VDI 3646-1994 Cycletime of continuous transport units in automatic storage systems.pdf

1、ICS 53.040.10; 53.080 VDI-RICHTLINIEN November 1994VEREINDEUTSCHERINGENIEURESpielzeitermittlung von Frdermittelnder Stetigfrdertechnikin automatisierten LagersystemenVDI 3646Cycletime of continuous transport unitsin automatic storage systemsInhalt SeiteVorbemerkung 21 Spielzeit 22 Frderleistung 23 S

2、ystemleistung 24 Frdermittel der Stetigfrderertechnik 34.1 Allgemeine Bemerkungen 34.2 Rollenbahnen (RB) 34.3 Staurollenbahnen (SRB) 34.4 Tragkettenfrderer 44.5 Verschiebewagen (VW) 44.6 Verschiebehubwagen 54.7 Drehrollenbahn (DRB) 54.8 Drehschieberollenbahn (DVRB) 64.9 Absenk-/Aushubrollenbahn (HRB

3、) 64.10 Vertikalfrderer (VF) 74.11 Umlauf-S-Frderer 8Schrifttum 8VDI-Gesellschaft Frdertechnik Materialflu LogistikAusschu Integrierte Material- und DatenflusystemeVDI-Handbuch Materlaiflu und Frdertechnik, Band 5VDI-Handbuch Materialflu und Frdertechnik, Band 7B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88D

4、D9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11-2- VDI 3646 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1994VorbemerkungDie Kenntnis der Spielzeiten von Frdermitteln isteine wichtige Voraussetzung fr die Aussage berdie Frderleist

5、ung einer frdertechnischen Anlage.Deshalb ist deren Ermittlung von besonderer Bedeutung.Gegenstand dieser Richtlinie ist die Behandlung derSpielzeiten von Frdermitteln der Stetigfrdertechnik fr Ladeeinheiten, verbunden mit Aussagen berdie Frderleistung.Fr den Planer und Betreiber kann diese Richtlin

6、ieUntersttzung in der Auswahl von Frdermittelnund zur Strukturierung von frdertechnischen Systemen sein.1 SpielzeitBei Stetigfrderern wird die Spielzeit bestimmt durchden Takt der aufeinanderfolgenden Ladeeinheiten,der von der Frdergeschwindigkeit, den Abmessungen der Ladeeinheiten und dem Abstand z

7、wischenzwei Ladeeinheiten abhngig ist.Intermittierend arbeitende Frdermittel dieser Technik werden ebenfalls in die Betrachtung einbezogen.Die Spielzeit beschreibt hier die Zeit, die fr einengenau definierten, sich stndig wiederholenden Bewegungsablauf bentigt wird. Bei Ansteuerung verschiedener Zie

8、le ist zu entscheiden, ob eine Mittelwertsbetrachtung ausreichend ist oder eine Worst-case-Betrachtung durchgefhrt werden mu.Bei der Ermittlung der Spielzeiten fr die Frdermittel sind auch die Nebenzeiten, die bei dem Bewegungsablauf anfallen, wie z.B. Schaltzeiten der unterlagerten Steuerung und Po

9、sitionierzeiten, zu bercksichtigen.Beim Vergleich von Spielzeiten sind die Inhalte unddie Schnittstellen fr den Start des Transportvorganges zu prfen.Fr die Spielzeit eines Frdermittels wird der Funktionsablauf gem folgendem Diagramm zugrundegelegt.Die Berechnung der Spielzeit (ohne Nebenzeiten) frF

10、ahr- und Frderablufe wird in den aufgefhrtenBeispielen demzufolge nach folgender Gleichungdurchgefhrt :l Vf- + -V a1 Fahrweg bzw. FrderstreckeV Fahr- bzw. Frdergeschwindigkeita Beschleunigung/Verzgerung des Fahr- bzw.FrdererantriebesDie Zeitablufe fr Beschleunigung und Verzgerungsind als identisch a

11、ngenommen.2 FrderleistungAus der Spielzeit eines Frdermittels errechnet sichdessen Frderleistung als Durchsatz von Ladeeinheiten in einer Zeiteinheit.Die Frderleistung einer Anlage basiert auf der Frderleistung der einzelnen Frdermittel und wirddurch die Leistung des schwchsten Frdermittelsbestimmt.

