Aufrufe
vor 1 Jahr

Mobile Maschinen 1/2016

Mobile Maschinen 1/2016

ANTRIEBE UND

ANTRIEBE UND ANTRIEBSELEMENTE I SYSTEMLÖSUNG Einbauen, einschalten, antreiben Plug & Play - Antriebstechnik für FTS Nadine Hehn Platzsparende Bauform, hohe Leistungsdichte und hohe Energieeffizienz sind die wesentlichen Anforderungen an antriebstechnische Komponenten für fahrerlose, autonome Transportfahrzeuge (FTS). Integrierte Systemlösungen von Wittenstein motion control bieten diese Eigenschaften – und mehr. Das schwäbische Familienunternehmen Beewatec hat sich ganz der Prozessoptimierung verschrieben. Als Hersteller von LEAN- und Materialflusskomponenten hat sich das 190 Mitarbeiter starke Unternehmen international etabliert. Bei seinen FTS vertrauen die Spezialisten durchgängig auf integrierte Systemlösungen von Wittenstein motion control – bei den Plug & Play-Fahrantrieben ebenso wie bei den Kleinservoantriebssystemen für die Handlingaufgaben der Fahrzeuge. Individuell skalierbar Bei den Fahrantrieben eröffnet das Traktionsantriebssystem TAS Herstellern von Fahrerlosen Transportsystemen Möglichkeit, die komplette Antriebseinheit als montagefreundliches Gesamtsystem zu integrieren. Die Bausteine eines TAS sind zum einen ein kompakter, leistungsstarker Servoaktuator der Produktfamilie TPM + – bestehend aus einem Synchron-Servomotor und einem schrägverzahnten, spielarmen Planetengetriebe – sowie zum anderen dem intelligenten Servoregler Simco Drive. TAS ist als konfigurierbares Antriebssystem konzipiert: Dank der vielfältigen Skaliermöglichkeiten können durch die individuelle Auswahl der Motor-Getriebe-Einheit in Kombination mit der passenden Elektronik verschiedene Leistungsbereiche abgedeckt werden. Der Servoregler Simco Drive kommt bei Beewatec zudem als dezentrale Steuerungseinheit für die Handhabungseinrich- 01 Die TAS sind als Differenzialantriebe konzipiert Nadine Hehn, Produktmanagement Wittenstein motion control GmbH, Igersheim 16 Mobile Maschinen 1/2016

