Shuttle sneller alternatief voor miniload

Meer nog dan op de torenhoge miniloadkranen viel het oog tijdens de vakbeurs CeMAT op de razendsnel heen en weer schietende shuttles. Deze kleine stellingbedieningsapparaten maken het mogelijk om supersnel bakken of dozen in en uit te slaan. Ogenschijnlijk doen ze allemaal hetzelfde, maar onder de ‘motorkap’ zitten soms flinke verschillen.

Het probleem met miniloads is dat in elke gang eigenlijk maar één machine tegelijk kan werken. Eén machine die niet meer dan één of misschien twee bakken tegelijk kan uitslaan. De driejaarlijkse vakbeurs CeMAT toonde in mei een keur aan alternatieven voor dit bakkenopslag- en orderpicksysteem. Het toverwoord daarbij luidt shuttles: kleine, wendbare apparaten waarvan er in één gang meerdere boven elkaar kunnen opereren.

Wat in een shuttlesysteem in feite gebeurt, is het ontkoppelen van de tweedimensionale beweging die een miniload maakt. Een miniload bestaat immers uit een lastopnamemiddel aan een lange mast die over een rail heen en weer rijdt. De mast is verantwoordelijk voor de verticale beweging, de rail voor de horizontale beweging. Door deze bewegingen te combineren doorloopt de bak een mooie curve van zijn opslaglocatie op weg naar het uitslagpunt.

Omdat een shuttle alleen de horizontale beweging voor zijn rekening neemt, heeft dit apparaat minder tijd nodig om een bak uit één van de opslaglocaties naar het begin van de gang te transporteren. Aan het begin van die gang staat vervolgens een lift die de verticale beweging voor zijn rekening neemt. De bak zelf is weliswaar langer onderweg dan bij een de miniload, maar omdat er per gang meerdere shuttles kunnen worden ingezet ligt de uitslagcapaciteit toch hoger. Volgens sommige leveranciers zelfs vier tot vijf keer zo hoog.

Platte karretjes

De CeMAT heeft duidelijk gemaakt dat de getoonde shuttles onderling flink kunnen verschillen. Het opvallendste onderscheid betreft de hoogte van de shuttles en het aantal opslagniveaus dat ze kunnen bereiken. Vanderlande, SSI Schäfer en Gebhardt hebben bijvoorbeeld shuttles ontwikkeld die veel weg hebben van een ingekorte miniloadkraan. Ze beschikken nog steeds over een lastopnamemiddel dat omhoog en omlaag kan bewegen. De Quickstore HDS van Vanderlande heeft op die manier een bereik van 1,65 meter. Het Schäfer Quad System en de StoreBiter van Gebhardt kunnen een hoogte van respectievelijk 2,5 en zelfs 3,5 meter bestrijken. Dat brengt beperkingen met zich mee. Hoe groter het bereik van een shuttle, hoe minder shuttles er boven elkaar in een gang passen en hoe lager dus de theoretische uitslagcapaciteit.

Een heel andere aanblik hebben de shuttles van leveranciers als Dematic, Knapp, PSB, Savoye en TGW. Deze shuttles lijken in niets meer op de bestaande miniloadkranen, maar hebben de vorm van platte karretjes die slechts op één niveau tegelijk kunnen acteren. In principe is het mogelijk om op elk niveau in een bakkenmagazijn een shuttle te installeren. Als de benodigde uitslagcapaciteit het niet rechtvaardigt om op elk niveau een shuttle te laten rijden, maken leveranciers als Dematic, PSB, Savoye en TGW het mogelijk om minder shuttles in te zetten en ze met een lift van niveau te laten wisselen.

Bijzonder is dat Dematic ook een variant heeft ontwikkeld die zich als een mini-AGV vrij over de vloer kan bewegen, bijvoorbeeld om bakken uit een bakkenmagazijn direct aan een productielijn te kunnen afleveren. Op de CeMAT gaf Dematic daarvan een demonstratie. Knapp heeft voor deze toepassing een echte AGV ontwikkeld, de Open Shuttle, die eveneens op de vakbeurs te zien was.

Stroomrails en supercaps

Een belangrijk onderscheid betreft de energievoorziening. Het zou een mogelijkheid kunnen zijn om shuttles uit te rusten met een batterij zoals vaak bij palletshuttles het geval is. Volgens ons overzicht van shuttles doet geen enkele leverancier dat. Belangrijkste nadeel is het gewicht van de batterij, die drukt op de snelheid van het apparaat en het energieverbruik laat stijgen. Ander nadeel is dat deze shuttles na verloop van tijd even uit de running moeten worden gehaald om de batterijen op te laden.

De meeste fabrikanten maken daarom gebruik van stroomrails, de technologie die ook al voor miniloadkranen wordt gebruikt. Het gevolg is dat deze leveranciers in elk gangpad op elk niveau waarop een shuttle kan werken, stroomrails moeten installeren. Zeker in geval van de platte shuttles vergt dat kilometers koperdraad. Een shuttle met kabels in plaats van stroomrails heeft hetzelfde probleem.

Eén fabrikant, PSB, maakt geen gebruik van batterijen of van stroomrails, maar van supercaps ofwel condensatoren. Condensatoren zijn elektrotechnische componenten die net als batterijen energie kunnen opslaan. Belangrijkste verschil met batterijen is dat ze heel snel geladen kunnen worden. Snel genoeg om bijvoorbeeld aan het begin van een gang voldoende energie op te slaan voor een nieuwe rit de gang in. Dat supercaps minder zwaar zijn dan batterijen, is gunstig voor de snelheid en het energieverbruik. Nadeel is dat ze in principe minder energie kunnen opslaan dan een batterij. Savoye heeft in de eerste generatie van het PTS Picking Tray System ook supercaps toegepast, maar nu maakt deze leverancier net als veel anderen gebruik van stroomrails.

Een enkele leverancier die werkt met stroomrails, gebruikt deze technologie tevens voor datacommunicatie met de shuttles. Via de stroomrails krijgen de apparaten te horen op welke locatie ze een bak of doos moeten wegzetten of oppikken. De meeste leveranciers werken echter via het draadloze netwerk (WLAN), Vanderlande gebruikt optische data transmissie.

Lift als bottleneck

Ingekorte miniloads of platte karren, stroomrails of supercaps, uiteindelijk draait het maar om één ding: de uitslagcapaciteit van de verschillende shuttlesystemen. Natuurlijk speelt de snelheid van de shuttles daarbij een rol. Belangrijker nog is het aantal bakken of dozen dat tegelijkertijd kan worden gehandeld. De meeste shuttles kunnen ook dubbeldiep opslaan en twee bakken tegelijk handelen. De lastopnamemiddelen van het Schäfer Quad System en de StoreBiter van Gebhardt bieden zelfs ruimte aan 4 bakken.

Hoe snel een shuttle ook is, de uitslagcapaciteit wordt uiteindelijk bepaald door de configuratie van het totale systeem. In de meeste systemen vormen de shuttles niet de bottleneck, maar de lift die voor het verticaal transport van de bakken of dozen zorgt. Die moet de aanvoer van alle shuttles maar snel genoeg kunnen verwerken. Leveranciers proberen met een flinke dosis creativiteit deze bottleneck op te lossen, bijvoorbeeld door bufferlocaties voorin de gang aan te brengen. De lift kan de bak of doos vanaf die bufferlocatie pakken wanneer het ‘m uitkomt, terwijl de shuttle alvast een volgende bak of doos haalt. De prestaties van een shuttle zeggen in feite dus maar weinig over de prestaties van het totale systeem.