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Automatisiertes Handling von Münzen

Ergebnis

 

Die Münze Österreich war auf der Suche nach einem innovativen Handlingsystem, das Münzen automatisch in Münzträgersystem einsortiert. 12 Unternehmen haben Ihre Lösungsvorschläge eingebracht.

Ende November 2016 hat die Münze fünf Unternehmen zur Präsentation ihrer Lösung eingeladen. Mit einem der Gewinner-Unternehmen wird aktuell an einem Prototyp gearbeitet:

Bei erfolgreichem Einsatz des Prototyps wird die Münze Österreich diese Lösung demnächst umsetzen.

Aufgabenstellung

Wie kann ein flexibles, innovatives und bedienerfreundliches Handlingsystem aussehen, das Münzen automatisch in Münzträgersysteme einsortiert?


Challenge

Zu den Aufgaben der Produktionsmitarbeiter der Münze Österreich gehört die Arbeit an den Prägemaschinen, wo die verschiedenen Sammlermünzen geprägt werden. Ein zentraler Schritt im Produktionsprozess ist die Einsortierung der aus der Prägemaschine kommenden Münzen in dafür vorgesehene Münzträgersysteme. Dieser Prozessschritt wird bislang manuell auf zwei verschiedene Arten durchgeführt (Ablagebretter bzw. derzeit Schüttgut).

In Variante A (derzeit Schüttgut) befindet sich der Start und damit die Münze am Ende der Ausgaberutsche (Abbildung 1 unter Downloads) einer der insgesamt drei baugleichen Prägemaschinen und wird manuell aus dem Schüttgut senkrecht in das Münzträgersystem einsortiert (Abbildung 2 unter Downloads).

In Variante B (Ablagebrett, höhere Produktqualität) beginnt dieser Vorgang mit den geprägten Münzen, die am Ablagebrett (Abbildung 3 unter Downloads) aufliegen. Von dort werden die Münzen manuell und senkrecht in das Münzträgersystem einsortiert.

Dazu kommt, dass die Ablagebretter und Trägersysteme für die unterschiedlichen Münzen verschiedene Größen haben.  

Die manuelle Einsortierung ist zu langsam und ineffizient. Die Einsortierung soll daher schneller, effizienter und prozesssicher werden.


Gewünschtes Ergebnis

In beiden Varianten wird eine Lösung gesucht, die die Oberfläche der hochwertigen Münzen bei der Einsortierung nicht beeinträchtigt.

Wichtig ist, dass verschiedene Materialien sowie Münzgrößen im Einsatz sind, daher wird an den Prägemaschinen mit verschiedenen Ablagebrettern (Abbildung 4 unter Downloads), sowie Münzträgersystemen (Abbildung 5-8 unter Downloads) gearbeitet. Aufgrund notwendiger Wartungsarbeiten (Reinigung) der Anlagen sind Abweichungen und Toleranzen bei den Münzträgersystemen vorhanden. Daher ist Genauigkeit eine wesentliche Anforderung. Das neue System soll Toleranzen bei den Münzträgern erkennen und kompensieren.

Ziel ist es, die Rüstzeit von einem Produkt auf das andere zu minimieren (max. 15 Minuten) bzw. zu vermeiden (Produkte siehe Abbildung 9). Dabei soll der Prozessablauf kontinuierlich und zuverlässig sein (min. 95% Verfügbarkeit ist gewährleistet).

Eine weitere Zielsetzung ist die Vermeidung vom Zwischenbunker Schüttgut. Die Verwendung von marktüblichen hochwertigen Standardkomponenten (z.B. Pneumatik, Steuerung, Kamera) ist der Technik ein zentrales Anliegen. Das neue System darf einen Lärmpegel von max. 75dB(A) verursachen.

Eine bestimmte Anordnung der Münzen (Vorderseite/Rückseite/Drehung) ist nicht notwendig. Darüber hinaus ist das Entleeren der Münzträgersysteme sowie eine Oberflächenkontrolle an dieser Stelle des Prozesses nicht erforderlich.

