Intelligente Positioniersysteme in Automatiklagern

PSI Technics und das Geheimnis der exakten Fahrprofile

  • Verschiebwagen übernehmen das automatische Ein- und Auslagerung von Kfz-Ersatzteilen.
  • Das Kernstück der Anlage: das Positioniersystem PSS von PSI-Technics.

Verschiebwagen übernehmen in den Automatiklagern von Bosch die automatische Ein- und Auslagerung von Kfz-Ersatzteilen. Mit einem Positioniersystem in Zusammenspiel mit einem IPC konnte die Verfügbarkeit und Positioniergenauigkeit weiterhin sichergestellt werden. Wir stellen das System vor.

Bei der Ein- und Auslagerung von Kfz-Ersatzteilen in den unternehmenseigenen Automatiklagern setzte die Robert Bosch GmbH bislang bei der Positionierung ihrer Verschiebewagen und Regalbediengeräte auf Positioniersysteme von Trimble. Nachdem Trimble aber 2005 die Produktion des sehr weit verbreiteten Positioniersystems ICS5000L eingestellt hatte, musste sich Bosch Automotive Aftermarket nach einer alternativen Lösung umsehen. Diese sollte im Idealfall die bestehenden Systeme, die sich durch kurze Durchlaufzeiten auszeichnen, bei möglichst geringem Integrationsaufwand ersetzen, um so aufwändige Umrüstungsarbeiten und die damit verbundenen Ausfallzeiten zu vermeiden. Außerdem sollte die neue Lösung die von den Alt-Systemen gewohnte hohe Zuverlässigkeit sowie einen geringen Wartungsaufwand bieten. Aufgrund der Erfahrung mit dem Trimble-System wünschte sich Bosch zudem eine langzeitverfügbare Lösung auf Grundlage offener Standards, um die Ersatzteilbeschaffung auch langfristig zu sichern.

Neues Positioniersystem

Fündig wurden die Ingenieure bei dem in Urmitz bei Koblenz ansässigen Unternehmen PSI Technics, das sich insbesondere auf intelligente und effektive Lösungen zur Steigerung der Produktivität und Qualität von Industrie-Positioniersystemen spezialisiert hat. Mit dem Positioning Solution System (PSS) hat das Unternehmen ein System für Positionierungsaufgaben entwickelt, das die Leistungsfähigkeit des Trimble-Systems sogar noch übertrifft. Die Funktionen des Systems erschöpfen sich nicht alleine in der Wegmessung, sondern es regelt und optimiert auch den zeitlichen Ablauf, indem es aus der maximalen Beschleunigung sowie dem zurückzulegenden Weg ein ideales Bewegungsprofil berechnet. Auf diese Weise werden Schleichfahrten vermieden und die Durchlaufzeiten erheblich verkürzt. Zudem handelt es sich bei dem PSS um das vermutlich weltweit einzige System, das die Parameter bestehender Trimble-Positioniersysteme konvertieren und einlesen kann, was bei der Implementierung dieser Retrofit-Lösung zu minimalen Stillstandzeiten führt.

Erweitertes Leistungsspektrum

Damit ist das Leistungsspektrum des PSS aber noch nicht erschöpft.

Im Gegensatz zu marktgängigen Positioniersystemen bietet es zwei weitere Kernmerkmale, die selbst den gehobenen Standard der Trimble ICS5000L Lösung hinter sich lassen. Das erste Kernmerkmal ist die Eigenintelligenz des Systems: Das PSS ermittelt eigenständig ein Maschinen-Modell der Anlage, in die es integriert ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen erfasst das PSS dafür nicht nur die Ist-Daten des Antriebs, sondern über die Sensorik (z.B. Laserentfernungsmesser) das Fahrverhalten der Anlage. Der Nutzen: Da das Verhalten der Anlage kontinuierlich analysiert und mit dem Maschinen-Modell verglichen wird, können auch feine Schwingungen der Anlage kompensiert werden. Dadurch steigert sich die Präzision erheblich und auch der Verschleiß der Anlage wird reduziert, was die Nachhaltigkeit des PSI-Systems unterstreicht.

Flexibel integrierbar

Das zweite Kernmerkmal ist die flexible Integrationsfähigkeit des Systems. Hierfür arbeitet das digitale Regelungssystem autark und bietet ein breites Schnittstellensortiment. Sobald es mit den übergeordneten Lagerverwaltungssystemen oder Steuerungen (SPSen) verbunden wird, führt das PSS deren Befehlsketten selbständig aus. Die Kommunikation erfolgt dabei flexibel beispielsweise über standardisierte Feldbussysteme oder, wie im Fall von Bosch, über serielle Schnittstellen. Zur Regelung von Antrieben aller Art gibt das PSS den Umrichtern die Sollwerte per Analogspannung oder Analogstrom für die Fahrt vor. Zur Erfassung der Entfernungsdaten können zum Feld hin moderne marktgängige optische Distanzmesser, z.B. auf Laser- oder Infrarotbasis, sowie Encoder- oder Barcode-Systeme flexibel über digitale oder analoge I/Os angebunden werden.

Erweiterte Leistungsfähigkeit

Technologisch handelt es sich bei dem PSS um eine Kontrolleinheit in Form eines kompakten Industrie-PCs, der über zahlreiche industriegerechte Schnittstellen und Anschlussmodule verfügt, einer Kommunikationsschnittstelle und pro zu regelnder Achse einen Distanzmesser. Als IPC verwendet man den ThinkIO Industrie-PC von Kontron, der zu der flexiblen Integrierbarkeit und der hohen Zuverlässigkeit des Systems beiträgt. Seine Intelligenz erhält der Industrie-PC durch die Software von PSI Technics, die über ein Web­interface komfortabel eingerichtet wird. Einmal eingerichtet, arbeitet die Software autonom und unterstützt neben dem automatischen Einlernen und der Parameteridentifikation auch eine intelligente Problembehandlung: Fällt beispielsweise einer der Distanzmesser aus, ist das PSS im Bedarfsfall auch in der Lage, für einen definierten Zeitraum statt der Sensor-Daten das Maschinen-Modell für die Positionierung heranzuziehen. Sollte dieser Zeitraum überschritten werden, wird eine Halterampe eingeleitet und die Maschine bleibt mit einer Störmeldung stehen.

Bereits im Einsatz

Das PSS Positioniersystem ist bei Bosch seit 2010 im Einsatz: Aufgrund der flexiblen Integrierbarkeit des PSS konnte man zwei Verschiebewagen ganz ohne den Austausch von Systemkomponenten und Antrieben in kurzer Zeit modernisieren. „Der ganze Vorgang dauerte pro Verschiebewagen nicht länger als zwei Stunden und war so unkompliziert, dass unsere Techniker die Umrüstung eigenständig vornehmen konnten", so Thomas Knebel, Instandhaltungsplaner bei Bosch im Geschäftsbereich Automotive Aftermarket. „Neben der einfachen Installation hat uns auch die Effizienzsteigerung des neuen Systems überzeugt. Wir haben bereits 10 weitere PSS Systeme bestellt."

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