Inhaltsverzeichnis
1. Handelsübliche Elektroschlepper zu autonom fahrenden Systemen umrüsten
2. Die Aufgabe: Für Ausfallsicherheit der Elektronik sorgen
3. Die Lösung: Gummi-Metall-Isolatoren schützen Schaltschrank
4. Schwingungsdämpfer ermöglichen vielfältigen Einsatz
5. Zum Anwender
Ein Lastzug, der zu 99,986 % verfügbar ist, selbstständig fährt und die schnellste Strecke wählt – das ist für den Fernlastverkehr noch Zukunftsmusik. Für die autonomen Transportfahrzeuge der 4am Robotics GmbH, Leinfelden-Echterdingen, ist es Realität. Die Grundlagen für autonome Routenzüge schaffte das Unternehmen bereits 2018. „Es war uns schnell klar, dass für unsere fahrerlosen Transportsysteme die Sicherheitstechnik ein zentrales Thema sein wird, weil man bei Routenzügen, so wie beim Betrieb mit Anhängern im Allgemeinen, die Spuruntreue der Anhänger als eine wichtige Aufgabenstellung zu lösen hat“, erläutert Peter Stoiber, Geschäftsführer von 4am Robotics. Auch um die strengen Vorschriften der Maschinenrichtlinie einzuhalten, mussten der Ingenieur und sein Team die Fehlerwahrscheinlichkeit aller Bauteile durchrechnen und für höchste Verfügbarkeit sorgen.
Handelsübliche Elektroschlepper zu autonom fahrenden Systemen umrüsten
Die Entwicklungsarbeiten führten zur Perfektionierung eines Indoor-GPS, mit dessen Hilfe der Routenzug stets erkennt, wo er sich befindet. Dadurch sind auf dem Transportweg keine baulichen Veränderungen zur Orientierung nötig. Jeder Routenzug von 4am Robotics lässt sich zudem leicht veränderten Situationen im Fertigungsprozess anpassen und ist auch an anderen Standorten einsetzbar. Der größte Vorteil der Lösung: Handelsübliche Elektroschlepper können mit dieser Technologie zu autonom fahrenden Systemen umgerüstet werden.
Bild: ACE Stoßdämpfer
Jüngst konnte im Auftrag eines großen bayrischen Automobilherstellers ein Projekt mit 22 autonomen Routenzügen erfolgreich abgeschlossen werden. Die Flotte transportiert je Arbeitstag über 500 t Material vom Lager zur Montage und legt dabei täglich eine Strecke von über 300 km zurück. Während des Tests über 10 Schichten wurden über 1.550 km bei hoher Verfügbarkeit autonom absolviert.
Die Aufgabe: Für Ausfallsicherheit der Elektronik sorgen
Auch wenn die Routenzüge prinzipiell noch nach der Ausstattung mit den Umrüstkits per Fahrer zu bedienen sind, zeigt der Autopilot Tag für Tag im Alltag seine Stärken. Ist der Routenzug beispielsweise in der Nähe der nächsten Arbeitsstation angekommen, meldet eine Smartwatch am Handgelenk des zuständigen Mitarbeiters per Vibrationsalarm den Status. Dieser kann die Waggons dann be- oder entladen und das Signal „alle Aktionen erledigt, Zug weiterschicken“ geben. Auf diese Weise wird die Route ohne Zeitverzug fortgesetzt. Unnötige Wegezeiten des Personals entfallen.
So smart der 4am-Robotics-Routenzug auch ist, eins kann er noch nicht – fliegen. Und das war im Entwicklungsprozess eines der letzten Probleme, denen sich Peter Stoiber mit seinem Team zu stellen hatte. Schließlich muss der Zug auf den vielen unterschiedlichen Wegen durch das Automobilwerk auch mal auf unebenen Strecken fahren oder Gebäudegänge überqueren. Dies sind potenzielle Gefahrenstellen, welche die Ausfallsicherheit der Elektronik gefährden. Deshalb galt es zu vermeiden, dass der Schaltschrank in Schwingungen versetzt wird. Dafür sollte der Routenzug an den entscheidenden Stellen mit Schwingungsdämpfern ausgerüstet werden.
