Aus materialfluss 10/2019

Vollautomatisierte Produktionsversorgung per FTS

Beim Automobilzulieferer Continental in Frankfurt übernimmt ein Fahrerloses Transportsystem (FTS) von MLR den Transport von Halbfertigteilen aus dem Hochregallager an die Montagelinien.

Fahrerlose Transportfahrzeuge vom Typ Caesar transportieren bei Conti Trays mit Halbfertigteilen. © MLR Gruppe

Bei Anlieferung der Halbfertigteile im Werk erfolgt zunächst die automatische Aufnahme der Paletten über ein Scannerportal. Das werksinterne SAP-System weist der Ware einen Stellplatz in einem vollautomatischen Hochregellager (HRL) zu. Kurz vor Verbau werden die benötigten Teile aus dem HRL abgerufen und der Produktion in einem hochdynamischen Puffersystem ­bereitgestellt. Die 470 Kilogramm schweren und 1.423 Millimeter langen automatisierten Plattformwagen vom Typ Caesar 2F nehmen dazu die Traystapel mit den Halbfertigteilen von einer stationären Fördertechnik auf und fahren sie zu den gewünschten Übergabe­stationen in der Produktionsstraße – just in time. Auf ihrem Weg sammeln die mit einem doppelten Bandförderer ausgestatten Fahrzeuge leere Behälter wieder ein und bringen sie selbstständig zu einer zentralen Leergutstation.

Sukzessiver Ausbau der Anlage
Die Anlage wurde zuerst mit drei Fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) vom Typ Caesar 500 2GF-0,4 Mr installiert. In den nachfolgenden Jahren wurde das System in mehreren Schritten sukzessive erweitert. Aufgrund des modularen Aufbaus der MLR-eigenen Leit- und Steuersoftware LogOS ließen sich die neuen Fahrzeuge und die neuen Fahrkurse schnell in das System integrieren. Fahrzeuge mit neuer Fahrzeugtechnik fahren heute parallel mit älteren Fahrzeugen in einer Anlage.

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Innovatives Energiemanagement
Während die älteren Fahrzeuge noch mit ­NiCad-Batterien fahren, sind die neueren Fahrzeuge mit wartungsfreien und schnellladenden LiFePo4-Batterien ausgestattet. Damit sind kurze Zwischen­ladungen möglich. Kleinste Fahrpausen werden zum Aufladen benutzt – so können die Fahrzeuge rund um die Uhr im Einsatz bleiben. Um die sensiblen Bauteile, die transportiert werden, vor elektrostatischen Aufladungen zu schützen, steht der gesamte Produktionsbereich auf einem antistatischen ESD-Boden.

Jedes der bis zu 1,6 Meter pro Sekunde schnellen Fahrzeuge ist komplett mit allen Sicherheitseinrichtungen – je einem ­Laserscanner vorn und hinten – ausgestattet. Das Detektionsfeld vor dem Laserscanner unterteilt sich in den Warnbereich und den Stopp-Bereich. Nähert sich das FTF einem Hindernis, wird das Fahrzeug im Warnbereich aus maximaler Fahr­geschwindigkeit auf Schleichfahrt von etwa 0,3 Meter pro ­Sekunde reduziert. Erkennt der Scanner eine Person im Stopp-Bereich, wird das Fahrzeug unmittelbar zum Stillstand gebracht. Zusätzlich zum Schutz durch die Laserscanner sind rund um das Fahrzeug Bumper mit Kontaktleisten montiert, die im Fall eines Hinderniskontaktes sofort einen Not-Stopp auslösen.

Steuer- und Leitsoftware LogOS reagiert
Die Koordination und Steuerung der FTF sowie die Verwaltung der Transportaufträge übernimmt die MLR-eigene Steuer- und Leitsoftware LogOS. Sie optimiert die Fahrten der gesamten Flotte. Die Software plant für jedes Fahrzeug die schnellste Route und findet Ausweichstrecken, wenn andere Fahrzeuge kreuzen oder sich ein Hindernis auftut. Kommen Fahraufträge aktuell hinzu, reagiert LogOS und passt die Route entsprechend an. Nach Möglichkeit werden Aufträge kombiniert und parallel abgearbeitet. LogOS achtet zum Beispiel darauf, dass ein Fahrzeug immer mit zwei Behältern losfährt und nach deren Abgabe schon bereitstehende Trays auf seinem Rückweg einsammelt. Damit werden Leerfahrten reduziert. Über einen Monitor kann eine Visualisierung aufgerufen werden, wodurch sich die Mit­arbeiter vor Ort schnell einen Überblick über die gesamte Anlage verschaffen können. Der rund 500 Meter lange Fahrkurs wird auf einer Karte dargestellt; aktueller Standort und Status der Fahrzeuge werden angezeigt. Für jedes Fahrzeug kann der zugehörige Auftrag aufgerufen werden. Batteriestatus oder ­Störungen lassen sich ablesen. Eine erweiterte Statistikfunktion liefert außerdem kontinuierlich Daten zur Anlage und zu den einzelnen Fahrzeugen. So lassen sich die Fahrstrecken und Arbeitszeiten pro Fahrzeug auswerten, Fahrdauer, Störungszeiten und Leerfahrtanteile kontrollieren. Die Kommunikation zwischen Leitrechner und den Fahrzeugen erfolgt über WLAN. Die Fahrzeuge lassen sich über einen Fernzugriff auch von außerhalb warten. Die Navigation erfolgt grundsätzlich frei im Raum. Über im Boden eingelassene Magnete findet eine regelmäßige Referenzierung innerhalb des Fahrkurses statt.

Kontinuierliche Optimierung
Ein wesentlicher Erfolgsfaktor des Systems war die enge ­Zusammenarbeit zwischen Continental und MLR bei der Optimierung der Fahrlogik. In mehreren Optimierungsschleifen ließ sich die Auslastung der Fahrzeuge stetig verbessern und damit die Systemleistung erhöhen. Dadurch konnten Neuinvestitionen vermieden werden; der Mehrwert des Fahrerlosen Transport­systems für das Werk Frankfurt wurde in Summe deutlich ­gesteigert. Aktuell bilden sieben FTF das letzte Glied in einer vollautomatischen Materialversorgungskette, die die Versorgung der Montagelinien mit den A-Teilen Ventilaufnahme, ECU und Motor sicherstellt. Die Montage erfolgt rund um die Uhr in bis zu 21 Schichten pro Woche.

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