InnovationsForum Automation 2017: Sigmatek AG Intelligenter Materialfluss: ein Muss in der Fabrik der Zukunft

Redakteur: Anne Richter

Mit intelligenten fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) hat Melkus Mechatronic den automatisierten Materialtransport im Visier – ob in Euroboxen oder auf Europaletten. Das in Kooperation mit Sigmatek entwickelte mechatronische Modulsystem erfordert technische Raffinesse.

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(Bild: Melkus Mechatronic)

Damit die Vision von Industrie 4.0 – eine Produktion, die sich adaptiv auf veränderliche Erfordernisse einstellt und so eine Massenfertigung von Individualprodukten ermöglicht – wahr werden kann, muss die Logistik innerhalb von Produktionswerken ebenfalls in die Gesamtautomation miteinbezogen werden», erklärt Andreas Melkus, Eigentümer der Melkus Mechatronic GmbH. Das österreichische Unternehmen ist spezialisiert auf den intralogistischen Materialtransport.

FTF im Modulsystem

Die FTF-Flotte von Melkus Mechatronic umfasst mittlerweile 4 Fahrzeugtypen:

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  • Agumos Q40 zum Transport von Kleinteilen und Euroboxen im Format 40 x 60 cm und Nutzlasten bis zu 60 kg
  • Agumos F52 als Plattformwagen zum Unterfahren und Anheben von Transport-Gestellen und einer Nutzlast von 1000 kg
  • Agumos G120 für den Transport von Europaletten mit 1000 kg Nutzlast
  • Agumos G120 SE ermöglicht mit dem erweiterten Hubbereich bis 130 mm eine direkte Übergabe an stationäre Fördereinrichtungen

Alle Fahrzeuge basieren auf einem standardisierten mechatronischen Modulsystem von Steuerungs- und Antriebseinheiten, das in enger Zusammenarbeit zwischen Melkus Mechatronic und Sigmatek entwickelt wurde.

Hightech-Steuerung

In den FTF von Melkus Mechatronic steckt sehr viel Eigenintelligenz und Hightech. Das komplette Steuerungssystem kommt vom Salzburger Automatisierungstechnikhersteller Sigmatek. «Ohne die disziplin­übergreifende Kompetenz des Gesamt­lösungsanbieters wäre eine derart komplexe Neuentwicklung, die neben Steuerungs-, Sicherheits-, Antriebstechnik auch Kameratechnik und Kommunikation über WLAN umfasst, nicht zu schaffen gewesen,» ist Andreas Melkus überzeugt. Die Automatisierungslösung basiert auf der super-kompakten S-DIAS-Serie von Sigmatek mit Modulmassen von 12,5 x 104 x 72 mm. Um die mechatronischen Komponenten für die Agumos-Fahrzeuge umsetzen zu können, wurde das Layout der Elektronik spe­ziell an die Mechanik angepasst. Auf der Steuerungsplatine der Fahrzeuge wurde neben einem WLAN-­Modul zur Kommunikation mit dem übergeordneten Leitsystem auch die Safety-CPU zur Überwachung der Fahrzeugsicherheit integriert.

Die bis zu 8 angetriebenen Räder ermöglichen eine freie Bewegung des FTF auf engstem Raum, und zwar in alle Richtungen. «Da wir auf den breiten Technologie-Baukasten zugreifen konnten, war es naheliegend, in der Antriebstechnik durchgehend auf Servo-Antriebe zu setzen. Unsere FTF verfügen über sehr innovative Antriebseinheiten», erklärt Andreas Melkus. «Da die Antriebsräder über eine CNC-Bahnsteuerung angetrieben werden, ist dem Fahrzeug während der Drehung seine Ausrichtung immer bekannt.» Für die Bewegungssteuerung konnte Melkus Mechatronic auf die CNC-Bibliotheken der objektorientierten Entwicklungsumgebung LASAL von Sigmatek zurückgreifen.

Flexible Navigation

In puncto Navigation ist die Agumos-Serie sehr flexibel. Neben der optischen Spurführung sind magnetische Leitlinien oder das freie Navigieren mit Laserscanner möglich. So lassen sich die Fahrzeuge der Agumos-Baureihe, die mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1 m/s unterwegs sind, auch ganz einfach in eine bestehende Logistikinfrastruktur integrieren.

Eine weitere Raffinesse ist die manuelle Steuerung der Fahrzeuge. Melkus Mechatronic bietet dafür eine Funkfernbedienung mit einem Touchscreen und Gestensteuerung für die Richtungs­anwahl. Der integrierte Geschwindigkeitstaster dient gleichzeitig – bei vollständiger Betätigung – als Not-Halt-Taster (TÜV-zertifiziert). Die Personen­sicherheit im Mischbetrieb von Menschen und den Agumos-FTF wird mit einem Laserscanner realisiert. Bei der Energieversorgung setzt Melkus Mechatronic auf LiFePO4-Akkus, die je nach Fahrzeug und Beladung eine Betriebszeit von bis zu 8 Stunden ermöglichen. Mit dem von Sigmatek entwickelten Batteriemanagementsystem lassen sich die Kapazitäten der Akkus optimal nutzen und Tiefentladungen bzw. -überladungen verhindern.

Flottenmanager

Eine Kopfstation bestehend aus Standard-Steuerungskomponenten wie CPU, I/Os und Sicherheitssteuerung von Sigmatek dient als übergreifender Flottenmanager. Sie überwacht die einzelnen Fahrzeuge (z. B. Akku-Stand, Position, Geschwindigkeit) und übersetzt die Fahraufträge aus dem Logistik-­System in kollisionsfreie Bewegungsbefehle. Zudem bietet das System eine sichere Not-Halt-­Funktion über WLAN, die im Notfall alle oder einzelne Fahrzeuggruppen sicher zum Halten bringt. Die Kopfstation kommuniziert über Ethernet mit den übergeordneten CPU- bzw. Leit-Systemen. Produkte und Materialien können mit Agumos-­FTF hochflexibel durch Lager und Produktion geführt werden, sodass sich die Durchlaufzeiten verkürzen lassen und die Bereitstellung «just in time» am richtigen Ort erfolgt – ganz Industrie-4.0-gerecht. SMM

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