RBG Konstruktion

Hallo zusammen,

da in der Firma meines Vaters das Kommissionier-Aufkommen langsam hoch wird für eine Person, habe ich mir gedacht, dass ich
ein Regalbediengerät aufbauen möchte.

Ist Situation:
Mein Vater verarbeitet sämtliche Bestellungen in einem eigenem Software-System.
Danach wird zur "Packstation" gewechselt, welche die einzelnen Aufträge anzeigt und zeigt zu welchem Regal er laufen muss und welchen
Artikel er zu entnehmen hat. In einem Fach können bis zu 3 verschiedene Artikel liegen. Momentan liegen diese einfach übereinander.

So wird nun Bestellung für Bestellung abgearbeitet.

Vorhanden sind momentan ca. 2000 Lagerplätze.

Soll Zustand:
Sobald im Software-System ein neuer Auftrag erfasst wurde, soll dieser automatisch durch das Regalbediengerät (RBG) in Sequenz (also in Pack-Reihenfolge)
auf ein Förderband gestellt werden, so dass Mann nur noch an der Packstation steht und den Artikel entnehmen muss.

Der Einfachheit halber, soll dies mit Kartons realisiert werden. Somit werden immer bis zu 3 Artikel in einem Karton gelagert.

Folgendes habe ich mir nun gedacht:
Das RBG benötigt 3 Schrittmotoren?, also ein Antrieb, einen für die Höhenverstellung des Schlittens und eine Gabel zur Entnahme des Kartons.
Da das Regal bereits vorhanden ist, würde ich mittig ein bestimmten Bereich ausschneiden, so dass der Karton theoretisch nur noch links und rechts aufliegt.
Somit könnte die Gabel welche auf dem Schlitten ist den Karton einfach von unten anheben.

Beispiel:
RBG Fährt zu Position 6413, hebt den Schlitten auf Position 612 und fährt dann die Gabel aus. Hebt nun 30 Schritte an und fährt die Gabel wieder ein. Somit
steht der Karton erfolgreich auf dem Schlitten. Die Abgabe erfolgt genau in umgekehrter Reihenfolge.

Soweit die Theorie :)

Das RBG soll ca. in Schrittgeschwindigkeit fahren können, der Hub und die Gabel ebenfalls.
Das aufzunehmende Gewicht beträgt maximal 10 kg.

Zudem soll das ganze so günstig wie möglich aufgebaut werden.
Als Mikrocontroller habe ich einen Atmega128P-PU gewählt welcher in C Programmiert werden soll.

Gedacht habe ich mir das ganze nun so, dass es einen Zentralen Server geben soll, welcher den einzelnen RBGs die Befehle per LAN
zusenden soll. Sprich Position, Höhe und Holen oder bringen. (Beispielhaft)

Dazu habe ich zu dem Mikrocontroller auch den ENC 28J60-I/SP für die Netzwerkanbindung.

Nun zu meinen Fragen:

1. Wie würdet Ihr das RBG Lagern / Bewegen? Mit Rollen auf dem Boden? Schiene oder an der Decke?
Es sollte so geräuscharm wie möglich laufen (Kosten / Nutzen Verhältnis natürlich entsprechend)

2. Welche Motoren würdet Ihr empfehlen?
Mit Getriebe oder ohne? Welchen Motortreiber usw?

3. Wie würdet ihr das RBG "versorgen"? Schleppkette oder Schleifschiene oder doch ganz anders?

Vielen Dank für eure Unterstützung!

Mit freundlichen Grüßen

Michael

Wie groß sind diese Kisten?
Wie groß sind die Regale?
Wie viele Regale sind es?
Wäre für die Z-Achse ein Paternoster denkbar? (Kennst Du vielleicht aus dem Baumarkt, wo die Teppichrollen Karussell fahren)
Wenn man mit dem Paternoster alle Waren auf Ameisenkniehöhe absenken kann, wäre dann nicht ein halbautonomes Wägelchen mit Leitlinienführung und Barcodescanner sinnvoller?
Wie kommen die Kisten sonst wieder zurück (insbesondere vom Förderband auf den Greifer, da stehen die Kisten u.U. nicht wieder sauber drauf)?