SYSTEMLÖSUNG I ANTRIEBE UND ANTRIEBSELEMENTE tungen auf den Fahrzeugen zum Einsatz – intelligent abgestimmt auf die hochdynamischen und drehmomentstarken Kleinantriebe der Baureihe Cyber Dynamic Line. Beide Antriebslösungen aus einer Hand zu beziehen, ist für den FTS-Hersteller ein entscheidendes Argument: „Wir setzen grundsätzlich auf Systempartner wie Wittenstein motion control. Die Beratung aus einer Hand sowie die ineinandergreifende Konzeption und Abstimmung der Antriebs- und Steuerungstechnik schließen Schnittstellenrisiken – und damit auch Zusatzkosten und unnötigen Zeitverlust – in der Projektierung und Produktion unserer FTS aus“, erklärt Joachim Walter, Mitglied der Beewatec-Geschäftsführung. Kraftvolle Minifahrzeuge Seit mehreren Jahren boomt das FTS- Geschäft: „Wir registrieren, dass insbesondere der Markt für kleine Fahrzeuge kontinuierlich wächst und fokussieren uns daher aktuell verstärkt auf modulare Minifahrzeuge“, erläutert Jens Walter, ebenfalls Mitglied der Geschäftsführung des Unternehmens. „Die Baureihe Bee Mini beispielsweise ist hinsichtlich Traglast, individuellen Anbauten, Antriebstechnik, Batterie- und Kommunikationstechnik auf vielfältige Weise skalierbar. Dadurch können wir auch bei individuell ausgelegten FTS Low-Cost-Lösungen anbieten, ohne auf High-End-Technik in den Fahrzeugen verzichten zu müssen.“ Das beste Beispiel hierfür ist ein völlig neu konzipiertes Fahrzeug zum Transport gestapelter Warenbehälter. „Wir sind die ersten, die ein solches Transportkonzept für ein Gesamtgewicht von 150 kg umgesetzt haben. Möglich wurde dies ganz wesentlich auch durch eine innovative Antriebslösung für den Klemmaktuator im Fahrzeug“, berichtet Joachim Walter. Eingesetzt wird dieses Bee-Mini-FTS in der fertigungsnahen Versorgungslogistik. Auf einem Untergestell mit vier Rollen sind bis zu fünf Behälter gestapelt, die jeweils bis zu 30 kg Material enthalten. „Das Fahrzeug ist so gestaltet, dass es diese Stapeleinheit komplett aufnimmt“, erklärt Jens Walter den besonderen Aufbau. „Ist der Behälter vollständig im Fahrzeug, schließt sich das Schutzrollo, während die Klemmvorrichtung die Ladung sichert.“ Das Antriebssystem, das für die Fixierung des Behälterstapels verwendet wird, besteht aus einem Kleinservomotor der Baureihe Cyber Dynamic Line in Baugröße 40 mit BISS C Feedback-Interface und einem Simco Drive als Servoregler in Schutzart IP20 mit einer Nennleistung von 500 W und integrierter CANopen-Kommunikationsschnittstelle. Sicher festgeklemmt „Mit dem Kleinservoantriebssystem wird die Stapeleinheit kraftgeregelt geklemmt“, erläutert Joachim Walter. „Gesteuert wird das Klemmen dezentral direkt über den Servoregler. Dessen Anbindung an den Fahrzeugrechner erfolgt über digitale Ein-und Ausgänge, wodurch die aufwändigere Umsetzung einer Feldbusschnittstelle entfällt.“ Für das Klemmen hat Beewatec einen Motion Task im Benutzerinterface MotionGUI erstellt, der im Simco Drive hinterlegt ist. Dieser gewährleistet, dass der Motor den Behälterstapel mit konstanter Kraft festklemmen kann. Nach erfolgreicher Fixierung wird während des gesamten Transports die Klemmkraft über die Stromaufnahme permanent überwacht, sodass ein Lösen des Stapels aus dem Klemmmodul während der Fahrt erkannt und das Fahrzeug gestoppt wird. Neue Wege „befährt“ Beewatec auch bei den Fahrantrieben. Statt Fahrzeugantriebe in Eigenregie auszulegen, setzt der Hersteller – u. a. in der Baureihe Bee Mini – auf das Traktionsantriebssystem TAS als komplette, einfach integrierbare Antriebseinheit. Die Motor-Getriebe-Einheiten sind zur optimalen Lagerauslastung des Getriebes direkt mit den Vulkollan-Rädern verbunden. „Pro Fahrzeugachse kommen zwei TAS zum Einsatz“, erklärt Joachim Walter. „Sie sind als „Die ineinandergreifende Konzeption und Abstimmung der Antriebs- und Steuerungstechnik schließen Schnittstellen risiken in der Projektierung und Produktion aus“ Joachim Walter, Beewatec-Geschäftsführung Differenzialantriebe konzipiert, d. h. die Lenkung des Fahrzeugs erfolgt über eine Drehzahldifferenz der beiden Antriebe – wodurch sich die Last pro Antrieb halbiert und die Baugröße verringert. All diese Faktoren ermöglichen – im Gegensatz zu drehbaren Einzelradantrieben – eine deutlich kompaktere und flachere Bauform der Antriebseinheit.“ Und darauf kommt es bei Bee Mini an – aber nicht nur. Optional in die Antriebe integrierbar sind ein zusätzlicher Geber zur Drehzahlüberwachung sowie eine Halte- oder eine Federdruckbremse, was eine individuelle Auslegung ermöglicht. Die Vorparametrierung des Antriebssystems ermöglicht so eine schnelle Integration ins Fahrzeug. Ein weiterer Vorteil der Antriebseinheit: Durch ihre hohe Energieeffizienz lassen sich lange Fahrzyklen ohne Nach ladung realisieren und so eine hohe Verfügbarkeit der Fahrzeuge erreichen. Perspektiven für Innovationen Der intelligente Servoregler Simco Drive des TAS zeichnet sich messtechnisch durch eine sehr hochauflösende Stromregelung mit bis zu 14 Bit und eine schnelle Strommessung unter 8 µs aus. Sicherheitstechnisch ist die Antriebsüberwachungsfunktion STO (Safe Torque Off) nach SIL3 entsprechend IEC 61508 in jedes TAS integriert. Besonderes Innovationspotenzial verspricht der integrierte Beschleunigungssensor des Servoreglers. „Wir stellen uns beispielsweise vor, über die Sensorwerte einen Überladungsschutz für das Fahrzeug zu entwickeln oder auch Fahrzeugkollisionen zu loggen und auszuwerten, um eventuelle Störungsursachen eingrenzen zu können“, blickt Jens Walter in die Zukunft. Die Kombination kompakter Servomotoren und intelligenter Servoregler im effizienten Zusammenspiel eröffnet neue antriebstechnische Perspektiven für autonome Transportfahrzeuge. Möglich wird dies durch die Abstimmung der Antriebs- und Steuerungstechnik aus einer Hand, aber auch durch die enge Zusammenarbeit der Entwickler des Herstellers und des Systempartners. Das Ergebnis sind innovative, wirtschaftliche Konzepte mit hoher Qualität: „Die bisherigen Erfahrungen zeigen, dass wir im Falle eines Falles Fehlerursachen an den Motoren und Servoreglern ausschließen können“, bilanziert Joachim Walter. Bilder: Aufmacher, 01 Wittenstein, 02 Beewatec www.wittenstein.de 02 Das Bee Mini-FTS nimmt die Stapeleinheit komplett auf Mobile Maschinen 1/2016 17