AiF-Endbericht des Forschungsprojektes Nr. 14903 "Bestimmung der systemtechnischen Auslegungsparameter für ein automatisiertes Bodenblocklager"

Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung .........................................................................................................................3 1.1 Allgemein................................................................................................................3 1.2 Systemkonzept „Automatisches Bodenblocklager“ ..................................................3 1.3 Aufgabenstellung ....................................................................................................4 1.4 Stand der Forschung und der Technik ......................................................................4 1.5 Ablauf des Vorhabens .............................................................................................5 2 Statisches Verhalten der Ladeeinheit .................................................................................6 2.1 Zielsetzung ..............................................................................................................6 2.2 Systematisierung der Ladehilfsmittel ........................................................................6 2.3 Systematik geeigneter Kraftangriffspunkte...............................................................7 2.4 Bestehende Prüfverfahren........................................................................................8 2.5 Belastbarkeit im Kraftangriffspunkt..........................................................................9 2.6 Durchbiegung .......................................................................................................10 2.7 Ergebnisse .............................................................................................................10 3 Testphase „Statisches Verhalten der Ladeeinheit“ ...........................................................11 3.1 Zielsetzung ............................................................................................................11 3.2 Durchbiegung .......................................................................................................11 3.3 Belastbarkeit im Kraftangriffspunkt........................................................................12 3.4 Ergebnisse .............................................................................................................12 4 Dynamisches Verhalten der Ladeeinheit ..........................................................................14 4.1 Zielsetzung ............................................................................................................14 4.2 Vorgehensweise der Modellierung .........................................................................14 4.3 Modalanalyse ........................................................................................................14 4.4 FEM - Analyse........................................................................................................17 4.5 Verfeinerung des Modells durch Diskretisierung der Massenbelegung....................17 4.6 Ergebnisse .............................................................................................................19 5 Testphase „Dynamisches Verhalten der Ladeeinheit“ ......................................................20 5.1 Zielsetzung ............................................................................................................20 5.2 Schwingungsverhalten...........................................................................................20 5.3 Ermittlung des Bewegungswiderstandes ................................................................22 5.3.1 Versuchsaufbau und Versuchsdurchführung...................................................22 5.3.2 Auswertung der Versuche ..............................................................................23 5.3.3 Berechnung der möglichen Bahnlänge ...........................................................29 5.4 Ergebnisse .............................................................................................................31 6 Modellierung des Seiltriebes............................................................................................32 6.1 Zielsetzung ............................................................................................................32 6.2 Wirkungsgrad........................................................................................................32 6.3 Übertragbare Kräfte...............................................................................................35 6.4 Lebensdauer..........................................................................................................36 6.4.1 Allgemein ......................................................................................................36 6.4.2 Berechnungsverfahren ...................................................................................37 6.4.3 Validierung der Berechnung ...........................................................................42 6.4.4 Berechnung der Lebensdauer für realen Betriebszustand ................................43 6.5 Optimierungspotenziale des Seiltriebes ..................................................................45 6.6 Ergebnisse .............................................................................................................47 7 Testphase „technisch-physikalische Eigenschaften des Seiltriebes“ ..................................48 Seite 1 Inhaltsverzeichnis 7.1 Zielsetzung ............................................................................................................48 7.2 Allgemein..............................................................................................................48 7.3 Versuchsanordnung...............................................................................................48 7.4 Seil-Macharten ......................................................................................................51 7.5 Versuchsdurchführung ..........................................................................................52 7.6 Ergebnisse .............................................................................................................53 8 Bestimmung des möglichen Systemdurchsatzes...............................................................56 8.1 Zielsetzung ............................................................................................................56 8.2 Vorgehen ..............................................................................................................56 8.3 Berechnungsmodell ...............................................................................................57 8.3.1 Eingabedaten für Berechnungsmodell ............................................................57 8.3.2 Dynamische Spielzeitberechnung....................................................................58 8.3.3 Füllgrad und Betriebsstrategie ........................................................................59 8.3.4 Artikelspektrum und Lagerbelegung...............................................................60 8.3.5 Zeitverhalten und Mengenverteilung der Ein- und Auslagerung ......................63 8.4 Erhöhung des Automatisierungsgrades ..................................................................64 8.5 Ergebnisse .............................................................................................................66 9 Zusammenfassung / technisch-wirtschaftlicher Nutzen ....................................................69 10 Literaturverzeichnis .........................................................................................................70 Seite 2 Einleitung 1 EINLEITUNG 1.1 Allgemein Dieser Bericht stellt die im Rahmen des Projektes AIF Nr. 14903 „Bestimmung der systemtechni- schen Auslegungsparameter für ein automatisiertes Bodenblocklager“ erarbeiteten Projekter- gebnisse dar. Bezugszeitraum ist die Projektlaufzeit vom 01. Januar 2007 bis zum 30. April 2008. 1.2 Systemkonzept „Automatisches Bodenblocklager“ Das neue Systemkonzept des automatischen Bodenblocklagers stellt eine Synthese aus einem Bodenblock- und einem Durchlaufregallager dar. Das Grundprinzip besteht in der Lagerung gestapelter und palettierter Ladeeinheiten (1) auf passiven Rollenbahnen. Die Rollenbahnen (2) sind direkt auf dem Hallenboden befestigt. Durch einen auf einem Schlitten (3) angebrachten Mitnehmer (4) werden die Ladeeinheiten zur Entnahmeseite verdichtet. Die Beschickung und Entnahme erfolgt manuell mit Hilfe von Gabelstaplern oder alternativ dazu durch eine automati- sche Bedientechnik. Anwendungsfall- bzw. branchenspezifisch kann entweder die FIFO- oder die LIFO-Strategie umgesetzt werden. Die Kraftübertragung von der stationären Antriebseinheit (5) auf den Schlitten bzw. Mitnehmer geschieht durch einen Seiltrieb (6). Kippsicherungen (7) verhindern insbesondere bei großen Stapelhöhen ein Kippen der Stapel in den Endlagen. Die Kippsicherungen können entfallen, sobald keine Personengefährdung vorliegt.