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Die Zukunft für die Intra­lo­gistik

In der Intra­lo­gistik werden fahrer­lose Trans­port­sys­teme in Zeiten von Digi­ta­li­sie­rung und Indus­trie 4.0 immer wich­tiger. Alle Typen eint eine Gemein­sam­keit: Sie benö­tigen dyna­mi­sche, kompakte Antriebe, die hohe Anfor­de­rungen an Trans­port­ge­schwin­dig­keit, Posi­tio­nier­ge­nau­ig­keit und Lebens­dauer erfüllen und auch unter harten Bedin­gungen zuver­lässig arbeiten.


Von fahrer­losen Trans­port­sys­temen (FTS, engl. Auto­mated Guided Vehicle/AGV) können unter­schied­liche Bran­chen profi­tieren, ange­fangen vom Online-Handel im Consu­mer­be­reich bis hin zur Auto­mo­bil­fer­ti­gung im Indus­trie­be­reich. FTS werden sowohl inner­halb von Gebäuden als auch im Außen­be­reich einge­setzt. Dank konti­nu­ier­li­cher Weiter­ent­wick­lung der Systeme und der verwen­deten Technik werden sie in immer mehr Betrieben flexibel und effi­zient in der eigenen Logistik genutzt. Ihr Vorteil ist, dass sie sich für den Trans­port unter­schied­lichster Güter mit verschie­denen Gewichten und Spezi­fi­ka­tionen auslegen lassen. Hinzu kommen aber noch weitere Vorzüge. So sind fahrer­lose Trans­port­sys­teme einfach in bereits bestehende Logis­tik­struk­turen inte­grierbar.

Fahrer­lose Trans­port­sys­teme sind einfach in bereits bestehende Logis­tik­struk­turen inte­grierbar.

Auch nach­träg­liche Ände­rungen oder Opti­mie­rungen am Lager­layout, an der Lager- und Waren­struktur sind im laufenden Betrieb möglich. Außerdem lassen sich schwan­kende Leis­tungs­an­for­de­rungen einfach beherr­schen. Da die FTS zentral vom Leit­system gesteuert werden, können sie für sich ändernde Aufgaben oder Auftrags­spitzen bereits früh­zeitig einge­plant und Fahrten entspre­chend prio­ri­siert bear­beitet werden.

Unter­schied­liche Leis­tungs­klassen, Aufgaben und Anfor­de­rungen

Unab­hängig vom Einsatz­be­reich arbeiten die FTS beson­ders wirt­schaft­lich, wenn sie möglichst lange Fahr­wege und -zeiten ohne wieder­holtes Aufladen der mitge­führten Ener­gie­spei­cher errei­chen. Es kommt zu weniger Unter­bre­chungen im Betrieb; zudem werden die Akkus geschont und „leben“ folg­lich länger. Die Radan­triebe wie auch die Antriebe für Hubvor­rich­tungen oder Einrich­tungen zur Ladungs­si­che­rung müssen deshalb beson­dere Anfor­de­rungen erfüllen.

Selbst mit Getriebe und den je nach Aufga­ben­be­reich vorge­schrie­benen Sicher­heits­bremsen sollten FTS-Antriebe leicht und kompakt ausfallen, bei gleich­zeitig hoher Leis­tungs­dichte und Ener­gie­ef­fi­zienz. Gerade in den zuneh­mend klei­neren Trans­port-Fahr­zeugen, z. B. für Verteil­sys­teme in Waren­la­gern oder Klein­la­dungs­trä­gern bis 200 kg (KLT), steht für die Antriebs­sys­teme nur wenig Bauraum zur Verfü­gung. Außerdem sollten die Motoren für Schutz­klein­span­nung ausge­legt und intel­li­gent sein, um die Steue­rung zu entlasten.

Vari­an­ten­viel­falt aus dem Antriebs­bau­kasten

Darüber hinaus sind die Wünsche der FTS-Hersteller viel­fältig, z. B. was Antriebs­leis­tung, Getrie­be­aus­füh­rungen, Unter­set­zungs­stufen, Rege­lung oder Anschluss­technik betrifft. Die passende Antriebs­lö­sung durch Kombi­na­tion unter­schied­li­cher Module indi­vi­duell zusam­men­zu­stellen hat sich deshalb in der Praxis bewährt. Der Antriebs­spe­zia­list ebm-papst aus St. Georgen liefert ein gutes Beispiel mit seinen Motoren, die für den modu­laren Antriebs­bau­kasten ausge­legt sind.

Die Baureihen ECI-42, ECI-63 und ECI-80 sind perfekt für den Einsatz in FTS ausge­legt, und der Anwender profi­tiert von kompletten Antriebs­lö­sungen aus einer Hand.

In der Entwick­lung der kompakten, elek­tro­nisch kommu­tierten, bürs­ten­losen Innen­läu­fer­mo­toren steckt viel Appli­ka­tions-Knowhow. Dadurch sind die Baureihen ECI-42, ECI-63 und ECI-80 perfekt für den Einsatz in FTS ausge­legt, und der Anwender profi­tiert von kompletten Antriebs­lö­sungen aus einer Hand. Er kann sich also auch bei unter­schied­lichsten Vari­anten mit nur einem kompe­tenten Ansprech­partner abstimmen.

