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Immer auf Spur

Sensoren zur optischen Spurführung
Immer auf Spur

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Fahrerlose Transportfahrzeuge sind in weitläufigen Lager- und Kommissionierbereichen wie auch in Fertigungsstätten anzutreffen. Jedes dieser Fahrzeuge muss seinen Weg und seine exakte Position im Prozess finden – und das automatisch. Schon seit einiger Zeit sind dazu unterschiedliche Technologien mit spezifischen Eigenschaften im Test und auch im konkreten Einsatz – und mit jeder Weiterentwicklung, zum Beispiel in der Sensor-technologie, ergeben sich neue Möglichkeiten.

Die Vielfalt an Technologien bietet heute zahlreiche Varianten und Leistungsklassen: von Systemen, die einer Leitung oder einem Band folgen bis hin zur Laserpositionierung oder Funklösung. Bei der Neukonzeption einer Anwendung stehen alle Varianten gleichwertig zur Verfügung und auf dem Prüfstand. Angestrebt wird häufig eine Kombination zwischen Positionier- oder Navigations- und Sicherheitslösung.

Allerdings lohnt es sich, die verschiedenen Technologien genau zu betrachten und zu vergleichen, denn nicht jede Technologie ist für jede Anwendung gleichermaßen geeignet. So stellen einfache und kleinere Anwendungen häufig ganz andere Anforderungen als größere. Grundsätzlich sollten jedoch immer zwei Themen gemeinsam betrachtet werden: die Arbeitssicherheit und die Navigation.

Hinsichtlich Arbeitssicherheit können beispielsweise Sicherheits-Flächenscanner infrage kommen, die eine Kollision der Fahrzeuge mit Personen und Gegenständen verhindern. Im Hinblick auf die Navigation sollte untersucht werden, ob ein weiteres Scannersystem oder eine andere Technologie genutzt wird, um das Fahrzeug sicher zu navigieren. Bei den Scannern kommen die Daten üblicherweise als Bitstrom pro Strahl mit Winkel und Distanz zum Objekt. Für die Auswertung der Navigationsdaten des Fahrzeugs ist eine Software mit geeigneter Hardwareperformance erforderlich. Gleichermaßen ist ein Stillsetzen durch die Sicherheitsfunktion zu beachten.

Aktuelle Weiterentwicklungen und Leistungssteigerungen der Sicherheits-Laserscanner werden die Ausgabe von Navigationsdaten über bekannte und standardisierte Busschnittstellen künftig zulassen, und damit beide Funktionen in einem Gerät zusammenfassen. Dies vereinfacht die Systemintegration und reduziert den Installations- und Schnittstellenaufwand bedeutend.

Sicherheits-Laserscanner als Kombilösung

Ein Vertreter dieser kombinierten Lösung ist der Sicherheits-Laserscanner RSL 400 mit Profinet von Leuze Electronic. Die Sicherheits-Laserscanner werden gerne auch in Kombination mit Systemen genutzt, die Referenzpositionen mittels Transponder oder Codelesung beinhalten. Besonders ist dies der Fall in Bereichen mit Überlappung von automatischen fahrerlosen Transportsystemen (AGV) und bemannten Fahrzeugen zur Unterstützung von Pick-Assistenz-Systemen, etwa bei der Warenannahme, im Versand und bei der Kommissionierung. In diesen Fällen fährt ein entsprechendes Lesegerät im Fahrzeug mit. Auf dem Boden oder an der Decke werden an Kreuzungen oder Referenzpositionen Transponder oder Codes angebracht, die unter anderem für weitere Informationen an Assistenzsysteme gekoppelt sind. Auch in diesen Anwendungen sind die Fahrzeuge technisch entsprechend hochwertig ausgerüstet.

Anlagen, die mit Referenzpositionen oder Navigationsscannern arbeiten, sind meist flexibel hinsichtlich Veränderungen. Oft erfolgt eine Anpassung an die neue Situation lediglich durch Einlernen oder grafisches Einzeichnen der neuen Referenzpunkte. Diese Flexibilität hat viele Vorteile und damit zu Recht ihren Preis. Im Einsatzfall sollte aber jeweils eine kritische Prüfung erfolgen, da diese Flexibilität nicht grundsätzlich immer erforderlich ist.

