GridSorter - Dezentraler Plug&Play Sorter & Sequenzer

GEBHARDT GridSorter

Basierend auf dem GEBHARDT FlexConveyor, einem modularen, dezentral gesteuerten Fördersystem, wurde der GEBHARDT GridSorter entwickelt, der die Warensortierung flexibel gestaltet. Durch den modularen Aufbau und die anpassungsfähige Steuerung ergeben sich neben den traditionellen auch neue Anwendungsfelder, in denen bisher keine Sorter eingesetzt wurden.

Das Konzept

Industrie 4.0, cyber-physische Systeme, Internet der Dinge - es gibt zahlreiche Schlagworte, die den heutigen Trend in der Produktion und Logistik zu mehr Anpassungsfähigkeit beschreiben. Doch was bedeutet das in Bezug auf die konkrete Realisierung von Materialflusssystemen? Innerhalb eines Kooperationsprojekts zwischen dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wurde ein Plug&Play-Sorter entwickelt, der mit Modularität und dezentraler Steuerung den Anforderungen nach einfacher Inbetriebnahme und hoher Flexibilität entspricht. Die Ware wird nicht wie auf herkömmlichen Sortern durch Ausschleusung von einer Linie oder einem Ring sortiert. Der neue GridSorter besteht aus einer zusammenhängenden Fläche von 90 Grad Umsetzern; er ist eine Art Schachbrett aus Fördermodulen, von denen jedes Einzelne Daten verarbeiten und selbstständig Entscheidungen treffen kann. Das Grundmodul des Sorters ist der FlexConveyor.

Vorteile des GridSorters

Der Aufbau aus gleichen Modulen, die dezentrale Steuerung und die Plug&Play-Fähigkeit ermöglichen folgende Kundenvorteile:

  • deutliche Optimierung der Planung:

Ein GridSorter lässt sich schneller planen. Der Kunde kann bereits ein Groblayout erstellen, da für Sortieren, Einschleusen und Ausschleusen immer das gleiche Element verwendet wird. Abschließend wird von GEBHARDT der geforderte Durchsatz überprüft. Eine Planung für unterschiedliche Umgebungen (Layout, Anzahl der Endstellen u. a.) lässt sich somit einfach ausführen.

  • einfache Anpassung des Layouts bzw. Durchsatzes an neue Anforderungen:

Ermöglicht wird dies sowohl durch das dem System zugrunde liegende Plug&Play-Konzept als auch durch die Verwendung der dezentralen Steuerung, die selbsttätig ein neues Layout erkennt und sich darauf einstellt.

  • automatische Erkennung und Kompensation von Störungen:

Während des Betriebs werden Ausfälle bzw. Störungen von Modulen automatisch erkannt und gemeldet. Da das System dezentral arbeitet, können im Störfall alle anderen Sortiermodule weiterhin normal betrieben und das fehlerhafte Modul einfach ausgetauscht werden. Währenddessen suchen die intakten Module nach alternativen Transportrouten; das Gesamtsystem erreicht so eine hohe Verfügbarkeit. Dies ist ein bedeutender Vorteil im Vergleich zu klassischen, zentralen Steuerungen, die meist einen Single Point of Failure darstellen und bei einem Ausfall das Gesamtsystem stilllegen.

Technische Realisierung

Ein Fördermodul des GridSorters enthält alle erforderlichen Komponenten, um für sich selbstständig Entscheidungen zu treffen und auszuführen. Dazu gehören Sensoren, um die Position der Ladungsträger zu erkennen, und Aktoren, um die Ladungsträger zu bewegen. Die Aktoren und Sensoren sind an die Steuerung des Fördermoduls, die FlexBox, angeschlossen, damit diese - basierend auf den gelieferten Daten - Entscheidungen treffen kann. Die FlexBoxen benachbarter Module werden über Ethernet miteinander verbunden, um Kommunikation durch Nachrichtenaustausch zu ermöglichen. Installiert wird der GridSorter mithilfe einer Rahmenkonstruktion, an der sowohl Zuführungen, Fördermodule und Abführungen einfach befestigt werden. Sie sind somit beispielsweise bei einem Defekt einfach und schnell einzeln austauschbar.

Anwendungsbeispiele

Der GridSorter weist grundsätzlich ein vorteilhaftes Verhältnis von Durchsatz und Flächenbedarf auf. Die einzelnen Module des GridSorters haben je nach Layout eine unterschiedliche Auslastung, die sich dynamisch im Betrieb verändern kann. Wenig verwendete Module können dazu genutzt werden, um Fördergüter zu puffern. Die Endstellen können auf kleiner Fläche eng beieinander liegen und sind in ihrer Anzahl variabel. Dadurch ergeben sich neben den traditionellen auch neue Anwendungsfelder, in denen bisher keine Sorter eingesetzt wurden. Ein Beispiel hierfür ist die Sequenzierung und Sortierung als Bindeglied zwischen Automatischem Kleinteilelager (AKL) und Kommissionierarbeitsplätzen. Durch die Möglichkeit, Fördergüter auf dem Sorter zu puffern, kann die durchschnittliche Zugriffszeit verkürzt und die Kontinuität des Förderstroms erhöht werden. Mithilfe des GridSorters kann so die Systemleistung eines AKL erhöht und nivelliert werden, was zu einem robusteren Gesamtsystem führt.

Außerdem lässt sich der GridSorter als Alternative zu konventionellen Systemen, wie Gleitschuh- oder einfachen Cross-Belt-Sortern, verwenden. Dadurch ist sein Einsatz in der Paketsortierung oder im E-Commerce möglich. Vorteile ergeben sich durch den deutlich geringeren Platzbedarf und die hohe Verfügbarkeit. Die Plug&Play-Fähigkeit der FlexBox-Steuerung ermöglicht den schnellen Austausch fehlerhafter Module. Da der Sorter stets mit den intakten Modulen weiterarbeitet und nach alternativen Transportrouten sucht, ist die Verfügbarkeit für das Gesamtsystem hoch. Dank der großen Pufferkapazität und des flexiblen Layouts eignet sich der GridSorter auch für Cross-Docking-Anwendungen.

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