12、3 SystemleistungFr die Ermittlung der Leistung eines Systems gibtes keinen Rechenansatz. Je nach Komplexitt desSystems, der Struktur der Software und der Auswahlder Hardware, um nur einige Kriterien zu nennen,knnen auf der Lagerseite (automatisch gesteuerteRegalbediengerte) erfahrungsgem Zuschlge vo

13、n10 bis 25% auf die Frderleistung erforderlich werden, um die Systemleistung des FLochregallagers alsvertraglich vereinbarte Leistung zu erreichen.Da die Lagerseite in einem System meistens den Engpa darstellt, ist darber hinaus zu prfen, ob dieFrderanlage mit den einzelnen Frdermitteln dieseLeistun

14、g noch erbringt.Die Systemleistung unterliegt zustzlichen Einflssen, deren Ursachen auerhalb der einzelnen Frdermittel liegen, die jedoch zu einer Verringerung derSystemleistung im Vergleich zur Frderleistung dereinzelnen Frdermittel fhren knnen.Solche Einflsse sind z.B. Antwortzeiten bei der Datenb

15、ertragung vonberlagerten Steuerungen (Lagerveraltungsrech-ner) zu unterlagerten Frdermittelsteuerungen,B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldo

16、rf 1994 VDI 3646 -3- Wartezeiten, sofern sie auf organisatorische Manahmen zurckzufhren sind, wie z.B. besondereLagerstrategien oder sortierte Auslagerungen.berlagerungen von Spielzeiten einzelner unabhngiger Frdermittel in einem System knnen die Frderleistung beeinflussen und sind zu bercksichtigen

17、.Sicheren Aufschlu ber die Systemleistung erhltman ber eine Simulation auf der Basis des AnlagenLayout und der zu erwartenden Betriebsablufe.Die Abnahmetests zur Feststellung der Systemleistung sind mglichst frhzeitig zwischen dem Betreiber und dem Lieferanten zu vereinbaren. Das betrifftdie Festleg

18、ung der Frderstrecken sowie die dazugehrenden Leistungen und Zeiten fr die Messungenbei vollem Betrieb des Systems, soweit dieser zumZeitpunkt der Abnahmetests bereits gefahren werdenkann.Bild 1 . Rollenbahn4.2 Rollenbahnen (RB)FunktionHorizontales Frdern von LadeeinheitenArbeitsweiseIn einer Rollen

19、bahn werden die Tragrollen durchRollenketten oder Zahnriemen angetrieben. Eineexakte Positionierung der Ladeeinheiten ist mgHch.4 Frdermittel der Stetigfrderertechnik4.1 Allgemeine BemerkungenEin- und Auslagerungen bei automatischen Lagersystemen erfolgen im Bereich der Lagervorzone hufigber Stetigf

20、rderer.Fr einzelne Frdermittel sind Gleichungen und Beispiele zur Spielzeitermittlung angegeben.Um einen strungsfreien Transport zu ermglichen,mssen zwei aufeinanderfolgende Ladeeinheiten einen Abstand haben. Die Gre dieses Abstandes istsystembedingt und abhngig von dem Aufbau derSteuerung, der Bloc

21、kstrecke (Frdererlnge pro Antrieb), den nachgeschalteten Frdermitteln und anderen Kriterien.Die Frdergeschwindigkeit ist primr abhngig vonder Beschaffenheit des Frdergutes und von der geforderten Leistung. Die Beschaffenheit des Frdergutes beeinflut die Auslegung der Antriebe hinsichtlich des Anlauf

22、- und Bremsverhaltens. Ein Sanftanlauf, z.B. bei instabilem Frdergut, kann durch mechanische oder elektrotechnische Manahmen erzieltwerden. Zur genauen Positionierung, z.B. bei Umlenkungen, kann die Frdergeschwindigkeit mittels pol-umschaltbarer Antriebe heruntergeschaltet werden.Leistungsunterschie

23、de zwischen zwei Systemteilenknnen durch Einschaltung eines Puffers, der beideSystemteile entkoppelt, ausgeglichen werden.Die Zeiten fr Schaltvorgnge sind nur zu bercksichtigen, wenn ein Frderer im Takt betrieben wird,d.h. wenn der Frderer zu- und abgeschaltet wird.Spielzeit tVpk Lnge der Ladeeinhei

24、t (Palette, Behlter) in mmIm minimaler Abstand der Ladeeinheiten in mmVp Frdergeschwindigkeit in m/sts Schaltzeit in sBeispielLadeeinheit: Palette nach DIN 15146 Teil 2 mit Ladungsberstand 100 mm/s = 1 300 mm, = 200 mm% = 0,3 m/ss = 0 (kein Taktbetrieb)Damit wird t = 5 s.Daraus berechnet sich die Fr

25、derleistung des Frdermittels zuQ = 720 Ladeeinheiten/Std.4.3 Staurollenbahnen (SRB)FunktionHorizontales Frdern und Stauen von Ladeeinheiten(drucklos oder mit Staudruck)ArbeitsweiseBei einer Staurollenbahn mu unterschieden werdennach den Funktionen Frdern Stauen Stau auflsenB974908A824A6748CAAAA99BAB

