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Mobile Maschinen 2/2020

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Mobile Maschinen 2/2020

FAHRERLOSES

FAHRERLOSES TRANSPORTFAHRZEUG STARK – FLEXIBEL – CLEVER Das Fahrerlose Transportfahrzeug (AGV) von Movexx bringt bei VDL Weweler Bauteile für die Produktion von Federsystemen von der Rohproduktion zur Lackierung. Durch Turcks HMI VT250 mit Codesys- Steuerung, unterstützt von Optosensorik, RFID-System sowie Winkelsensoren und Statusanzeige findet das Fahrzeug sein Ziel. 34 Mobile Maschinen 2020/02 www.mobile-maschinen.info

Wenn man sich ansieht, welche Arbeitsschritte im Zuge der Industrialisierung und Automatisierung von Maschinen übernommen wurden, so waren dies in der ersten industriellen Revolution v. a. die kraftaufwändigen Arbeiten, die Dampfmaschinen erledigt haben. Mit der Automatisierung (dritte industrielle Revolution) sind es dann zunehmend leichtere, aber monotone Aufgaben wie Schweißen, Schrauben oder Drehen, die man Robotern und anderen Maschinen überträgt. Aufgaben, die flexibel auszuführen sind, werden auch heute noch meist manuell erledigt. Es fehlt den Maschinen dazu zumeist die Intelligenz, um die richtige Entscheidung zu treffen. PRODUKTION ZU GROSSEN TEILEN AUTO- MATISIERT Der Lkw- und Automobilzulieferbetrieb VDL Weweler im niederländischen Apeldoorn wollte einen Transportvorgang automatisieren, der einerseits kraftaufwändig ist, andererseits aber nicht in geregeltem Takt verläuft, sondern auf Zuruf des Produktionssystems erledigt werden muss. Das Unternehmen entwickelt und produziert Blattfedern und Luftdruckfedersysteme sowie Spezialachsen für Busse, Lkw und Lkw- Auflieger. Die Produktion am Hauptsitz ist zu großen Teilen automatisiert. Anders wäre die Zuverlässigkeit und Just-in- Time-Lieferfähigkeit in der Nutzfahrzeugbranche auch nicht zu leisten. Die Produktion läuft 24 Stunden am Tag, an fünf Tagen in der Woche. Beim Transport von Trägerelementen und Federn für Lkw- Auflieger sahen die verantwortlichen Produktionsplaner Optimierungsbedarf. Bis Mitte 2015 wurden diese Bauteile zwischen Rohproduktion und Lackierstraße noch mit Hubwagen transportiert. Am Ende der Rohproduktion legen Roboter Trägerelemente und Federn auf ein Gestell. Das voll beladene Gestell wird anschließend mit dem Hubwagen abgeholt und an einer der beiden Aufnahmestationen der Lackierstraße abgestellt. Hier heben wiederum Roboter die Bauteile vom Gestell und hängen sie in ein Förderband zur Lackierstraße. Ein Federelement wiegt 35 kg; 36 davon liegen auf einem Gestell – so bringt ein vollgeladener Hubwagen inkl. Gestell fast zwei Tonnen auf die Waage. PRÄZISER TRANSPORT UND ENTLASTUNG DER MITARBEITER Der Nachteil dieser Lösung war, dass sie für die Mitarbeiter körperlich anstrengend war. Zudem konnten die Kollegen nicht immer so präzise arbeiten wie ein automatisiertes Fahrzeug – bei zwei Tonnen Gewicht auf dem Hubwagen nicht verwunderlich. Die Ständer müssen immer exakt in den Passmarken stehen, damit die Roboter die Träger richtig auflegen oder abheben können. Standen sie leicht falsch, kollidierten Autor: Gerjan Woelders, Automation Systems Engineer, Turck B.V., Zwolle, Niederlande die Roboter mit den Gestellen. Die Gestänge verbogen und die Produktion musste angehalten werden. Daher entschieden die Verantwortlichen bei VDL Weweler 2014, den Transport der Gestelle zu automatisieren. Zusätzlich zu den beiden Aufnahmestationen (A und B) an der Rohfertigung befinden sich zwei Abnahmestationen (C und D) an der Lackierstraße. Das gesuchte Transportsystem kann sich nach keinem fixierten Takt richten. Mal muss ein Gestell von A nach D, mal ein leeres Gestell von C nach A und so weiter. „Die Transportlösung für uns musste so flexibel wie möglich sein“, sagt Bert Eilander, Schichtleiter in der Produktion bei VDL Weweler. AGV MIT NEUEN EIGENSCHAFTEN Zur Entwicklung einer automatisierten Transportlösung wandten sich die Verantwortlichen bei VDL Weweler an die Transport-Spezialisten von Movexx International B.V. Movexx ist ein niederländischer Hersteller von Flurförderfahrzeugen, darunter viele anwenderspezifische Produkte. Der Hersteller hatte schon zuvor Fahrerlose Transportfahrzeuge, sogenannte AGV (Automated Guided Vehicles), entwickelt und gebaut. Doch für diese Aufgabe musste eine komplett neue Lösung gefunden werden. „Mehrere Eigenschaften des AGVs waren neu: Die bidirektionale Fahrweise, die extrem niedrige Bauweise zum Unterfahren der Gestelle und die hydraulische Schwerlast-Hebeplatte“, erklärt Andreas Versteeg, Produktmanager AGV bei Movexx und verantwortlich für das neuentwickelte Fahrzeug für VDL Weweler. Das AGV muss bidirektional fahren, weil man nur rückwärts wieder aus den Zielstationen herausfahren kann. Die hydraulische Hebeplatte hebt das Gestell zwei Zentimeter vom Boden an, um sie zu transportieren. BIDIREKTIONALE STEUERUNG Zur Entwicklung des Transportfahrzeugs holte Versteeg schon in der Planungsphase Turck an Bord. Movexx hatte bislang Sensorik und LED-Leuchten von Turck in seinen Produkten eingesetzt. In diesem Projekt war allerdings neben fähigen Komponenten auch Lösungskompetenz gefragt. Die größte Herausforderung war die bidirektionale Steuerung des AGV auf dem Fabrikboden. Turck schlug eine kombinierte RFID-Kontrastband-Steuerung vor. Auf dem Hallenboden sind drei Streifen aufgezeichnet, ein weißer in der Mitte und je ein schwarzer Streifen links und rechts. Drei Lichtleiter mit angeschlossenen Basisgeräten fokussieren die Steifen und messen den Helligkeitswert. Der Schwellwert wird so eingestellt, dass das Basisgerät den Unterschied zwischen Schwarz und Weiß zuverlässig erkennt. Fährt das AGV mittig auf dem Leitstreifen, sieht der rechte Lichtleiter schwarz, der mittlere weiß und der linke wiederum schwarz. Beschreibt der Kontraststreifen eine Rechts-Kurve, sieht der rechte Lichtsensor weiß. Daher weiß das AGV, dass es eine Rechtskurve fahren muss. Über die Steuerung wird das entsprechende Steuersignal an die Aktorik der Lenkachse gegeben. So manövriert das AGV immer seinen „Gleisen“ folgend durch die Fabrikhallen. Da es www.mobile-maschinen.info Mobile Maschinen 2020/02 35

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