Die Absolutwertgeber Acuro AC58 und AC36 erfassen unter anderem den Lenkwinkel von Fahrerlosen Transportsystemen.

Bild: Hengstler

Schnell und sicher ans Ziel Robuste Drehgeber für Fahrerlose Transportsysteme

23.05.2022

Fahrerlose Transportsysteme (FTS) befördern Waren, Rohstoffe oder Halbzeuge schnell von einem Ort zum anderen. Die Effizienz der Fahrzeuge hängt allerdings maßgeblich von der Präzision der verbauten Drehgeber ab. Encoder messen nicht nur die Geschwindigkeit, sondern auch den Lenkwinkel und die Hubhöhe der FTS mit hoher Genauigkeit.

Die Nachfrage nach Fahrerlosen Transportsystemen steigt weiter und ein Ende ist nicht abzusehen. Nach Angaben des Weltroboterverbands (IFR) werden die Umsatzstückzahlen bei sogenannten autonomen Logistikrobotern zwischen 2020 und 2023 jährlich um 31 Prozent steigen.

Das große Interesse der Industrie an FTS hat gute Gründe: Die selbstfahrenden Flurförderzeuge arbeiten sehr effizient, transportieren nahezu jedes Fördergut sicher und zuverlässig und passen sich optimal an Schwankungen im Materialfluss an. Mit Fahrerlosen Transportsystemen können Lasten mit einem Gewicht von mehr als 50 t im Innen- und Außenbereich befördert werden – die Länge der Fahrstrecken ist dabei beliebig definierbar.

Seit die ersten FTS in den 1950er Jahren in die Fabrikhallen einzogen, haben sich die Systeme stetig weiterentwickelt. Eines ist aber heute noch genauso wie damals: Ohne die präzise Positionserfassung durch Drehgeber können die Transportroboter ihr Fahrtziel nicht finden. Dieser auf den ersten Blick unscheinbaren Komponente kommt für den Betrieb der Fahrzeuge also eine entscheidende Bedeutung zu.

Hengstler aus dem schwäbischen Aldingen fertigt seit mehr als drei Jahrzehnten Absolutwertgeber und Inkrementalgeber, die aufgrund ihrer hohen Präzision sogar in Computertomographen eingesetzt werden. Hengstler besitzt aber nicht nur umfangreiche Erfahrung in der Fertigung von Drehgebern, sondern hat sich auch um die ständige Optimierung ihres Messprinzips verdient gemacht. So initiierte das Unternehmen zu Beginn der 1990er Jahre zum Beispiel die Entwicklung sogenannter Opto-Asics, durch die sich die Präzision von Drehgebern deutlich steigern ließ.

Robust und genau

Wegen ihrer hohen Genauigkeit sind Encoder von Hengstler auch prädestiniert für den Einsatz in Fahrerlosen Transportfahrzeugen. Dort können sie sowohl die Geschwindigkeit als auch den Lenkwinkel und die Hubhöhe erfassen. Die Drehgeber bieten aber nicht nur eine exakte Messung der genannten Parameter –  sie sind darüber hinaus auch sehr kompakt.

Damit erfüllen sie eine wesentliche Anforderung der FTS-Hersteller, denen an den Fahrzeugen nur wenig Platz für die Installation der Drehgeber zur Verfügung steht. Anbieter von Automated Guided Vehicles (AGV) erwarten zudem, dass die Encoder eine hohe EMV-Verträglichkeit aufweisen und unempfindlich gegenüber Schocks und Vibrationen sind. Die Drehgeber von Hengstler werden diesen Erwartungen in jeder Hinsicht gerecht.

Winkelmessung im spannungsfreiem Zustand

Da sind beispielsweise die Absolutwertgeber der Acuro-Serie AC58: Sie eignen sich gut für die Messung des Lenkwinkels eines FTS. Die Drehgeber erfassen die Position eines Transportroboters sogar im spannungsfreien Zustand und ohne vorher an einem Referenzpunkt kalibriert worden zu sein. Absolutwertgeber der Acuro-Serie sind sowohl in einer Singleturn- als auch in einer Multiturn-Variante erhältlich und verfügen neben den Standard-Einstellungen über eine große Bandbreite programmierbarer Funktionen.

