Lineartechnik Mit dem smarten Transportshuttle automatisieren

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Fahrerlose Transportsysteme werden mehr und mehr zu einem Teil der innerbetrieblichen Automatisierung. Für die Hubbewegung des Ladungsträgers kommen Profilschienenführungen der Baureihe EG von Hiwin aufgrund ihrer Präzision und platzsparenden Bauweise zum Einsatz.

In Zeiten von Digitalisierung und Industrie 4.0 ist ein zuverlässiger und innovativer Warenfluss innerhalb der Produktion der Schlüssel zum Erfolg. Fahrerlose Transportsysteme (FTS) gewinnen in der Intralogistik hierbei immer mehr an Bedeutung und lassen sich optimal an das Gesamtautomatisierungskonzept einer Fabrik anbinden.

Dass die Neumaier Industry GmbH & Co. KG eine solche FTS-Lösung von der Konzeption bis zur Auslieferung innerhalb kürzester Zeit realisieren konnte, ist mehr als beachtlich. Grund hierfür war die Anfrage eines Kunden: Es galt eine Lösung zu finden, um Waren automatisiert und vor allem sicher zwischen Produktion und Lager zu befördern.

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„Unser Kunde kam auf uns zu. Er hatte einen Partner gesucht, der ihm eine ganzheitliche Automatisierungslösung als Komplettpaket bieten kann“, berichtet Daniel Munz, Marketingleiter von Neumaier Industry, über den Start des Projekts. Die fahrerlosen Unterfahr-Transportshuttles standen ohnehin auf der Projektliste zur Entwicklung und wurden dann kurzerhand vorgezogen. Insgesamt fünf Factory Shuttles FS400 – so die offizielle Bezeichnung der kompakten Neumaier-FTS – wurden innerhalb kürzester Zeit entwickelt und erfolgreich beim Endkunden in Betrieb genommen. Hinzu kamen mehrere Quellsenken und Spezial-Trolleys, ein Verwaltungssystem mit Touchdisplay und grafischer Benutzeroberfläche sowie eine ausgeklügelte Ampelsteuerung zur Verkehrsregelung der automatisierten und manuellen Fahrzeuge.

Flache Profilschienenführung für engen Bauraum

Um die Hubbewegung des Ladungsträgers der automatisierten Shuttles sicher und präzise zu führen, hat Neumaier Industry Profilschienenführungen der EG-Baureihe vom Antriebstechnikhersteller Hiwin eingesetzt. Das integrierte elektrisch angetriebene Hubwerk erreicht standardmäßig eine Hubhöhe von bis zu 100 Millimetern mit integriertem Überlastschutz. Es kann hierbei nicht nur Null- und Endlage anfahren, auch Zwischenstufen sind möglich und können individuell programmiert werden.

„Zuerst hatten wir das Shuttle mit Kugelbuchsenführungen konstruiert. Zum Ende der Konstruktionsphase wurde allerdings der Platz knapp, sodass wir dann doch Linearführungen angefragt haben“, schmunzelt Neumaiers Konstrukteur. „Der für uns zuständige Hiwin-Außendienst hat sofort das für uns passende Produkt vorgeschlagen. Jahrelange Kundenbetreuung zahlt sich da eben aus.“

Man hat sich bewusst für die flache EG-Ausführung entschieden, denn diese Baureihe ist speziell für Anwendungen mit begrenztem Einbauraum geeignet. Mit den vier im 45-Grad-Winkel angeordneten Kugellaufbahnen können besonders hohe Lasten in allen Richtungen gleichermaßen aufgenommen werden, was sich ideal zum Einsatz in einem fahrerlosen Unterfahr-Transportshuttle eignet.

Die Profilschienenführungen der Baureihe EG waren gesetzt. Unterstützung fanden die Konstrukteure beim CAD-Konfigurator auf der Hiwin-Website. Hier konnten sie durch das vorherige Konfigurieren ihre Entscheidung verifizieren. „Wir arbeiten schon länger mit Hiwin zusammen. Mit ihren Produkten beliefern sie uns schon bei unseren Routenzügen und unseren Schmalgangstaplern – damit sind wir sehr zufrieden. Die unkomplizierte, flexible Zusammenarbeit und vor allem die kurzen Lieferzeiten überzeugen uns seit jeher. Die Qualität und das Preis-Leistungs-Verhältnis passen einfach“, lobt der Konstrukteur.

