應(yīng)用案例｜傳感器技術(shù)保障SEW-EURODRIVE全自動高架倉庫高效安全運(yùn)行

SEW?EURODRIVE（賽威傳動） 是來自德國巴登-符騰堡州的家族企業(yè)，其傳動產(chǎn)品應(yīng)用于機(jī)場行李處理系統(tǒng)、電商物流中心包裹分揀設(shè)備及輸送系統(tǒng)。2024年底，SEW-EURODRIVE在其總部所在地附近的格拉本-諾伊多夫建成了一座用于軸類和齒輪零件生產(chǎn)的智能工廠。本次進(jìn)行擴(kuò)建的項(xiàng)目是北車間內(nèi)一座全自動高架倉庫。

該倉庫由SIVAplan公司負(fù)責(zé)整體規(guī)劃與實(shí)施，勞易測Leuze為其提供覆蓋全流程的傳感器技術(shù)解決方案。

SEW EURODRIVE全自動高架倉庫設(shè)計(jì)架構(gòu)

該高架倉庫在生產(chǎn)流程中作為緩沖區(qū)，用于銜接軟料加工、熱處理、硬料加工三個工序環(huán)節(jié)。在熱處理車間，齒輪零件和軸類在特殊爐中進(jìn)行處理，以獲得更高的耐熱性、耐磨性和耐久性。

倉庫主體采用鋼結(jié)構(gòu)，用鋼量約70噸。貨架系統(tǒng)由兩排組成，每排高度為9米，長度為76米，寬度為5米，采用雙深位存儲設(shè)計(jì)，即貨架兩側(cè)各可前后放置兩個料框，總存儲位為2,300個。兩排貨架之間配置兩臺全自動堆垛機(jī)，在同一軌道上運(yùn)行。SIVAplan銷售總監(jiān)Christian Langsdorf介紹：“堆垛機(jī)將裝有產(chǎn)品的熱處理料框從生產(chǎn)線運(yùn)至爐系統(tǒng)。熱處理完成后，再將料框送回倉庫，并根據(jù)后續(xù)加工需求取出。”軌道總輸送距離為152米，單個料框（含物料）最大重量為510公斤。

勞易測的先進(jìn)傳感器技術(shù)

在眾多工序步驟中發(fā)揮著關(guān)鍵作用

• 移動機(jī)器人轉(zhuǎn)運(yùn)站的出入口防護(hù)

• 料框外部輪廓檢測

• 人工檢查工位的安全防護(hù)

• 堆垛機(jī)的安全定位

• 基于相機(jī)的貨位精準(zhǔn)定位

移動機(jī)器人轉(zhuǎn)運(yùn)站的出入口防護(hù)

SEW-EURODRIVE的移動機(jī)器人在四個物料轉(zhuǎn)運(yùn)站交付生產(chǎn)線生產(chǎn)的齒輪和軸類零件，零件暫存于物流模塊中，隨后進(jìn)入熱處理工序。每座物料轉(zhuǎn)運(yùn)站上方安裝有兩臺勞易測RSL 400安全激光掃描儀，用于保障系統(tǒng)出入口的安全。

勞易測銷售經(jīng)理Frank Wüster說道：“RSL 400生成垂直保護(hù)區(qū)域，在移動機(jī)器人完成驗(yàn)證后開放通行。移動機(jī)器人通過該入口交付貨物，車輛兩側(cè)的入口區(qū)域保持安全防護(hù)狀態(tài)?！币苿訖C(jī)器人通過后，保護(hù)區(qū)域自動恢復(fù)為關(guān)閉狀態(tài)。RSL 400集成PROFIsafe/PROFINET接口，可便捷地接入安全控制系統(tǒng)。

料框外部輪廓檢測

移動機(jī)器人完成料框交接后，料框經(jīng)由輸送系統(tǒng)送至輪廓檢測工位。勞易測HT25C漫反射型傳感器用于檢測料框到位并控制輸送系統(tǒng)。在輪廓檢測過程中，CML 720i測量光幕在料框通過時檢測其外部輪廓，檢測結(jié)果通過集成PROFINET接口輸出。

熱處理車間負(fù)責(zé)人Michael Schütz指出：“料框與待熱處理的工件一同裝入爐中，經(jīng)受極端熱工況。長期使用后，料框可能發(fā)生變形。因此，料框在經(jīng)過一定次數(shù)的爐循環(huán)后，被自動送至該工位進(jìn)行重新測量?！?/p>

