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Navigation So wählen Sie die richtige Technologie für die FTS-Navigation

| Autor/ Redakteur: Matthias Göhner / Jan Vollmuth

Für Fahrerlose Transportsysteme gibt’s diverse Navigationstechnologien. Alle führen das Fahrzeug ans Ziel – doch die jeweilig Anwendung bestimmt die Auswahl.

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Für Fahrerlose Transportsysteme stehen diverse Navigationstechnologien zur Verfügung. Jede bringt sie ans Ziel – aber nicht jede ist für die jeweilige Applikation die am besten geeignete.
Für Fahrerlose Transportsysteme stehen diverse Navigationstechnologien zur Verfügung. Jede bringt sie ans Ziel – aber nicht jede ist für die jeweilige Applikation die am besten geeignete.
(Bild: Leuze)

Alle Wege führen nach Rom, sagt ein altes Sprichwort. Übertragen auf Fahrerlose Transportsysteme (FTS) und die verschiedenen verfügbaren Navigationstechnologien bedeutet dies: Jede dieser Technologien führt ein FTS zu seinem Ziel – allerdings ist nicht jede für die jeweilige Applikation die am besten geeignete.

Unterschiedliche Verfahren und Technologien

Es gibt unterschiedliche Verfahren und Technologien, ein Fahrerloses Transportsystem von A nach B zu navigieren:

  • Kontur-Navigation (Natural Navigation)
  • Laser-Radar
  • optische oder induktive Spurführung
  • oder Raster-Navigation.

Welche Technik bei einem FTS zum Einsatz kommt, hängt vor allem von der spezifischen Applikation ab. Als grobe Richtschnur kann zudem der Preis des FTS selbst herangezogen werden. Die Kosten für die Navigationstechnologie sollten maximal 5 % des FTS-Preises betragen. Zum Beispiel: Bei einem 10.000 Euro teuren FTS scheiden Kontur-Navigation und Laser-Radar in der Regel aus, da deren Kosten über der Schwelle von 500 Euro liegen.

Bauart des Fahrzeugs berücksichtigen

Ein weiteres Entscheidungskriterium: Handelt es sich bei dem FTS um ein Unterfahr- oder Plattformfahrzeug? Als Unterfahrzeuge werden FTS bezeichnet, die unter die zu befördernde Last fahren und diese aufnehmen. Durch ihren Aufbau eignen sie sich z.B. nicht für Laser-Radar. Auf Plattformfahrzeuge wiederum werden Lasten aufgeschoben. Hier wird die Ladung also auf dem Fahrzeug transportiert.

Für welche Anwendungen eignen sich die verschiedenen Navigationsmöglichkeiten am besten?

Kontur-Navigation ist im angelsächsischen Sprachraum auch als „Natural Navigation“ bekannt. Hierbei handelt es sich um die technisch aufwendigsten und teuersten Navigationssysteme. Sie zeichnen sich durch konkurrenzlose Flexibilität und Genauigkeit aus.

Muss der Fahrweg kurzfristig verändert werden, ist dies bei der Kontur-Navigation sehr einfach und schnell durch einen Mausklick in der übergeordneten Software, dem sogenannten Flottenmanagement, möglich. Da der Sensor am FTS meist in geringem Abstand zum Fußboden angebracht ist, eignet sich diese Navigationsvariante für automatische Stapler und Traktoren, für Unterfahr- oder Plattformfahrzeuge. Diese Art der Navigation bedarf keiner weiteren Hilfsmittel wie zum Beispiel Reflektoren, optische oder magnetische Spuren sowie Markierungen oder Codes.

Das Navigieren per Laser-Radar ist ähnlich flexibel wie die Kontur-Navigation. Diese Navigationsvariante benötigt aber immer eine zusätzliche optische Verbindung des Sensors zu den Reflektoren. Deshalb muss der Sensor am FTS so weit oben angebracht werden, damit dieser jederzeit freie Sicht auf die Refektoren hat. Wird die Verbindung zu den Reflektoren unterbrochen, beispielsweise beim Einfahren in einen Regalgang, muss das FTS auf eine andere Art der Navigation umschalten. Dies erschwert den Wechsel in einen gegebenenfalls weiteren Raum und schränkt die Flexibilität ein.

Immer der Optik nach

Die optische und induktive Spurführung sind meist sehr einfache Systeme, welche einer fest vorgegeben Spur folgen. Dadurch sind sie in ihrer Flexibilität stark eingeschränkt. Auf der anderen Seite stellen sie aber auch eine sehr kostenoptimierte Lösung dar. Da der Sensor am FTS mit geringem Abstand zum Boden angebracht wird, ist eine solche Art der Navigation vom gewählten Fahrzeugtyp unabhängig.

In zahlreichen Lagern und Verteilzentren, aber auch in vielen Produktionsumgebungen, ist Verschmutzung kein echtes Problem mehr, so dass optische Systeme durchaus gute Alternativen darstellen. Diese sind häufig deutlich einfacher aufzubauen oder anzupassen. Optische Varianten, die einer Linie folgen, besonders flexibel, da die Linie leicht aufgebracht bzw. auch verändert werden kann.