26、349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11-4- VDI 3646 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1994Spielzeit tkt =MZmaVphtyMz/ma/ maxAbstand der Ladeeinheiten beim ZufrdernAbstand der Ladeeinheiten beim Abfrd

27、ernF rdergesch windigkeitSchaltzeitVerweilzeitDie Verweilzeit auf einem Staufrderer hngtvon der Anzahl der Staupltze und vom Aufbau der Steuerung (Art der Verriegelung derStaupltze mit vor- und nachgeschalteten Frderern) ab.Bild 2. Tragkettenfrderer4.4 TragkettenfrdererFunktionHorizontales Frdern vo

28、n LadeeinheitenAusfhrungZwei- oder mehrstrngigArbeitsweiseIn einem Tragkettenfrderer werden alle Tragkettenangetrieben.SpielzeitBerechnung siehe Abschnitt 4.2 Rollenbahnen4.5 Verschiebewagen (VW)FunktionRechtwinkliges Umsetzen und Verfahren von Ladeeinheiten zwischen FrderanlagenArbeitsweiseFrdern:

29、mittels einer Rollenbahn oder eines TragkettenfrderersFahren: Der angetriebene Verschiebewagen fhrtdurch Querverfahren ber eine Laufbahn den Umsetzvorgang aus. Damit knnen Ladeeinheiten voneiner Rollenbahnstrecke auf andere Strecken bergeben werden. Der nachfolgende Frderflu wird entsprechend der Da

30、uer des Quertransportes unterbrochen.Bild 3. Verschiebewagen:3iS u.5 c:iu.QQII/ZtAufnehmen Abgeben/ / -f. 7- Hinfahrt tYRckfahrt ts sBild 4. y, -Diagramm VerschiebewagenSpielzeitDie Spielzeit enthlt die Zeitkomponenten fr Frdern (Aufnehmen, Abgeben) Fahren (Hinfahrt, Rckfahrt) SchaltzeitenSpielzeit

31、t:t = 2 tp + 2 * If Zeit zum Frdern (Aufnehmen,Abgeben der Ladeeinheit)tj = Fahrzeiten (Hinfahrt, Rckfahrt)n ts Summe der Schaltzeiten in s/p Lnge des Frderers in mmVp Frdergeschwindigkeit in m/sIj Lnge des Fahrweges in mmVj Fahrgeschwindigkeit in m/sBeispielLadeeinheit siehe Beispiel des Abschnitts

32、 4.2/p = 1 500 mm, = 0,3 m/s, a = 0,3 m/s, tp = 6 5lj = 6000 mm, i;x = 0,8 m/s, a = 0,4 m/s, tj = 9,5 sn-ts = 2sDamit wird t = 33 s.Daraus berechnet sich die Frderleistung des Frdermittels zuQ = 109 Ladeeinheiten/Std.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1F

33、A2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1994 VDI 3646 -5-Bild 5. Verschiebehubwagen1 l|i|CO h-CtJ II/ Ausheben/ f _/ W tAbsenken/1 tj Hinfahrt 1 1 tj Rckfahrt 1 tBild 6. V, r-Diagrannm VerschiebehubwagenSpielzeit tt = 2 tjj

34、 + 2 t j + n Zeit zum Hub (Heben, Senken)Ijtj = Fahrzeiten (Hinfahrt, Rckfahrt)Vfn ts Summe der Schaltzeiten in sIj Lnge des Fahrweges in mmVj Fahrgeschwindigkeit in m/sBeispielLadeeinheit siehe Beispiel des Abschnitts 4.2t = 2s/t = 6000 mm, Vj = 0,3 m/s, = 0,3 m/s,tj = 21 snt=2sDamit wird t = 48 s.

35、Daraus berechnet sich die Frderleistung des Frdermittels zuQ = 15 Ladeeinheiten/Std.4.6 VerschiebehubwagenFunktionRechtwinkliges Bin- und Ausschleusen von Ladeeinheiten; Aufnehmen, Fahren und Absetzen der Ladeeinheiten innerhalb von FrderanlagenArbeitsweiseHub (Heben, Senken): Der Verschiebehubwagen

36、fhrt unter die Ladeeinheit und bernimmt diesedurch Heben des Hubtisches, der mit Aushubstegenbestckt ist und ber einen Exzenterhub vertikal bewegt wird. Das Absetzen geschieht durch Senken desHubtisches.Die bernahme bzw. Abgabe einer Ladeeinheit kannvon einer einseitig geteilten Rollenbahn, ausgebil

