Navigation und Spurführung

Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) übernehmen zunehmend den Transport von Waren in der Lager- und Produktionslogistik. Dabei sollen sie mit hoher Präzision von Punkt zu Punkt navigiert werden. Die dafür eingesetzten LiDAR-Sensoren der Serie R2000 mit Pulse Ranging Technology (PRT) sind die weltweit führende Lösung für präzise Navigation und bieten eine 360°-Rundumsicht mit der höchsten Winkelauflösung ihrer Klasse. Damit liefern sie hochgenaue Messergebnisse zur Bestimmung der absoluten Position.

In Logistikzentren wird jedes Paketstück einzeln aus dem Regal entnommen und in einen Trolley verladen. Der beladene Trolley wird dann von einem Mitarbeiter zur Entladestation geschoben oder gezogen, was zeitintensiv ist und viel Kraft erfordert. Fahrerlose Transportsysteme werden hier eingesetzt, um dem Lagermitarbeiter zu folgen und somit Effizienz und Komfort zu erhöhen. Der 2-D-LiDAR-Sensor der Serie R2000 vermisst die Umgebung des Trolleys in einem Winkel von 360° und erkennt die Laufrichtung, um dem Mitarbeiter zuverlässig zu folgen.

In automatisierten Fertigungsstraßen muss die Positionierung fahrerloser Transportfahrzeuge die Anforderungen der funktionalen Sicherheit erfüllen. Das Positioniersystem safePGV ermöglicht die sichere Absolutpositionierung nach SIL 3/PL e mit nur einem Sensor. Für mechanisch stark beanspruchte Streckenabschnitte stehen robuste Codeleisten aus Metall zur Verfügung.

Beim Transport von Versandbehältern durch Klein-FTF ist ein hoher Durchsatz entscheidend. Dieser wird nur dann erreicht, wenn die Routen der Bots möglichst perfekt aufeinander abgestimmt sind und in Echtzeit überwacht werden. Das Positioniersystem Position Guided Vision (PGV) erfasst die Positionsdaten der Bots und ermöglicht so Transportfahrten mit hohen Geschwindigkeiten. Dazu erkennt der auf der Unterseite des Bots angebrachte Lesekopf DataMatrix-Tags am Boden und übermittelt die daraus gewonnenen Positionsdaten an die Steuerung.

LiDAR-Sensoren werden in spurgeführten fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) eingesetzt, um ein Sicherheitsfeld in Fahrtrichtung zu überwachen. Damit dieses Feld an definierten Stellen wie etwa in Tordurchfahrten an die Situation angepasst werden kann, muss die Position des Fahrzeugs zuverlässig bestimmt werden. Dafür liefern an bestimmten Punkten im Boden eingelassene RFID-Transponder präzise absolute Positionsdaten, die als Referenzpunkte dienen. Sie werden von einem am FTF montierten kompakten RFID-Schreib-/Lesegerät des Typs IQT1-FP-R4-V1 zuverlässig erfasst.

Das fahrerlose Transportsystem der Staudinger GmbH Automatisierungstechnik wird erfolgreich in der Achsmontage eines bekannten bayrischen Automobilherstellers genutzt. Dabei sorgt das leistungsstarke Positioniersystem PGV für eine zuverlässige Spurführung. In sicherheitsrelevanten Bereichen kommen zusätzlich das sichere Positioniersystem safePGV und induktive Sicherheitssensoren mit Zertifizierung nach SIL 2/PL d von Pepperl+Fuchs zum Einsatz.

Um FTF auch beispielsweise in Kühlräumen mit sehr tiefen Temperaturen oder in Außenbereichen mit harschen Wetterbedingungen zuverlässig zu navigieren, werden induktive Sicherheitssensoren der Reihen NSB und NSN eingesetzt. Sie erfüllen die Anforderungen für funktionale Sicherheit entsprechend PL d und SIL 2 und liefern präzise Daten für die Richtungserkennung. Varianten mit erweitertem Temperaturbereich und hohen Schutzarten ermöglichen den Einsatz in rauen Umgebungen.

Bei der Navigation von automatisierten Fahrzeugen übernehmen optische Sensoren die Aufgabe der Orientierung im Raum. Zur präzisen Bestimmung der eigenen Position benötigen FTF während der Fahrt zusätzliche Daten. Dazu werden zwei Messsysteme miteinander kombiniert: ein Drehgeber und ein 2-D-LiDAR-Sensor. Drehgeber der Serien ENI58IL, TVI40 oder MNI werden an den Rädern montiert und liefern relative Bewegungsinformationen, die mit den absoluten Positionsinformationen des 2-D-LiDAR-Sensors zu einer genauen Positionsbestimmung verrechnet werden.

Um die Position von FTF auch bei Kurvenfahrten und Ausweichmanövern jederzeit genau zu bestimmen, kommt neben optischen Sensoren das Inertialmesssystem F99 zum Einsatz. Es liefert Neigungs-, Beschleunigungs- und Drehratenwerte zur dynamischen Positionsbestimmung. Damit ermöglicht es die präzise Navigation von FTF und reibungslose Abläufe bei der Positionsbestimmung zwischen den verschiedenen Stationen und Bearbeitungsplätzen in der Produktions- und Lagerlogistik.