Mit 42, 63 bzw. 80 mm Durch­messer decken die drei Motor-Baugrößen den Leis­tungs­be­reich von 30 bis 750 Watt ab und lassen sich auf Grund der modu­laren Bauweise inner­halb kurzer Zeit flexibel an die konkrete Aufga­ben­stel­lung anpassen, also mit Regel­elek­tro­niken, Getrieben, Encodern und Bremsen kombi­nieren.

Mit 42, 63 bzw. 80 mm Durch­messer decken die drei Motor-Baugrößen den Leis­tungs­be­reich von 30 bis 750 Watt ab. Die Antriebe lassen sich auf Grund der modu­laren Bauweise inner­halb kurzer Zeit flexibel für die konkrete Aufga­ben­stel­lung zusam­men­stellen, also mit der gewünschten Regel­elek­tronik, Getrieben, Gebern und Bremsen kombi­nieren.

Insge­samt sind mehrere tausend Vari­anten möglich.

Insge­samt sind mehrere tausend Vari­anten möglich; Vorzugs­typen sind inner­halb von nur 48 Stunden versand­fertig, so dass der Anwender schnell mit der eigenen Entwick­lung starten kann. Dabei über­zeugen die Motoren auch durch ihre Baulänge. Die Aktiv­teile (bewi­ckelter Stator und mit Magneten bestückter Läufer) sind nur 20, 40 oder in der leis­tungs­stärksten Vari­ante 60 mm kurz, lassen sich also auch bei beengten Einbau­ver­hält­nissen in den FTS gut unter­bringen.

Motor, Getriebe und Bremse frei wählbar

Um die hohen Dreh­zahlen der Innen­läu­feran­triebe auf anwen­dungs­ge­rechtes Niveau zu bringen und das Abtriebs­dreh­mo­ment auf das in der Anwen­dung benö­tigte Niveau zu erhöhen, stehen verschie­dene Getrie­be­mo­dule zur Verfü­gung, neben Planeten- und Stirn­rad­ge­trieben sind z. B. auch die platz­spa­renden EtaCrown-Winkel­ge­triebe auf Basis der inno­va­tiven Kronen­rad­tech­no­logie lieferbar. Die effi­zi­enten Getriebe decken einen weiten Unter­set­zungs­be­reich ab, so dass sich die Antriebe leicht an unter­schied­liche Aufga­ben­stel­lungen anpassen lassen.

Das Innen­leben der Antriebe: Antriebs­sys­teme aus dem modu­laren Baukasten mit inte­grierter Logik- und Leis­tungs­elek­tronik, wahl­weise Getriebe, Geber und Bremse.

Verlangt die Anwen­dung Halte- bzw. Sicher­heits­bremsen, um beispiels­weise bei einer Hubein­rich­tung auch bei einem Ausfall der Versor­gungs­span­nung die Posi­tion sicher zu halten, können Module mit Perma­nent­ma­gnet- oder Feder­druck­bremsen die Antriebs­ein­heit ergänzen. Bei sicher­heits­re­le­vanten Anwen­dungen sind redun­dante Encoder­sys­teme möglich und auch das Thema funk­tio­nale Sicher­heit (FuSi) ist bei der Antriebs­aus­le­gung berück­sich­tigt.

Wahl­mög­lich­keiten bei der Regel­elek­tronik

Bei der Regel­elek­tronik gibt es eben­falls appli­ka­ti­ons­ge­rechte Wahl­mög­lich­keiten. So werden die Motoren im einfachsten Fall mit einer Elek­tronik mit Hall­sen­soren zur Rotor­la­ge­er­fas­sung ausge­stattet und werden von einem externen Regler ange­steuert. Sind die Antriebe mit der voll­in­te­grierten K4-Regel­elek­tronik ausge­stattet, lassen sie sich mit Hilfe einer einfach und intuitiv zu bedie­nenden PC-Soft­ware para­me­trieren. Viele Abläufe können dann die Antriebe selbst­ständig über­nehmen; die über­ge­ord­nete Steue­rung wird entlastet.

Der schwin­gungs­arme, leise Lauf bei ausge­prägter Über­last­fä­hig­keit und hohem Wirkungs­grad wird durch eine Sinus-Kommu­tie­rung erzielt.

Drei Betriebs­modi (Dreh­zahl-, Dreh­mo­ment- und Posi­tio­nier­modus) sind möglich. Der schwin­gungs­arme, leise Lauf bei ausge­prägter Über­last­fä­hig­keit und hohem Wirkungs­grad wird durch eine Sinus-Kommu­tie­rung erzielt. Die K5-Regel­elek­tronik (aktuell verfügbar für ECI-63.xx) bietet zudem eine CANopen-Schnitt­stelle, was weitere Kommu­ni­ka­ti­ons­mög­lich­keiten erschließt. K5-Antriebe können z. B. auch als CAN-Master einge­setzt werden.

Die indi­vi­duell konfi­gu­rier­baren Antriebe erfüllen die Anfor­de­rungen der Schutzart IP54 und bieten auch beim elek­tri­schen Anschluss variable Möglich­keiten. Dazu zählen beispiels­weise indus­trie­taug­liche Stecker, bei denen der radiale Winkel­ste­cker mit Bajo­nett­ver­schluss drehbar ist und auto­ma­tisch einrastet. Für platz­kri­ti­sche Anwen­dungen steht ein axialer Stecker zur Verfü­gung, alter­nativ ist auch ein konfek­tio­nierter Kabel­an­schluss möglich.

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