Ich weiß! Viele Fragen.

Hallo,

vielen Dank für deine Antwort / Fragen! :)

Da die Regale bereits vollständig vorhanden sind, sollen diese auch bestehen bleiben.
Mein Vater hat auch bereits 2/3 des Lagers in Kartons verpackt (aus Verschmutzungs-Gründen) so dass dies meine Ausgangssituation sein soll :)

Wie bereits geschrieben ist das Problem, dass die Laufwege einfach zu lang sind und einfach nur viel Zeit kosten.

Daher möchte ich "einfach" in jeder Gasse ein RBG fahren lassen, welches die Kisten aufnehmen kann. Also im Prinzip ein "Automatisches Hochregallager für Kleinteile". Nur in Klein :)

Hier bei YouTube ist so etwas in "riesig" zu sehen:

https://www.youtube.com/watch?v=0rdzJ2WuSMM

Bei 0:07 Min. ist das Regalbediengerät zu sehen um das es mir im Moment geht! Der Rest rings herum ist dann schon lösbar :)
Sofern das RBG überhaupt die Kisten heben kann! :) Das RBG im Video kann allerdings gleich 3 Kisten nehmen, was bei mir nicht notwendig ist! Eine reicht vollkommen! :)

Dies ist einfach möglich, da ich einfach ein Ausschnitt in die Fächer schneiden kann, so dass die Gabel (wie eine Zunge) mit einer Gummi Matte oben drauf einfach unter den Karton
greifen kann um diesen an zu heben. Auch das Absetzen auf das Förderband ist ganz einfach! Hier wird es einen speziellen Platz neben dem Band geben, welcher die selbe Aufnahme erhält wie die Regale.
Ähnlich 2 Kufen, auf die der Karton wieder abgestellt werden kann. Die Kufen können dann z.B. einfach abgesenkt werden um den Karton abzustellen... Aber darum mache ich mir erst später Gedanken :)

Ein Paternoster ist aufgrund des doch erheblichen Umbaus leider nicht geeignet.

Die Rückführung der Kartons ist auch denkbar einfach!
Diese werden einfach unter der Fördertechnik zurück geführt (genau wie die hin Strecke nur halt zurück :) )
Dafür wird unter dem "Abgabefach" ein Fach speziell zur Rückführung entstehen. Die Kartons werden alle mit einem Barcode ausgestattet, so dass
diese auf dem Rückführplatz noch einmal gescannt werden können um so dessen Ziel festlegen zu können. Also alles denkbar einfach :) Ich werde
nachher noch eine Zeichnung machen, mit der ich das evtl. etwas verdeutlichen kann :)

Ein Regal Fach / Karton hat ca. die Maße von 30 x 30 cm mit maximal 10 kg Gewicht. Daher dachte ich hier evtl. an einen Riemenantrieb (für den Hub) mit Flaschenzug.

Bin aber für jede Idee dankbar!

Mit freundlichen Grüßen

Michael

Einfach einen Karton mit einer Gabel aufnehmen mag ein paar Mal gut gehen. Irgendwo wird es Ungenauigkeiten beim Aufnehmen geben oder auch beim Abstellen. Deshalb müsste man auf jeden Fall dran denken, eine Art Justierung für einen Karton vorzunehmen. So dass er stets richtig gegriffen und abgestellt wird. Wenn die Ware in einem Karton auf einer Seite Übergewicht erzeugt, könnte der Karton vlt. auch umkippen oder herunterfallen.

