Sortiersysteme Massenproduktströme effizient vereinzeln

Der von der Siemens-Division Mobility entwickelte Visicon Singulator vereinzelt kontinuierlich bis zu 9000 Einheiten pro Stunde. Dabei wird aus einem Massenstrom von Produkten wie Behältern, Paketen oder Polybeuteln ein singulierter Produktstrom erzeugt, der sich einem Sorter zuführen lässt. Innovative Merkmale ermöglichen qualitativ hohe und wirtschaftliche Vereinzelungsprozesse.

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Der auf der diesjährigen Logimat in Stuttgart präsentierte Visicon Singulator hat sich im Kern bereits im praktischen Einsatz im Express-Hub von UPS in Köln bewährt, und zwar zur vollen Zufriedenheit des KEP-Dienstleisters, wie Dietmar Krech, Leiter Product Lifecycle Management Cargo & Parcel bei Siemens Mobility, betont.

Der Singulator ist flexibel an die Soll-Leistung anpassbar

Allerdings wurden inzwischen einige wesentliche und von erheblichem Anwendernutzen geprägte Optimierungen durchgeführt. Die verbesserten Features betreffen beispielsweise den Durchsatz und die Design-to-Cost-Relation, so dass das ab sofort für den europäischen Markt verfügbare System pro Singulator und Stunde bis zu 7500 Pakete und in der Ausstattungsvariante mit zwei Ausgängen bis zu 9000 Einheiten vereinzeln kann.

Der Singulator kann eine große Bandbreite von Packungseinheiten (ab 100 mm und bis zu 1,4 m Länge sowie ab 4 g bis zu 40 kg) handhaben und hat dabei nur einen Bruchteil des Platzbedarfs herkömmlicher, rein mechanischer Singulatoren.

Einspeisung in den Singulator mit mehreren Bandförderern

Die Einspeisung der Packstücke in den Singulator geschieht über die aus mehreren schmalen Bandförderern bestehende Gapper-Unit. Diese schafft zwischen den sehr dicht aneinander ankommenden Paketen definierte Abstände und Lücken, und zwar in Längs- und Querrichtung, welches im nachfolgenden Transport eine eindeutige Erfassung des Fördergutes erlaubt.

Daran anschließend sorgen zwei Übergabebänder für die Stabilisierung der Paketgeschwindigkeit. Ab der Gapper-Unit erfassen insgesamt 160 Foto-Eyes die Grundfläche der Pakete.

Die Vereinzelungsfläche ist die größte Einheit des Systems. Bei der auf der Logimat präsentierten Anlage besteht diese Fläche aus 84 Antriebsmodulen, die die Packstücke drehen und vereinzeln.

Motion-Controller gibt individuelles Ausgangssignal an jedes Transportband

Das Ausgangssignal wird durch einen Motion-Controller gegeben, der die Transportbänder des Singulators individuell ansteuert. So lässt sich zum einen durch Beschleunigungsveränderung die Durchlaufgeschwindigkeit der Packstücke erhöhen, zum anderen lassen sich die Abstände zwischen den Paketen verkleinern. Da sich die Pakete meist auf mehreren, parallel liegenden Förderbändern bewegen, können sie darüber hinaus durch eine variable Beschleunigung der Bänder in die gewünschte Richtung gedreht werden.

Generell ist die Anzahl der pro Visicon Singulator installierten Antriebe vom geforderten Durchsatz und von der Größe der zu vereinzelnden Packstücke abhängig. Laufen zum Beispiel Pakete bis zur maximalen Länge von 1,4 m über die Anlage, muss das System insgesamt größer ausgelegt werden, da sowohl eine bestimmte Länge erforderlich ist, um die Pakete zu drehen und zu vereinzeln, als auch eine gewisse Breite, um die Diagonalmaße der Pakete beim Drehen berücksichtigen zu können.

Singulator-Breite kann für schmalere Pakete reduziert werden

Wenn allerdings ausschließlich Pakete mit 300 bis 400 mm Länge über die Anlage gefahren werden, so kann die Breite des Singulators von vornherein reduziert werden. Bei einem geringeren Durchsatz von beispielsweise 3000 bis 4000 Einheiten pro Stunde kann auch dessen Länge verkürzt werden.

Dies bedeutet eine geringere Anzahl von Antriebsmodulen, verbunden mit einer insgesamt reduzierten Anlagenlänge, was auch die Kosten senkt. Zur Ermittlung der für die jeweilige Anwendung optimalen Anzahl der Antriebsmodule bietet Siemens ein eigenes Simulationsprogramm an.

