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Die Fahrerlosen Transportfahrzeuge können selbstständig an die Ladestationen fahren: So geht ihnen nie der Strom aus.

Batteriedaten von FTS visualisieren Nie mehr ohne Saft

13.11.2019

Fahrerlosen Transportsystemen gehört in der Intralogistik die Zukunft. Hohe Flexibilität und Effizienz sind die wesentlichen Vorteile. Die batteriebetriebenen Fahrzeuge eines Schweizer Herstellers absolvieren sogar das Laden der Batterien völlig selbstständig; die Visualisierung des Ladevorgangs erfolgt über ein Bediengerät.

Flurförderzeuge sind in vielen Logistikanwendungen unabdingbare Komponenten, die flexibel und schnell Güter von A nach B transportieren. Das Schweizer Unternehmen Stöcklin Logistik liefert schlüsselfertige Gesamtsysteme für die Lagerlogistik und die automatisierte Lagerverwaltung sowie Flurförderzeuge.

„In vielen Anwendungen geht der Trend zu fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF)“, sagt Bernd Krebs, der als Produktverantwortlicher FTF/FTS bei Stöcklin für diesen Bereich zuständig ist. „Die zunehmenden Kundenanforderungen nach automatisierten Lösungen in der Logistik lassen sich mit autonom fahrenden Transportfahrzeugen optimal erfüllen.“

Auf Basis eines Niederhubwagens hat Stöcklin deshalb zunächst den Eagle Ant 0 entwickelt, der auf eine Ladekapazität bis zu 1.600 kg ausgelegt ist und flexibel eingesetzt werden kann. Mit ihm lassen sich Europaletten mit verschiedenen Gütern automatisiert bewegen. Dieses Fahrzeug ist jedoch nur für den Transport von Boden- zu Bodenplätzen gedacht.

Um jedoch der Forderung gerecht zu werden, dass Paletten in gewissem Maß in der Höhe flexibel sein müssen, zum Beispiel für den Transport zu oder von einer Transportanlage Paletten (TAP), wurde der Eagle Ant 1 entwickelt. Dieses Gerät kann Lasten bis zu einer Höhe von 1.150 mm anheben und mit maximal 1.200 kg belastet werden.

Sicherheit ist bei fahrerlosen Systemen natürlich entscheidend, denn die FTF teilen sich die Verkehrsflächen mit anderen Flurförderzeugen und Personen. An den Fahrzeugen ist deswegen in jede Fahrtrichtung ein Sicherheitslaserscanner mit einem Erkennungswinkel von 270 Grad installiert. Dieser dient der Navigation und als sicherer Personen- und Hindernisschutzscanner.

Befinden sich Personen oder Gegenstände im Überwachungsfeld, stoppt das FTF automatisch. Es kann erst dann weiterfahren, wenn das Überwachungsfeld vollständig geräumt wurde. Beim Anfahren warnen akustische und optische Signale Personen in der Umgebung. Die Warn- und Schutzfelder verändern sich dynamisch in Abhängigkeit von Fahrtrichtung und Geschwindigkeit. Das System ist so eingestellt, dass geregelt und ohne Not-Bremsungen bis zum Stillstand abgebremst wird. Ein Kippen der Ladung wird so sicher vermieden.

Management der Lithium-Ionen-Batterie

Die Energieversorgung der Eagle-Ant-Fahrzeuge erfolgt über von Stöcklin entwickelte Lithium-Ionen-Batterien. „Das Besondere an dem Power-Energiepaket ist ein cleveres Batterie-Management und ein auf der Welt bislang einzigartiges aktives Zellen-Balancing-System, das für hohe Verfügbarkeit und eine lange Lebensdauer sorgt“, erklärt FTS-Experte Krebs.

Die Batterien sind zudem absolut wartungsfrei, Überhitzungen sind ausgeschlossen. Zwischenladungen können jederzeit vorgenommen werden, und eine Vollladung beansprucht maximal ein Zeitfenster von zwei Stunden. Sind für einzelne Fahrzeuge keine Aufträge aktiv, werden sie automatisch zur Ladestation geschickt. Auch der Ladevorgang erfolgt vollautomatisch.

Um die Zustände der Batterien zu visualisieren, ist in jedem Fahrzeug ein Bediengerät vom Typ D1010 von Graf-Syteco verbaut. Das Gerät hat ein 3,5-Zoll-Display mit einer Auflösung von 320 x 240 Pixel. Darauf lässt sich die Visualisierung der wichtigsten Batteriedaten optimal darstellen.

