Fahrerlose Transportsysteme als Bestandteil moderner Intralogistik

Auf dem Weg zum selbstorganisierten Warenlager

In der Werkslogistik ist die Zukunft schon Gegenwart: Längst bewegen sich autonome Transportsysteme flink, führerlos und kollisionsfrei durch Industriehallen – und organisieren sich dabei zunehmend selbst.

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fahrerlose Transportsysteme
Perzeptionsgesteuerte Robotersind durch den Einsatz intelligenter Kameratechnik und Bildverarbeitung in der Lage, autonom unterwegs zu sein.

Der Trend zur wandlungsfähigen Produktion stellt immer höhere Anforderungen an die Intralogistik. Flexible fahrerlose Transportsysteme sind ein Schlüsselelement, um diesen Anforderungen gerecht zu werden.

Webinar: Antriebssysteme für Logistikanwendungen

Ob Förderbänder, Heber, Greifer, FTS-Roboter oder Kamera-PTZ-Steuerungen – viele Anwendungen können von hochwertigen Antriebssystemen profitieren. Ausgehend von den spezifischen Anforderungen werden Teilnehmer dieses kostenlosen Webinars am 27. Juni 2023 von 11:00 Uhr-12:00 Uhr (in englischer Sprache) durch die Auswahl eines kompletten, für die Anwendung geeigneten Antriebssystems geführt. Die Teilnehmer erhalten Erläuterungen zu Diagrammen sowie Tipps und Tricks zur Antriebsauswahl für ihr nächstes Projekt.

Wann macht die Einführung eines Fahrerlosen Transportsystems Sinn?

Prinzipiell macht die Einführung eines Fahrerlosen Transportsystems (FTS) immer dann Sinn, wenn ein Unternehmen vor der Herausforderung steht, den innerbetrieblichen Materialfluss effizienter auszurichten und bei verringertem Personaleinsatz die Durchsatzleistung in seinem kontinuierlichen Betrieb zu erhöhen. Weitere Beweggründe können der Wunsch nach mehr Transparenz oder geringer Raumverfügbarkeit sein. Ausgeschöpfte Hallenfläche kann zum Beispiel die Installation von Fördertechnik im Zuge von Automatisierungsvorhaben disqualifizieren. Neue Chancen erschließen sich darüber hinaus in Umgebungen, für die der Mensch von Natur aus weniger geschaffen ist. Das kann in Kühlhäusern der Fall sein oder auch bei Handhabungsaufgaben in der chemischen Industrie.

TORU
Stehen die Rahmenbedingungen auf grün, dann sind es vor allem Antriebe von Faulhaber, die für das automatisierte Handling der Schuhkartons verantwortlich sind. Hierbei bilden Motion Controller, bürstenlose DC-Servomotoren der Serie BX4 und Planetengetriebe ein Antriebssystem, das eine Metallzunge aus- und wieder einfährt. Die Aufgabe besteht in diesem Fall darin, die Lücke zwischen dem Fahrzeug und dem Regalboden zu schließen. So ist der Weg geebnet, um die Kartons auf der glatten Fläche mit Unterdruck herauszuziehen.
TORU
Entscheidungen treffen? Bekommt TORU den Auftrag, ein bestimmtes Paar Schuhe zu picken, steckt dahinter zunächst die Lageradresse plus ein Barcode. Der Roboter weiß also, wo das Zielfach sein muss und navigiert dicht an dieses heran. Anschließend dreht sich die Hubsäule vorne am Fahrzeug um 90 Grad zum Regal, ein Greifer fährt zum angegebenen Fach und ab jetzt trifft TORU eigenständig Entscheidungen.
Antriebstechnik von Faulhaber
Mit einer Leistung von 62 Watt liefern die bürstenlosen DC-Servomotoren im Dauerbetrieb Nennmomente bis 72 mNm. Interessant für Magazino sind die Spitzenmomente bis 96 mNm. Die Überlastfähigkeit ist entscheidend, um die Losbrechmomente beim Handling der Schuhkartons sicher zu bewältigen.

Fahrerlose Transportsysteme: die Vorteile

  • Verringerter Personalbedarf
  • Fördergüter jeder Art werden sicher gehandhabt und transportiert
  • Langfristig kostengünstiger als Fördertechnikanlagen und Staplerbetrieb
  • Schnell installiert und in Betrieb genommen
  • Im Gegensatz zu Fördertechnik minimaler Flächenbedarf, keine starren Routen
  • Maximale Zuverlässigkeit auch im 24/7-Betrieb
  • Skalierbar und an neue Materialflusslayouts anpassbar
  • Lückenlose Transparenz und Rückverfolgbarkeit
  • Prozesssicherheit durch Automatisierung

Flexible Helfer rund um die Uhr und sieben Tage in der Woche

Inzwischen überzeugen FTS mit zahlreichen Anwendungen weltweit – und das nicht nur im Modell einer Smart Factory. Als Alternative zu Staplern oder automatischen Transportsystemen (Fördertechnik) übernehmen sie reale Transportaufgaben zwischen Wareneingang, Produktion und Lager, überführen Waren in den Versand und unterstützen die Beladung von Lkw. Auf diesen Routen werden sowohl Kleinteile als auch tonnenschwere Lasten bewegt. Häufig anzutreffen sind die flexibel einsetzbaren Helfer zudem in Krankenhäusern, wo sie die einzelnen Stationen unter anderem mit Essen und Medikamenten versorgen, sowie in Häfen beim Containertransport.