Zwei mögliche Lösungswege wurden identifiziert:

In Variante A ist eine mobile Lösung gesucht, welche die Münzen direkt vom Ende der Ausgaberutsche der Prägemaschine (Abbildung 10 unter Downloads) senkrecht in die Münzträgersysteme einsortiert. Als Überführung vom Ausgabepunkt an der Prägemaschine zum Entnahmepunkt für das Pick and Place System wäre z.B.: ein Förderband oder eine Luftpolsterwegstrecke oder auch eine ganz andere Lösung -nach Ihren Ideen- angedacht.

Dafür wird auf Folgendes besonders Wert gelegt:

  • Durchlaufgeschwindigkeit: bis zu 70 Stück/Minute (von einem Produkt in eine Variante des Münzträgersystems) 
  • Raum: Der verfügbare Raum ist begrenzt (siehe Skizze 1 - Platzverhältnisse unter Downloads)
  • Einfache Transferierbarkeit: Die Anlage soll einfach und rasch (Rüstzeit ist ca. 15min.) zwischen den Maschinen umgebaut werden können

Die Autonomie der Anlage spielt in der mobilen Variante keine Rolle, da ein Stop & Go-Betrieb gefahren wird.

In Variante B ist eine stationäre Lösung gesucht, welche die Münzen, die auf dem Ablagebrett liegen (Abbildung 11 unter Downloads), senkrecht in die Münzträgersysteme einsortiert. Auch die derzeit als Schüttgut behandelten Produkte werden bei dieser Lösung über die Ablagebretter abgearbeitet.

Dafür wird auf Folgendes besonders Wert gelegt:

  • Durchlaufgeschwindigkeit: 50 Stk./Minute (von einem Produkt; von mehreren Varianten des Ablagebretts in eine Variante des Münzträgersystems)
  • Autonomie: autonomes Arbeiten (nach dem Schichtbetrieb und in der Pause), um die ca. 100 Stk. gefüllten Ablagebretter abarbeiten zu können (Es ist daher ein Eingangs- und Ausgangspuffer notwendig)
  • Verfügbarer Raum: max. Fläche von 3m x 2,5m; max. Höhe der Anlage 2,5m; 2 Seiten begehbar

Auf einen Blick: Flexibles, innovatives und modernes Handling

Im Zuge dieser Markterkundung wird bei allen Funktionalitäten, die die neue Lösung erfüllen muss, besonderes Augenmerk auf eine flexible, innovative und moderne Lösung gelegt, die bedienerfreundlich, lärmarm und platzsparend sein soll.

  • Genauigkeit und Zuverlässigkeit müssen die neue Lösung auszeichnen, schließlich sollen die Münzen ohne Beschädigung in die Münzträgersysteme einsortiert werden.
  • Die Rüstzeit soll minimiert bzw. noch besser vermieden werden.
  • Für die zu liefernde Anlage sollen marktübliche hochwertige Standardkomponenten verwendet werden.

Wichtig: Sie finden die technischen Anforderungen unter den Downloads auf einer Seite übersichtlich zusammengefasst.

Jetzt sind Ihre Lösungen gefragt!

Senden Sie Ihre Automationslösung inkl. einer ersten groben Kostenschätzung bis 21.Oktober 2016 per Mail an innovationspartnerschaft@bbg.gv.at. Gehen Sie dabei vor allem auf die Beschreibung der Bewertungskriterien ein!

Posten Sie die Kurzbeschreibung Ihrer Automationslösung sowie eine Referenz (wenn verfügbar) online – es gilt ebenso der 21.Oktober als letztmöglicher Einreichtermin!

Da der Münze Österreich das Zusammenspiel aller Komponenten wichtig ist, werden keine Einzelteile (z.B. Steuerungselement) gesucht. Außerdem werden nicht gesucht: detaillierte Umsetzungskonzepte sowie zur Gänze ausgearbeitete Angebote.


