriebslösung verwendet
Kardex Mlog Servoantriebstechnik von
SEW-Eurodrive. Hiermit kann das RBG bis
3 m/s² beschleunigen und erreicht Hub- und
Fahrgeschwindigkeiten bis 180 beziehungsweise
bis 360 m/min. Für sein Kleinteilelager
M-Dynamic bietet Kardex Mlog dezentrale
Lastaufnahmemittel in verschiedenen Ausführungen
an. Aus Gewichts- und Platzgründen
ist es immer eine kleine Konstruktion,
die aber bis 100 kg Nutzlast bewegen kann.
Neben Ausführungen als Teleskopgabel, Teleskoptisch
und teleskopischer Kartongreifer
gibt es einen Teleskoptisch mit zwei Riemenförderern.
Hierfür bot sich eine Paketlösung
mit drei Servoantrieben von SEW-Eurodrive
an: das intelligente Smart Servo Package. Es
sorgt für wertvolle Zeitersparnis bei der Auswahl,
Installation und Inbetriebnahme dank
seiner perfekt abgestimmten Einzelkomponenten.
Es beinhaltet vordefinierte Kombinationen
von Steuerungen, Servoreglern,
passenden Kabeln, synchronen Servomotoren
und Servoplanetengetrieben.
Die beiden Riemenantriebe des Lastaufnahmemittels
bestehen aus zwei Servogetriebemotoren;
auch die Teleskopgabel wird
durch einen Servogetriebemotor angetrieben.
Die Ansteuerung der Motoren erfolgt
über drei Frequenzumrichter der Baureihe
Movitrac LTX, die sich einfach bedienen und
schnell in Betrieb nehmen lassen. Sie sind in
einem kleinen, mitfahrenden Schaltschrank
untergebracht.
Servoumrichter Movitrac LTX: zentrale
Komponente des Smart Servo Package
Das Package ermöglicht eine Vielzahl skalierbarer
Automatisierungslösungen bis hin
zu flexiblen Mehrachs-Positionieranwendungen.
Seine elektromechanische Leistungsstärke
erhält es durch die Kombination
der energieeffizienten, synchronen Servomotoren
CMP mit den spielarmen Servoplanetengetrieben
PSC. Die zentrale Komponente
des Smart Servo Package bildet der
neue Servoumrichter Movitrac LTX. Dieser
MM Logistik 2012

F ö r d e rt e c h n i k | A n t r i e b s t e c h n i k
Ein Servomotor fungiert als Hubantrieb für das RBG. Der Motor wird
durch ein Achsmodul Moviaxis MXA81A gespeist, das sich im Elektronikschrank
befindet.
Bild: SEW
Das Regalbediengerät M-Dynamic mit dem Elektronikschrank für Fahrund
Hubwerk, der Stromschiene des Hubwerks (grün), das Shuttle mit
dem Smart Servo Package sowie die beiden Fahrmotoren (v.l.).
Bild: SEW
Zwei Asynchronservomotoren mit formschlüssig
angebauten Servoplanetengetrieben sind
senkrecht auf dem Chassis angeordnet. Sie
wirken auf Reibräder, die mit konstantem Anpressdruck
seitlich gegen die Führungsschiene
drücken und so das Antriebsmoment übertragen.
Bild: SEW
leistungsstarke Kompaktantrieb hat eine einoder
dreiphasige 230-V AC
-Einspeisung,
16,5 A Nennausgangsstrom und ist bis
250 % überlastfähig. Alle relevanten Parameter
legt er nach Auslesen der elektronischen
Typenschilddaten im Hiperface-Geber des
Motors automatisch fest. Dadurch kann die
Inbetriebnahme besonders schnell und einfach
erfolgen.
