Wittenstein entwickelt Servoantriebssystem für FTS und Logistik
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Wittenstein entwickelt Servoantriebssystem für FTS und Logistik

Servoantrieb für fahrerlose Transportsysteme (FTS)
Wittenstein entwickelt Servoantriebssystem für FTS und Logistik

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Fahrerlose Transportsysteme profitieren von Antriebslösungen, die die Komplexität von Aktuatorik und Elektronik reduzieren. Wittenstein hat ein vollintegriertes, modulares Servoantriebssystem entwickelt, das speziell auf die Anforderungen von FTS und Logistikprozessen abgestimmt ist.

André Henniger, Produktmanager, Wittenstein Cyber Motor, Igersheim

Inhaltsverzeichnis

1. Antriebssystembaukasten für FTS
2. Integrierte Radantriebe und intelligente Servoregler
3. Antriebskonzept reduziert Entwicklungsaufwand
4. Kommunikation und Analyse

 

Von Fahrzeugherstellern werden in der Regel integrationsfertige Gesamtlösungen verlangt. Merkmale wie Kompaktheit, Leistungsdichte oder Energieeffizienz stellen die Grundvoraussetzungen an das gewünschte Antriebssystem für fahrerlose Transportsysteme (FTS) dar. Gefragt sind Know-how und Beratung hinsichtlich eines fahrzeuggerechten Gesamtsystems aus einer Hand sowie einer ineinandergreifenden Konzeption und Abstimmung der Antriebs- und Steuerungstechnik. Der optimale Antrieb soll technische Funktionalität mit schneller Verfügbarkeit und wirtschaftlicher Effizienz vereinen – ohne Schnittstellenrisiken im System und ohne Zusatzkosten, die die Projektierung und die Produktion von Fahrzeugen beeinträchtigen.

Diesen Anforderungen kommt Wittenstein Cyber Motor mit speziellen FTS-Servoantriebssystemen nach. Die modulare und skalierbare Antriebstechnik bietet Herstellern autonom-mobiler Fahrzeuge unterschiedlicher Größe, Traglast und Funktion die Möglichkeit, die komplette Antriebseinheit leistungsgerecht zu skalieren und als montagefreundliches Gesamtsystem zu integrieren. Aufbauend auf dem Baukastenprinzip der Aktuatoren und der Servoregler können die speziellen iTAS-Antriebssysteme kunden- und applikationsspezifisch individualisiert werden, beispielsweise in ihrer Gestaltung der mechanischen Fahrzeuganbindung, bei der Wahl der Getriebeuntersetzung, bei der Ausführung der Geber zur Geschwindigkeitsüberwachung oder hinsichtlich ihrer Feldbus-Schnittstellen.

Antriebssystembaukasten für FTS

Entscheidend für ein optimales Antriebssystem sind aber nicht allein technische Daten, besondere Funktionalitäten oder bestimmte Ausstattungsmöglichkeiten der Antriebssysteme, sondern es ist auch das Know-how der Systemdimensionierung und der Bewertung möglicher Antriebslösungen und Auslegungsalternativen: Ob Montagelinie, Lagerbetrieb, Maschinenversorgung oder Krankenhauslogistik – die Expertise, die Applikationsingenieure, Mitarbeiter im technischen Vertrieb oder Entwickler bei Beratung, Auslegung, Inbetriebnahme und Service in unterschiedlichen FTS-Projekten gesammelt haben, lässt sich in keinem Datenblatt darstellen und wohl in kaum einer Software hinterlegen.

Solches Fachwissen ist ebenso wichtig wie die verschiedenen antriebstechnischen Komponenten selbst sowie ihre Abstimmung als System. Es geht um Verantwortung für das Gesamtsystem aus einer Hand, was bedeutet, alle Facetten FTS-gerechter Antriebstechnik zu kennen und zu beherrschen. Erst die Kombination kompakter Servomotoren und intelligenter Servoregler im effizienten Zusammenspiel kann neue antriebstechnische Perspektiven in der Entwicklung autonomer Transportfahrzeuge eröffnen.

Integrierte Radantriebe und intelligente Servoregler

Die wesentlichen Bausteine des skalierbaren Antriebssystems sind zum einen vollständig in die Räder integrierte, platzsparende Servoaktuatoren. Sie bestehen aus einem Synchronservomotor sowie einem spielarmen Planetengetriebe und sind in vier Baugrößen und Ausstattungspaketen zur mechanischen und elektrischen Anbindung verfügbar. Die Aktuatoren zeichnen sich als kompakte, weil kupplungslose Antriebseinheiten, durch ein hohes Drehmoment, hohe Kippmomente und einen weiten Drehzahlbereich aus. Mit Stützlasten zwischen 280 und 2.000 Kilogramm decken sie auch hinsichtlich der Fahrzeuggröße ein breites Einsatzspektrum ab. Durch ihre kompakten Abmessungen, die sich konsequent am üblicherweise knappen Montageraum der Fahrzeuge orientieren, bieten sie in unterschiedlicher Baugröße eine optimale Leistungsdichte.

