Mit fahrerlosen Transportfahrzeugen in die Welt von Industrie 4.0

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Während autonomes Fahren im Automobilbereich recht problematisch ist, sind fahrerlose Fahrzeuge in Fabriken und Lagern immer öfter anzutreffen. Unterschiede finden sich in der Art und Weise der Navigation sowie im Grad ihrer Unabhängigkeit. Für die Intralogistik sind autonome Fahrzeuge ein Weg, Prozesse effektiver zu gestalten und zu beschleunigen, und selbstverständlich eine Möglichkeit, dem Personal die Hände frei zu halten. Da sie den Raum auch mit Menschen teilen, ist Sicherheit ein Muss.

Bei der Bewegung von Fertigungsteilen und Bauelementen im Rahmen der Fabrik, zur Auslagerung von Transportbehältern und Warenkartons, aber auch für den Transport von Fertigerzeugnissen kommen fahrerlose Transportfahrzeuge, sog. AGV (Automated Guided Vehicles), und ihre kleineren Geschwister AGC (Automated Guided Carts) zum Einsatz. Robuste Auflieger und AGV-Plattformen unterstützen das Personal schließlich beim Transportieren schwerer Lasten.

Mit Änderung der Art und Weise der industriellen Produktion, wobei ein Teil der Fließfertigung durch Inselfertigung ersetzt wird, entstehen neue Ansprüche auch an die Intralogistik und fahrerlose Transportfahrzeuge. In Fabriken, wo Menschen unterwegs sind, verbinden sich damit hohe Anforderungen an Sicherheit und Kollisionsprävention. Ein Antikollisionssystem dient darüber hinaus dem Schutz von Inventar sowie der Prävention von Zusammenstößen mit anderen Fahrzeugen. Ein Innovationstreiber ist E-Commerce, womit die Anforderungen an Schnelligkeit der Logistik und minimale Standzeigen der AGV steigen. Die Zukunft liegt in der Nutzung kollaborativer Roboter, die sich auf fahrerlosen Transportfahrzeugen nach dem aktuellen Bedarf von einem Arbeitsplatz zum anderen bewegen. Moderne, autonom gesteuerte Anlagen müssen also über eine genaue Navigation verfügen, ihre Position melden, für Mensch und Inventar sicher sein und möglichst effektiv funktionieren.

Hand in Hand mit dem technologischen Fortschrift und neuen Nutzungsmöglichkeiten für fahrerlose Transportfahrzeuge geht es darum, was für Sensoren und Sicherheitselemente installiert werden können.

Navigation und Positionsbestimmung fahrerloser Transportfahrzeuge

• Spurführung – Sensoren zur Erkennung des Magnet- oder Farbbandes im Boden, Navigation mit Hilfe einer virtuellen Leitlinie
• Lokalisierung – Die Lokalisierung im Raum ermöglichen 2D-LiDAR-Scanner anhand von Umrisskarte oder Blenden, Strich- und QR-Codes auf dem Boden oder durch Auslesen von RFID-Tags. Identifikation und Kommunikation mittels GPS, GSM und UWB.
• Bewegungskontrolle – Feedback von den beweglichen Teilen wird aus Encodern und Motor-Feedback-Systemen, ggf. von Induktions- oder Neigungssensoren, gewonnen.

Vermessen der Umgebung und Sicherheit fahrerloser Transportfahrzeuge

• Kollisionsprävention – 2D-Sensoren nach dem LiDAR-Prinzip, Ultraschallsensoren und 3D-Snapshot-Kameras zur Kollisionsvermeidung sorgen dafür, dass die fahrerlosen Transportfahrzeuge nicht zusammenstoßen.
• Sicherheit von Personen – Sicherheitsschalter und LiDAR-Scanner eliminieren das Verletzungspotenzial.
• Sicherheitslösung für die Steuerung – Sicherheitsrelais, Encoder-Lösungen und Sicherheitsmodule Flexi Soft dienen der sicheren Navigation und Steuerung der Fahrzeuge.
• Aufzeichnung von Kollisionen und relevanten Zwischenfällen – Eine EventCam erfasst, was vor/hinter dem Fahrzeug los ist, und macht Vorgänge bei Bedarf abrufbar.

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Handhabung von Ladungen

• Detektion der Ladung – Optische Sensoren und Ultraschallsensoren sowie 2D-LiDAR-Scanner erkennen das (Nicht)Vorhandensein einer Ladung auf dem Fahrzeug.
• Identifizierung und Überwachung – UHF RFID-Scanner und Strichcodeleser identifizieren das transportierte Material automatisch und übermitteln die Daten an das Steuerungssystem.
• Positionierung der Ladung im Raum – Die Überwachung erfolgt mit Hilfe von Encodern und Neigungssensoren, Positionierungssensoren und 3D-Snapshot-Kameras.

Einigen Schätzungen zufolge wird der AGV- und AGC-Markt 2019‒2024 zwischenjährlich um 17 % wachsen. Schon jetzt sind AGV und AGC in zahlreichen Anwendungen anzutreffen, und aufgrund des steigenden Preises menschlicher Arbeit und der Notwendigkeit des Einsatzes von Personal in Positionen mit höherer Wertschöpfung darf angenommen werden, dass die Nutzung dieser Anlagen weiter an Bedeutung gewinnt. Marktführer im Bereich intelligente Sensor- und Sicherheitssysteme, die zur Steuerung und Sicherheit von AGC und AGV einsetzbar sind, ist die Firma SICK. Sie bietet global das breiteste Produktportfolio für AGV/AGC. Auch aus diesem Grund kooperiert sie mit ihrem Know-how an einer ganzen Reihe von Projekten im In- und Ausland.

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