Das Smart Servo Package bietet die Möglichkeit,
die benötigten Automatisierungsstufen
für verschiedenste Maschinentypen
zu skalieren – von einfachen Drehzahlanwendungen
bis zu leistungsstarken, flexiblen
Mehrachsanwendungen. Dabei wird nur eine
einzige Controller- und Antriebsplattform
eingesetzt – ein Vorteil, der üblicherweise
wesentlich kostenaufwendigeren Steuerungsarchitekturen
vorbehalten ist. Die
Motorserie ermöglicht Stillstandsdrehmomente
bis 7,1 und Spitzendrehmomente bis
31 Nm. Neueste Wicklungs- und Magnettechnik
sorgen für äußerst kompakte Motoren;
der trägheitsarme Rotor macht sie besonders
dynamisch. Standardfunktionen wie
KTY-Temperatursensoren, elektrisches Typenschild
und optionale Haltebremsen sorgen
für Zuverlässigkeit und leichte Handhabung.
Die spielarmen Servoplanetengetriebe
PSC sind hocheffizient und verschleißfrei.
Dank stark belastbarer Lager und Gehäuse
weisen sie eine hohe Torsionssteifigkeit und
Querkraftbelastbarkeit auf. Die lebenslange
Schmierung ermöglicht eine lange, wartungsfreie
Nutzungsdauer. Der integrierte
Motoranbau-Adapter des PSC-Servogetriebes
bildet mit dem CMP-Motor eine kompakte,
aber jederzeit lösbare Antriebseinheit.
Servoantriebstechnik: kompakte
Getriebe, hohe Dynamik
Optimale Raumausnutzung bei maximaler
Dynamik ist der Nutzwert, den Kardex Mlog
mit seinem Kleinteile-Regalbediengerät
M-Dynamic bietet. Um eine hohe Dynamik
zu erzielen, erfolgt der Vorschub über zwei
parallel angeordnete Drehstrom-Asynchronservomotoren
aus dem Motorbaukasten von
SEW-Eurodrive. Sie sind senkrecht auf dem
Chassis angeordnet und wirken auf Reibräder,
die mit konstantem Anpressdruck seitlich
gegen die Führungsschiene drücken und
so das Antriebsmoment übertragen.
Um die gewünschte Kompaktheit zu erreichen,
wurden bei dieser Antriebslösung
spielarme Servoplanetengetriebe PSBF721
eingesetzt. Sie sind formschlüssig, also ohne
zusätzliche Kupplung, an den Motor angebaut.
Durch ihren konstruktiven Aufbau
erzielen sie hohe Drehmomente. Die Planetengetriebe
weisen eine höhere Leistungsdichte
auf als die üblicherweise verwendeten
Stirnradgetriebe. Laut Philipp Gerstner, Leiter
des technischen SEW-Büros in Heilbronn,
können diese Getriebe sehr große
Querkräfte aushalten. Gerstner betreut den
Kunden Kardex Mlog schon seit vielen Jahren
und hilft ihm bei der Suche nach der
technisch-wirtschaftlich sinnvollsten Antriebslösung.
Zwar ist ein Planetengetriebe
grundsätzlich etwas teurer. Dafür spart man
aber die externe Lagerung und den Konstruktionsaufwand.
Die Energieversorgung der Fahrmotoren
erfolgt durch ein 100-A-Achsmodul Moviaxis
MXA81A für beide Antriebe gemeinsam.
So spart der Kunde ein Achsmodul. Die
Elektroenergie für das Regalbediengerät wird
über eine Schleifleitung zugeführt. Dadurch
konnte man die vielfach übliche Energiekette
einsparen und somit die bewegte Masse
reduzieren. Die Regallänge kann beispielsweise
40, 60 oder gar 80 m betragen. Um
zuverlässig die aktuelle Lage des RBG feststellen
zu können, erfolgt die Messung der
Entfernung zur Ausgangsposition über Laser.
Damit der bis zu 12 m hohe Mast infolge
der hohen Fahrbeschleunigung nicht zu
Schwingungen angeregt wird, setzt Kardex
Mlog eine Anti-Pendel-Regelung ein.
Als Hubantrieb für das Regalbediengerät
fungiert ein Servomotor, der liegend auf dem
Chassis angeordnet ist. Über ein vorgeschal-
MM Logistik 2012

A n t r i e b s t e c h n i k | F ö r d e rt e c h n i k
Für sein Kleinteilelager M-Dynamic bietet Kardex Mlog dezentrale Lastaufnahmemittel in verschiedenen
Ausführungen an. Als Antrieb wird eine Paketlösung mit drei Servoantrieben (rechts
im Bild) von SEW-Eurodrive eingesetzt, das intelligente Smart Servo Package.