Gewinn

Präsentieren Sie Ihren Lösungsvorschlag:

Aus allen geposteten Lösungsvorschlägen werden fünf Einreicher/innen zu einem Innovationsdialog (=Markterkundungsgespräch mit einer Kurzpräsentation der geposteten Lösung und Diskussion) Mitte November in die Münze Österreich eingeladen. Auf Basis der Erkenntnisse, die die Münze Österreich durch den Innovationsdialog erlangt, wird allenfalls eine Auftragsvergabe gemäß Bundesvergabegesetz vorbereitet.

 

Werbung für Ihren Lösungsvorschlag:

Die Münze Österreich ist eine der führenden Münzproduktionsstätten weltweit. Für bewährte und innovative Lösungen besteht die Möglichkeit diese im Rahmen der jährlichen Treffen der weltweiten Münztechniker mit dem Auftraggeber gemeinsam zu präsentieren und so eventuell Folgeaufträge zu lukrieren.


Bewertungskriterien

Folgende Kriterien werden für die Bewertung der eingereichten Ideen herangezogen:

  • Innovationsgrad (30 %)
  • Bedienerfreundlichkeit (25 %)
  • Rüstzeit (20 %)
  • Marktübliche Komponenten (15 %)
  • Platzverbrauch (10 %)

Kategorie

Elektrotechnische Geräte & Komponenten
Werkstatt, Maschinen & Metallprodukte
Sonstiges


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Fragen und Antworten

Was für ein Handlingsystem sucht die Münze Österreich? Ist eine komplette Neuentwicklung gewünscht? Oder geht es um die Adaptierung eines am Markt bereits verfügbaren Sortiersystems?

Die Münze Österreich sucht ein innovatives, flexibles und bedienerfreundliches Handlingsystem - Die Neuentwicklung eines Handlingsystems als auch die Adaptierung eines bestehendes Systems sind hier mögliche Lösungswege!

Können Einzelkomponenten als Lösungsvorschlag eingereicht werden?

Da der Münze Österreich das Zusammenspiel aller Komponenten wichtig ist, werden keine Einzelteile gesucht. Falls Sie über eine innovative Einzelkomponente verfügen, dann treten Sie mit anderen Unternehmen in Kontakt und reichen Sie Ihr Handlingsystem als Gesamtlösung ein.

Muss meine Einreichung Lösungsvorschläge für Variante A und Variante B enthalten?

Nein, Sie können auch Einzelvorschläge einreichen.

Innerhalb von wieviel Sekunden kommt eine Münze aus der Prägemaschine?

Weniger als 1 Sekunde = 0,86 Sekunden

Inkludiert die jeweils angegebene Durchlaufgeschwindigkeit die Rüstzeit?

Die angegebene Durchlaufgeschwindigkeit von bis zu 70 Stück pro Minute entspricht dem Maschinentakt und ist mit Münzen pro Minute zu verstehen. Nein, dies ist ohne Rüstzeit, diese ist getrennt zu betrachten.

Von der Jahresproduktionszahl (siehe Abbildung 10) heruntergebrochen werden bei angenommen 250 Arbeitstagen rund 3932 Münzen pro Tag produziert. Zieht man die Durchlaufgeschwindigkeit des Handlingsystems heran, ist diese Anzahl an Münzen innert weniger als einer Stunde geprägt und sortiert. Gibt es hier eine Möglichkeit, die Produktion über einen längeren Zeitraum zu verteilen?

Die Verteilung der Produktion über einen längeren Zeitraum ist NICHT das Ziel der Münze Österreich. Die Münze Österreich beabsichtigt, in der Produktion schneller zu werden, Zeiten zu optimieren, und Aufwendungen einzusparen. Entscheidender Taktgeber ist der Maschinentakt. Die Prägung sowie das Handling sind nur zwei Prozessschritte von mehreren. Dazu kommen unterschiedliche Produkte mit abweichenden Prozessketten.

