Lagertechnik Fit durch den Austausch der Steuerung

Autor / Redakteur: Jürgen Warmbold / Dietmar Kuhn

Durch das Retrofit eines bestehenden Blechlagers bei Hefter Maschinenbau mit einer neuen Steuerung und eines modernen Regalbediengeräts mit Implementierung einer zeitgemäßen Lagerverwaltungssoftware hat Stopa dieses zu neuem Leben erweckt. Seitdem arbeitet das Lager, das von einem anderen Hersteller stammt, effizienter als je zuvor.

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Knackpunkt Steuerung: Wie kann das Retrofit die Leistung des RBG erhöhen?
Knackpunkt Steuerung: Wie kann das Retrofit die Leistung des RBG erhöhen?
(Bild: Stopa)

Das 1991 errichtete Blechlager der Hefter Maschinenbau GmbH & Co. KG in Prien am Chiemsee erstreckt sich über drei Etagen des Werksgebäudes. Christian Stocker, Abteilungsleiter Feinblech bei Hefter, beobachtet das Regalbediengerät (RBG) durch das Fenster, das in die Wand des Lagers integriert ist. „Beim Positionieren gewinnen wir Zeit, obwohl das RBG seine Geschwindigkeit – verglichen mit früher – schon in einem größeren Abstand zum Ziel verringert.“ Dabei resultiert der Zeitvorteil aus einer höheren Prozesssicherheit, von der man zum einen beim Positionieren der Paletten und zum anderen beim Absetzen des Materials auf die Paletten profitiert. Zudem stoppt das RBG selbst nun ebenfalls genauer vor dem jeweiligen Fach. Damit dies künftig noch schneller und präziser geschieht, hat Hefter nachträglich auch den Fahrmotor austauschen lassen, der fehlerfrei funktioniert.

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Elektronik macht die Lagertechnik schneller

Die Grundlage für diese positive Entwicklung hat die Stopa Anlagenbau GmbH, Achern-Gamshurst, durch die Modernisierung des RBG geschaffen. So hat man die 16-bit-Absolutwertgeber der Längsfahrtpositionierung und der Lasttraverse auf Absolutwertgeber mit Profibus-Schnittstelle umgebaut. Ferner hat Stopa die Hubwerkspositionierung mit einem absolut und last-unabhängig arbeitenden digitalen Wegmesssystem ausgestattet, das mit zwei Absolutwertgebern mit Profibus-Schnittstelle versehen ist. Auch die als Lastaufnahmemittel dienende Gabel positioniert über einen profibusfähigen Absolutwertgeber. Mit dieser Technik ist es möglich, den sogenannten Getriebeschongang einzusetzen, der bei einer Fachanfahrt dafür sorgt, dass die parallel laufenden Hub- und Längsfahrtpositionierungen des Regalbediengeräts synchron abgeschlossen werden. Das heißt, der Antrieb, der den kürzesten Weg zurückzulegen hat, fährt jeweils langsamer und verschleißt dadurch erheblich weniger. Auf den Profibus trifft man ebenso im Schaltschrank des RBG, in dem Profibus-Ein- und ausgabemodule die S5-Komponenten ersetzt haben.

Außerdem ist das Regalbediengerät für vier Beladehöhen ausgelegt. Gleichermaßen neu ist, wie Stocker betont, dass das RBG die Beladehöhe der Lagerplätze unter- und oberhalb des angewählten Einlagerplatzes automatisch kontrolliert, um Kollisionen zu vermeiden. Überdies laufe das RBG heute stabiler und fehlerfrei. Eigenschaften, die beispielsweise auf Datenlichtschranken mit Profibus-Anbindung beruhen, die an die Stelle der bisher verwendeten Kabel und Energieführungsketten getreten sind. Leistungskabel benötigt man nur noch für die Antriebe. Und die einzige verbliebene Energieführungskette läuft in einer Schiene auf dem Boden der Gasse.

Moderne Technik ist ein Stück Zukunftsfähigkeit

Andreas Höger, IT-Systemadministrator bei Hefter, öffnet den Schaltschrank des Blechlagers, in dem die neue speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) installiert ist. „Der Hauptvorteil des Retrofit liegt in der Zukunftsfähigkeit des Lagers. Diese ergibt sich aus der modernisierten Steuerung und der neuen Lagerverwaltungssoftware, die an unser ERP-System und an die Bearbeitungsmaschinen angebunden werden kann.“ Für den zehn Jahre alten Unix-Rechner, den der Betreiber zuvor genutzt hat, haben zuletzt Ersatzteile gefehlt. Obendrein mussten die Bediener Palettenauslagerungen umständlich an Terminals eingeben. Mehrmals ist es sogar erforderlich gewesen, gebrauchte Terminals zu ersteigern, weil keine neuen Originalterminals mehr lieferbar sind.

Die Lagersteuerung hat Stopa von Siemens S5 auf Siemens S7 umgestellt. Kern der S7 ist ein Industrie-PC mit integrierter Realtime-Soft-SPS. Der Industrie-PC übernimmt die Anlagenbedienung und visualisiert die Anlagenzustände. Die Realtime-Soft-SPS steuert die Systemkomponenten. Zudem steht ein ergonomisches Anlagenbedienpult bereit, das mit einem 12"-TFT-Display ausgerüstet ist.

