Suwnice pracują w zautomatyzowanym magazynie wałków firmy BGH Edelstahl GmbH Siegen w Niemczech, składającym się z dwóch sąsiadujących ze sobą naw o długości 105 m i wysokości główki szyny podsuwnicowej 9,818 m. Suwnica Q = 3,5 t obsługuje nawę o pojemności 4176 wałków o średnicach do 240 mm i długościach do 8 m, natomiast suwnica Q = 10 t obsługuje drugą nawę, o pojemności 2856 wałków o średnicach od 280 mm do 450 mm i długościach do 8 m.
Jednym z ważnych zadań, jakie należało rozwiązać w trakcie montażu suwnic, było zminimalizowanie wymiarów gabarytowych kolumn i łap, jak również skrajnych dojazdów wciągarki i suwnicy, przy zapewnieniu jak największej wysokości podnoszenia w celu maksymalnego wykorzystania przestrzeni magazynu. W związku z powyższym po przeprowadzeniu szeregu analiz i symulacji przyjęto rozwiązanie z kolumną składającą się z części stałej i dwóch części wysuwnych. Do wewnętrznej, ruchomej kolumny przykręcona jest trawersa z łapami, na których spoczywają transportowane wałki. Dla zminimalizowania wymiarów gabarytowych do prowadzenia kolumn wysuwnych oraz przenoszenia sił z mimośrodowego obciążenia kolumn zastosowano specjalne prowadnice oraz zespoły rolek prowadzących, o małych gabarytach, a równocześnie dużej dokładności i dopuszczalnych naciskach.
Przeprowadzono optymalizację odkształceń kolumny od obciążenia roboczego i od sił bezwładności występujących podczas rozruchu i hamowania w różnych pozycjach pracy oraz określono dopuszczalne przyśpieszenia ruchów poszczególnych mechanizmów dla zachowania stabilności transportowanych wałków.
Podnoszenie i opuszczanie trawersy wraz z kolumnami wysuwnymi odbywa się poprzez mechanizm z układem lin opasających krążki linowe trawersy.
Obrót górnej ramy wciągarki wraz z kolumnami realizowany jest poprzez wielkogabarytowe łożysko kulkowe z zazębieniem wewnętrznym, osadzone na dolnej ramie wciągarki.
Dla uzyskania dokładności i powtarzalności ruchów poszczególnych mechanizmów zastosowano zespoły napędowe skonfigurowane tak, aby przy rozruchu i hamowaniu kąty skręcania poszczególnych elementów napędu były jak najmniejsze.
W oparciu o wymiary gabarytowe uzyskane z powyższych analiz inwestor zdecydował się ustawić regały nieregularnie - prostopadle lub równolegle do ścian magazynu - i jednocześnie maksymalnie zwiększyć ilości warstw składowania do 16 dla suwnicy Q = 3,5 t i 12 dla suwnicy Q = 10 t. Przy wysokości podnoszenia 6,5 m dawało to w najbardziej krytycznym momencie przemieszczania po 25 mm prześwitu między wałkiem a konstrukcją regału.
Wszelkie niekorzystne zjawiska występujące podczas obciążania konstrukcji stalowej suwnicy, konstrukcji hali magazynu oraz regałów stanowiły duży problem dla pozycjonowania łap trawersy na regałach. Przeprowadzone obliczenia i symulacje odkształceń konstrukcji oraz analiza zagadnienia pozycjonowania napędów wykazały duże prawdopodobieństwo spełnienia tak dużych wymagań co do dokładności pozycjonowania.
W magazynie dodatkowo zainstalowano automatyczny wózek transportujący, poruszający się po szynach na poziomie roboczym. Z wózkiem tym współpracują zaprojektowane suwnice, i to dzięki niemu wałki trafiają do wydziału przygotowania do wysyłki, w którym są cięte i pakowane. Pozostałe po cięciu wałki trafiają z powrotem, tą samą drogą, do magazynu. Aby zapewnić bezpieczeństwo osób przebywających w magazynie, został wydzielony i ogrodzony obszar, w którym dopuszczona jest praca automatyczna suwnic. Poza tym obszarem oraz po otwarciu bramek wejściowych do strefy pracy automatycznej suwnica może być sterowana przez operatora za pomocą nadajnika radiowego.
Suwnice te są częścią systemu obsługi magazynu zarządzanego przez nadrzędny serwer baz danych. System został przystosowany do obsługi przez operatorów suwnic i wózka za pomocą zainstalowanych w magazynie terminali, a także przez kierownika magazynu poprzez sieć zakładową. Wszystkie elementy systemu komunikują się ze sobą z wykorzystaniem protokołu TCP/IP. Jako że suwnice są urządzeniami mobilnymi, komunikacja z nimi zrealizowana została za pośrednictwem specjalnych modułów do łączności bezprzewodowej.
