Erkennen und Bewältigen der Komplexität der manuellen Handhabung

In den vergangenen fünf Jahrzehnten wurden die britischen Produktionsstätten von Nidec Drives erheblich erweitert und umgestaltet.

Nidec Drives ist seit über 50 Jahren ein Pionier im Bereich der Motorsteuerungstechnologien. Mit seinem Hauptsitz und seinen Produktionsanlagen in Newtown, Mid Wales, und als größter Arbeitgeber in der Region hat Nidec Drives stets versucht, Innovationen voranzutreiben und sich von Industrie 3.0 bis hin zu Industrie 5.0 weiterzuentwickeln und anzupassen. Nidec Drives ist bekannt für seine Fortschritte in der Automatisierungstechnik und engagiert sich weiterhin für den Fortschritt in der Fertigungstechnologie. Gleichzeitig trägt das Unternehmen durch den Einsatz von drehzahlvariablen Antrieben von Control Techniques zur ökologischen Nachhaltigkeit bei.

Die Herausforderung annehmen - die Komplexität der manuellen Handhabung erkennen und überwinden

In den vergangenen fünf Jahrzehnten wurden die Produktionsstätten von Nidec Drives in Großbritannien erheblich erweitert und umgestaltet. Um die renommierten Qualitätsstandards aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die Kunden, Mitarbeiter und Interessengruppen effizient zu bedienen, war eine neue Lösung erforderlich, um eine kritische Herausforderung zu bewältigen.

Als die Produktionsstätte wuchs, wurde der Transport von Rohmaterialien vom Lager zum Modulmontagewerk manuell durchgeführt. Die Mitarbeiter transportierten die Materialien physisch mit Gabelstaplern zwischen den Gebäuden und intern über drei verschiedene Ebenen. Dieser Prozess war nicht nur zeitaufwändig, sondern auch ressourcenintensiv. Angesichts der Komplexität der Verknüpfung der verschiedenen Ebenen innerhalb der Anlage war eine maßgeschneiderte Lösung für Nidec Drives unerlässlich.

Jamie Evans, Warehouse and Distribution Manager bei Nidec Drives, sprach über den Plan:

"Wir führten eine Wertstromanalyse durch und konnten anhand eines Überblicks über die Produktion, die Vorbereitung und den Prozess den Plan für ein Förder- und Liftsystem formulieren, das die Rohstoffe innerhalb des Werks dorthin transportiert, wo sie benötigt werden, und wann sie benötigt werden."

Den richtigen Partner finden: Invar, die Intralogistik-Experten des Vertrauens

Jamie begab sich auf die Suche nach dem idealen Anbieter für die Implementierung der neuesten Entwicklungen im Bereich der automatisierten Lagerlösungen. Nidec Drives arbeitet nach dem "Nidec Way", einem von Nidec-Gründer Shigenobu Nagamori entwickelten Geschäftsführungsprinzip. Dieses Prinzip legt den Schwerpunkt auf hervorragende Leistungen durch schlanke Managementstrategien, wie z. B. Just-in-Time (JIT) Bestandsmanagement. Kontinuierliche Verbesserung oder Kaizen" ist für Nidec von grundlegender Bedeutung. Daher benötigte Nidec Drives einen Partner, der eine Lösung entwickeln konnte, die diese dynamischen Strategien verkörpert.

"Wir haben viel Zeit in die Suche nach dem richtigen Lieferanten investiert, um gemeinsam mit uns die optimale Lösung zu finden. Nach ausführlichen Gesprächen und Interaktionen mit Invar kristallisierte sich das Unternehmen als klarer Favorit heraus", so Jamie.

Invar ist ein Experte für Intralogistik-Engineering, der einzigartige, schlüsselfertige Automatisierungslösungen anbietet, die auf den einzelnen Kunden zugeschnitten sind. Sowohl Invar als auch Nidec Drives teilen die Grundwerte von Innovation und Effizienz. Invar schlug eine Lösung vor, die voll und ganz auf die Bedürfnisse und Werte von Nidec Drives zugeschnitten war, und bot ein sehr erfahrenes und kompetentes Team. Invar verpflichtete sich, eine Lagerlogistiklösung zu liefern, die es Nidec Drives ermöglichen würde, die Prinzipien von Effizienz und Exzellenz weiterhin aufrechtzuerhalten.

Projektübersicht - Die drehzahlvariablen Antriebe von Nidec Drives erweisen sich bei der Installation eines neuen Fördersystems als zentraler Faktor

Eines der einzigartigsten und aufregendsten Merkmale des britischen Produktionsstandorts von Nidec Drives ist, dass die eingesetzten automatisierten Maschinen - von den Lagerkränen bis hin zu den Produktionsanlagen - nach Möglichkeit mit den von Nidec Drives hergestellten Frequenzumrichtern von Control Techniques betrieben werden. Das neue Förder- und Liftsystem bildet da keine Ausnahme. Diese Praxis unterstreicht das Engagement von Nidec Drives für die Lieferung von Control Techniques-Produkten auf höchstem Niveau, einfach ausgedrückt: "Unsere Antriebe machen Ihre Antriebe."

