Sensors from Pepperl+Fuchs for SIMOVE

In der Produktions- und Lagerlogistik übernehmen fahrerlose Transportsysteme (FTS) immer mehr Transportaufgaben. Häufig werden sie auch als AGV (Automated Guided Vehicle), FTF (fahrerlose Transportfahrzeuge oder einfach als Bot bezeichnet. Sie holen, transportieren und übergeben selbsttätig Waren und bewegen sich dabei zwischen verschiedenen Stationen. Für die Navigation mit und ohne Spurführung ist höchste Präzision gefordert. Dafür sorgen nicht zuletzt die Sensorsysteme R2000, PGV und safePGV von Pepperl+Fuchs, die als kompatible Hardware für SIMOVE gelistet sind.

SIMOVE ist eine standardisierte Systemplattform von Siemens, mit modularer Struktur und offenen Schnittstellen. Sie bietet große Flexibilität bei der Implementierung skalierbarer FTS-Lösungen und ermöglicht die einfache Integration in bestehende Infrastrukturen. SIMOVE umfasst Automatisierungs- und Antriebskomponenten sowie passende Softwaretools und Bibliotheken. Bei minimalem Aufwand für Technik und Inbetriebnahme lässt sich die Fahrzeugflotte optimal konfigurieren. Mit der Integration der Sensoren von Pepperl+Fuchs werden die Möglichkeiten zum Einsatz der Systemplattform um bewährte und innovative Technologien erweitert.

Der 2-D-LiDAR-Sensor R2000 nutzt die leistungsfähige Pulse Ranging Technology (PRT) zur Reflektor- und Konturnavigation. Er bietet lückenlose 360°-Rundumsicht und liefert jederzeit eindeutige Messergebnisse zur Bestimmung der absoluten Position. Bei einer Scanrate von 3000 Umdrehungen pro Minute übermittelt er 250.000 Entfernungsmesswerte einschließlich der Winkelstellung. Im Marktvergleich erreicht er mit 0,014° die höchste Auflösung.

Die Reichweite des Laserscanners lässt sich an die Anforderungen der jeweiligen Fahrzeugklasse anpassen. Sie kann bei natürlichen Oberflächen bis 60 m und bei der Verwendung von Reflektoren bis 200 m betragen. Ein genauer Zeitstempel sowie Messdatenfilter ermöglichen die leichte Anpassung an die Fahrzeugsteuerung. Die kompakte Bauform erlaubt die leichte Integration auch in kleine Fahrzeuge.

Das PGV-System von Pepperl+Fuchs nutzt auf dem Boden aufgeklebte Farbbänder zur Spurverfolgung sowie DataMatrix-Codebänder und ‑Tags zur exakten Positionsbestimmung. Der Lesekopf besteht aus einem Kameramodul und einer integrierten leistungsstarken LED- Beleuchtungseinheit für zuverlässige Detektion auch bei Fremdlicht und stark reflektierenden Oberflächen. Ein DataMatrix-Code genügt, um die Position auf der x-Achse zu bestimmen. Der Lesekopf gibt zudem kontinuierlich Position (Winkel, x, y) und Geschwindigkeit aus.

Die Daten aus der bodenbasierten Navigation ermöglichen einen kollisionsfreien Begegnungsverkehr, wenn mehrere AGV gleichzeitig unterwegs sind. Für die Echtzeitüberwachung gibt der Sensor einen Synchronisationspuls aus und versieht die Bildaufnahmen mit einem Zeitstempel. Die Fahrzeuge können sich mit wenigen Zentimetern Abstand zueinander gleichzeitig und in voller Geschwindigkeit bewegen. Die Produktvariante PGV*I*F200 nutzt Infrarotbeleuchtung und kann damit auch in Bereichen zum Einsatz kommen, in denen kein sichtbares Licht verwendet werden darf.

Das 2-D-Positioniersystem safePGV braucht nur einen Sensor in Kombination mit mehrfarbigen DataMatrix-Codes für hochgenaue und sichere Positionsdaten. Die Codes sind mit 15 x 15 mm überdurchschnittlich groß und entsprechend gut zu erkennen. Ein einziger Code genügt zur präzisen Positionsbestimmung auf der x-Achse, die Kamera erfasst jedoch immer mehrere Codes gleichzeitig. Selbst wenn diese auf einer Strecke von bis zu 75 mm beschädigt sind, werden die Positionsdaten auf ±0,2 mm genau ausgegeben.

Die roten und blauen LED-Ringe der Beleuchtungseinheit blitzen getrennt. Pro Blitz erkennt die Kamera jeweils nur einen Teil der farbigen Codes, womit die Grundlage für die intrinsische Redundanz des Systems geschaffen wird. Der Sensor vergleicht die Signale mit dem Erwartungswert und ermittelt, ob die Blitzfolge mit der erfassten Position übereinstimmt. Ein Sicherheitscontroller und ein sicherer Algorithmus gewährleisten die unabhängige Plausibilitätsprüfung zur Verhinderung von Fehlfunktionen. Als einziges Standalone-Gerät erreicht safePGV die Sicherheitsstufen SIL 3 und PL e für die sichere Absolutpositionierung von Bots und AGV.