Das Beste aus zwei Welten

Diese Helfer sind rund um die Uhr im Einsatz, kennen keinen Hunger und keine Müdigkeit. Sie arbeiten einfach. Die Rede ist von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) oder Autonomen Mobilen Robotern (AMR). Sie übernehmen punktgenaue Liefertätigkeiten im Produktionsprozess, entlasten die menschlichen Kollegen und sorgen für präzise Abläufe – vor allem in hochautomatisierten Produktionen. Allerdings beschäftigt viele Anwender ein Problem: Traditionelle FTS müssen einer vorgegebenen Spur folgen und können damit nicht auf sich ändernde Umgebungsbedingungen reagieren. Die AMR punkten zwar mit einem höheren Grad an Autonomie bei der Wahl der Fahrwege und dem Umgang mit Hindernissen, durch den höheren Freiheitsgrad sinkt jedoch die Effizienz der Anlage.

Planbare Autonomie

Die Entwickler von DS AUTOMOTION haben einen Weg gefunden, um das Beste aus beiden Welten zu verbinden und unter dem Projektnamen „MicroAGV“ die Navigationstechnologie nach dem Motto „planbare Autonomie“ weiterzuentwickeln. „Gemeinsam mit unseren Forschungspartnern RISC Software GmbH und der MTA GmbH haben wir die Flexibilität der AMR und die Verlässlichkeit sowie Effizienz klassischer FTS-Systeme kombiniert“, erklärt Andreas Richtsfeld, Bereichsleiter Technologie und Produktentwicklung bei DS AUTOMOTION. Außerdem wurde die Hardwarearchitektur des Fahrzeugs verschlankt, um künftig auch kleinere und günstigere AMR anbieten zu können.

Autonom und spurgeführt

Das MicroAGV kann komplett autonom navigieren, aber auf Wunsch auch virtuell spurgeführt wie ein FTS fahren. Dafür wird das Umfeld mittels 2D- und 3D-Sensoren erfasst. Ebenfalls integriert ist eine kooperative Navigation, die die Wege anderer Fahrzeuge bei der Pfadplanung berücksichtigt. Der neu entwickelte Navigationsalgorithmus zeigte in den ersten Simulationen bereits gute Ergebnisse. Dank der Kommunikation mit anderen Fahrzeugen oder Betriebsmitteln kann das MicroAGV seine Pfadplanung anpassen und Blockaden verhindern. „Es ist auch möglich, dass der Anwender manuell plant, an welchen Stellen das Verhalten der Fahrzeuge entweder wie ein AMR oder wie ein spurgeführtes FTS agieren muss“, erläutert Richtsfeld. Es können Zonen definiert werden, die das Fahrzeug in eine vorgegebene Fahrspur zwingen, etwa an Engstellen oder Kreuzungspunkten, um Kollisionen zu vermeiden.

Neuer Antrieb

Für das MicroAGV wurde ein kompakter und getriebeloser Direktantrieb entwickelt. Mittels eigens entwickeltem Doppelachscontroller werden die beiden Antriebe über ein CAN-Bus-System angesteuert. Damit die Sicherheitsfunktion STO (Safe Torque Off) alle gesetzlichen Rahmenbedingungen und Normen erfüllt, musste diese Funktion von einer akkreditierten Behörde geprüft und zertifiziert werden. Der TÜV-Nord hat das Zertifikat im Dezember 2021 ausgestellt.

Baukasten für viele Anwendungen

Mit der erfolgreichen Umsetzung des Forschungsprojekts ist es DS AUTOMOTION gelungen, die Basis für zahlreiche AMRAnwendungen zu schaffen. Nun steht ein Baukasten aus elektrischen, elektro-mechanischen und Software-Komponenten zur Verfügung, mit denen sich künftig unterschiedliche Produkte für die verschiedensten Anwendungen schaffen lassen. Die neue Methode wurde bereits beim Sally Kurier umgesetzt, der in medizinischen Einrichtungen den Transport von Sterilgut, Dokumenten, Laborproben etc. übernimmt.