Geschwindigkeiten von bis zu 140 km/h wie beim Bobfahren sind in Werkshallen nicht denkbar – schnelle, der Umgebung angepasste Fahrzeuge sind aber auch hier im Einsatz

Bild: iStock, Dmytro Aksonov

Fahrantriebe für autonome mobile Roboter Dynamisch wie Bobfahren, aber absolut sicher

13.06.2022

Aufgrund des hohen Gefahrenpotenzials beim Bobfahren ist es unerlässlich, dass die vier Athleten in ihrem Verhalten perfekt aufeinander abgestimmt sind und auf die Gegebenheiten in Ihrem Umfeld eingehen können. Nur so kann die Sicherheit aller Beteiligten gewährleistet werden. Ähnlich wie bei der Sportart verhält es sich auch in der Technik bei Mobilen Robotern. Hier wird eine sichere Steuerung mit integrierter STO Funktionalität (Safe Torque Off) benötigt.

Volle Konzentration herrscht vor dem Start. Endlich wechselt die Ampel auf das herbeigesehnte Grün. Jetzt wird der Bob mit aller Kraft beschleunigt. Die Sprinter müssen dabei absolut synchron laufen und alles geben. In kürzester Zeit wird gestartet und die Piloten verschwinden aerodynamisch hinter der Verkleidung. Nicht selten entscheidet ein guter Start über Sieg und Niederlage. Nach dem Start übernimmt die Gravitation die weitere Beschleunigung.

Mit Geschwindigkeiten von bis zu 140 km/h gleitet der Bob durch die Bahn. Der Steuermann, dessen Sitz ganz vorne im Bob ist, hat als einziger Sicht auf die Bahn. Er ist dafür verantwortlich mit feinmotorischen Bewegungen die optimale Spur zu halten. Nur wer niemals die Bande berührt, hat eine Chance auf den Sieg. Gebremst wird in der Bahn in der Regel nicht. Lediglich beim Zieleinlauf muss der Bob durch starkes Bremsen zum Stehen gebracht werden. Diese Aufgabe übernimmt der Hinterste der vier Athleten.

Antrieb für autonome mobile Roboter

Geschwindigkeiten von bis zu 140 km/h sind in Werkshallen nicht denkbar – schnelle, der Umgebung angepasste Fahrzeuge sind aber auch hier im Einsatz: Der autonome mobile Roboter (AMR) iw.hub der BMW Group-Tochterfirma idealworks erreicht ganze 8 km/h, und das voll beladen mit Gütern von einem Gewicht bis zu einer Tonne. Hier wirken ähnlich dem 4er-Bob mehrere Antriebskomponenten zusammen. Nur dadurch wird die erforderliche Kraft und Präzision erreicht. Der Motor und das Getriebe stellen ausreichend Schnellkraft zur Verfügung und sorgen so für die nötige Dynamik. Die Steuerung erzielt einen synchronen Lauf bei der Geradeausfahrt, während für die Kurvenfahrt die entsprechende Differenzdrehzahl eingestellt wird.

Die Geschwindigkeitsinformation erhält die Steuerung von dem mit Redundanz konzipierten Gebersystem. Die Sensorik des AMR, welcher ganz ohne bauliche Veränderungen des Einsatzbereichs durch die Hallen navigiert, erkennt Hindernisse und Passanten. Die Bewegung des mobilen Roboters wird angepasst, um mögliche Kollisionen mit Personen und Gegenständen zu vermeiden. Im Extremfall wird ein sicherer Halt durchgeführt, bei dem auch die am Motor angebaute Bremse einfällt. Im Bruchteil einer Sekunde kommt das Fahrzeug zum Stehen.

Der Bobsport findet nur auf einer Handvoll Bahnen statt und lediglich wenige Teams sind in der Lage, diesen Sport auszuüben. Nur die besten davon qualifizieren sich für eine Weltmeisterschaft. Es darf sich in der Regel nur ein Bob in der Fahrbahn befinden und keinesfalls dürfen sich Personen zeitgleich dort aufhalten. Beim iw.hub sieht das anders aus: Sie sind weltweit auf dem Vormarsch, werden in der Breite eingesetzt, und harmonieren mit ihrem Umfeld, auch wenn dieses veränderlich ist.

Für gute Haftung beim Start des Bobs sorgen die mit Stahlbürsten belegten Sohlen. Beim AMR übernehmen dies die aus Polyurethan gefertigten Räder. Diese können in Durchmesser, Breite und Materialwahl der Anwendung angepasst werden. So unterschiedlich die tatsächlichen Fahrprofile auch sind, sie lassen sich mit dem gleichen Grundaufbau realisieren. Rangierarbeiten mit häufigen Starts und Halten werden genauso abgedeckt wie Transporte durch Werkshallen von mehreren hundert Metern Länge.

Leistungsstark und kompakt

Problemlos transportiert der AMR schwere, sperrige, aber auch sensible Teile und übergibt diese an die Montagelinie. In enger Zusammenarbeit mit idealworks hat Dunkermotoren die passenden Fahrantriebe für die AMRs konfiguriert. Sie bestehen aus vier Komponenten: Motor, Getriebe mit Antriebsrad, Steuerung und Gebersystem mit Bremse. Als Motor dient der bürstenlose Gleichstrommotor BG 95 mit seinen bis zu 3,9 kW Leistung.

Als Radantrieb fungiert das Getriebe der Baureihe NG 500. Dabei handelt es sich um ein besonders kompakt gebautes Planetengetriebe, das mit Radiallasten von bis zu 500 kg beaufschlagt werden kann. Ebenfalls von Dunkermotoren kommt der Linearantrieb, der unter anderem dafür sorgt, dass die Last perfekt auf dem Fahrzeug positioniert ist. Dadurch war es möglich, einen besonders kompakten und leistungsstarken AMR zu bauen, der nun unter dem Produktnamen iw.hub am Markt vertrieben wird.

Bildergalerie

  • Der mobile Roboter iw.hub von idealworks nutzt den bürstenlosen Gleichstrommotor BG 95 von Dunkermotoren mit seinen bis zu 3,9 kW Leistung. Als Radantrieb fungiert das Getriebe der Baureihe NG 500.

    Bild: Dunkermotoren

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