Die andere maßgebliche Komponente des Antriebsbaukastens sind smarte Servoregler der Cyber-Simco-Line. Sie sind in vier Leistungsklassen von 250 bis 2000 Watt verfügbar – jeweils passend zu den Cyber-iTAS-Aktuatoren. Sie bieten eine Vielzahl anwendungsspezifischer Hard- und Softwarefunktionen. Hierzu gehören unter anderem der Weitbereichs-Spannungseingang von 12 bis 60 VDC für den Einsatz mit unterschiedlichen Energieversorgungssystemen und die integrierte Sicherheitsfunktion Safe Torque Off (STO).

Ein weiteres Sicherheitsmerkmal ist die Encoderemulation, bei der differenzielle Inkremental-Signale aus einem Resolver erzeugt und über den Encoderstecker ausgegeben werden können. Sie ermöglicht die Einrichtung einer redundanten Drehzahlüberwachung in der Sicherheitssteuerung des Fahrzeuges. Die adaptive Stromregelung gewährleistet eine automatische Anpassung des Stromreglers an die vorhandene Zwischenkreisspannung. Mittels integriertem Beschleunigungssensor lassen sich Überbelastungen von Fahrzeugen und auch mögliche Kollisionen sicher erkennen. Die Konnektivität der Servoregler ist vielseitig: CANopen, Ethercat Profinet RT/IRT und TCP/IP gewährleisten eine reibungslose Integration in verschiedene Fahrzeugsteuerungen. Was die antriebs- und die steuerungstechnische Verkabelung betrifft, bietet der iTAS-Baukasten passende Anschlusskabel in verschiedenen Längen und mit industrietauglichen Steckern.

Antriebskonzept reduziert Entwicklungsaufwand

Mit integrierten Radantrieben, funktionalen Reglern, vorkonfektionierter Anschlusstechnik sowie passenden mechanische Anbindungen ist die Plug-and-Play-Integration als Gesamtsystem vorbereitet. Das skalierbare und modulare Antriebskonzept für FTS und andere autonom-mobile Fahrzeuge deckt einen breiten Leistungsbereich ab und ermöglicht eine individuelle Gestaltung kompletter Antriebsstränge, ohne zusätzliche Entwicklungskosten. Sowohl die Aktuatoren als auch die Servoregler ermöglichen als hochintegrierte, kompakte Einheiten mehr Übersichtlichkeit und Flexibilität im Fahrzeugdesign.

Die Abstimmung der Komponenten – als antriebstechnische Systemlösung aus einer Hand – reduziert den Aufwand in der Entwicklung wie auch bei der Umsetzung im Fahrzeug. Verteilte Engineering-Kompetenz auf mehrere Zulieferer wird vermieden. Dadurch verringert sich beim Fahrzeughersteller der Aufwand von der Projektierung bis zur Umsetzung. Die funktionale Integration und der Gesamtausnutzungsgrad sind hoch. Der Wirkungsgrad ist höher als die bloße Verbindung von Einzelkomponenten von oftmals unterschiedlichen Herstellern. Dies wirkt sich zum einen positiv auf antriebstechnische Leistungsmerkmale aus. Zum anderen profitiert die Produktivität, denn ein hoher Wirkungsgrad bedeutet längere Fahrzyklen, weniger Zeitaufwand für das Nachladen der vom Fahrzeug mitgeführten Energiespeicher und damit mehr logistische Verfügbarkeit und Produktivität.

Mit iTAS steht Konstrukteuren von fahrerlosen Transportsystemen, autonom-mobilen Fahrzeugen sowie freifahrenden Transportplattformen ein modulares und integrationsfreundliches Antriebskonzept zur Verfügung. (sc)

Mehr zum Servoantrieb iTAS für FTS


Kontakt:
Wittenstein Cyber Motor GmbH
Walter-Wittenstein-Str. 1
97999 Igersheim
Tel.: +49 7931 493–0
E-Mail: info@wittenstein-cyber-motor.de
Website: www.wittenstein-cyber-motor.de
Geschäftsführer: Dr. Michael Geier und Dr. Ingolf Gröning


info

Kommunikation und Analyse

Eine einfache Auswertung der Betriebsparameter und ein Condition Monitoring im mobilen Betrieb ist per Webserver möglich – mit folgenden Features:

  • Analyse der Antriebsparameter im laufenden Betrieb, zum Beispiel von Temperatur, Drehmoment, Drehzahl
  • Bestimmung der Antriebsauslastung
  • Einleitung von Maßnahmen zur Optimierung des Systems
  • Einfache Durchführung eines Condition Monitorings
  • Definition von Betriebs- oder Auslastungsbereichen
  • Analyse von Fehlern und Warnungen im laufenden Betrieb
  • Einleitung von Maßnahmen zur Fehlerbehebung

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