Einen Prototyp Deines RGB sollte man vielleicht zuerst mit Akkus aufbauen. Da gibt es eine Menge zu tüfteln, bevor das dann einwandfrei funktioniert. Vielleicht ändert sich dann auch die Fahrweise. Obwohl mit Leitlinie und Sensor wäre schon sehr genau zu steuern, aber aufwendiger und vielleicht langsamer. Oder man lässt es tatsächlich starr auf Schienen laufen. Das finde ich unkomplizierter. Einfach hin und herfahren und ist immer "justiert". Wenn Du einfach einen Seilzug nimmst, um die Gabel zu heben und zu senken, brauchts nur einen starken Motor, mit Getriebe vermutlich. Man muss dann nur die Position an den Regalen (rauf und runter) genau treffen. Vor und zurück muss man auch genau positionieren. Könnte man mit Lichtschrankentechnik lösen oder einer intelligenten Kamera, die bestimmte Labels an den Regalen erkennt und sich daran orientiert. Die Feinjustierung kann man auch mit der Gabel machen, wenn die sich rauf und runter und links und rechts bewegen lässt.

Hallo,

die Ausrichtung des Kartons könnte man ja direkt auf den Übergabeplätzen vornehmen. Z.B. kann man den Karton ja mit einer Förderkette direkt bis an einen Anschlag schieben und mit einer weiteren Kette bis an einen 2ten Anschlag an der anderen Axe, so dass der Karton immer an der selben stelle steht. Aber wie gesagt, darum geht es mir im Moment nicht :)

Ich wollte eher wissen, welche Motoren Ihr mir empfehlen könnt und ob jemand aus Erfahrung z.B. eine Schiene auf dem Boden oder auf Räder in einer L Schiene oder wie auch immer empfehlen kann! :)
Und was natürlich auch sehr wichtig ist, ob die Kabel inklusive Netzwerkkabel besser in einer Schleppkette oder doch eher in einer Schleifschiene aufgehoben wären?

Eine Schleppkette wäre bei decken Befestigung ja denke ich nicht so ohne weiteres möglich usw :)

Ich dachte daran das RBG einfach auf einer oder 2 Schienen mit Rollen laufen zu lassen und das ganze mit einem Schrittmotor und einem Zahnriemen zu realisieren.
Also das RBG zwischen oder auf die Schiene stellen, Zahnriemen am Start und am Ende befestigen, einmal um das Zahnrad des Schrittmotors rum, mit 2 Umlenkrollen und schon kann er sich vor und zurück ziehen.
Die Positionierung sollte ja über eine Schrittzählung auch Problemlos funktionieren denke ich oder gibt es da Einwände? Man könnte ja auch jede 5te Fahrt z.B. in einen definierten Zustand z.B. in einen Endschalter fahren um die Zählung abzugleichen oder ähnliches?

Vielen Dank für eure Unterstützung! :)

Mit freundlichen Grüßen

Michael

- - - Aktualisiert - - -

Hallo zusammen,

als Führungsschiene würde sich z.B. so etwas anbieten denke ich:

Anhang 33589
Sprich einfach eine Schiene unten und oben, und daran per Zahnriemen und Schrittzählung bewegen.

Was haltet Ihr von so einem Prinzip und wie würdet Ihr die Strom + Daten Versorgung vornehmen? Kabelschlepp oder Schleifschiene oder ...?

Und welche Motoren könnt Ihr mir empfehlen?

Wenn Du schon solch eine Konstruktion nimmst, kann man Strom an oberer und unterer Schiene abgreifen. Unten Null oben Phase. Die Daten per WLAN, denk ich, weil es schon so kostengünstige Module dafür gibt.

Hallo,
als Konstruktionsmaterial würde ich Gliederketten (zB Fahrad) in betracht ziehen.
Gut verfügbar und Preiswert

Gruß

Hallo zusammen,

WLAN kommt leider nicht in Frage, deshalb habe ich wie bereits Beschrieben bereits den ENC 28J60-I/SP gekauft.
Ist es denn so einfach möglich die Spannung über die beiden Schienen zu übertragen? Geht dies dann nicht auch durch die Lager oder Befestigungen auf die gesamte Konstruktion über?
Was ist mit Erdung? Und da ich ja kein WLAN verwenden kann, würden dann auch noch die Datenleitungen fehlen!

