Bewegen, sichern und steuern: Autonomer Transportbetrieb dank Sicherheits-Laserscannern

Die Bestellzahlen für den Volkswagen Tiguan übertrafen bei VW die Erwartungen. Bereits vier Monate nach der Markteinführung ging die 100.000ste Bestellung ein. Um den Lieferzeiten gerecht zu werden, stellte der Autohersteller eine der bereits existierenden und produzierenden Montagelinien im Stammwerk in Wolfsburg auf die Produktion des Tiguan um – mit einer Fertigungskapazität von 450 Fahrzeugen pro Tag. Mehrere Fahrzeugtypen auf einer Linie Ein Teil dieser erweiterten Montagelinie dient der Cockpitfertigung. Die Herausforderung bei der Planung und der Realisierung der Cockpitfertigung war, die Betriebsmittel inklusive der Fördertechnik mit autonomen fahrerlosen Transportfahrzeugen auf die Mitarbeiter abzustimmen und den Fertigungsablauf so flexibel zu gestalten, dass die Montage mehrerer Fahrzeugtypen auf der Linie gefahren werden können. Dieses Ziel wurde erreicht: Auf einem Rundkurs mit einer Streckenlänge von 190m durchfahren die autonomen fahrerlosen Montagewagen verschiedene Stationen, auf denen Stück für Stück das Cockpit des Tiguan zusammengesetzt wird. Am Ende der Cockpit-Montage läuft die Strecke parallel zu einer Skid-Anlage, auf der die Karosserien des kompakten SUV gefördert werden. Ein Roboter versieht die Cockpits mit einer Klebstoffraupe. Anschließend fährt der Montagewagen zur Einbaustation. Hier werden die Cockpits von einer Handlingeinheit entnommen und in die Karosserie eingesetzt. Der leere Montagewagen wird einige Meter weiter wieder mit dem Grundmodul des Cockpits \“beladen\“ und der Montagevorgang wiederholt sich. Während des gesamten Montagevorganges überwacht ein Sicherheits-Laserscanner auf jeden Montagewagen dessen Fahrweg und sorgt somit für die Sicherheit der Mitarbeiter und einen reibungslosen Montageablauf. Lösung aus dem System-Baukasten Die berührungslose Energieversorgung des fahrerlosen Transportsystems war eine feste Vorgabe von Volkswagen an SEW-Eurodrive. Der Antriebsspezialist aus Bruchsal rüstete 30 fahrerlose Montagewagen für den Zusammenbau des Cockpits so um, dass eine kontaktlose Energieübertragung möglich war. Die Lösung nennt sich Maxolution AGV (Automatic Guided Vehicle). Kontaktlose Energieübertragung Die fahrerlosen Montagewagen bestehen aus einem Zugfahrzeug und einem Teileträgeranhänger. Die Energieversorgung der AGV-Fahrzeuge basiert standardmäßig auf dem Prinzip der induktiven Energieübertragung mit dem Energieversorgungssystem Movitrans. Dabei wird die Energie von einem fest verlegten Leiter auf ein oder mehrere AGV-Fahrzeuge kontaktlos übertragen. Diese Art der Energieübertragung ist wartungs- und verschleißfrei sowie unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen und berührungssicher. Unterwegs mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten Während des Montagevorgangs fahren die Montagewagen nicht mit einer kontinuierlichen Geschwindigkeit. Die Strecke ist in vier Geschwindigkeitszonen aufgeteilt. In der Fließfertigung müssen die Wagen die vorgegebene flexibel einstellbare Taktgeschwindigkeit einhalten. Zwischen der letzten Montagestation und der Wartestation vor dem Kleberoboter bewegt sich der Wagen mit hohen Geschwindigkeiten von 30m/min. Die Klebe- und Einbaustation wird dann wieder mit einer niedrigen Geschwindigkeit von 3m/min befahren. Ist der Montagewagen von seiner Last befreit, fährt er mit Höchstgeschwindigkeit zum Anfang der Montagelinie. Auf der gesamten Strecke müssen die Wagen zudem einen Mindestabstand von 80 cm einhalten, damit die Mitarbeiter problemlos zwischen den Wagen durchgehen können. Diese Zugänglichkeit von allen vier Seiten war der Grund für Volkswagen, anstatt einer Elektrohängebahn ein fahrerloses Transportsystem einzusetzen. Bei jeder der einzelnen Montageschritte wird die Fahrt des Montagewagens mit einem Sicherheits-Laserscanner Rotoscan RS4 gesichert. Das kleine, in die Frontpartie des Fahrzeugs integrierte Gerät, überwacht dabei mit seinen flexiblen Schutzbereichen den Fahrweg und damit die Sicherheit der an der Montagelinie tätigen Mitarbeiter. Hierdurch wird weder der Montageablauf beeinflusst noch die geforderte Bewegungsfreiheit an der Anlage eingeschränkt. Es muss auch ohne SPS gehen Die Forderung eines autonomen Betriebs ohne übergeordnete Steuerung erfüllte SEW-Eurodrive mit Movivision, einer objektorientierten Parametriersoftware, die speziell auf die Anforderungen komplexer Produktions- bzw. Fördersysteme zugeschnitten ist. Die Flurförderfahrzeuge ließen sich mit vorgefehrtigten Objekten über eine einfache Parametrisierung in Betrieb nehmen. Durch \“Safety on bord\“ wird dieser autonome Betrieb jedes einzelnen Montagewagens zusätzlich unterstützt. Jeder Wagen wird mit einem eigenen Sicherheits-Laserscanner überwacht und im Bedarfsfall gestoppt. So entsteht ein autarkes Einzelsystem, das zu jeder Zeit dem Gesamtsystem hinzugefügt oder auch entnommen werden kann. Kasten: Rotoscan RS4: Immer die passende Reichweite Ob horizontaler, vertikaler oder mobiler Personenschutz – der Sicherheits-Laserscanner Rotoscan RS4 passt sich unterschiedlichen Situation an. Dem Anwender stehen drei Funktionspakete zur Verfügung: Basis, Erweitert und MotionMonitoring. Das Funktionspaket \“Basis\“ richtet sich an Anwender, die eine Gefahrbereichssicherung realisieren möchten, die Variante \“Erweitert\“ ermöglicht die Errichtung von vertikalen Gefahrstellen- und Zugangssicherungen. Das Funktionspaket \“MotionMonitoring\“ hingegen wurde eigens für die Fahrwegabsicherung mobiler Systeme, beispielsweise von Verschiebewagen, entwickelt. Die Schutzfelder beim Sicherheits-Laserscanner Rotoscan RS4 erstrecken sich von 2,15m über 4m bis hin zu 6,25m. Mit dieser Staffelung kann der Anwender die für seinen Betriebsfall notwendige Schutzfeldweite individuell passend wählen.