Bild: SEW
triebselektronik für das Fahr- und Hubwerk
ist in einem großen, mitfahrenden Schaltschrank
untergebracht.
Mithilfe einer gesonderten Optionsbaugruppe
kann die beim Bremsen beziehungsweise
Senken freiwerdende Energie auch ins
Netz zurückgespeist werden. Die Entscheidung
über deren wirtschaftlich rentablen
Einsatz hängt von den konkreten Gegebenheiten
des Lagerbetreibers ab (Zahl der Lastspiele,
Masse der bewegten Last). Hierzu
bietet SEW-Eurodrive eine Energieberatung
als Dienstleistung im Rahmen seines Energiesparkonzepts
Effidrive an. Mit dieser kundenspezifischen
Beratung können die individuellen
Anforderungen der Applikation
geklärt und die optimale Energiesparlösung
gefunden werden. Das trifft sowohl auf bestehende
als auch auf neu zu planende Anlagen
zu.
tetes Kegelradgetriebe treibt er einen Zahnriemen
an, der bis zur Mastspitze des RBG
verläuft und hier über eine Rolle umgelenkt
wird. An diesem Zahnriemen ist das Lastaufnahmemittel
befestigt. Der Hubmotor
wird, ebenso wie die Fahrantriebe, durch ein
Achsmodul Moviaxis MXA81A gespeist, das
sich im Elektronikschrank befindet. Die
Kommunikation des Lastaufnahmemittels
zur übergeordneten Materialflusssteuerung
erfolgt per WLAN.
Intelligente Zwischenkreiskopplung
hilft beim Energiesparen
Energieeffizienz und Nachhaltigkeit sind
heute wichtige Wachstumstreiber der Intralogistik.
Getreu dem Bestreben von Kardex
Mlog, Technik für ein „Green Warehouse“ zu
liefern, besteht das Ziel, bei gleicher Zykluszeit
mit weniger Energie auszukommen. Daher
setzt der Materialflussspezialist Antriebsund
Steuerungstechnik von SEW-Eurodrive
ein. Im Regalbediengerät M-Dynamic sind
der Fahr- und Hubantrieb intelligent miteinander
verkoppelt. Energie vom Absenken
des Hubantriebs wird gleichzeitig für den
Fahrantrieb genutzt – und umgekehrt: Wenn
das RBG abbremst, also Energie vom Fahrantrieb
frei wird, bewegt sich das Lastaufnahmemittel
nach oben. Die Achsverstärker für
das Fahr- und Hubwerk sind beide an einem
gemeinsamen Zwischenkreis angeschlossen,
der durch das Versorgungsmodul Moviaxis
MXR80A gespeist wird. So kann der eine
Servoumrichter die freiwerdende Energie des
anderen Geräts aufnehmen.
Nicht nur bei den Antrieben, sondern
auch bei der Steuerung der Anlage verwendet
Kardex Mlog Technik von SEW-Eurodrive.
Die IEC1131-programmierbare Steuerung
Movi-PLC koordiniert die Bewegungen beider
Antriebe energieoptimal: Vor dem eigentlichen
Abarbeiten des Fahrbefehls ermittelt
sie die optimalen Ein- und Umschaltzeitpunkte
der Fahr- und Hubbewegung. Durch
die Zwischenkreiskopplung und intelligente
Ansteuerung beider Servoumrichter lässt
sich der Energieverbrauch des Regalbediengeräts
um etwa 20 bis 25 % senken. Die An-
Technik nach Kundenwunsch
setzt jede Menge Know-how voraus
Standardmäßig nutzt Kardex Mlog die Antriebstechnik
von SEW. Der Kunde vertraut
SEW, weil das Unternehmen dank seiner
breiten Produktpalette und seines Anwendungs-Know-hows
alle Intralogistikaufgaben
entsprechend dem Kundenwunsch automatisieren
kann.
MM

Im Hochregal intelligent
Energie einsparen