Invar, das nicht zu Nidec gehört, wählte nur die besten Elemente für das Projekt aus. Durch die Kombination von Teamarbeit, qualitativ hochwertigen Komponenten und dem Einsatz von Control Techniques Frequenzumrichtern konnte Invar das Projekt vor dem Zeitplan und innerhalb des Budgets erfolgreich abschließen.

Sham Jama, Projektleiter bei Invar, kommentierte den optimierten Abschluss des Projekts wie folgt:

"Ich möchte mich bei allen Beteiligten an diesem Projekt bedanken. Diese Leistung wäre ohne die außergewöhnliche Zusammenarbeit und Unterstützung von Nidec nicht möglich gewesen."

Bereitstellung einer nachhaltigen Lösung

Die Lösung von Invar umfasste die Implementierung eines Behältertransportsystems mit ca. 300 Metern Interroll Fördertechnik und drei Nerak-Liften, verteilt auf drei Gebäude. Das Fördersystem verfügt über zwei Ebenen für den Warenein- und -ausgang und den Hauptmontagebereich. Die Bediener wählen über Bildschirme an den Zuführungsstationen den Bestimmungsort der Behälter aus.

In jedem Gebäude der Produktionsstätte wird die Lizenznummer (LPN) des Behälters gescannt, und der Bediener stellt den Karton auf das angetriebene Förderband und wählt das Ziel des Behälters über den HMI-Bildschirm aus. Der Behälter wird dann zum ersten Lift transportiert und an die Bedienerstation geleitet. Sobald der Bediener seine Aufgaben erledigt hat, wird der Prozess des Scannens der LPN, der Auswahl des Ziels und des Versands der Materialien wiederholt. Darüber hinaus ermöglicht der Lift im Lagerbereich der Anlage die Beschickung oder Entnahme von beiden Seiten, je nachdem, wohin die Materialien als nächstes transportiert werden müssen.

Die wahre Effizienz liegt jedoch in der Fähigkeit des Systems, bei Bedarf zu arbeiten und zwischen den einzelnen Behälterladungen vollständig anzuhalten. Durch diese energie- und kostensparende Funktion wird der unnötige Verbrauch wertvoller Ressourcen erheblich reduziert, und es wird erwartet, dass sich die Investition in weniger als einem Jahr amortisiert.

Einsatz der Produkte von Control Techniques

Ein wesentlicher Bestandteil des effizienten Stop/Start-Systems sind die Antriebe von Control Techniques. Für dieses Projekt wurden zwei Arten von Antrieben eingesetzt: drei Unidrives und elf Digitax HD M750.

Der Unidrive von Control Techniques wurde für die Aufzüge innerhalb des Systems ausgewählt. Unidrive bietet eine außergewöhnliche Regelungsstabilität und Bandbreite für alle industriellen Motortypen, wobei die M702-Variante mit integriertem Ethernet und zwei STO-Eingängen ausgestattet ist.

Der Unidrive wurde mit mehreren Optionsmodulen ausgestattet. Das SI-I/O-Schnittstellenmodul bietet zusätzliche Eingangs- und Ausgangsanschlüsse. Außerdem wurde das SI-Universal Encoder Module hinzugefügt, das die Positionsgenauigkeit durch Anschluss an einen Drehgeber am Motor sicherstellt. Dieses Modul prüft, ob der Wert des Encoders mit dem eines zweiten Encoders übereinstimmt, der die Position mit einem Laser misst; wenn die Werte übereinstimmen, lässt die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) den Antrieb laufen; wenn nicht, werden die Bremsen des Systems aktiviert.

Die Nidec-Ingenieure setzten auch den PTi210 Easy Motion Controller ein. Mit diesem Modul ist keine Softwareentwicklung erforderlich; es wurde einfach in den Antrieb eingesteckt und dann über die PowerTools Studio-Software verbunden, was die Erstellung schneller, einfacher und wiederholbarer Routinen ermöglicht, die die Unidrives im Förderer wiederholt ausführen. Der PTi210 ist sowohl mit Unidrive- als auch mit Digitax HD M750-Antrieben kompatibel.

Für einachsige Bewegungen mit komplexen Steuerungen wie dem Förderband ist das PTi210 und das Power Tools-Softwarepaket eine kostengünstige Möglichkeit, eine einfache, schnelle und effektive Bewegungssteuerung zu ermöglichen. Benutzer aller Qualifikationsstufen sind in der Lage, Funktionen zu konfigurieren, zu programmieren, auszuwählen und Parameter einzurichten, was die Konfiguration, das Management und die langfristige Wartung des Förderers vereinfacht.

Schließlich wurde das KI-Keypad installiert, mit dem die Benutzer die Antriebsparameter einstellen können, während gleichzeitig wichtige Informationen wie Stromaufnahme, Drehzahl oder Fehler angezeigt werden.