37、detals Kragarmkonstruktion, in die der Verschiebehubwagen einfahren kann, oder von einem unterfahrbaren Abstellplatz erfolgen.Fahren: Der angetriebene Verschiebehubwagen fhrtauf einer Laufbahn und fhrt den Umsetzvorgangaus. Der nachfolgende Frderflu wird dementsprechend unterbrochen.SpielzeitDie Spi

38、elzeit enthlt die Zeitkomponenten fr Hub (Ausheben, Absenken) Fahren (Hinfahrt, Rckfahrt) Schaltzeiten 4.7 Drehrollenbahn (DRB)FunktionHorizontales Frdern von Ladeeinheiten als Verbindung zwischen winklig zueinander angeordnetenFrderstrecken innerhalb von FrderanlagenArbeitsweiseFrdern: Die Tragroll

39、en werden durch Rollenkettenoder Zahnriemen angetrieben.Drehen: Die Rollenbahn wird zentral von einemDrehwerksantrieb in verschiedene Endlagen gedreht.Damit knnen ber die reversierbare RollenbahnLadeeinheiten in jede Richtung gefhrt werden.Die Ausrstung mit einem Tragkettenfrderer istebenfalls mghch

40、 (Drehkettenfrderer, DKF).SpielzeitDie Spielzeit enthlt die Zeitkomponenten fr Frdern Drehen SchaltzeitenSpielzeit t:t = 2 tp + 2 tj) + n ts_ f Zeit zum Frdern (Aufnehmen,fp Vp Abgeben der Ladeeinheiten)Drehzeit (hin und zurck) in sB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE7

41、4F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11-6- VDI 3646 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1 994|ig Aufnehmen Z AbgebenDrehen DrehenBild 8. y, f-Diagramm Drehrollenbahnn ts Summe der Schaltzeiten in s/p Lnge des Frderers in mmFrdergeschwindigkeit

42、 in m/sBeispielLadeeinheit siehe Beispiel des Abschnitts 4.2/p = 1 500 mm, % = 0,3 m/s, a = 0,3 m/s, 1 = 6 s= 6,5 s (bei Drehwinkel oc = 90)nt = 2 s.Damit wird t = 27 s.Daraus berechnet sich die Frderleistung des Frdermittels zu2 = 133 Ladeeinheiten/Std.4.8 Drehverschieberollenbahn (DVRB)FunktionHor

43、izontales Frdern von Ladeeinheiten als Verbindung zwischen winkelig zueinander angeordnetenFrderstrecken innerhalb von FrderanlagenArbeitsweiseFrdern: Die Tragrollen werden durch Rollenkettenoder Zahnriemen angetrieben.Drehen: Die Rollenbahn wird zentral von einemDrehwerksantrieb in verschiedene End

44、lagen gedreht.Verschieben: Die Rollenbahn wird an der bergabestelle auf den Teilungsabstand der Tragrollen an diestationre Rollenbahn herangefahren (z. B. mit einemZahnstangentrieb). Damit knnen ber die reversier-bare Rollenbahn Ladeeinheiten mit kleinen Auflageflchen, wie z. B. Gitterboxpaletten, i

45、n jede Richtunggedreht und gefrdert werden.Die Ausrstung mit einem Tragkettenfrderer istebenfalls mglich (Dreh VerschiebekettenfrdererDVKF).SpielzeitDie Spielzeit enthlt die Zeitkomponenten fr Frdern Drehen Verschieben SchaltzeitenSpielzeit t: = drb + 4v + *szDRB Spielzeit der Drehrollenbahnty Zeit

46、fr einen Verschiebevorgangn tsz Summe der zustzlichen SchaltzeitenBeispiel= s (siehe Beispiel des Abschnitts 4.7)ty = 2 SDamit wird t = 31 s.Daraus berechnet sich die Frderleistung des Frdermittels zuQ = 97 Ladeeinheiten/Std.4.9 Absenk-ZAushubrollenbahn (HRB)FunktionRechtwinkHges Einschleusen, Aussc

47、hleusen oder Bereitstellen von Ladeeinheiten innerhalb von FrderanlagenArbeitsweiseFrdern: In einer Rollenbahn werden die Tragrollendurch Rollenketten oder Zahnriemen angetrieben.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection

48、 - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1994 VDI 3646 -7-Bild 10. Absenk-/AushubrollenbahnHub (Heben, Senken): Die Rollenbahn wird mittelsExzenterhubwerk vertikal bewegt. Damit knnenLadeeinheiten von einer Rollenbahn auf Kettenfrderer und umgekehrt rechtwinklig bergeben werden. Beim Ein- oder Ausschleusvorgang wird dernachfolgende Frderflu nur kurz unterbrochen.Die Ausfhrung als Absenk-/Aushubkettenfrderer(HKF) ist e