Smarter Teamplayer im Dreierpack

Smarter Teamplayer im Dreierpack

Verpackungsspezialist setzt auf FTF-Flotte

Die Früh Verpackungstechnik AG aus dem schweizerischen Fehraltorf nutzt seit Ende 2016 drei Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF). Bei den im Einsatz befindlichen Geräten ist der Funktionsumfang ohne irrelevanten Überbau auf das tatsächlich Erforderliche beschränkt. Diese Reduktion auf das Wesentliche verspricht einen schnellen Return-of-Invest und eine einfache Inbetriebnahme.

Unter dem Motto „Safety for your products“ verpackt die Früh Verpackungstechnik AG exakt das, was den Kunden am wichtigsten und wertvollsten ist: ihre Produkte. Dabei blickt das Familienunternehmen auf eine fast vier Jahrzehnte andauernde Tradition zurück, in deren Verlauf kontinuierlich innovative Verpackungslösungen für eine anspruchsvolle Klientel entwickelt wurden. Das Sortiment umfasst in erster Linie Blister beziehungsweise Sichtverpackungen sowie Stand-, Siegelrand-, Seitenfalten- und Peelbeutel. Eine führende Position besetzt die Früh Verpackungstechnik AG insbesondere in den Bereichen „Flexible Packaging“ und „Medizinische Lohnverpackungen“. Gearbeitet wird unter Reinraumbedingungen. Sämtliche Prozesse und Verpackungen sind validiert und erfüllen somit höchste Hygiene- und Sicherheitsstandards. Auch eine durchgängige Rückverfolgbarkeit ist gewährleistet. Darüber hinaus werden die Produkte regelmäßig im Hinblick auf Klimaresistenz, Robustheit und Haltbarkeit getestet. Ein Maximum an Qualität, Transparenz und Sicherheit ist auch im Bereich der Intralogistik sichergestellt, Dreh- und Angelpunkt der implementierten Supply Chain zur Ver- und Entsorgung der Produktion. Seit Ende 2016 werden diese Prozesse durch drei autark arbeitende Fahrerlose Transportfahrzeuge von Stöcklin unterstützt, die eigenständig auch zwischen verschiedenen Stockwerken sowie den drei Gebäuden wechseln. Diese auf Basis eines Niederhubwagens entwickelten und auf den Namen „Eagle-Ant 0“ getauften intelligenten Helfer sind auf eine Ladekapazität bis zu 1.500 Kilogramm ausgelegt und stellen an den Zielstationen Rohmaterialien, Halbfabrikate, Fertigwaren und Kartonagen auf Euro-Paletten bereit. Im Zuge dessen legen sie mitunter Strecken bis 300 Meter in einer Tour zurück. Diese Routen sind allerdings nicht allein den FTF vorbehalten, sondern werden auch von Passanten und Staplern gekreuzt.

„Mit dem ‚Eagle-Ant‘ haben wir quasi ein Marktnischen-Produkt konzipiert“, erklärt Bernd Krebs, Produktverantwortlicher FTF/FTS bei der Stöcklin Logistik AG im schweizerischen Aesch. „Idee war, ein Fahrerloses Transportfahrzeug zu entwickeln, welches eine überschaubare Zahl zentraler Basisfunktionen in sich vereint und vergleichsweise kostengünstig angeboten werden kann, sich bei Bedarf aber auch aufrüsten lässt.“ Die bei der Früh Verpackungstechnik AG im Einsatz befindlichen Geräte kommunizieren nicht untereinander. Auftragserfassung und -vergabe, die Verwaltung der Fahrzeuge, der Datenaustausch und die Ansteuerung der Aufzüge erfolgen über ein Traffic-Management-System (TMS), welches auf einem Leitrechner installiert ist. Das TMS übernimmt auch die Verkehrsregelung zwischen den Fahrzeugen.

Die Kommunikation erfolgt mittels WLAN. Es können sowohl Einzelaufträge als auch mehrere Aufträge parallel zur Abarbeitung angestoßen werden. In dem TMS ist ein sogenannter Scheduler integriert, der dafür sorgt, dass die Fahraufträge entsprechend der Reihenfolge und Priorität verwaltet und über das TMS an die Fahrzeuge weiterleitet werden. Über eine Web-Oberfläche (zum Beispiel Google Chrome oder Firefox) kann der Bediener auf das TMS zugreifen und somit die jeweiligen Fahraufträge beobachten, aber auch Einfluss darauf nehmen. Im TMS werden ebenfalls sämtliche Alarme (zum Beispiel Fehlermeldungen), Zustände, Fahrbewegungen usw. der Fahrzeuge angezeigt.