Neuer Sensor zur optischen Spurführung

In vielen Lagern und Verteilzentren stellt Verschmutzung kein echtes Problem mehr dar, so dass optische Systeme wie das OGS 600 von Leuze eine gute Alternative darstellen.
In vielen Lagern und Verteilzentren stellt Verschmutzung kein echtes Problem mehr dar, so dass optische Systeme wie das OGS 600 von Leuze eine gute Alternative darstellen.
(Bild: Leuze)

Eine neue Technologie, die auf Kontrasterkennung basiert, ist der neue Sensor zur optischen Spurführung OGS 600 von Leuze dar. Durch seine Kantendetektion und das Senden von Steuerungssignalen an den Lenkmotor, kann die Spur optisch geführt werden, so dass das Fahren auf einfache Weise automatisiert werden kann. Die Erfassungsbreitedes Sensors reicht von 140 bis 280 mm auf einem belichteten Klebeband mit Linie und Kontrastspur. Mit den üblichen einfachen Fahrzeug-Schnittstellen eignet er sich für den Einsatz in AGVs aller Größen. Dank seiner kompakten Bauweise und dem geringen Mindestabstand vom Boden von 10 mm lässt er sich selbst in flache Fahrzeuge integrieren.

Mit dem OGS 600 stellt Leuze einen neuen Sensor vor, der eine kostengünstige Automatisierung von Fahrzeugen für den Material- und Warentransport im Produktions- und Lagerbereich, ermöglicht. Durch seine Kantendetektion und das Senden von Steuerungssignalen an den Lenkmotor, kann die Spur optisch geführt werden, so dass das Fahren auf einfache Weise automatisiert werden kann. FTS-Routen können flexibel angepasst werden.

Kompakt und nah am Boden

Die kompakte Bauweise des OGS 600 und sein geringer Mindestabstand vom Boden von 10 mm ermöglichen seine Integration auch in flache Fahrzeuge. Varianten mit unterschiedlichen Erfassungsbreiten und Ansprechzeiten bieten vielfältige Einsatzmöglichkeiten, auch bei engen Kurven und hohen Fahrgeschwindigekeiten. Die Parametrierung und Schnittstellenintegration erfolgt über die Software Sensor Studio. Ein Assistent analysiert den Kontrast von Boden und Spur individuell und empfiehlt die bestmögliche Spurfarbe. Eine hohe Funktions- und Fremdlichtsicherheit sind dabei gegeben, ebenso eine schnelle Inbetriebnahme durch eine einfache Adresseinstellung.

Autor Matthias Göhner, Industry Management Intralogistics bei Leuze, teilt die Vision einer intelligenten Produktion (Smart Factory), in der sich Fertigungsanlagen und Logistiksysteme künftig ohne menschliche Eingriffe selbst organisieren. Stetigförderer und fahrerlose Transportsysteme (FTS) erledigen darin eigenständig Logistikaufträge und navigieren automatisch.
Autor Matthias Göhner, Industry Management Intralogistics bei Leuze, teilt die Vision einer intelligenten Produktion (Smart Factory), in der sich Fertigungsanlagen und Logistiksysteme künftig ohne menschliche Eingriffe selbst organisieren. Stetigförderer und fahrerlose Transportsysteme (FTS) erledigen darin eigenständig Logistikaufträge und navigieren automatisch.
(Bild: Leuze)

Last but not least: Bei der sogenannten Raster-Navigation werden in einem vorgegebenen Raster Informationen wie zum Beispiel 2D-Codes oder Transponder auf oder in die Fahrbahn eingelassen. Mithilfe der beim Überfahren der einzelnen Rasterpunkte ermittelten Informationen – bei einem 2D-Code die in den Codes gespeicherten Daten und Lesewinkel – kann das FTS zwischen den einzelnen Rasterpunkten navigieren und jeden vorgegeben Punkt innerhalb des Rasters anfahren. Diese Art der Navigation eignet sich vor allem für saubere und wenig beanspruchte Unterlagen.

Ein generelle Bewertung und Empfehlung für die geeignete Navigationsvariante kann nur in Zusammenhang mit der Funktion des FTS innerhalb der jeweiligen Applikation getroffen werden. Zur Zeit zeichnet sich jedoch ein deutlicher Trend in Richtung Kontur-Navigation mit integrierter Sicherheitsfunktion ab. (jv)

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Das Buch Industriesensorik beschreibt die Entwicklung und die praktische Anwendung der wichtigsten Sensoren. Durch anwendungsbezogene Fehleranalysen von Messsystemen, Sensoren und Sensorsystemen, jeweils ergänzt durch viele detaillierte, vollständig durchgerechnete Anwendungsbeispiele, eignet sich das Buch nicht nur für Studenten, sondern auch für Ingenieure und Techniker verschiedener Fachrichtungen.

* Matthias Göhner, Industry Management Intralogistics, Leuze electronic GmbH + Co. KG

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