Die Idee mit den

Gliederketten finde ich Interessant! Wie genau soll so etwas funktionieren?

Vielen Dank!

Mit freundlichen Grüßen

Michael

Keiner würde heute noch hunderte Meter LAN-Kabel ziehen, wenn man einfach einen 4-Eur-Baustein programmieren kann, der WLAN schon mitbringt. Unten geht es doch nur um die Erde, den Null-Leiter. Wenn das gesamte Gerät dort sozusagen geerdet ist, ist doch alles gut. Oben kann man zusätzlich einen Draht spannen, an den man mit einer Minirolle aus Metall dran geht. Natürlich muss der Abnehmer gegenüber dem übrigen Gerät entsprechend isoliert sein. Wenn man sich das Ganze so überlegt, muss man auch bedenken, dass das Alles noch abgenommen werden muss. Es befindet sich innerhalb einer Produktionsstätte, wo man es dann mit sämtlichen Schutzmaßnahmen zu tun hat, inklusive der Dokumentation und der Zertifizierung der Geräte / einzelner Komponenten (Arbeitsschutz etc pp.).

Wenn ich mir so heutige Kameramodule ansehe, die schon mehrere verschiedene Objekte erkennen und verfolgen können und die auch programmierbar sind, inkl. günstigster Elektronik mit WLAN-Technik, dann denke ich, dass autonom fahrende Geräte nicht so schwer zu realisieren sind. Man hätte keine Wechselspannungsleitungen, keine zig Rollen LAN-Kabel oder Stromleitungen zu verlegen. Man hätte einzig das Problem, dass man für den selbstfahrenden Mini-Stapler einen ordentlichen Mast benötigt, der ordentlich ein und ausfährt und das Gewicht tragen kann. Der fahrende Untersatz mit Akku müsste stabil und schwer genug sein, um aus einem 20 Meter hohen Regal noch was herauszuholen. Weil wenn der Mast erst mal ausfährt, bekommt man einiges an Übergewicht das gehalten werden müsste. Und bis zu 20kg Nutzlast sind in 20 Meter Höhe nicht gerade wenig.

Ich würde den Kompromiss versuchen und die Schienenvariante wählen, aber mit Akkubetrieb (Niederspannung) der RGB und WLAN-Netzwerk-Verbund (keine umständliche Kabellage). Anonsten Wird man wohl um eine Kabelschleppe nicht umhin kommen.

Hallo,

das stimmt natürlich, doch ich will die Anlage so spartanisch wie nur möglich aufbauen um möglichst wenig Teile zu haben, die verschleißen oder kaputt gehen können...

WLAN wird leider nicht verwendet, da dann auch zusätzliche Maßnahmen zum Schutz des WLAN Netzes getroffen werden müssten. Verschlüsselung der Übertragung sowohl auf seiten des RBGs als auch an den Steuer Rechnern usw...
Da ziehe ich ein altmodisches Kabel vor :)

20 Meter Mast werden nicht benötigt :) Der Höchste Bereich liegt bei ca. 3 Metern.

Über die Schutzeinrichtungen und die Abnahme brauche ich mir keine Gedanken machen. Die Anlage kann nur durch ein Schutztor betreten werden, welche die gesamte Spannung im System deaktiviert :)

Könnt Ihr mir vieleicht einen Tip geben, welcher Motor nach eurer Ansicht für den Hub geeignet wäre?

Einzige Rahmenbedingungen sind das er bis auf 3 Meter ein Gewicht von ca. 10 kg heben können muss.

Vielen Dank!

Mit freundlichen Grüßen

Michael