Realisierung intelligenter Parksysteme mittels induktiver Sensorik Tower mit Power - KEM

Realisierung intelligenter Parksysteme mittels induktiver Sensorik

Tower mit Power

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Seit wenigen Wochen ist er auf dem Markt – der smart. Bei etwa 80 smart-Centern in Europa stellen sich die drei Versionen des „micro compact car – kurz mcc – dem Kunden vor. So innovativ wie die Fahrzeuge selbst sind auch die speziell für die mcc entwickelten, vollautomatischen Parksysteme, die gläsernen smart-tower. Induktive Sensoren der Baureihen IM 12, IM 18 und IM 30 von Sick stellen durch umfangreiche Anwesenheitskontrollen und Positionsüberwachungen einen reibungslosen Betrieb im smart-tower sicher.

Der Autor Dipl.-Ing. (FH) Bernd Fehrenbach ist Mitarbeiter der Sick AG, Waldkirch

Parken per Touch Screen-Eingabe
Sowohl für das Fahrzeug als auch für das Parksystem ist die gleiche Maxime: optisch ansprechendes Erscheinungsbild, einfache Bedienbarkeit und funktionssicherer Betrieb. Daher basiert der von den Firmen Nußbaum Autoparksysteme und Hayek Engineering entwickelte smart-tower auf einem völlig neuartigen Konzept, das neue Wege in der Lager- und Parksystemtechnik aufzeigt. Auf jeder der sieben Etagen – als Sonderausführungen sind acht oder neun Stockwerke möglich – befinden sich vier Stellplätze mit Abmessungen von 4,3 Meter Länge und 1,9 Meter Breite. Eine Ausnahme bildet das Erdgeschoß: hier stehen nur drei Parkfächer zur Verfügung; das Vierte mußte dem Fahrzeugübergabe- bzw. -übernahmeplatz weichen. Versorgt werden die Stellplätze über ein Hubzylinder-Hebesystem mit Hydraulik-Teleskop. Dieser „Shuttle“ ist das zentrale Hub- und Funktionselement. Er dient als Parkplattform in der Übergabestation und vereint Dreh- und Teleskopfunktionen für die etagen- und parkfachgerechte Ein- bzw. Auslagerung der Fahrzeuge. Der Fahrer des smart stellt sein Fahrzeug auf dem Shuttle ab. Nachdem grüne Signalleuchten die richtige Fahrzeugposi-tion anzeigen, steigt er aus und startet per Touch Screen-Bedienfeld den automatischen Einparkvorgang. Das Fahrzeug wird zu einem freien Parkplatz im smart-tower transportiert und dort in das Lagerfach eingeschoben. Der Auslagerungsvorgang erfolgt entsprechend in der umgekehrten Reihenfolge. Insgesamt 27 Fahrzeuge können so auf minimaler Grundfläche hinter Glas raumökonomisch gelagert und gleichzeitig präsentiert werden. Die durchschnittliche Dauer für einen Ein- oder Auslagerungsvorgang liegt bei nur 2,5 Minuten.Induktive Sensoren liefern Positions- und Anwesenheitsinformationen. Alle Funktionsabläufe im smart-tower werden von einem Industrie PC mit Pentium Prozessor und CAN-Bus-Schnittstellenkarte gesteuert. Über eine der beiden seriellen Schnittstellen ist der Achscontroller des Shuttle angeschlossen. An den beiden COM-Ports hängen ein US Robotics Sportster Voice Modem mit 19 200 Baud zur Ferninspektion-, -wartung und -steuerung so-wie das Pitouch-Signalkabel zum Touch Screen-Bedienmonitor in der Übergabestation.
Als Geber werden in smart-tower fast ausnahmslos induktive Näherungssensoren der Baureihen IM 12, IM 18 und IM 30 eingesetzt, z.B. zur
n Erkennung des Shuttle-Beladezustandes
n Überwachung der korrekten Teleskoparm-Ausrichtung auf die Zielfächer
n Vermeidung von Kollisionen zwischen Shuttle-Teleskop und Bauwerksteilen
n Ermittlung der Nullposition der Einfahrplattform
n Endlagenabschaltung und Drehkranzsteuerung
Da die Schaltabstände im smart-tower mit 5 mm bis 15 mm relativ gering sind und in engen Toleranzen reproduzierbar eingehalten werden, stellen die induktiven Geber in dieser Anwendung unter technischen wie wirtschaftlichen Aspekten die geeignete Sensortechnologie dar.
