Mit Industrie 4.0 und Smart Factory sind Fahrerlose-Transport-Systeme (FTS) heute kaum noch aus einer automatisierten und effizienten Intralogistik und Fertigung wegzudenken. Fahrerlose-Transport Fahrzeuge (FTF) sind jedoch sehr komplex, so dass ein hoher Aufwand bei der Entwicklung, Beschaffung und Inbetriebnahme entsteht.
Um dieses System zu vereinfachen, hat Ketterer in Zusammenarbeit mit den Partnern Synapticon, Kontron und Brinkmann eine AGV-Systemarchitektur entwickelt – die „Next Generation AGV Platform“. Dank des getriebelosen Ketterer i-Wheel C Radnabenantriebs mit voll integriertem Circulo 9 Motion Controller ist das Antriebssystem sehr kompakt.
Weniger verbaute Komponenten, eine vereinfachte Verkabelung und die geringere Komplexität verkürzen zudem die Entwicklungszeit, reduzieren den Wartungsaufwand und verringern die Wahrscheinlichkeit von Systemausfällen bei den Fahrzeugen. Zudem bleibt mehr Patz für Batterien im Inneren, was für eine längere Laufzeit sorgt.
FTF und ihre autonom navigierenden AMR-Kollegen sind heutzutage in jeder modernen Logistik und Produktion zu finden. Die High-Tech-Fahrzeuge bestehen aus einer Vielzahl von Komponenten – Antrieb, Energieversorgung, Steuerung (SPS/PC), Navigation, Sicherheitssensorik zur Umfeld-Erfassung und Lastaufnahme-Einrichtungen – die wiederum aus zahlreichen Einzelteilen bestehen.
Ein herkömmlicher AGV-Antrieb beispielsweise setzt sich aus einem Motor mit eingebauter Getriebestufe, und gegebenenfalls einer Bremse zusammen. Über diverse Verbindungsleitungen müssen diese Komponenten mit dem Motorregler und den übergeordneten Steuerungen verbunden werden. So entsteht ein hochkomplexer AGV-Aufbau mit stark verzweigter Verkabelung, der neben der Mechanik einen entsprechend großen Platzbedarf im Fahrzeug hat.
Die Folge: Die Fahrzeuge sind extrem aufwendig in der Herstellung und äußerst anspruchsvoll in der Wartung. Durch das Kabelgewirr können Fehlerquellen entstehen wie etwa Kabelbrüche oder Fehlschaltungen. Die Fehlersuche wird grundsätzlich erschwert.
„Next Generation AGV-Platform“ für moderne FTS
Das soll sich mit der Next Generation AGV-Systemarchitektur ändern, die Ketterer zusammen mit Synapticon, Kontron und Brinkmann entwickelt hat. Die Besonderheit liegt in der einfachen Verbindung aller Komponenten über ein einziges Kabel dank FSoE (= Fail-Safe over EtherCAT) über EtherCAT Protokoll.
Das ursprünglich von Beckhoff entwickelte High-Speed EtherCAT-Interface zeichnet sich durch sehr kurze Zykluszeiten (≤ 100 µs) und vernachlässigbare Varianz in der Datenlaufzeit (Jitter) aus. Sichere wie auch unsichere Signale werden über dieses eine Protokoll übertragen. Dabei stehen dem Anwender dank des zertifizierten Safety Motion Modul von Synapticon umfangreiche Sicherheitsoptionen wie STO, SS1, SS2, SLS usw. standardmäßig zur Verfügung.
„Dank der FSoE-Verbindung kommt das FTF / AMR mit deutlich weniger Bauteilen und minimaler Verkabelung bzw. Schnittstellen im Inneren aus“, erklärt Jana Rull, Produktmanagerin bei Ketterer. „Das spart Entwicklungsaufwand, verkürzt die Montagezeit und erhöht die Effektivität. So können bis zu 50 Prozent der Systemkosten eingespart werden. Zudem entsteht im Fahrzeug mehr Freiraum, der zum Beispiel für größere Batterien genutzt werden kann. So erhöhen sich die Kilometerleistung und damit auch Verfügbarkeit des Fahrzeugs – ein absolutes Plus im Dauereinsatz.“
Und nicht nur die Kommunikation über FSoE macht die neue Systemarchitektur besonders, auch die einzelnen Komponenten stechen aus der Masse hervor: Im Gegensatz zu aufwendigen mechanischen Lösungen ist der Antrieb sehr kompakt dank des getriebelosen Radnabenmotors i-Wheel Clever von Ketterer.
Mit dem vollintegrierten Motion Controller Circulo 9 von Synapticon ist das System zudem intelligent und funktionssicher. Die Antriebe kommunizieren mit dem übergeordneten Safety Master Controller, der die Signale einer erprobten Schutzfelderkennung verarbeitet und das Antriebssystem steuert.
Kompakter Radnabenantrieb ohne Getriebe
Der i-Wheel Clever-Radnabenantrieb (3213.00-21XX) mit Circulo 9 Motion Controller ist ein kompaktes, smartes Antriebssystem mit minimalem Integrationsaufwand. Inklusive Motion Controller beträgt die Bautiefe 185 mm. Der i-Wheel C 3213 von Ketterer ist ein getriebeloser Torquemotor, der komplett in der Nabe integriert ist.
Der Wegfall eines Getriebes minimiert den Verschleiß und Wartungen werden überflüssig. Die Lebensdauer erhöht sich deutlich im Vergleich zu konventioneller Antriebstechnologie mit Getriebestufe. Trotz der kompakten Bauweise besitzen die Antriebe eine hohe Leistungsdichte.
Auch in puncto Schnelligkeit sticht der i-Wheel hervor: Mit dem Nennstrom von 4,5 A erreicht er Endgeschwindigkeiten bis 10 km/h. Die kompakte Bauform ermöglicht eine einfache Anordnung von zwei Antrieben auf einer Drehscheibe. Dadurch ist das Manövrieren eines Fahrzeugs mit Null-Wende-Radius keine Herausforderung mehr.
Ketterer i-Wheel-Antriebe haben standardmäßig ein redundant ausgelegtes Signalgebersystem mit digitalen Halls und einem 12 Bit-Inkrementalgeber ABZ. Auf Kundenwunsch kann der Encoder mit einer anderen Auflösung gewählt werden. Der PU-Belag sorgt für exzellente Laufeigenschaften mit kaum wahrnehmbarem Geräuschniveau.
Zudem lässt sich der Belag dank der Ketterer Lösung einfach und schnell vor Ort austauschen. Die i-Wheel-Serie besteht aus drei Grundbaugrößen, die sich flexibel an die jeweiligen Anforderungen anpassen lassen.
Zukunftssichere Lösung für FTS
„Unsere neue FSoE-Architektur für FTS/AMR-Fahrzeuge ist eine innovative Entwicklungsplattform mit sicherer Kommunikation der Komponenten über einen leistungsfähigen EtherCATBus“, betont Jana Rull.
„Neben der sicheren Komponenten-Kommunikation zeichnet sich das neue Konzept durch sehr kleinen Raumbedarf für die Antriebstechnik aus. Verkabelung und Komplexität sind auf ein Minimum reduziert. Das ermöglicht es Herstellern oder Anwender, die AGV-Plattform wirtschaftlich und einfach in ein FTS zu integrieren. Das System ist beliebig erweiterbar und bietet durch die EtherCAD FSoE Schnittstelle eine zukunftssichere Lösung.“
Ketterer auf der LogiMat in Halle 7, Stand 09
Kontakt:
