Der ArgoDrive: ein kompaktes und einfach integrierbares Antriebssystem für unterschiedlichste fahrerlose Transportsysteme. (Foto | ebm-papst)
Die Einsatzszenarien für fahrerlose Transportfahrzeuge im Gesundheitssektor sind sehr vielschichtig. Leichte, empfindliche und zerbrechliche Waren müssen ebenso transportiert werden wie tonnenschwere Medizingeräte. FTF-Hersteller benötigen daher für die unterschiedlichen Lösungen differenzierte Antriebssysteme. Der Ventilatoren- und Antriebsspezialist ebm-papst bietet hier mit einer Vielzahl von Antriebskombinationen die passende Lösung. Mit dem „ArgoDrive“ wurde ein kompaktes und einfach integrierbares Fahr-Lenk-System inklusive Rad entwickelt, das in den Ausführungen Light, Standard und Heavy Lasten bis 100 kg, 300 kg bzw. 500 kg pro Antriebsachse bewegen kann. In der maximalen Ausbaustufe mit vier Fahr-Lenk-Systemen der Variante Heavy ist dann eine Traglast von zwei Tonnen problemlos möglich, das heißt selbst tonnenschwere Röntgen-Systeme wie ein Computertomograph lassen sich damit problemlos bewegen.
Kompakt trotz hoher Leistung
Die Einbaumaße sowie die elektrischen, mechanischen und steuerungstechnischen Schnittstellen sind bei allen drei Varianten identisch, nur der Raddurchmesser (80 mm, 100 mm, 145 mm) und damit die Bodenfreiheit unterscheiden sich. Durch die kompakten horizontalen Abmessungen des ArgoDrives von 250 mm x 170 mm steht dem FTF-Hersteller genügend Bauraum für die Unterbringung weiterer Komponenten zur Verfügung, z. B. für Steuerung, Safety-Module oder Akkus. Dadurch lässt sich eine geringe Bauhöhe des Gesamtfahrzeugs realisieren, was den Anforderungen von Warenübergabestationen oder dem Aufbau mobiler Robotik entgegenkommt. Der ArgoDrive ist ein Antriebssystem in Schutzkleinspannung (48 VDC). Somit ist die Anforderung an Dokumentation überschaubar und die Inbetriebnahme vereinfacht möglich. Außerdem kann die Batteriespannung ohne Spannungshochsteller und/oder Wechselrichter direkt genutzt werden. Die in den Antrieben integrierte Intelligenz ermöglicht je nach Ausführung auch Condition Monitoring und Predictive Maintenance.
In den Ausführungen Light, Standard und Heavy werden die Traglasten von 100 kg, 300 kg bzw. 500 kg abgedeckt. (Foto | ebm-papst)
Jede Antriebseinheit besteht aus zwei Motoren, Getriebe, Sensorik und allen erforderlichen Anschluss-Steckern. Die zwei Motoren tragen durch das Überlagerungsgetriebe je nach Anforderung zum Lenken, Beschleunigen, Fahren oder Bremsen bei. Der unendliche Lenkwinkel ermöglicht die Flächenbeweglichkeit des Fahrzeugs – auch aus dem Stand. Schon die Verwendung von zwei Fahr-Lenk-Systemen, diagonal verteilt montiert an der linken und der rechten Seite eines FTS, garantieren bereits die omnidirektionale Bewegungsfreiheit und ein enges Rangieren z. B. beim Ausweichen.
Zwei zusätzliche frei bewegliche Stützräder an Vorder- und Rückseite sorgen für die notwendige Lastaufnahme und Stabilität des FTF. Je nach Größe des fahrerlosen Transportsystems und dem zu bewegenden Gewicht lassen sich auch drei oder vier Fahr-Lenk-Systeme verbauen. Mit dem ArgoDrive ausgestattete Transportlösungen können große Lasten selbst bei Steigungen von bis zu 10 Prozent bei voller Funktionalität bewegen. In weiteren Anwendungen kann auch der Einsatz einer einzelnen Antriebseinheit z. B. als Rangierhilfe von Krankenhausbetten sinnvoll sein.
Omnidirektionalität bei FTF mit ArgoDrive
Eine neue Lösung für Fahrerlose Transportfahrzeuge ist der ArgoDrive von ebm-papst. Er vereint die Funktionen Vortrieb und Lenkung in einer Baugruppe. Diese Einheit besteht aus Motor, Getriebe, omnidirektionaler Lenkung, Sensorik und allen erforderlichen Anschlüssen. Seine zwei Motoren tragen durch ein Überlagerungsgetriebe je nach Anforderung zum Lenken, Beschleunigen, Fahren oder Bremsen bei. Der unendliche Lenkwinkel ermöglicht die platzsparende Flächenbeweglichkeit des Fahrzeugs – auch aus dem Stand.
