Hohe Anforderungen an Bremsen der Regalbediengeräte

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Damit die Motoren ihre Position auch im stromlosen Zustand halten, sind Bremsen integriert. Sie sorgen auch für das sichere Stillsetzen des Antriebs im Falle eines Notstopps.

Regalbediengerät muss präzise halten

Die Regalbediengeräte fahren gezielt die Positionen im Regal für die Einlagerung und Entnahme der Waren an. Dazu beschleunigt das Regalbediengerät in kürzester Zeit auf Maximalgeschwindigkeit und bremst dann so ab, dass es genau an der vorgegebenen Position des Regals zum Stehen kommt. Dabei lassen sich drei Bremsarten definieren:

betriebsmäßiges Bremsen, um eine Position des Regals zielgenau anzufahren,
Halten der Position im Stillstand,
Notstopp mit dem schnellstmöglichen Stillsetzen des Regalbediengeräts.

Beim betriebsmäßigen Bremsen regelt der Servo-Umrichter den Motor so, dass er als Generator arbeitet, dabei Energie aus der Bewegung in elektrische Energie wandelt und diese in den Spannungszwischenkreis der Servogeräte speist. Dieses Potenzial lässt sich von anderen angeschlossenen Verbrauchern effizient nutzen – beispielsweise vom Hubantrieb beim gleichzeitigen Heben von Lasten. Energie, die nicht von anderen Verbrauchern benötigt wird, wandelt ein Bremswiderstand in Wärme um. Ein zweiter Weg ist die Rückspeisung der Leistung über ein Rückspeisemodul in das Versorgungsnetz.

Kein zusätzlicher Verschleiß beim Regalbediengerät durch elektrisches Bremsen

Das elektrische Bremsen verursacht keinen zusätzlichen Verschleiß an den Antrieben. Immerhin treten bei einem Regalsystem mit maximal 120 Materialbewegungen je Stunde bei einer Jahresbetriebszeit von 5000 h und einer mittleren Auslastung von 25% pro Jahr rund 150000 Bremsungen auf, die die Antriebe problemlos meistern müssen.

Die Motoren sind ferner in der Lage, die Position im Stillstand – beispielsweise beim Ein- oder Auslagern von Waren – zu halten, benötigen dazu aber elektrische Leistung. Ist eine Position über einen längeren Zeitraum, zum Beispiel von mehr als 20 s, zu halten, übernehmen mechanische Bremsen diese Aufgabe.

In diesem Fall werden die Bremsen ohne Drehbewegung eingesetzt. Folglich wird keine kinetische Energie durch Reibung in Wärme umgesetzt, sodass der Verschleiß praktisch null ist.

Regalbediengeräte zuverlässig stoppen

Der Notstopp eines Regalbediengeräts erfordert hingegen das schnellstmögliche Stillsetzen der Hub- und Fahrbewegung. Dieser Fall kann dann eintreten, wenn beispielsweise herabgefallene Waren, ausgefallene Sensoren oder unterbrochene Kommunikationsleitungen den Ablauf stören. Zwei weitere Szenarien sind Stromausfall und das unberechtigte Öffnen eines Schutzgitters.

In allen drei Fällen müssen die mechanischen Bremsen – gegebenenfalls unterstützt durch das elektrische Bremsen – die gesamte kinetische Energie des Regalbediengeräts in Wärme umsetzen und die Antriebe – auch ohne Stromversorgung – zuverlässig stillsetzen.

Diese Bremsvorgänge sind durch die großen Energien der Regalbediengeräte verschleißbehaftet. So muss die Bremse des Fahrantriebs beispielsweise eine Energie von 45 kJ (ein Motor) oder 22,5 kJ (Doppelantrieb mit zwei Motoren) bei einem Regalbediengerät mit 2,5 t Masse und einer Maximalgeschwindigkeit von 6 m/s durch Reibung in Wärme umsetzen.

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