Bild: ACE Stoßdämpfer
Die Lösung: Gummi-Metall-Isolatoren schützen Schaltschrank
Wie bei allen elektronischen und mechanischen Bestandteilen des Systems wurden die potenziellen Lösungen hierfür seitens 4am Robotics sehr genau analysiert und getestet. Als Lösungspartner ermittelte die Konstruktionsabteilung die zur Stabilus-Gruppe gehörende ACE Stoßdämpfer GmbH in Langenfeld. „ACE überzeugte uns zuerst durch die große Auswahl an in Frage kommenden Komponenten und weil wir auf der ACE-Homepage die Schwingungsdämpfer konfigurieren und berechnen konnten“, blickt Peter Stoiber auf die Auslegung auf der Webseite zurück.
„Der Vertrieb von ACE reagierte dann sehr schnell auf unsere Anfrage und überzeugte mit einer Bemusterung – das schaffte zusätzliches Vertrauen in Qualität und Langlebigkeit der vorgeschlagenen Lösungen“, so der Geschäftsführer weiter. Basierend auf den Eckdaten der Maximalgeschwindigkeit von 10 km/h und des Schaltschrankgewichts von 50 kg, wurden vier Gummi-Metall-Isolatoren vom Typ AAM-52205 ermittelt.
Schwingungsdämpfer ermöglichen vielfältigen Einsatz
Die Familie der wartungsfreien und einbaufertigen Schwingungsdämpfer ist dafür geschaffen, um Belastungen zwischen 0,5 und 22,7 kg aufzunehmen. Damit helfen die kleinen stoß- und schwingungsisolierenden Verbindungselemente effektiv beim Schutz leichterer Komponenten. Sie isolieren in allen Richtungen und sind in jeder gewünschten Raumachse montier- und für Belastungen in Schub-, Druck- und Zugrichtung einsetzbar. Standardmäßig aus verzinktem Metall und mit Gummibauteilen aus Neopren gefertigt, kann man sie für Sonderanwendungen gegen schwere Stöße auch mit hoch dämpfendem Silikon bei ACE bestellen.
Auch wenn sie in dem hier geschilderten Einsatzfall in ihrer Standardausführung erstmals an fahrerlosen Transportsystemen der Logistikbranche zum Einsatz kommen, ist die Fahrzeugtechnik für diese Maschinenelemente schon seit langem ein bekanntes Terrain. Kunden von ACE setzen sie weltweit zum Schutz vor Stößen und Vibrationen in leichteren elektronischen Anlagen und Komponenten ein, dies auch in Geländefahrzeugen und Lastkraftwagen. Letztere wurden aber bis dato immer von Menschenhand gelenkt. (co)
Direkt zur Berechnung der Schwingungsdämpfer auf der ACE-Homepage
Zum Anwender
Die 4am Robotics GmbH mit Hauptsitz in Leinfelden-Echterdingen entstand 2023 aus der Zusammenlegung des Geschäftsbereichs Mobile Robotics der Schiller Automatisierungstechnik GmbH mit der Mojin GmbH.
Schiller, 1985 von Ewald Schiller gegründet, entwickelt mit mehr als 240 Beschäftigten in Osterhofen, Metten, Grafenau und dem chinesischen Shenyang Elektrik, Mechanik und IT für die Bereiche Automatisierung, Logistik, Reinraum und Elektroplanung.
Die Mobile-Robotics-Division von Schiller hat bereits mehrere Jahre Erfahrung im Bereich Autonomous Mobile Robots (AMR) gesammelt und startete 2016 mit dem ersten autonomen Pilotprodukt. Seitdem wurden diverse Projekte erfolgreich umgesetzt.
Mojin Robotics ist ein Spin-off des Fraunhofer IPA und hat verschiedene Servicerobotik-Lösungen in komplexen und unstrukturierten Umgebungen realisiert. Mojin bringt seinen Hintergrund im Bereich des mobilen Handhabens ein.
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