Singulator kommt mit wenig Platz aus

Nicht nur aus dieser je nach Anforderungsprofil unterschiedlichen Anlagengröße erschließt sich das erste große wirtschaftliche und organisatorische Vorteilsspektrum des Visicon Singulator. Vielmehr beansprucht dieser generell nur rund 25% des Platzes anderer Singulatoren. Denn während übliche Anlagen dieser Art 18 bis 20 m lang und – aufgrund der bei anderen Anlagen erforderlichen Rückführung – etwa 4 bis 5 m breit sind, kommt der Visicon Singulator mit rund 6,5 m Länge und 2 m Breite aus.

Weitere Vorteile ergeben sich aus dem Kamerasystem, das neben dem Antriebssystem die Schlüsselrolle spielt. Mit dem Kamerasystem werden die Pakete erkannt und erfasst; zudem wird das Volumen der Pakete mit einer auf die Kantenlänge bezogenen Genauigkeit von 1 cm erfasst – Daten, die beispielsweise für statistische Zwecke ausgewertet werden können. Ein weiterer Entwicklungsschritt wird die integrierte Adresslesung der Pakete sein.

Bei hoher Prozessqualität kann die Anlage schnell installiert werden

Die Packstücke durchlaufen den Singulator mit je nach Funktionsabschnitt variierenden Geschwindigkeiten: Eingangsseitig fahren sie mit 0,5 m/s in den Singulator ein, werden dann mit 3,4 m/s² auf eine Maximalgeschwindigkeit von 2,4 m/s beschleunigt und laufen je nach Durchsatzanforderung mit bis zu 2 m/s Ausgangsgeschwindigkeit aus der Anlage.

Gesteuert wird der Visicon Singulator von einem von Siemens entwickelten, PC-basierten Programm, das hinsichtlich der Antriebs- und auch der Kamerasteuerung sehr flexibel konfigurierbar ist. Flexibilität nach außen zum Netzwerk des Kunden gewährleistet eine Ethernet-basierte TCP/IP-Schnittstelle. Bei der Materialfluss-Steuerung kommuniziert das System mit der vor- und nachgelagerten Fördertechnik und muss diese auch paketdurchsatzoptimiert steuern.

Singulator lohnt sich ab 3000 bis 4000 Paketen pro Stunde

Das synchronisierte Zusammenspiel der Antriebseinheiten und des Kamerasystems – beides Systeme, die für das Erfassen, Singulieren und Ausrichten der Pakete unerlässlich sind – sowie die leistungsfähige Steuerungs-Software liefern die für den Visicon Singulator charakteristischen Leistungen, die sich investitionstechnisch etwa ab einem stündlichen Durchsatzvolumen von 3000 bis 4000 Paketen lohnen und einen für den Kunden positiven Return on Invest (ROI) erbringen.

Die Antriebe sind in der aktuellen Version direkt steckbar, jegliches Kabelziehen entfällt. Jeder Betreiber kann innerhalb weniger Minuten selbst ein Antriebsmodul auswechseln, das dann sofort ohne Synchronisierungsaufwand weiterläuft. Es muss nichts eingestellt werden, die Module können nach dem Plug-&-Play-Prinzip gewechselt werden und die Steuerung wurde dahingehend weiter entwickelt, dass sich die Antriebe per Knopfdruck in wenigen Sekunden selbst synchronisieren.

Kurze Installationszeit macht Singulator anwenderfreundlich

Anwenderfreundlich ist auch die kurze Installationszeit von rund zwei Tagen. Die fünf bis sechs Module, aus denen ein System besteht, werden bei Siemens aufgebaut und getestet, auch die Software wird aufgespielt. Innerhalb von zwei Tagen lassen sich Module zum fertigen System montieren und in Betrieb nehmen. Diese kurze Zeitspanne für Installation und Inbetriebnahme kommt den Kunden auch beim Retrofit zugute, wo Unternehmen innerhalb kürzester Zeit ihre Anlagen wieder zum Laufen bringen müssen.

Die neueste Version des Visicon Singulators durchlief eine Design-to-Cost-Optimierung, bei der durch konstruktive Eingriffe und Verbesserungen in den Fertigungsverfahren rund 40% der Kosten eingespart werden konnten – und das bei verbesserter Funktionalität und erhöhter Durchsatzleistung. Weitere Kostenvorteile bringt unter anderem der geringe Energieverbrauch der Antriebe.

Der Anwender erhält somit ein System, das bei sehr geringem Platzbedarf, schneller Installierung und starken Durchsätzen eine sehr hohe Prozessqualität bringt. Die Fehlerrate des Singulators liegt im Promillebereich, die Verfügbarkeit liegt bei über 99%. MM

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