In abgeschlossenen Bereichen nahezu ohne Personenverkehr ist eine einfachere Art sehr verbreitet: die Spurführung mit Induktionsleitung oder Magnetband. Hierbei folgt das Fahrzeug strikt der Leitung beziehungsweise dem Band am Boden. Auf dem Fahrzeug selbst ist nur eine relativ einfache Steuerungsmimik erforderlich. Damit eignet sich diese Lösung auch für simplere AGVs. Die Leitung selbst ist robust und langlebig, jedoch nicht flexibel, da sie in den Estrich eingebracht werden muss. Etwas mehr Flexibilität bringt das Magnetband. Allerdings muss hierbei der Bodenaufbau beachtet werden.

Optische Systeme als gute Alternative

In zahlreichen Lagern und Verteilzentren, aber auch in vielen Produktionsumgebungen, ist Verschmutzung kein echtes Problem mehr, sodass optische Systeme durchaus gute Alternativen darstellen. Diese sind häufig deutlich einfacher aufzubauen oder anzupassen. Optische Varianten, die einer Linie folgen, sind in dieser Leistungsklasse besonders flexibel, da die Linie leicht aufgebracht oder auch verändert werden kann – im Besonderen, wenn sie als Klebeband gestaltet ist. Verbreitet zur optischen Erkennung und Verfolgung der Linie sind Kameras oder Sensoren. Je nach Umfeld sind enge Kurven und Fremdlicht bei Kameras kritischer als bei Sensoren.

Neuer Sensor zur optischen Spurführung

Eine neue Technologie, die auf Kontrasterkennung basiert, stellt der neue Sensor zur optischen Spurführung OGS 600 von Leuze Electronic dar. Dieser Sensor ermöglicht eine Erfassungsbreite von 140 bis 280 mm auf einem belichteten Klebeband mit Linie und Kontrastspur. Mit den üblichen einfachen Fahrzeug-Schnittstellen eignet er sich für den Einsatz in AGVs aller Größen. In der Vielfalt der AGV-Anwendungen in den unterschiedlichen Bereichen und Branchen zeigt sich, wie häufig die Notwendigkeit einer breiten Auswahl an Technologien und technischen Möglichkeiten ist. Nur so kann eine jeweils auf die Applikation zugeschnittene Lösung zu einem guten Preis-Leistungs-Verhältnis realisiert werden. Viele Anbieter von AGVs sowie Sensorhersteller offerieren deshalb verschiedene Technologien.

Mit dem OGS 600 stellt Leuze Electronic einen neuen Sensor vor, der eine kostengünstige Automatisierung von Fahrzeugen für den Material- und Warentransport im Produktions- und Lagerbereich ermöglicht. Durch seine Kantendetektion und das Senden von Steuerungssignalen an den Lenkmotor kann die Spur optisch geführt werden, sodass sich das Fahren auf einfache Weise automatisieren lässt. Die Routen der fahrerlosen Transportsysteme können flexibel angepasst werden.

Die kompakte Bauweise des OGS 600 und sein geringer Mindestabstand vom Boden von nur 10 mm ermöglichen seine Integration selbst in flache Fahrzeuge. Varianten mit unterschiedlichen Erfassungsbreiten und
Ansprechzeiten bieten vielfältige Einsatzmöglichkeiten, auch bei engen Kurven und hohen Fahrgeschwindigkeiten. Die Parametrierung und Schnittstellenintegration erfolgt über die Software SensorStudio. Ein Assistent analysiert den Kontrast von Boden und Spur individuell und empfiehlt die bestmögliche Spurfarbe. Eine hohe Funktions- und Fremdlichtsicherheit sind dabei gegeben, ebenso eine schnelle Inbetriebnahme durch eine einfache Adresseinstellung.


Dieter Eßlinger,
Product Marketing Manager, Leuze Electronic


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