Komunikacja suwnic z systemem zarządzania magazynem opiera się na przesyłaniu krótkich telegramów. Rozróżnia się kilka podstawowych poleceń realizowanych przez suwnice: transport materiału ze strefy obsługi do magazynu, pobieranie z magazynu i transport do strefy obsługi, przemieszczenie wałka w magazynie (pobranie z jednego regału i odłożenie na inny), pobranie z magazynu i odłożenie na wózek transportowy oraz pobranie z wózka transportowego i odłożenie do magazynu. Informacje o każdym zakłóceniu wyłączającym pracę suwnic przekazywane są do systemu, wraz z podaniem przyczyny wyłączenia. W każdym poleceniu otrzymywanym z serwera wśród przesyłanych danych znajduje się numer regału i warstwy, co jest niezbędne do jednoznacznego określenia miejsca w magazynie. Otrzymywane dane zamieniane są w sterowniku na wartości określające położenie półki we współrzędnych każdego z mechanizmów. Wszystkie współrzędne każdej pozycji w magazynie musiały być wcześniej zmierzone i zapamiętane w pamięci sterownika.
Kolejnym zagadnieniem, jakie należało rozwiązać, było znalezienie kompromisu między liczbą pomiarów, które należy przeprowadzić w celu zapamiętania wszystkich pozycji, a czasem wykonywania tych pomiarów. Wiadomo było, iż wykonanie pomiarów każdego z miejsc magazynowych (odpowiednio 4176 i 2856) zajęłoby zbyt dużo czasu. Z drugiej strony, mając na uwadze wszelkie niekorzystne zjawiska, takie jak: ugięcie konstrukcji suwnicy i hali, odkształcenia kolumny pod wpływem obciążenia, ukosowanie i przesuwanie się suwnicy i wciągarki względem torowisk, tolerancje wykonania regałów i ich ustawienia oraz powtarzalność pozycjonowania poszczególnych mechanizmów, nie można było ograniczyć się do wykonania kilku pomiarów skrajnych regałów i obliczenia pozostałych. Obliczone współrzędne w odniesieniu do rzeczywistości obarczone byłyby błędami nie do przyjęcia. Po przeprowadzeniu kilkunastu testów opracowano technikę pozwalającą na wykonanie pomiarów określonych regałów, a następnie obliczenie współrzędnych wszystkich pozycji. W konsekwencji czas wykonywania pomiarów został znacznie skrócony, przy zachowaniu akceptowalnej dokładności pozycjonowania na każdej z półek magazynu.
Przedstawione suwnice umożliwiają pracę w dwóch trybach - automatycznym oraz ręcznym z wykorzystaniem urządzenia radiowego. Charakterystyka pracy suwnicy oraz konieczność dokładnego pozycjonowania wymagały uzyskania wysokiej stabilności przy niskich prędkościach obrotowych. Dlatego wszystkie mechanizmy suwnicy napędzane są przez silniki klatkowe wyposażone w enkodery inkrementalne i zasilane z przemienników częstotliwości. Za sterowanie wszystkimi mechanizmami oraz komunikację z serwerem odpowiedzialny jest sterownik programowalny wraz z procesorem komunikacyjnym. Wszelkie informacje o pracy suwnicy, zakłóceniach oraz istotnych wartościach procesowych wyświetlane są na panelu operatorskim umieszczonym na drzwiach szafy sterowniczej suwnicy. W celu zapewnienia precyzyjnego pozycjonowania suwnicy zastosowano enkodery linkowe w mechanizmach podnoszenia i jazdy wciągarki, laserowe czujniki odległości w mechanizmie jazdy suwnicy oraz enkoder absolutny w mechanizmie obrotu wciągarki. Wszystkie te urządzenia obsługiwane były z wykorzystaniem magistrali Profibus.
Jak wynika z przeprowadzonych obserwacji po 12-miesięcznym okresie eksploatacji i uzyskanych od użytkownika informacji, automatyzacja magazynu przyniosła szereg korzyści, takich jak:
- kontrola i aktualizacja stanów magazynowych,
- oszczędność uzyskana z optymalnej kubatury hali,
- zmniejszenie do minimum błędów wynikających z ręcznego zarządzania magazynem,
- skrócenie czasu obsługi klientów,
- możliwość koordynacji wszystkich ruchów w magazynie,
- zmniejszenie kosztów magazynowania.
Aktualnie jesteśmy w posiadaniu rozwiązań technicznych dla suwnic tego typu o udźwigu do 16 t, jak również możemy przeprowadzić modyfikację projektów przedstawionych suwnic dla asortymentów o innych wymiarach i kształtach.

www.rialex.pl