Die Fahrzeuge sind darüber hinaus in der Lage, in ziehender Funktion Routenzüge den Montagestationen zuzuführen und sie lassen sich durch Aufsetzen des entsprechenden Equipments auch in selbstfahrende Roboter umwandeln. Kommissionier-Roboter beispielsweise verfahren autonom zu den Regalen und entnehmen die angeforderten Waren in der gewünschten Menge ohne jegliches menschliche Zutun aus den Fächern oder Behältern. FTS sind folglich vielseitig einsetzbar und erbringen die von ihnen erwartete Umschlagleistung ohne jegliche Abstriche auch im 24/7-Betrieb.

Evocortex
Mobile Roboterplattformen, in der Fachsprache auch autonomous mobile robots (AMR) genannt, sind als Transportlösungen für Materialien im Einsatz.Das AMR von Evocortexkommt ohne ein vorinstalliertes Leitsystem aus. Über die Bilddaten einer hochauflösenden Kamera an der Unterseite fertigt der Roboter einen Fingerabdruck des Hallenbodens.
Evocortex Rolle
Das Radantriebsmodul ist ein entscheidendes Element für dieSkalierbarkeit des AMR von Evocortex. Es befindet sich direkt über dem Rad und bildet mit diesem zusammen eine standardisierte, unabhängige Funktionseinheit. Der leistungsstarker Motor von Faulhaber mit seinen sehr kleinen Abmessungen ermöglicht, dass die Räder in beliebigen Abständen voneinander montiert werden können.

Automatisierte oder autonome Fahrzeuge?

Es ist wichtig, zwischen automatisierten und autonomen Fahrzeugen zu unterscheiden. Herkömmliche FTS sind in der Regel induktionsgeführt, das heißt es werden Referenzpunkte oder Schienen im Boden oder in der Decke benötigt. Im Unterschied dazu sind Autonome mobile Roboter (AMR) wie selbständige Roboter mit erweiterter Intelligenz ausgestattet. Sie sind frei fahrend (also ohne Induktionsschienen) und eruieren selbständig Möglichkeiten, das Hindernis zu umfahren und auf schnellstem Wege den Zielort zu erreichen. Die notwendigen Sicherheitsmechanismen (Stop bei Personenverkehr usw.) sind natürlich bei allen namhaften Herstellern gegeben, egal ob automatisiert oder autonom.

Autonome mobile Roboter priorisieren Aufträge automatisch

Die Technologie, die im Vergleich zu FTS noch flexibler ist, sind autonome mobile Roboter (AMR). Um eine andere Aufgabe zu übernehmen, benötigt ein AMR nur einfache Softwareanpassungen. So kann ein und derselbe Roboter eine Vielzahl unterschiedlicher Aufgaben an verschiedenen Orten ausführen und sich automatisch an veränderte Umgebungen und Produktionsanforderungen anpassen. AMR-Aufgaben sind über die Benutzeroberfläche des Roboters steuerbar. Sie können aber auch für mehrere Roboter gleichzeitig über eine Software zur Flottensteuerung konfiguriert werden, die Aufträge automatisch priorisiert und jeweils dem für die jeweilige Aufgabe am besten geeigneten Roboter auf der Grundlage von Position und Verfügbarkeit zuweist.

Prolynk
Mit der Prolynk-Technologie kann die Konfiguration einer Fertigungsstraße beliebig verändert und an wechselnde Anforderungen angepasst werden. Die Komponenten absolvieren nicht mehr unterschiedslos eine festgelegte Strecke, stattdessen nimmt jede einzelne ein Taxi in Form einer kleinen fahrerlosen Transporteinheit
Prolynk
Auf welcher Spur es vor- oder rückwärts fahren oder wohin es abbiegen soll, erfährt das Fahrzeug per WLAN von der zentralen Steuerung. Sie gibt die Wege sowie die Stationen vor und entscheidet, welches Gefährt bei kreuzenden Bahnen die Vorfahrt bekommt. Die Teile-Taxis müssen nur ihre genaue Position rückmelden, damit diese Verkehrsregelung funktioniert. Dabei spielen die Motion Controller vom Typ MC 5004 P und die Encoder der Serie IE3-1024 von Faulhaber eine wichtige Rolle. Sie erfassen die Drehung der bürstenlose Motoren der Serie BX4. Mithilfe ihrer Daten berechnet die Prolynk-Elektronik Wege und Positionen. Die Motorkraft wird durch Planetengetrieben der Bauart 32/3 auf die Antriebsriemen der Räder übertragen.

Handlingsantrieb und präzises Positionieren sind im Workflow entscheidend

Wenn autonome mobile Roboter den Materialfluss zwischen Lagerbereichen und Fertigungsstationen sichern, kommen oft Faulhaber-Antriebssysteme zum Einsatz. Neben den reinen Fahrantrieben, gilt es auch Aufgaben zur Handhabung von transportierten (Lager-)Kisten oder präzisen vertikalen und horizontalen Positionierungsbewegungen zum Be- und Entladen zu bewältigen.

Ein besonderes Augenmerk legen Kunden dabei auf robuste und zugleich kompakte Antriebe, um eine möglichst lange Lebensdauer und dementsprechend lange Wartungsintervalle sicherzustellen. Auch spielt eine bürstenlose Antriebstechnologie eine große Rolle, da sie die Zeit zwischen den Batterieaufladungen verlängert.
Und nicht zuletzt ist die Schnittstelle wesentlich, um Antriebe einfach in die Onboard-Bus-Architektur des Fahrerlosen Transportsystems oder autonomen mobilen Roboters zu integrieren.

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