Die Acuro-AC58-Geber arbeiten mit einer Zykluszeit von 31,25 µs (Profinet-Ausführung) und einer Auflösung von bis zu 34 Bit (22 Bit Singleturn und 12 Bit Multiturn). Für besonders enge Bauräume hat Hengstler den kurzen Absolutwertgeber Acuro AD35 im Programm. Der Encoder besitzt eine Tiefe von lediglich 23,65 mm und kann – wie auch der Acuro AD36 – sogar bei Umgebungstemperaturen von bis zu 120 °C eingesetzt werden.

Seilzüge erfassen die Hubhöhe von Staplern

Die Hubhöhe von Fahrerlosen Transportsystemen, wie zum Beispiel Gegengewichtsstaplern oder Portalhubwagen, muss ebenfalls genau erfasst werden. Hengstler bietet hierfür zum einen Seilzüge mit Längen von 3 m bis 30 m als Zubehör zu seinen Absolutwertgebern und Inkrementalgebern an. Seilzüge sind robuster und flexibler als klassische Wegmesssysteme und günstiger als andere indirekte Verfahren.

Neben den Seilzügen als Einzelkomponente können FTS-Hersteller bei Hengstler aber auch ein Komplettsystem bestellen, das aus einem Acuro-AC36-Drehgeber und einem Seilzug in variabler Länge besteht (650 mm bis 2.650 mm. Der AC36 erreicht eine Auflösung von bis zu 22 Bit Singleturn (12 Bit Multiturn) und ist mit einer SSI- und einer BiSS-Schnittstelle ausgestattet.

Inkrementalgeber mit geringer Einbautiefe

Für die präzise Navigation eines FTS muss die Leitsteuerung neben dem Lenkwinkel und der Hubhöhe auch immer die aktuelle Geschwindigkeit der Fahrzeuge kennen. Die Icuro-Inkrementalgeber von Hengstler sind prädestiniert für die Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit von Transportrobotern, denn sie wurden speziell für die präzise Messung von Lageveränderungen entwickelt.

Inkrementalgeber berechnen die aktuelle Position im Bezug zu ihrem Startpunkt durch das Zählen von Impulsen. Um die Geschwindigkeit eines FTS zu ermitteln, wird die Anzahl der gemessenen Impulse durch das Zeitintervall dividiert, das seit Beginn der Messung vergangen ist.

Hengstler bietet sechs verschiedene Inkrementalgeber für die Geschwindigkeitsmessung von Fahrerlosen Transportfahrzeugen an. Die Bandbreite reicht vom Icuro RI58 mit hoher Signalgenauigkeit und bis zu 40.000 Schritten über den RI64 mit unzerbrechlicher Code-Scheibe bis hin zu den sehr kompakten Gebern E9 und F18 mit Einbautiefen von gerade einmal 20 mm beziehungsweise 22,4 mm.

Kundenspezifische Anpassungen

Mit seinem Drehgeber-Angebot deckt Hengstler die Anforderungen der FTS-Hersteller vollständig ab. Sollte ein Kunde besondere Vorgaben haben, die von den Standard-Encodern nicht erfüllt werden, passt sie der Automatisierungsspezialist auch exakt an die jeweilige Applikation an.

Die Drehgeber aus Aldingen sind also die ideale Messlösung für Transportroboter – und von denen sind aufgrund des boomenden Online-Handels immer mehr in den Lagerhäusern dieser Welt unterwegs.

Bildergalerie

  • Die Absolutwertgeber Acuro AC58 und AC36 erfassen unter anderem den Lenkwinkel von Fahrerlosen Transportsystemen.

    Bild: Hengstler

  • Fahrerlose Transportsysteme sind aus der Intralogistik nicht mehr wegzudenken.

    Bild: shutterstock.de/vanitjan

  • Für alle Drehgeber bietet Hengstler auch Seilzüge an, mit denen unter anderem die Hubhöhe von AGV erfasst wird.

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  • Zu den AGV zählen auch mobile Roboter.

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