人工檢查工位的安全防護(hù)

每個物料轉(zhuǎn)運(yùn)站集成有人工工位，用于SEW-EURODRIVE員工手動卸貨和檢查料框。MLC 530 SPG安全光幕用于保障該工位的人員與設(shè)備安全。

勞易測推出的智能門控系統(tǒng)（簡稱SPG），是基于MLC系列安全光幕開發(fā)的創(chuàng)新解決方案，無需在保護(hù)區(qū)域上下游安裝額外的屏蔽傳感器，僅通過機(jī)器控制系統(tǒng)的生產(chǎn)流程信號與安全光幕光束的中斷信號作為雙重條件，激活屏蔽功能。貨物離開安全光幕保護(hù)區(qū)域后，屏蔽功能自動終止，保護(hù)區(qū)域恢復(fù)。該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了緊湊的系統(tǒng)布局，減少了安裝空間需求。MLC 530-SPG為4類安全光幕，符合EN IEC 61496標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到PL e / SIL 3安全等級。

堆垛機(jī)的安全定位

熱處理完成后的貨物由堆垛機(jī)取走。堆垛機(jī)采用勞易測FBPS 600i安全型條碼定位系統(tǒng)進(jìn)行定位，與SEW-EURODRIVE的MOVI-C?變頻器配合，實(shí)現(xiàn)速度監(jiān)控與安全位置檢測。堆垛機(jī)的位置和速度根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)持續(xù)受到監(jiān)控，兩臺堆垛機(jī)在同一軌道上運(yùn)行，準(zhǔn)確的位置檢測是保障運(yùn)行安全的前提。高架倉庫內(nèi)設(shè)有兩處人行通道，當(dāng)人員穿越通道時，堆垛機(jī)在特定分段內(nèi)保持停止?fàn)顟B(tài)并受到監(jiān)控，確保安全通過。

FBPS 600i安全型條碼定位系統(tǒng)僅需一臺傳感器即可實(shí)現(xiàn)安全位置檢測，簡化了系統(tǒng)集成與調(diào)試流程。每臺堆垛機(jī)安裝兩臺FBPS 600i：一臺用于定位升降軸，一臺用于定位行走軸。該系統(tǒng)的讀取距離為50至170毫米，每次掃描可讀取多個條碼，條碼在內(nèi)部經(jīng)過冗余處理后，通過雙路SSI接口在SEW變頻器的安全連接單元中以毫米級精度進(jìn)行二次處理。

勞易測內(nèi)部物流大客戶經(jīng)理Oliver Gortner說道：“掃描光束以一定角度設(shè)置，設(shè)備沿傾斜路徑運(yùn)動，確保每個條碼在不同位置被讀取，可有效防止因條碼帶局部污染或損壞導(dǎo)致的讀取錯誤?！?該系統(tǒng)的故障響應(yīng)時間為10毫秒，可實(shí)現(xiàn)較短的制動距離，支持較高的運(yùn)行速度，達(dá)到PL e / SIL 3安全等級。

基于相機(jī)的貨位精準(zhǔn)定位

堆垛機(jī)通過條碼定位到達(dá)指定存儲位置后，進(jìn)入貨位精準(zhǔn)定位階段。每臺堆垛機(jī)上安裝有一臺基于相機(jī)的勞易測IPS 200i定位傳感器，帶有集成PROFINET接口。這款小巧緊湊的傳感器適用于100至600毫米距離的定位任務(wù)，當(dāng)標(biāo)記物位于IPS 200i工作范圍內(nèi)時，傳感器向SEW控制器發(fā)送絕對值信號，引導(dǎo)堆垛機(jī)將料框精確送入指定貨位。該方案省去了多個漫反射傳感器的安裝需求。

總結(jié)

該全自動高架倉庫是SIVAplan實(shí)施的一套技術(shù)復(fù)雜度較高的物流系統(tǒng)，已集成至SEW-EURODRIVE格拉本-諾伊多夫工廠的生產(chǎn)流程中。勞易測的傳感器技術(shù)在物料交接安全防護(hù)、料框外形檢測與測量、堆垛機(jī)定位等核心環(huán)節(jié)中發(fā)揮作用，保障了全自動化流程的安全運(yùn)行。

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