Sicherheitsbremse Fahrerlose Transportsysteme sicher bremsen

Die kompakte Bauform und die bodennahen Fahrantriebe mit Batterie stellen besondere Anforderungen an Sicherheitsbremsen in Fahrerlosen Transportsystemen. Bei der Auswahl der Bremse gibt es daher einiges zu beachten.

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Bremsen, die in Fahrerlosen Transportsystemen zum Einsatz kommen, müssen kompakt, leistungsdicht und verschleißfest sein.
Bremsen, die in Fahrerlosen Transportsystemen zum Einsatz kommen, müssen kompakt, leistungsdicht und verschleißfest sein.
(Bild: Mayr Antriebstechnik)

Wie kleine Heinzelmännchen transportieren sie fleißig Kisten, Bauteile, Baugruppen oder auch mobile Roboter durch die Produktionshallen – Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) sind aus der modernen Intralogistik nicht mehr wegzudenken. Denn überall dort, wo standardisierte Transporte erfolgen, können Prozesse mit Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) – also dem Zusammenwirken mehrerer FTF über eine Leitsteuerung – automatisiert werden. Im Gegensatz zur fest installierten Fördertechnik brauchen sie wenig Platz und die Raumnutzung bleibt flexibel. FTF werden automatisch gesteuert und jeweils mit einer eigenen Antriebsbatterie betrieben. Damit sie auf ihrem Weg durch die Fabrikhallen immer zielgerichtet anhalten und keinen Schaden an Material oder gar Personen verursachen, sind zuverlässige und exakt arbeitende Sicherheitsbremsen unabdingbar – eben weil kein Fahrer an Bord ist.

Bremsen müssen kompakt, leistungsdicht und verschleißfest sein

Die Bremsen, die in FTF zum Einsatz kommen, müssen nicht nur kompakt, sondern gleichzeitig auch leistungsdicht und verschleißfest sein. „Bei einem geschlossenen Antriebssystem empfehlen wir Roba-Servostop-Bremsen“, erläutert Bernd Kees, Produktmanager bei Mayr Antriebstechnik. Diese Bremsen sind nicht nur sehr leicht und bauen schlank, sondern sind auch im magnetischen Aktuieren extrem schnell. Zudem sollen sie durch eine hohe zulässige Reibarbeit bei dynamischen Bremsungen überzeugen. „Wir stellen Sicherheitskennwerte für die Roba-Servostop-Bremsen bereit. Daneben sind diese Bremsen so ausgelegt, dass der Bauraum optimal ausgenutzt und möglichst viel Energie eingespart wird“, fährt Bernd Kees fort.

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Ein größeres Einsparpotenzial bietet sich aber im Betrieb durch die intelligente Ansteuerung der Bremsen mit einem Roba-Switch-Gleichrichter oder einer neuen Ausführung des Ansteuer- und Überwachungsmoduls Roba-Brake-Checker: Denn nur beim Einschalten wird die Bremse kurzzeitig mit einer hohen Spannung bestromt. In dieser Phase ist eine hohe Magnetkraft erforderlich, um die Ankerscheibe über den Luftspalt anzuziehen. Liegt die Ankerscheibe dann allerdings am Spulenträger an, reicht eine kleinere Magnetkraft aus, um die Bremse offen zu halten. Deshalb kann in dieser Phase die Spannung abgesenkt werden. Senkt der Gleichrichter die Spannung nach dem Lüften der Bremse ab, sinkt die Spulenleistung und damit auch der Energieverbrauch auf nur mehr ein Viertel. „Die Batterie läuft damit länger und muss nicht so oft geladen werden“, resümiert Bernd Kees. Zudem hält dies die Temperaturen im beschränkten Bauraum niedrig, was der Lebensdauer und der erforderlichen Isolationsklasse des gesamten Systems zu Gute kommt.

Werden die Bremsen dagegen nicht in einem geschlossenen, sondern in einem offenen Antriebssystem oder außen am FTF eingesetzt, wo sie Staub und Schmutz ausgesetzt sind, eignen sich die robusten Roba-Stop-M-Motorbremsen besonders gut. Denn sie sind in geschlossener und dichter Ausführung in Schutzart IP66 verfügbar. Diese Indus­triebremse bietet neben Sicherheitskennwerten auch viele Standardoptionen und Zulassungen an.

Bremsen stabil betreiben mit dem Roba-Brake-Checker

Für die Ansteuerung und Überwachung der Sicherheitsbremsen bietet Mayr Antriebstechnik umfassendes elektrisches Zubehör. Dazu gehört zum Beispiel neben dem Roba-Switch-Gleichrichter auch das intelligente Modul Roba-Brake-Checker. In der neuesten Ausführung liefert es für verschiedene Batteriespannungen eine geregelte Ausgangsspannung und kann auch die Übererregungsspannung konstant halten. „Dadurch wird nicht nur eine sehr gute Auslegung der Bremsen möglich“, erklärt Bernd Kees. „Sondern mit dem Modul ist es zudem möglich, die Bremsen stabil zu versorgen und damit in jedem Betriebszustand sicher zu betreiben, also auch trotz abfallender bzw. veränderlicher Batteriespannung: Auch wenn sich die Batterie entlädt, die Bremse wird trotzdem immer sicher geöffnet.“

Bremsenmonitoring ganz ohne Sensorik

Neben der Ansteuerung ist Roba-Brake-Checker auch für das Monitoring der Bremsen zuständig. Das nachrüstbare Modul erkennt durch eine erweiterte Analyse von Strom und Spannung die Bewegung der Ankerscheibe und weiß, in welchem Zustand sich die Bremse befindet. Es arbeitet sensorlos und leistet auch eine präventive Funktionsüberwachung, u. a. auf Verschleiß und Fehler.

In einer erweiterten Ausführung ist das Modul Roba-Brake-Checker mit einer zusätzlichen Platine mit kundenspezifischer Schnittstelle (z. B. optisch, Wlan, IO Link, Profibus, etc.) ausgestattet. Über diese Schnittstelle kann es Daten zu Schaltzeit, Strom, Spannung, Widerstand, Leistung und relativem Anzugsstrom liefern. Damit sind auch Verläufe auswertbar, Auffälligkeiten im Prozess lassen sich schnell erkennen und somit Schlüsse aus komplexen Zusammenhängen ziehen – ein Vorteil für die vorausschauende Wartung, aber auch beim Zusammenspiel von Robotern, Transport oder Lagerlogistik.

Darüber hinaus ist auch die Integra­tion in Fernwartungssysteme möglich. Da das Modul vom Schaltschrank aus, also in geschützter Umgebung, arbeitet, haben Staub und Schmutz im Bereich der bodennahen Antriebseinheiten der FTF keinen Einfluss auf die Funktion. Initiatoren und Mikroschalter dagegen könnten durch Verunreinigung Fehlsignale erzeugen und müssten von Zeit zu Zeit geprüft bzw. gereinigt werden. Das Wegfallen von Sensoren inklusive Verkabelung, gerade in ungeschützten Bereichen, erhöht die Zuverlässigkeit und verhindert Ausfallzeiten.

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