Transport- und Lagersysteme

32. Transport - und Lagersysteme


Transportieren und Lagern von Werkst├╝cken und Werkzeugen, Verkettung von Fertigungseinrichtungen, Werkst├╝ckzuordnung, Werkzeugbereitstellung, Werkzeug├╝berwachung

32.1. Aufgaben und Funktionen von Transport - und Lagersystemen


Die Aufgabe der Unternehmslogistik besteht darin, den Material -, Waren - und Produktflu├č im ganzen Produktionsflu├č zu gestalten, zu steuern und zu kontrollieren. Ihre Aufgabe ist die Bereitstellung der richtigen Ware in der richtigen Menge zum richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort und zu den minimalsten Kosten. Solche Systeme haben, um billig zu sein, einen hohen Technisierungsgrad, und sind personalarm. Die Funktionen teilen sich also auf in: bef├Ârdern, verteilen, sammeln und puffern.

32.1.1. Bildung von Lagereinheiten

F├╝r die Planung von Transportsystemen muss man wissen, welche Einheiten man bef├Ârdern k├Ânnen soll. Es gibt St├╝ckgut und Sch├╝ttgut.
    Sch├╝ttgut
Loses Gut in sch├╝ttbarer Form; l├Ąsst sich nach Korngr├Â├če und - Form, nach Flie├čverhalten, nach chmischen Eigenschaften und nach Temperatur einteilen
    St├╝ckgut
Dieses existiert entweder als Einzelgut, als Massengut von Einzelst├╝cken oder es bildet mit einem F├Ârderungsmittel (zB.: Palette, Lagerkasten, Beh├Ąlter, Container) eine Ladeeinheit. Folgende Eigenschaften m├╝ssen genau bekannt sein: Ma├če, Form, Bodenfl├Ąche, mechanische Eigensch., Empfindlichkeit.
Der Vorteil von Ladeeinheiten liegt darin:
- eine Einsparung von Umladevorg├Ąngen,
- Schonung des Transportgutes,
- Erleichterung der Automatisierung,
- Einsparung der Verpackungskosten

32.1.2. Planung von solchen Systemen

Welche Daten ben├Âtige ich f├╝r die Planung eines Transport - un Lagersystems:
Art des Transportgutes, Transportweges, Antriebes, Energiezufuhr, Betriebsdauer, St├╝ckgutstrom, Auf - und Abgabeeinrichtungen, ├ťbergabestellen, Bedienung und Wartung, Umgebungseinfl├╝sse, Sicherheitsvorkehrungen, Investition und Betriebskosten, Schnittstellen, Platz der zur Verf├╝gung steht, gesetzliche Bestimmungen, Auftragsstruktur, Artikelstruktur, ...
Ein Planungsproze├č l├Ąuft so ab:
Vorstudie (mit Vergleichen mit anderen Systemen), Systemplanung, Ausf├╝hrungsplanung, Ausf├╝hrung, Kontrolle

32.3. Werkst├╝cktransport


Grunds├Ątzlich gilt:
Die Automatisierung der Fertigungseinrichtungen wird durch den Automatisierungsgrad der Transport - und der Handhabungseinrichtungen wesentlich beeinflu├čt.
Es gibt Stetig - und Unstetigf├Ârderer.
- Stetigf├Ârderer werden immer dort eingesetzt, wo gro├če F├Ârderstr├Âme mit gleichartigen G├╝tern den selben Weg bef├Ârdert werden m├╝ssen. (W├Ąhrend des Transportes k├Ânnen andere Arbeitsg├Ąnge wie trocknen, mischen, sortieren, zusammenstellen, montieren get├Ątigt werden.)
- Unstetigf├Ârderer sind zB. auf Schinen fahrende Krane, Regalf├Ârderzeuge (Billa) oder H├Ąngebahnen.
Transportkomponenten:

Prinzip:
ohne Zugmittel
ohne Zugmittel
mit Zugmittel
mit Einzelantrieb

ohne Energiezufuhr
mit Energiezufuhr
mit Tragmittel

Bezeichnung:
Schwerkraftf├Ârderer
Schwingf├Ârderer
Kettenf├Ârderer
Flurf├Ârderer
Beispiele:
Rutschen
Sch├╝ttelrutschen
Elevatoren
schienengef├╝hrte Transportwagen

Ablaufrinnen
Schwingrinnen
Gliedb├Ąnder
fahrbare Roboter

Rollbahnen
Rollbahnen mit Antrieb einzelner Rollen
Plattenb├Ąnder mit gelenkiger ├ťberdeckung
induktiv gesteuerte Transportwagen

32.2. Verkettung von Fertigungseinrichtungen


Die Kombination der Fertigungseinrichtungen wird zumeist durch die Bearbeitungsfolge und durch einen gew├╝nschten Werkstoffflu├č festgelegt.
Eine selbstt├Ątig arbeitende Fertigung wird Fertigungskette genannt. In einer Fertigungskette werden verschiedene Fertigungsvorg├Ąnge am gleichen Werkst├╝ck gefertigt und gleichzeitig wird der Mensch von st├Ąndiger, zeitabh├Ąngiger, k├Ârperlicher und geister T├Ątigkeit befreit.

Eine automatisch gesteuerte Fertigungskette besteht aus folgenden Teilen:
- Transporteinrichtungen
- Handhabungseinrichtungen (siehe Martin Potpetschnigg)
- Bearbeitungseinrichtungen
- Me├č - und ├ťberwachungseinrichtungen
- Steuer - und Regeleinrichtungen
Logischerweise bestimmt das langsamste Glied die Taktzeit der Fertigungskette.

Der Nutzungsgrad einer Fertigungskette erh├Âht sich durch kurze Werkzeugwechselzeiten (zB: voreingestellte Werkzeuge), rasches Aufbauen, Umstellm├Âglichkeit auf ├Ąhnliche Werkst├╝cke bei kurzen Umr├╝stzeiten.

32.4. Arten der Verkettung

32.4.1. lose Verkettung

Bei der losen Verkettung sind Zubringereinrichtungen und Bearbeitungseinrichtungen voneinander unabh├Ąngig und steuern sich selbst.

Vorteile:
- F├Ąllt eine Bearbeitungseinrichtung aus, so wird die n├Ąchstfolgende bzw. vorhergehende
Einrichtung nicht beeinflu├čt, da ein Puffer zw. den Einrichtungen besteht.
- Die an verschiedenen Stellen anfallenden St├Ârzeiten addieren sich nicht.
- unterschiedliche Verfahren und Einrichtungen k├Ânnen problemlos miteinander verkettet
werden.

Nachteil:
- Platz f├╝r Pufferzonen

32.4.2. starre Verkettung

Bei der starren Verkettung sind die einzelnen Fertigungseinrichtungen innerhalb der Verkettung in ihrem Handhabungskreislauf abh├Ąngig. In den Bearbeitungskreisl├Ąufen k├Ânnen sie jedoch abh├Ąngig oder unabh├Ąngig sein. Die Fertigungs - und Handhabungseinrichtungen werden gemeinsam gesteuert. Taktgebunde Weitergabe der Werkst├╝cke.

Vorteil:
- keine Platzverschwendung f├╝r Puffer

Nachteile:
- F├Ąllt eine Bearbeitungseinrichtung aus, so wird die n├Ąchstfolgende in der Verkettung ebenso
stillgelegt.
- kein bzw. zu kleiner Puffer
- Bei starrer Verkettung addieren sich die an verschiedenen Stellen anfallenden St├Ârungen

32.4.3. flexible Verkettung

In einer flexiblen Fertigung sind die wichtigsten Aufgaben eines guten Verkettungssystems transportieren, erkennen und handhaben.
Die zu bearbeitenden Werkst├╝cke werden vom R├╝stplatz zu den Maschinen und wieder zur├╝ck transportiert.

verschiedene Transporteinrichtungen nach der Art der Verkn├╝pfung:
- Linie:
Vorteil: - Transportsystem ben├Âtigt wenig Platz
- einfache Erweiterung
- Ring:
Vorteil: - Paletten bleiben bis zur Fertigstellung der Werkst├╝cke im Umlauf (= Puffer)
- einfache Erweiterung
- Leiter:
Vorteil: - System wirkt wie ein Puffer (Paletten umkreisen die Maschinen, bis sie zugewiesen werden)
Nachteil: - schlechte Zug├Ąnglichkeit
- Fl├Ąche:
Vorteil: - hohe Flexibilit├Ąt
- guter Zugang zu den Maschinen
- einfach erweiterbar
Nachteil: - Fahrwege m├╝ssen freigehalten werden

32.5. Werkst├╝ck - und Werkzeugzuordnung


wichtigsten Ziele der Werkst├╝ck - und Werkzeugversorgung sind:
- einschieben von Zusatzauftr├Ągen
- bessere Auslastung der Maschinen
- Durchlaufzeitverk├╝rzung
- Wegfall von Zwischenlagern
- Erkennung und Ersatz von verbrauchten Werkzeugen

32.5.1. Werkst├╝ckzuordnung

Die Werkst├╝ckzuordnung legt fest, wie die einzelnen Werkst├╝cke die Fertigungseinrichtungen durchlaufen m├╝ssen. Dabei kann eine Komplettbearbeitung auf nur einer Maschine aber ebenso nacheinander auf mehreren Maschinen erfolgen.

Bei der Mengenfertigung erfolgt die Zuordnung der Werkst├╝cke in festgelegter Reihenfolge durch speziell ausgelegte Zubringereinrichtungen.
Bei der flexiblen Fertigung erfolgt die Zuordnung der Paletten durch den Computer. Dadurch muss eine entsprechende Codierung erfolgen (zB: Bar - Code, Strichcode).

32.5.2. Werkzeugzuordnung

Bei konventioneller Mengenfertigung wurden die Werkzeuge abh├Ąngig von der Bearbeitung meist manuell ausgetauscht und manuell oder automatisch gewechselt.
Bei der flexiblen Fertigung soll der Werkzeugaustausch und der - wechsel automatisch erfolgen. Die Werkzeuge sind in der flexiblen Fertigung meist nicht maschinenbezogen. Daher m├╝ssen die Werkzeugverwaltung und die Steuerungen bestimmte Anforderungen erf├╝llen.

32.6. Werkzeugbereitstellung


Im Sinne der Automation m├╝ssen bisher ├╝berwiegend manuell ausgef├╝hrte T├Ątigkeiten automatisiert werden - dies gilt auch f├╝r die Werkzeuge. Daraus folgt, dass die Werkzeuge katalogisiert, numeriert, codiert, justiert und programmiert werden m├╝ssen.

Die Aufgabe der Werkzeugverwaltung ist die richtigen Werkzeuge zum richtigen Zeitpunkt mit allen erforderlichen Daten der richtigen Maschine zuzuordnen. Es ergibt sich weiters die Forderung des automatischen Werkzeugaustauschs bei verschlissenen oder kaputten Werkzeugen. Dadurch ben├Âtigt man die Werkzeug├╝berwachung.

32.7. Werkzeug├╝berwachung

32.7.1. indirekte Messung der Schnittkr├Ąfte

Bei diesem Verfahren werden die Axialkraft und das Drehmoment an der Arbeitsspindel gemessen. Wenn das Werkzeug verschlissen (zB: abgestumpft) ist, so erh├Âhen sich die erforderliche Schnittkraft und die Vorschubkraft.
[dieses Verfahren ist weniger geeignet, wenn Werkst├╝cke mit kurzen Bearbeitungszeiten bearbeitet werden sollen oder wenn mit manueller Vorschubkorrektur gearbeitet wird.]

32.7.2. Messung und ├ťberwachung der Stromaufnahme

Durch Messung der Stromaufnahme werden die Ver├Ąnderungen der Schnittleistung erfa├čt. Der Anstieg des Drehmoments des Hauptspindelmotors hat einen proportionalen Stromanstieg zur Folge.

32.7.3. Messung elastischer Verformungen

Durch Messung elastischer Verformungen (die hervorgerufen werden durch zunehmenden Kraftanstieg am Werkzeugtr├Ąger, an Maschinenteilen, ...) lassen sich Ver├Ąnderungen bei der Zerspanung, Kollision und Werkzeugverschlei├č gut nachweisen.

32.7.4. AC (adaptive control) Verfahren: Kombination der 3 genannten Verfahren

Das AC - System ist eine rechnergesteuerte Schnittwertoptimierung.
Dadurch wird der Vorschub bei einem Zerspanungsvorgang so geregelt, dass die Antriebsleistung der Werkzeugmaschine st├Ąndig zu etwa 95% ausgenutzt wird. Dazu wird die Ist - Leistung (=Regelgr├Â├če) gemessen und im AC - Regler mit der Nennleistung (=F├╝hrungsgr├Â├če) verglichen. Der Vorschu├č wird solange ver├Ąndert bis die Regelabweichung Null ist.
Problem: Wenn der Mei├čel abstumpft (=St├Ârgr├Â├če), so w├Ąchst der Leistungsbedarf und der Vorschub w├╝rde immer kleiner werden. Daher wird gleichzeitig auch die Schnittkraft gemessen.
Nachteil:
- hohe Kosten

1183 Worte in "deutsch"  als "hilfreich"  bewertet