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RBG-Antriebe mit Anspruch - MM Logistik

RBG-Antriebe mit Anspruch - MM Logistik

FÖRDERTECHNIK ANTRIEBE

FÖRDERTECHNIK ANTRIEBE Regalbediengerät mit zwei Motoren für den Fahrantrieb und einem Motor für den Hubantrieb. 18 MM Logistik · 5/2008 Hohe Anforderungen an dasBremsen Regalbediengeräte verlangen von der Antriebstechnik Höchstleistungen. Servo-Antriebe sorgen dort für den schnellen Warenumschlag in Hochregalsystemen. Dabei haben die Motoren in Regalbediengeräten (RBG) besonderen Belastungen standzuhalten. Sie beschleunigen die RBG horizontal wie vertikal auf Maximalgeschwindigkeit und bremsen sie anschließend wieder zügig ab. CARSTEN FRÄGER Servomotorisch angetriebene Regalbediengeräte sind als schienengeführte, einspurige Fahrzeuge zentrale Teilsysteme innerhalb eines Hochregallagers. Ihre Bauhöhe beginnt bei rund 6mund endet bei etwa 46m.Als Fahran- Dr.-Ing. Carsten Fräger ist Leiter Produkt- Management Servotechnik bei der Lenze AG in 31763 Hameln, Tel. (0 51 54) 82-0, Fax(05154) 82-28 00, lenze@lenze.de triebekommenmeistriemenbasierte Omegasysteme oder Radantriebe zum Einsatz. Weil die Einheiten häufig vollständig automatisiert inBetrieb sind, folgen daraus hohe Ansprücheandie Regelung undPositioniergenauigkeit der Antriebe. Sie setzen sich aus den Hauptkomponenten Servomotor und Servoumrichter zusammen. Der Umrichter wandeltdie elektrische Leistung des Netzes geregelt in Leistung für den Motor. Er besteht seinerseits aus Leistungs- undSteuerelektronik zur Regelung,Sollwertgenerierungsowie Überwachung der Komponenten. Schlanke Bauform Servomotoren zeichnen sich insgesamt durch ihre schlanke Bauform mit hoher Leistungsdichte, geringer Trägheit und hohem Wirkungsgrad aus. Im VergleichzuStandard-Drehstrommotoren sind sie wesentlich kompakter, sodass sie auf kleinem Raum die erforderliche Leistung für die Fahr- und Hubbewegungen zur Verfügungstellen. Ein Servomotor besteht aus dem Aktivteilzur Drehmomenterzeugung und dem Sensor zur Winkel- und Drehzahlrückführung. Damit erzeugt er die mechanische Leistung für das Regalbediengerät (RBG). Deshalb setzt Lenze als Antriebslösung für Regalbediengeräte Servomotoren der Reihe MCA/MQA mit FederkraftbremseinVerbindung mit Servo-Umrichtern der Typen Servo Drives 9400, ECS und 9300 Servo ein. Einen typischen Aufbau für ein RBGmit zwei Motorenfür den Fahrantrieb und einem Motor für den Hubantrieb sieht man imBild oben links. Der Fahrantrieb arbeitet mit Rädern auf einer Stahlschiene, der Hubantrieb nutzt einen Zahnriemen zur Umsetzungder Motordrehung in die Hubbewegung. Damit die Motoren ihre Position auch im stromlosen Zustandhalten, sindBremsen integriert. Sie sorgen auch für das sichere Stillsetzen des Antriebs im Falleeines Notstopps. Die RBGfahrengezielt die Positionen im Regal für die Einlagerung und Entnahme der Waren an. Dazu beschleunigt das Gerät inkürzester Zeit auf Maximalgeschwindigkeit undbremstdannsoab, dass es genau an der vorgegebenen Position des Regals zum Stehen kommt. Dabei lassen sich drei Bremsarten definieren: ▶ betriebsmäßiges Bremsen, um eine Position des Regals zielgenau anzufahren, ▶ Halten der Position im Stillstand,

ANTRIEBE Schnittbild eines Antriebs mit Permanentmagnetbremse. FÖRDERTECHNIK ▶ Notstopp mit dem schnellstmög- eine Position über einen längeren lichenStillsetzen des RBG. Zeitraum, zum Beispiel vonmehrals Beim betriebsmäßigen Bremsen 20 s, zu halten, übernehmenmecha- regelt der Servo-Umrichter den Monische Bremsen diese Aufgabe. In torso, dass er alsGeneratorarbeitet, diesem Fall werden die Bremsen dabei Energie aus der Bewegung in ohne Drehbewegung eingesetzt. elektrische Energiewandelt unddieFolglichwirdkeinekinetischeEnerse in den Spannungszwischenkreis gie durch Reibung inWärme um- der Servogeräte speist.Dieses Potengesetzt, sodass der Verschleiß prakzial lässt sich von anderen angetischnull ist. schlossenen Verbrauchern effizient nutzen –beispielsweisevom Huban- Zuverlässig stoppen trieb beim gleichzeitigenHeben von Der Notstopp eines RBG erfordert Lasten. Energie, die nicht vonande- hingegendas schnellstmögliche Stillren Verbrauchern benötigt wird, setzen der Hub- undFahrbewegung. wandelt ein Bremswiderstand in Dieser Fall kann dann eintreten, Wärme um. Ein zweiter Weg ist die wenn beispielsweise herabgefallene Rückspeisung der Leistung über ein Waren, ausgefallene Sensoren oder Rückspeisemodul in das VersorunterbrocheneKommunikationsleigungsnetz.tungenden Ablauf stören. Zwei weitere Szenarien sindStromausfall und Kein zusätzlicher Verschleiß durch elektrisches Bremsen das unberechtigte Öffnen eines Schutzgitters. Inallen drei Fällen Das elektrische Bremsen verursacht müssen die mechanischen Bremsen keinen zusätzlichen Verschleiß an –gegebenenfalls unterstützt durch den Antrieben. Immerhin treten bei das elektrische Bremsen –die ge- einem Regalsystemmit maximal 120 samtekinetischeEnergie des RBGin Materialbewegungen jeStunde bei Wärme umsetzen und die Antriebe einer Jahresbetriebszeit von 5000h –auchohneStromversorgung–zu- und einer mittleren Auslastung von verlässig stillsetzen. 25% pro Jahr rund 150 000 Brem- Diese Bremsvorgänge sind durch sungen auf, die die Antriebe pro- die großen Energien der RBG verblemlos meisternmüssen. schleißbehaftet. So muss die Bremse Die Motoren sind ferner inder des Fahrantriebsbeispielsweiseeine Lage,die Position im Stillstand–bei- Energie von 45 kJ (ein Motor) oder spielsweisebeim Ein- oder Auslagern 22,5 kJ (Doppelantrieb mitzweiMo- von Waren –zuhalten, benötigen toren) beieinem RBGmit 2,5 tMas- dazu aber elektrische Leistung. Ist se und einer Maximalgeschwindig-

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