Dies zeigen die folgenden Einsatzbeispiele Anwesenheitserkennung, Nullpunkt-Initialisierung und Parkfachidentifikation.
Radmuldensensoren erkennen Fahrzeugtyp
Da der smart in zwei verschiedenen Fahrzeuglängen mit unterschiedlichem Radstand – 1800 mm beim MCC-1 und MCC-2, 2420 mm beim MCC-3 – angeboten wird, muß die Steuerung des Parkturms zur Vermeidung von Einlagerungsfehlern erkennen können, wie „lang“ das jeweilige Fahrzeug ist.
Hierzu bewähren sich induktive Näherungsschalter IM 12 als Radmuldensensoren. Sie sind auf den Bodenblechen des Shuttles befestigt. Durch den Druck des Autorades innerhalb der Radmulde wird eine Schaltfahne nach unten gedrückt, die den Sensor bedämpft. Je nachdem, welche Kombination von vorderem und hinterem Muldensensor ansprechen, erkennt die Steuerung, ob ein „kürzerer“ oder „längerer“ smart eingestellt werden soll.
Nullpunkt-Initialisierung: für exakten Shuttle-Hub
Vier hydraulische Hubzylinder in den vier Hauptstützen des smart-tower bewegen den Shuttle in vertikaler Richtung, also nach oben und unten. Jeder Hubzylinder besitzt einen Wegsensor, der per Inkrementalgeber im Reibrad den zurückgelegten Weg der Kolbenstange aufnimmt.
Induktive Näherungssensoren des Typs IM 18 werden zur Nullpunkt-Initialisierung des Shuttles eingesetzt.
Jeder Geber ist unter der ersten Etage neben einer Eckstütze fest am Stahlbau montiert und präzise nivelliert. Die Schaltfahnen sind am Shuttle angebracht. Bei der Aufwärtsbewegung des Shuttle werden die Initiatoren in den Ecken nacheinander überfahren und bedämpft.
Das Schaltsignal setzt zu diesem Zeitpunkt den jeweiligen Wegzähler auf Null.
Diese Nullpunkt-Initialisierung bestimmt von da ab für die gesamte Fahrt die Position und die horizontale Lage des Shuttles.
Parkfachidentifikation mit Rotationsinitiatoren
Die jeweils vier Parkfächer einer Etage im smart-tower sind um 90° versetzt zueinander angeordnet. Daher müssen vor Beginn eines Ein- oder Auslagerungsvorganges die Richtigkeit von Teleskopposition und die Richtigkeit des angesteuerten Parkfachs festgestellt werden. Hierzu sind drei Rotationsinitiatoren IM12 unterhalb der Gabel des drehbaren Shuttle-Teleskops angebracht. Die Gegenbleche zu den Gebern, die die Schaltfahnen tragen, sind fest am Grundrahmen des Shuttles montiert. Nach erfolgter Teleskopdrehung zeigt die Bedämpfung der Initiatoren das Erreichen einer zulässigen Übergabeposition an. Um welches der Lagerfächer es sich handelt, erkennt die Steuerung aus der Anzahl und der Kombination der bedämpften Initiatoren. Diese Kodierung ist für jedes Lagerfach von 1 bis 4 fest vorgegeben, und zusammen mit der Etagen-Information (1-7) kann jeder Stellplatz im smart-tower eindeutig identifiziert werden, z.B. als Lagerfach 3 in Etage 5 (5/3).
Sensoren allgemein
KEM 532
Induktive Sensoren
KEM 533
Auf einer minimalen Grundfläche von nur 67,24 Quadratmetern werden die smart-Fahrzeuge platzsparend hinter einer vollflächigen Glasfassade gelagert. Durch sein ansprechendes Design ist der smart-tower beides gleichzeitig: intelligentes Lagersystem und CI-starker Präsentationsraum für den Verkauf.
Mit dem smart werden neue automobile Wege beschritten, die für die nächsten Jahrzehnte Maßstäbe setzen werden. Gleiches gilt für den smart-tower, der mit Hilfe durchdachter Sensorik und Anlagensteuerung sowie einem hohen Maß an Bedienfreundlichkeit der weiteren Verbreitung automatischer Parksysteme insgesamt einen deutlichen Schub geben wird.
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