Werkstückmagazinierer, Palettenwechselsysteme und Traystapler

In Automatisierungsprozessen ist einer der Hauptaspekte die Autonomie. Je länger eine Anlage autark läuft, ohne dass ein Bedienereingriff erforderlich ist, umso weniger Personal ist erforderlich und umso größer ist der mögliche Ratio-Effekt der Automation (lesen Sie dazu auch auf unserer Wissensseite Automatisierungsmotive).

Ein wesentlicher Faktor für die Gesamtautonomie einer Anlage ist die Werkstückautonomie, also die Kapazität der Anlage um unbearbeitete und/oder bearbeitete Werkstücke zu speichern. Dazu werden unterschiedlichste Konzepte von Speichermagazinen verwendet, sehr häufig basieren diese auf dem Einsatz von Werkstückträgern, Paletten oder Trays in denen die Bauteile bevorratet werden (lesen Sie dazu auch auf unserer Wissensseite Werkstückträger, Paletten, Trays und Blister, Grundlage erfolgreicher Automation).

Diese Werkstückträger bieten neben der geordneten und orientierten Aufnahme der Bauteile noch den Vorteil, dass bei ihrer Handhabung gleich eine große Anzahl von Teilen auf einmal bewegt werden kann und dass man diese platzsparend stapeln oder mittels entsprechender Aufnahmen übereinander bevorraten kann. Somit reduziert sich die benötigte Fläche, z.B. im Vergleich zu einem Förderband.

 

Zu diesem Zweck gibt es unterschiedliche Konzepte diese Werkstückträger zu speichern bzw. zu stapeln.

SUMO Duplex

Schubladensysteme bzw. Palettenwechselsysteme: Hier werden die Werkstückträger in festen Ebenen aufgenommen, die wechselweise entweder dem Roboter des Automatisierungssystems zur Entnehmen oder Beladen oder dem Bedienpersonal zur Verfügung stehen. Durch die klare Trennung ist die Personensicherheit gegeben und es können Teile ohne Unterbrechung des Automatisierungsprozesses nachgefüllt bzw. entnommen werden während die Anlage läuft. Beispiele aus unserem SUMO Standardprogramm für solche Systeme sind SUMO Duplex und SUMO Quatroplex sowie der SUMO Europlex. Limitierender Faktor für die Autonomie ist hier die Höhe, da die Ebenen übereinander angeordnet sind und sowohl im Arbeitsbereich des Roboters liegen müssen, als auch vom Bedienpersonal zur Bestückung ergonomisch erreicht werden können müssen.

 

 

SUMO Multiplex

Paternoster- oder Aufzugsysteme: Die zuletzt erwähnte Limitierung bei Schubladen bzw. Palettenwechselsystemen kann man durch Einsatz von Paternoster- oder Aufzugsystemen umgehen. Die Aufnahmen für die Werkstückträger und Paletten werden durch eine Hubeinheit verfahren und es kann so über die ergonomische Höhe der Bediener bzw. die vertikale Reichweite des Handlingsroboters hinaus gespeichert werden. Im Falle eines Paternostersystems gibt es in der Regel eine Rohteil- und eine Fertigteilseite und die Paletten werden nach Bearbeitung umgesetzt bzw. übergeschoben. Im Falle eines Aufzugsystems gibt es zum Bediener sowie zum Roboter Auszüge in der Bearbeitungs- bzw. Bestückungsposition und in die das Aufzugsystem die Paletten hebt oder absenkt. Beispiel für ein Paternostersystem ist unser SUMO Multiplex. Ein systembedingter Sachzwang ist, dass die Werkstückträger einzeln eingebracht sowie entnommen werden müssen. Das ist einerseits ergonomisch kein Vorteil, da das Bedienpersonal sowohl beim Bestücken als auch beim Entladen das komplette Werkstückvolumen samt Paletten handhaben muss, da kommt im Laufe eines Arbeitstages einiges zusammen. Weiterhin wird das Personal länger gebunden, da die Bestückung und Entladung des Systems länger dauert.

SUMO Ecoplex2

Traystapler bzw. Palettiersysteme: Bei diesen Systemen nutzt man die Stapelfähigkeit von Werkstückträgern, Trays und Paletten aus. Dadurch sind einerseits die vorgenannten Nachteile Ergonomie und Personalbedarf eliminiert bzw. minimiert. Weiterhin erreicht man so die bestmögliche Packungsdichte bei der Teilebevorratung.

Hier werden die Werkstückträger ergonomisch und schnell als Stapel in das Automationssystem eingebracht. In der Regel geschieht dies auf Wagen oder Bodenrollern, die während des Be- und Entladeprozesses in der Anlage verbleiben. Beispiele für solche Systeme sind der SUMO Ecoplex2 oder der SUMOMegaplex.

SUMO Megaplex

Neben dem schnellen und ergonomischen Materialwechsel bieten die Stapel auf den Wagen die Möglichkeit der Einbindung in ein fertigungsumspannendes Logistikkonzept. So kann der Fertigteilwagen des ersten automatisierten Prozesses, der neue Rohteilwagen für den nächsten Fertigungschritt sein. Es ergibt sich eine flexible und durchgängige Verkettung über mehrere Prozesse, die automatisiert werden Leseempfehlung Anwenderreportage "Automatisierung mehrstufige Serienfertigung".

Die Anzahl der aufgenommenen Stapel beeinflusst dabei einerseits die Autonomie und andererseits die erforderliche Bedienerverfügbarkeit. Hat der Palettierer zwei Stapel (ein Roh- und ein Fertigteilstapel) muss der Stapelwechsel durch den Bediener nach Abarbeitung des Stapels erfolgen, es steht dafür genau die Zeit, die die Anlage für die Abarbeitung einer Palette braucht, zur Verfügung, wenn eine Unterbrechung des Fertigungsflusses vermieden werden soll. Stehen mehr Stapel Speicherkapazität zur Verfügung, erhöht sich die Autonomie und die Flexibilität für das Bedienpersonal. Dafür steigt der Platzbedarf und der Traystapler wird aufwändiger und damit teurer.

 

Jedes der drei Konzepte hat also seine Vor-und Nachteile bei der Automatisierung von Prozessen mit Teilen in Werkstückträgern. Es müssen sehr unterschiedliche Randbedingungen des Einzelfalles abgewogen werden um funktionell und wirtschaftlich die beste Lösung zu finden.

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EGS-Blog:  Anlagenautonomie, oder wie lange kann eine automatisierte Anlage ohne Bedienereingriff produzieren

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