Höger bittet den Bediener, auf dem Bildschirm die Grafik mit der Draufsicht des Anlagenlayouts zu öffnen und danach die permanenten Statusanzeigen des RBG in Klartext aufzurufen. „Eine wesentliche Stärke der Stopa-Software ist, dass sie hardwareunabhängig arbeitet. Sie befindet sich auf einem Server und ist ohne zusätzliche Installationen auf Windows-PC einsetzbar. Dadurch können wir unsere Clients frei wählen und sehr einfach austauschen. Abgesehen davon ist es nun möglich, die Software auch mit der Maus zu steuern.“

Auf 189 Paletten lagern verschiedene Blechwerkstoffe

In dem 12 m hohen sowie knapp 22 m langen und 4,5 m breiten Blechlager liegen auf 189 Paletten Tafeln in Dicken von 0,3 bis 12 mm. Hefter bevorratet Bleche aus Stahl, Aluminium, Edelstahl, Kupfer und Messing. Hinzu kommen Kunststoffe, mit Folien beklebte Tafeln, beschichtete Materialien sowie Aluminium-Kunststoff-Kombinationen in Dicken von sechs bis 60 mm. Höger geht zur Einlagerstation, die wie alle Stationen mit einem neuen Bedienterminal ausgestattet ist. „Wir möchten eine optimale Raumnutzung erreichen und lagern deshalb chaotisch.“ Insofern muss Höger keine Plätze für bestimmte Beladehöhen reservieren, die eventuell nicht genutzt werden. Restbleche werden bei Hefter teilweise auf speziell dafür eingerichteten Paletten gelagert. Die entsprechenden Daten werden manuell eingegeben. „Wir lagern auch Stückgut und Stanzwerkzeuge. Halbfertigteile transportieren wir dagegen gleich zur folgenden Produktionsstufe, beispielsweise zum Biegen“, sagt Höger.

An das Blechlager, das im Zwei-Schicht-Betrieb an fünf, teilweise an sechs Tagen in der Woche arbeitet, sind zwei Stanz-Laser-Maschinen, eine Laserschneidanlage und eine Säge angebunden. Für jede Station kann der Betreiber mehrere Vorlagerungen als Liste eingeben. Nach einer Rücklagerung lagert das System automatisch die nächste Palette vor. Ferner ist es möglich, Blechtafeln von der Einlagerstation direkt zu einer anderen Station zu transportieren, ohne den Ladungsträger zwischenzeitlich in sein Fach einzulagern.

Die Versorgung der Maschinen steuert man über Prioritäten, wobei ein Eilauftrag immer Vorrang hat und normale Materialvorlagerungen vor Wiegevorgängen auszuführen sind. Christian Stocker deutet auf die Wiegeanzeige, die über das Gewicht der vom RBG aufgenommenen Systempalette informiert. Dies ist zu beachten, da man die mit einer nutzbaren Fläche von 3300 mm × 1350 mm ausgestatteten Paletten mit maximal 3000 kg Material beladen darf. „Bei Rücklagerungen sind alle Ladungsträger zu wiegen. Stückgut kann man davon ausschließen. Im Rahmen des Retrofit hat Stopa das Auswertegerät der Wiegeeinrichtung ausgewechselt, weil die alte Wiegeeinheit das Gewicht nicht mehr lesen konnte.“

Auch die Spaltkontrollen auf der Traverse sind neu. Mit ihrer Hilfe überwacht die Steuerung auf beiden Seiten des jeweiligen Lagerfaches, ob das RBG die Palette korrekt einlagert. Außerdem hat Stopa eine Gabelmittenkontrolle in die Traverse integriert, die prüft, ob die Palette beim Einlagern richtig im Fach liegen bleibt. Ebenfalls Teil des Retrofit ist eine Palettenmittenkontrolle, die abfragt, ob sich der Ladungsträger mittig auf den Gabeln befindet. Ein Punkt, mit dem Hefter früher immer wieder Probleme gehabt hat.

In dreieinhalb Wochen war das überholte Lager wieder fit

Stocker fährt mit einem Finger über den Ausdruck eines Zeitplans. „Stopa hat das Retrofit, wie vorgesehen, innerhalb von dreieinhalb Wochen zum Jahreswechsel 2012/2013 durchgeführt und unsere Bediener gleich nach der Modernisierung und erneuten Inbetriebnahme des Blechlagers zwei Tage lang an der Anlage geschult.“ Höger ergänzt, dass man Stopa wegen der Kompetenz und des stimmigen Preis-Leistungs-Verhältnisses beauftragt habe. Mitentscheidend sei der gute Eindruck gewesen, den die Lagerverwaltungssoftware bei der Besichtigung einer Referenzanlage gemacht habe, die bei Krones, einem Hersteller von Getränkeabfüllanlagen, steht.

Durch das Retrofit hat Stopa das Blechlager von Hefter zukunftsweisend optimiert. Das RBG bietet jetzt eine höhere Präzision beim Positionieren der Paletten und somit eine entsprechende Prozesssicherheit. Auch aus dem Steuerungsumbau resultiert eine Reihe von Vorteilen. Dazu zählen unter anderem eine hohe Systemverfügbarkeit und, darauf basierend, mehr Produktivität und wiederum mehr Prozesssicherheit. Darüber hinaus profitiert der Betreiber von geringeren Instandhaltungskosten, einer auf Jahre gewährleisteten Ersatzteilversorgung und einer kostengünstigen Ersatzteilbeschaffung. Außerdem sind die Diagnosemöglichkeiten, beispielsweise durch Fernwartung, sowie die Visualisierungen der Abläufe und die Bedienerverwaltung besser geworden.

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