Lithium-Eisenphosphat-Akku liefert die Power

Das fahrerlose Unterfahr-Transportshuttle wird von einem 2-Wege-Antriebs-/Lenksystem (optional auch omnidirektional) angetrieben. Ein Lithium-Eisenphosphat-Akku (Li-FePO₄) liefert die nötige Kraft. Das Laden übernimmt das Shuttle selbstständig, denn ab einem bestimmten Akkuzustand dockt sich das FS400 automatisch an die stationäre Ladestation an.

Per Geonavigation/SLAM navigiert und orientiert sich das FTS im Raum anhand einer zuvor erstellen, virtuellen gemappten Karte. Der Scanner des Shuttles fährt seine Umgebung ab und übergibt das Mapping an die mitgelieferte Software. Dort kann die Route des Fahrzeugs dann am Computer festgelegt werden. So kann auch der Anwender direkt Fahrrouten oder Quellen/Senken selbst ändern bzw. anpassen, was das Ganze äußerst flexibel und unkompliziert macht.

Gegenüber einem klassischen, fahrergeführten Flurfahrzeug bietet das FS400 viele Vorteile, wie beispielsweise:

• innerbetriebliche Materialflüsse lassen sich bestmöglich automatisieren,

• Kosten werden eingespart,

• die Betriebssicherheit wird erhöht.

„Mit dem integrierten Laserscanner PL-d kann das Transportshuttle Hindernisse wie Personen, Fahrzeuge oder andere Gegenstände in seiner Fahrspur frühzeitig erkennen und ermöglicht so einen sicheren Fahrbetrieb bei maximalem Personenschutz“, erklärt der Konstrukteur. Das Warn- und Schutzfeld des Scanners regelt sich hierbei über die Geschwindigkeit und passt sich entsprechend an. Das Shuttle regelt seine Fahrgeschwindigkeiten stufenlos – falls notwendig bis zum Stillstand. Zudem wurden weitere Sicherheitsfeatures und Beleuchtungsanlagen, wie beispielsweise Richtungsblinker und Bluespot, berücksichtigt.

Antriebskonzept auf andere Lasten und Größen übertragbar

Kompakt, wendig und kundenindividuell – aufgrund seines standardisierten Baukastenprinzips kann das FS400 vielseitig und für jeden Kundenprozess sowie Ladungsträger adaptiert werden. In den unterschiedlichsten Nutzlastausführungen transportiert die Profilschienenserie Lasten von 400 bis 3.000 Kilogramm mit Geschwindigkeiten von bis zu 1,2 Metern pro Sekunde – indoor wie outdoor. Das FTS unterstützt die moderne und effiziente Fabrikautomation und kann so als ein fester Bestandteil des täglichen Betriebs etabliert werden.

„Wir haben alles bereits so konstruiert, dass das ganze Konzept problemlos auf andere Lasten, Größen und Ladungsträger übertragen werden kann“, so der Neumaier-Konstrukteur. „Die ersten FTS transportieren jetzt Paletten und Boxen aus dem Automobilbau. Das sind Sondergrößen und Maße, die wir bei der Konstruktion direkt berücksichtigen mussten.“

FTS auf die Kundenanforderung zugeschnitten

Jede Produktionsumgebung und jeder Anwendungsfall hat Besonderheiten – Neumaier Industry versteht sich deshalb als echter Automatisierer. „Wir können viele Komponenten eines automatisierten Gerätes selbst fertigen bzw. haben die jahrelange Erfahrung und das entsprechende Know-how: angefangen von der Komponentenherstellung bis zur Elektronik, Programmierung und Mechatronik“, betont Geschäftsführer Bernd Neumaier. „Es gibt mittlerweile viele FTS-Hersteller, aber die meisten sind im Standard unterwegs. Wir bieten den Vorteil, dass wir uns ganz speziell auf die Kundenanforderungen konzentrieren – effiziente und passgenaue Lösungen als Komplettanbieter, und das alles aus einer Hand: Dazu gehören eine ganzheitliche Beratung, passgenaue Maschinen und eine vollumfängliche Inbetriebnahme vor Ort sowie die Schulung des Kundenpersonals.“ Laut Neumaier passen sich die Produkte immer dem Kunden und seinen Anforderungen an, nicht umgekehrt.

Das Factory-Shuttle FS400 verbesserte nicht nur den internen Materialfluss, sondern auch die gesamte Wertschöpfungskette. „Solch eine Leistung innerhalb kürzester Zeit zu erbringen, war nur möglich, da wir die Erfahrung im Maschinen- und Fahrzeugbau sowie die eigene Komponentenfertigung und Mechatronik im eigenen Haus haben“, ist sich Geschäftsführer Neumaier sicher.

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