Mobile Roboter, aber sicher

Er übernimmt das intelligente Handling und den Transport von KLTs (Kleinladungsträgern) in einer Lager- und Produktionsumgebung. Das Besondere dabei ist, dass der Roboter KLTs von passiven Regalen (also Regale ohne Förderelemente) entnimmt und das bereits ab einer Förderhöhe von 400 mm. Insgesamt transportiert er bis zu 24 KLTs (300 x 200 / 400 x 300 / 600 x 400 mm) bei einer maximalen Nutzlast zwischen 200 und 249 kg. Mit einer Transporthöhe von 2160 mm und einem virtuellen Fussabdruck von 2500 x 1310 mm passt der Roboter durch 1650 mm breite Gänge.

Er findet seine Einsatzfelder allein oder als Flotte sowohl in Brownfield- als auch in Greenfieldanwendungen. SOTO bringt Materialien just-in-time direkt an die Montagelinie. Dank integrierter «Intelligenz» erledigt er auch komplexe Transportaufgaben eigenständig und reagiert flexibel auf Veränderungen in der Umgebung oder auf wechselnden Bedarf. Er kann Routenzüge vollständig ersetzen oder auch sinnvoll mit ihnen kooperieren. Typische Einsatzbereiche findet SOTO unter anderem in der Automobil- und Elektronikfertigung oder rund um Spritzgussanlagen.

Flexibler und robuster Antrieb

In der Lagerlogistik, aber auch in der Produktion gilt: Platz ist Geld. Für autonome Roboter bedeutet das, dass sie auf engem Raum flexibel navigieren müssen. Daher waren Antriebseinheiten gefragt die ein omnidirektionales Bewegungen des Roboters möglich machen. Bei ArgoDrive besteht jede Antriebseinheit aus zwei bürstenlosen DC-Motoren, Getriebe, sicherheitstaugliche Sensorik und allen erforderlichen Anschluss-Steckern. Die zwei Motoren tragen durch ein Überlagerungsgetriebe je nach Anforderung zum Lenken, Fahren, Beschleunigen oder Bremsen bei. So entsteht ein unendlicher Lenkwinkel, der eine Flächenbeweglichkeit des Fahrzeugs selbst aus dem Stand ermöglicht. Damit kann der mobile Roboter sicher in engen Räumen navigieren und Aufnahme- und Abgabepositionen hochgenau anfahren oder für die Feinpositionierung (z.B. beim Einfahren in die Ladestation) einfach auf der Stelle nachjustieren. Zudem sorgt das Fahr-Lenk-System dafür, dass Platz optimal genutzt wird und der Roboter Personen oder anderen Fahrzeugen auf engstem Raum flexibel ausweichen kann.

Kompakte Bauform

Magnus Eldevik, Product Marketing Manager bei Magazino, freut sich aber ganz besonders über die kompakte Bauform des Antriebs: «Insbesondere, weil ArgoDrive so flach baut, konnten wir eine niedrige Greifhöhe von 400 mm realisieren. Das bedeutet, dass teurer Lagerplatz möglichst effizient genutzt werden kann. Gleichzeitig bedeuten kompakte Abmasse des Antriebs aber auch mehr Platz für Greifer oder eben die Nutzlast. Und je höher die Nutzlast, desto effizienter ist letzten Endes der mobile Roboter.» Das Fahr-Lenk-System wird in den Varianten Light (bis 100 kg Traglast), Standard (bis 300 kg) und Heavy (bis 500 kg) angeboten. Die Abmasse des Antriebsgehäuses liegen bei allen Varianten bei 250 x 170 mm (Länge mal Breite), die Höhe je nach Variante zwischen 103 und 205 mm.

Gefahrlose Zusammenarbeit

Wo mobile Roboter sich den Platz mit Menschen und anderen Fahrzeugen teilen, spielt Sicherheit eine entscheidende Rolle. Hindernisse gilt es zuverlässig zu erkennen. Bei Schutzfeldverletzungen muss einerseits eine entsprechend hohe Bremsleistung zur Verfügung stehen. Andererseits muss sichergestellt sein, dass der Befehl der Sicherheitssteuerung zum Stopp zuverlässig ausgeführt wird.

Hier schätzen die Entwickler des mobilen Roboters, dass bei ArgoDrive standardmässig verschiedene Safety-Funktionen für einen sicheren Betrieb fahrerloser Transportfahrzeuge unterstützt werden. Alle für Sicherheitszertifizierungen relevanten Sicherheitskennzahlen wie MTTFd-Werte sowie B-10 Werte stehen zur Verfügung, um die Anforderungen der FTS-Normen ISO 13849 und ISO 3691-4 zu bedienen.

Einfache Integration

Der Logistik-Roboter SOTO zeigt, dass die Integration in verschiedenste Steuerungssysteme mit wenig Aufwand zu bewerkstelligen ist. Hierfür sorgen standardisierte Kommunikations- und Safety-Schnittstellen wie CANopen, EtherCAT oder Profinet. Die Entwickler von Magazino setzten bei der Sicherheitssteuerung auf eine Lösung der Firma SICK und für die Fahrzeugsteuerung auf einen Industrie-PC. Dieser steuert unter anderem die ArgoDrives über die Antriebsregler von ebm-papst an.

Eldevik berichtet: «An dieser Stelle haben wir sehr vom guten Support von ebm-papst profitiert. Wir waren als Beta-Tester der Antriebe in regelmässigem Austausch mit dem Hersteller. Von dieser engen und angenehmen Zusammenarbeit haben beide Seiten sehr profitiert.»

Antriebe für Hubbewegung und Greifer

Ein weiterer Vorteil, der den Antrieb für die Anwendung empfahl, war sein hoher Wirkungsgrad, der ein 5:1 Verhältnis bei Betriebs- zu Ladezeit (also 8 Stunden Betrieb bei ca. 1,5 Stunden Laden) ermöglicht. Ebenso die Green-break-Funktion, die durch eine Energieabsenkung beim gelüfteten Zustand der Bremse den Energiebedarf im Vergleich zu anderen Brems-Ansteuerungskonzepten erheblich senkt.

Eldevik ergänzt: «Und dann war für uns natürlich nützlich, dass ebm-papst über ein grosses Antriebsportfolio verfügt, aus dem wir uns zum Beispiel auch bei ECI-Motoren für die Aufnahme der KLTs, also für Kipp-Bewegungen im Rucksackregal, bedienen können. Im gesamten mobilen Roboter mit verschiedenen Antrieben desselben Herstellers arbeiten zu können, erleichtert uns natürlich die Schnittstellenthematik deutlich.»

Magazino ist mit der Qualität der eingesetzten Antriebe ebenso zufrieden wie mit der angenehmen Zusammenarbeit und kann sich auch in Zukunft weitere gemeinsame Projekte gut vorstellen.