Je ein ArgoDrive pro Achse garantieren bereits die volle Omnidirektionalität. Je nach Anforderung an die Größe des Transportsystems sowie dem Gewicht der zu bewegenden Ware lassen sich auch drei oder vier Fahr-Lenk-Systeme verbauen. Um jede Anforderung an die zu bewegenden Massen, an den Bremsweg oder Bewältigung von Steigungen skalierbar zu erfüllen, bietet ebm-papst sein ArgoDrive in den Varianten Light, Standard und Heavy für Nutzlasten bis 100, 300 beziehungsweise 500 kg pro Rad an. Mit vier Heavy-Varianten ist dann ein Fahrzeuggesamtgewicht von bis zu zwei Tonnen möglich. Gleichbleibende Getriebeabmessungen über alle Baugrößen bei standardisierten Montagepunkten und einheitlicher, hochwertiger Steckverbindungen ermöglichen eine Anpassung des FTF an projektspezifische Anforderungen innerhalb von Minuten.
Wartungsarm und ausfallsicher
Ein wichtiger Aspekt bei fahrerlosen Transportfahrzeugen in allen Bereichen der Medizintechnik ist der zuverlässige Betrieb. Außerplanmäßige Stillstandzeiten reduzieren die Verfügbarkeit ebenso wie häufig notwendige Wartungsintervalle. Daher sind die Antriebseinheiten auf Zuverlässigkeit für die komplette Lebensdauer ausgelegt. Sollte nach langer Betriebsdauer der Radbelag abgefahren sein, ist ein einfacher „Reifenwechsel“ ohne Ausbau der Antriebseinheit möglich. An den geschlossenen Rädern setzt sich nichts fest. Die glatten Radoberflächen lassen sich einfach reinigen oder desinfizieren. Kontaktfehler an den elektrischen Schnittstellen der Antriebssysteme sind ebenfalls keine Gefahr, weil die notwendigen Kabel und Stecker des Fahr-Lenk-Systems fest im Fahrzeug verbaut werden und bewährte Industriestecker für eine sichere Verbindung zur Steuerung sorgen. Im Falle eines Defekts kann zudem die komplette Einheit mit wenigen Handgriffen schnell ausgetauscht werden.
Schon die Verwendung von zwei Fahr-Lenk-Systemen, verteilt montiert an der linken und der rechten Seite eines FTS, garantieren bereits die omnidirektionale Bewegungsfreiheit und ein enges Rangieren z. B. beim Ausweichen. (Foto | ebm-papst)
Sicher unterwegs
Noch wichtiger als der zuverlässige Betrieb ist bei fahrerlosen Transportsystemen die Sicherheit zum Schutz von Personen. Das FTF muss in der Lage sein, bei Verletzung von Schutzfeldern vor dem Fahrzeug, sofort eine Notbremsung einleiten zu können. Entsprechende Sicherheitssensoren sorgen für das kontinuierliche Scannen der Umgebung. Bei Schutzfeldverletzung muss das Antriebssystem den Befehl eines sicheren Stopps der Sicherheitssteuerung zuverlässig ausführen. Für die Antriebe ist dann vor allem eine hohe Bremsleistung erforderlich. Der ArgoDrive kann hier unter Nutzung der elektromotorischen Bremsen Verzögerung mit bis zu 2,5 m/s2 erlauben, ebenso ist durch Nutzung der zusätzlich integrierten Bremse eine sofortige Notbremsung möglich. Auch beim Versagen der Stromversorgung des FTS geht die Antriebseinheit in einen sicheren Halt, um unkontrollierte Bewegungen zu vermeiden. Damit unterstützt der ArgoDrive alle typischen und notwendigen Safety-Anforderungen.
Kabel und Stecker des Fahr-Lenk-Systems werden fest im Fahrzeug verbaut und bewährte Industriestecker sorgen für eine sichere Verbindung zur Steuerung. (Foto | ebm-papst)
Das einzelne Fahr-Lenk-System wird hierzu über zwei externe Regler angesteuert. Auch die Signale für den Lenkwinkel sind redundant ausgelegt und die Position ist jederzeit abfragbar. Die in den Reglern integrierte STO-Funktion (Safe Torque Off) sorgt für ein sicheres Halten im Notfall. Weitere Kollisionsschutzmaßnahmen lassen sich somit vom FTS-Hersteller einfach realisieren. ebm papst unterstützt gerne bei Fragen bzgl. Safety des Gesamtfahrzeugs. Da ein Antriebssystem für fahrerlose Transportfahrzeuge auch mit übergeordneten Systemen kommunizieren muss, ist je nach externem Regler die Anbindung über CANopen, EtherCAT oder Profinet möglich.
Mit dem ArgoDrive steht damit eine flexible Antriebslösung für fahrerlose Transportfahrzeuge zur Verfügung, die in Bezug auf Flächenbeweglichkeit und Kompaktheit keine Kompromisse erfordert, ob im Krankenhaus, in der pharmazeutischen Fertigung, in der Rehaeinrichtung oder auch bei Healthcare-Anwendungen im häuslichen Umfeld.
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