„Wir zeigen auf dem Display den aktuellen Ladezustand, aber auch Zellenspannungen und -ströme sowie Fehlermeldungen an“, erläutert Jason Stahr, der bei Stöcklin für die Elektrotechnik der Flurförderzeuge und FTF zuständig ist und die beiden Varianten des Eagle-Ant mit­entwickelt hat. Für Benutzereingaben verfügt das D1010 über vier taktile Kurzhubtasten.

Neben der reinen Visualisierung bietet das Bediengerät in dieser Anwendung noch weitere interessante Möglichkeiten: So lassen sich beispielsweise die Ladedaten aus den Batterien auf einen USB-Stick speichern – der integrierte USB-Port macht es möglich.

Zur Kommunikation stehen zwei CAN-Schnittstellen zur Verfügung. „Das ist für uns besonders wichtig“, betont Stahr, „da wir so den CAN-Bus für die Kommunikation mit dem Laderegler der Batterien von dem für den Anschluss an die Steuerung des Fahrzeugs trennen können.“

Das kompakte Bediengerät lässt sich sehr leicht in das Fahrzeug integrieren, das Display kann dabei jederzeit gut abgelesen werden. Die in Logistikanwendungen unvermeidlichen Erschütterungen und Stöße verträgt das D1010 ebenfalls ohne Probleme.

Zuverlässiger Betrieb

Einer der Kunden, die den Eagle-Ant einsetzen, ist Emmi. Der größte Milchverarbeiter in der Schweiz hat für sein Logistikzentrum im Hub Ostermundigen ein System mit zwei der fahrerlosen Fahrzeuge angeschafft, um Paletten mit gekühlten Produkten von und zu einer automatisierten Lageranlage zu transportieren.

Dabei ist der Durchsatz sehr unterschiedlich, erzählt Niklaus Schäfer, Leiter des Logistikbetriebs bei Emmi: „Teilweise sind es nur zwei Paletten pro Stunde und dann wieder 20.“ Da die Anlage rund um die Uhr arbeitet, wäre der Personalbedarf sehr hoch, wenn herkömmliche Fahrzeuge eingesetzt würden. Die Aufgabe wäre nur mit einem Drei-Schicht-Betrieb zu realisieren – eine sehr ineffiziente und teure Lösung.

Auftragserfassung und -vergabe, die Verwaltung der Fahrzeuge, der Datenaustausch und die Ansteuerung des Lagersystems erfolgen über ein Traffic-Management-System (TMS), das auf einem Leitrechner installiert ist. Stöcklin liefert hier ein Komplettsystem aus Fahrzeugen inklusive des TMS, das auch die Verkehrsregelung zwischen den Fahrzeugen übernimmt. Die Kommunikation erfolgt über WLAN.

Es können sowohl Einzelaufträge, als auch mehrere Aufträge parallel zur Abarbeitung angestoßen werden. Im TMS ist ein sogenannter Scheduler integriert, der dafür sorgt, dass die Fahraufträge entsprechend der Reihenfolge und Priorität verwaltet und über das TMS an die Fahrzeuge weitergeleitet werden. Über eine Web-Oberfläche kann der Bediener auf das Traffic-Management-System zugreifen und somit die jeweiligen Fahraufträge beobachten, aber auch Einfluss darauf nehmen.

Bei der Inbetriebnahme des FTF werden zunächst Teach-in-Fahrten vorgenommen, wobei eine Karte der Umgebung erstellt und abgespeichert wird. Diese kann im Anschluss noch bearbeitet werden, um beispielsweise die Fahrtwege anzupassen.

„Bei der Inbetriebnahme hatten wir die Fahrwege zunächst etwas zu klein dimensioniert“, erinnert sich Schäfer. Dadurch haben die FTF viel Zeit beim Rangieren verloren. Durch nachträgliche Änderungen konnte dieses Problem aber beseitigt werden. „Nach der Optimierung funktioniert das System sehr gut“, zeigt sich Schäfer zufrieden.

Wenn gerade einmal kein Auftrag anliegt, fahren die Fahrzeuge selbstständig an die Ladestationen. Auch hier ist in der Regel keinerlei Eingriff des Personals notwendig. Und wenn während des Ladevorgangs doch einmal ein Fehler auftreten sollte, hilft es den Mitarbeitern sehr, dass die Fehlermeldungen per Klartext auf dem Display des Bediengeräts angezeigt werden.

Bildergalerie

  • Das Bediengerät D1010 von Graf-Syteco visualisiert die aktuellen Batteriedaten.

    Bild: Stöcklin Logistik

  • Das gut ablesbare Display mit einer Auflösung von 320 x 240 Pixel eignet sich ideal für die Visualisierung.

    Bild: Graf-Syteco

  • Fahrerlose Transportfahrzeuge sorgen für einen reibungslosen Warenumschlag im Logistikzentrum von Emmi in Ostermundingen.

    Bild: Stöcklin Logistik

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