Die Servoantriebsserie Digitax HD M750 von Control Techniques ergänzt die Unidrive-Reihe, indem sie maximale Servoleistung in einem kompakten Paket bietet. Der Digitax HD M750 ist für hochdynamische Anwendungen optimiert und bietet Flexibilität sowohl in Standalone- als auch in modularen Konfigurationen. Dieser Frequenzumrichter bietet eine vollständige Servoregelung sowie die Steuerung von Permanentmagnet- und Induktionsmotoren in vier Funktionsstufen: EtherCAT, MCI-Maschinensteuerung, Ethernet und der flexible Servoantrieb Base.

Die in diesem Projekt gewählten Digitax HD M750-Antriebe wurden für die Steuerung der Trommelmotoren entlang der angetriebenen Rollenbahnen sowie für die Steigung und das Gefälle des Förderbandes eingesetzt. Dieser Antrieb wurde aufgrund seiner kompakten Größe ausgewählt und bietet gleichzeitig eine hohe Leistungsdichte, dualen STO und die Möglichkeit, über das PROFINET-Netzwerk zu kommunizieren.

Als vollständige Maschinensteuerungslösung arbeitet der Unidrive mit drei dreiphasigen IMfinity-Induktionsmotoren von Leroy-Somer zusammen; einer an jedem Lift des Förderers. Die von Nidec ACIM gelieferten IMfinity-Motoren erreichen einen erstklassigen Wirkungsgrad von bis zu IE4, wodurch Energieeinsparungen maximiert, die Leistung verbessert und die Produktivität der Aufzüge optimiert werden. Die robuste Bauweise der IMfinity-Motoren von Leroy-Somer sorgt für garantierte Leistung und reduzierte Wartungskosten. Um nahtlos mit dem Unidrive zusammenzuarbeiten, verfügen die IMfinity-Motoren serienmäßig über einen Wicklungsschutz, eine thermische Reserve zur Aufrechterhaltung des Nenndrehmoments über einen erweiterten Drehzahlbereich und eine angepasste Metallträgerplatte zur Reduzierung elektromagnetischer Geräusche.

Die Anwendung verschiedener Nidec-Komponenten innerhalb des Invar-Förderers kulminiert in einem effizienten, modernen und funktionellen Förder- und Aufzugssystem, das die synergetischen Qualitäten einer vollständigen Nidec-Lösung unterstreicht.

Auswirkungen und zukünftige Entwicklungen

Die Installation des neuen Förder- und Aufzugssystems wurde in nur vier Monaten abgeschlossen. Seit der Implementierung im April 2024 sind die Auswirkungen auf die Produktivität und die Arbeitsmoral der Mitarbeiter erheblich. Das Team kann nun Teile abrufen, ohne Schüttgut bewegen und darauf zugreifen zu müssen, Produktionsengpässe wurden beseitigt, und die Effizienz des Einzelnen hat sich deutlich erhöht.

Als Teil des Engagements von Nidec Drives für kontinuierliche Verbesserung (Kaizen) erklärt Jamie Evans:

"Das Förderband ist nur der jüngste Schritt in unseren laufenden Bemühungen, unsere Produktionsanlagen zu verbessern. Wir sind immer auf der Suche nach den nächsten Schritten, die wir zur Verbesserung von Effizienz und Qualität unternehmen können, und wir freuen uns auf weiteres Wachstum."

Sham Jama fügt hinzu:

"Bei Invar installieren wir ein Vermächtnis für unsere Kunden. Wir arbeiten hart daran, jedes Element unserer Lösung durch maßgeschneiderte Wartung, Kommunikation und starke Verbindungen zu unseren Kunden sorgfältig zu pflegen. Dieses Projekt verlief mit der Hilfe von Jamie und seinem Team so reibungslos, dass ich glaube, dass dies der Beginn einer langen und fruchtbaren Beziehung ist."

Mit Blick auf die Zukunft erwägt Nidec Drives die Einführung von autonomen mobilen Robotern (AMRs) am britischen Produktionsstandort. AMRs bewältigen viele Herausforderungen in der hochspezialisierten Fertigung, indem sie selbstständig in ihrer Umgebung navigieren, Komponenten auswählen, sortieren und transportieren. Diese Roboter erhöhen die Sicherheit der Mitarbeiter und ermöglichen es den Teams, sich auf komplexere Aufgaben zu konzentrieren.

Nidec Drives wird mit Nidec Automation zusammenarbeiten, die Motoren, Motorsteuerungslösungen, integrierte Antriebslösungen und Batteriemanagementsysteme für AMRs herstellt, um zu erforschen, wie diese Roboter die Effizienz und Qualität in der Produktionsstätte von Nidec Drives weiter verbessern können. Diese spannende Entwicklung wird die Position von Nidec Drives an der Spitze der britischen Fertigungsindustrie festigen und neue Wege für Innovation und Entwicklung in der Produktion von Control Techniques-Produktreihen und -Lösungen eröffnen.