Lösungsweg Variante B - Münzträgersystem: Ein Zwischenweg über die Ablagebretter erscheint uns nicht als erforderlich - die könnten eigentlich entfallen - ist das richtig? Denn das Ziel ist es eigentlich die Münzen von der Ausgangsmaschine in diese Münzträgersysteme zu bekommen, korrekt?

Der Zwischenweg über die Ablagebretter wird derzeit bei bestimmten Produkten praktiziert, ist aber im Sinne des Wertstromansatzes eine Verschwendung!

Können die von Ihnen genannten Taktzeiten reduziert werden? Sie sprechen je nach Variante von 70 oder 50/min.

Nein, keine Reduktion möglich. 70 % werden in Qualität mit 70 Stk. pro Minute gefahren, nur eine kleiner Teil wird mit 50 Stk. pro Minute produziert.

Sind persönliche Gesprächstermine möglich?

Persönliche Gesprächstermine sind nicht vorgesehen. Die Münze Österreich wird die fünf bestbewertesten Unternehmen im Oktober zum Innovationsdialog in die Münze Österreich einladen.

Kann in Fällen wo Automatisierungsprobleme auftreten oder wenn so ein Münzträgersystem voll ist die Maschine gestoppt werden, und die weiter produzierten Münzen aufpuffern? Oder spuckt die weitergehend aus ohne Rücksicht auf den Betriebszustand der nachfolgenden Maschine?

Maschine kann gestoppt werden, kein Puffer geplant – eher bei den befüllten Magazinen wird ein sofortiges weitertransportieren zwingend notwendig sein um den Fluss nicht zu stören. Deswegen auch das große Augenmerk auf Prozesssicherheit.

Detailfrage: Der in Abbildung 1 dargestellte Maschinenauslauf stellt anscheinend die „Münzquelle“ dar. Das Orange dürfte ein Zählsensor sein – ist das richtig? Wenn dem so ist, dann bitten wir um Angabe der Neigung unter welcher die weiße Gleitfläche zur Horizontalen angebracht ist.

A1: Ja, das ist richtig. A2: Der Winkel beträgt ca. 26 Grad.

Die „Ausgangsmaschine“, welche die Münzen im Takt „ausspuckt“ muss eigentlich eine SPS-Steuerung aufweisen. Welches Produkt?

Bei der Steuerung der Prägepresse handelt es sich um eine Siemens S7 Steuerung.

Münzträgersystem: Wie tief tauchen die Münzen in die Stabebene ein?

Vergleichen Sie dazu Abbildung 13!

Abbildung 12: Skizze Platzverhältnisse: Kann das rote Podest entfernt werden?

Nein, die Entfernung des Podests ist nicht möglich. Dieses wird für die richtige Arbeitshöhe benötigt (Reinigung, Ausbau Werkzeug).

Variante A: Mobile Lösung: Wir denken an einen Unterbau auf Rädern. Wieviel Platz ist für die Zufahrt vorhanden?

Es ist Platz in der Größe einer Euro-Palette (120cm x 80cm) vorhanden.

Beim Punkt Autonomie findet sich folgende Angabe: „Autonomes Arbeiten (nach dem Schichtbetrieb und in der Pause), um die ca. 100 Stk. gefüllten Ablagebretter abarbeiten zu können.“ Frage: Bei welchen Münzen werden Ablagebretter verwendet? Und wieviele der jeweiligen Münzen passen auf die diversen Ablagebretter?

Grundsätzlich werden bei allen Münzen Ablagebretter verwendet. – Abhängig vom Durchmesser passen auf die diversen Ablagebretter zwischen 30 – 120 Stück.

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Bis 7.7.2016
Challenge - under construction
8.7.2016 - 21.10.2016
Call for ideas
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Community Bewertung
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Jury Bewertung
Ab 16.11.2016
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