Sicherheit im Fokus

Sobald eine Palette auf einem vorgegebenen Platz durch das Personal bereitgestellt wird, empfängt das TMS ein entsprechendes Signal und vergibt den Fahrauftrag an das nächste freie FTF, das sich in der Nähe befindet. Jedem Aufgabeplatz ist eine vorab definierte Anzahl an Abgabe- beziehungsweise Zielplätzen fest zugeordnet, zu dem dann die Palette samt Zuladung befördert wird. Das Detektieren der Ladehilfsmittel erfolgt über drei Sensoren. Zwei optische Sensoren befinden sich in den Gabelspitzen und verhindern eine Kollision, wenn sich ein Hindernis im Fahrweg befindet. Ein induktiver Sensor ist an der Schaltklappe angebracht, welche durch die Palette betätigt wird. Induktive Sensoren in der Hubmechanik dienen der Zustandsvisualisierung, etwa „Palette gehoben“ oder „Palette gesenkt“. Die Fahrt in Gabelrichtung erfolgt aus Sicherheitsgründen nur sehr langsam (max. 0,3 m/s) und wird für Personen in der unmittelbaren Umgebung über einen akustischen Signalgeber angezeigt.

An den Fahrzeugen ist in Fahrtrichtung zudem ein Sicherheitslaserscanner mit einem Erkennungswinkel von 270 Grad installiert. Dieser dient der Navigation und als sicherer Personen- und Hindernisschutzscanner. Befinden sich diese im Überwachungsfeld des Laserscanners, stoppt das FTF automatisch. Eine erneute Aufnahme der Fahrt ist erst dann möglich, wenn das Überwachungsfeld vollständig geräumt wurde. Dies kann entweder automatisch oder manuell über einen Button erfolgen. In beiden Fällen wird die Umgebung über akustische und optische Signale entsprechend informiert. Die Warn- und Schutzfelder verändern sich dynamisch in Abhängigkeit von Fahrtrichtung und Geschwindigkeit. Das Warnfeld ist stets größer dimensioniert als das Schutzfeld und so eingestellt, dass das Fahrzeug bei einer Feldverletzung geregelt bis zum Stillstand abgebremst wird, bevor die eigentliche Schutzzone tangiert wird. Das verhindert Not-Bremsungen, die mitunter zu (weiteren) Folgeschäden, wie etwa Kippen der Ladung, führen können.

Aufzugssteuerung integriert

Die Fahrzeuge orientieren sich in erster Linie anhand von Wänden und statischen Umgebungskonturen, die für die Navigation geeignet sind. Sofern punktuell erforderlich, kommen vereinzelt auch in Bodennähe angebrachte Reflektoren zum Einsatz. Stockwerkswechsel erfolgen über Aufzüge, die ebenfalls durch das TMS, das die Fahraufträge und die Fahrzeuge koordiniert, gesteuert werden. Hat ein FTF vor einem Lift Position bezogen, sendet es über das TMS ein Anforderungssignal für den Aufzug. Wenn das FTF in die Aufzugskabine eingefahren ist und es die Halteposition erreicht hat, wird dem Aufzug über das TMS das Zielstockwerk signalisiert. Erst wenn dieses erreicht ist und das FTF den Aufzug verlassen hat, können auch Personen diesen Lift wieder regulär nutzen. Der automatische FTF-Betrieb hat jedoch stets Vorrang. Nähert sich also erneut ein Fahrzeug, verweisen Leuchtanzeigen weithin sichtbar (außen und innerhalb der Liftkabine) auf „Roboter-Betrieb“ und die Mitarbeiter sind aufgefordert, den Lift umgehend zu verlassen. Überwacht wird auch die Kabine selbst. Befinden sich noch Menschen oder Gegenstände darin, kann das FTF nicht einfahren.

Hocheffizient und skalierbar

Die Energieversorgung der „Eagle-Ant-Truppe“ erfolgt über eine Stöcklin-eigene Lithium-Ionen-Batterie sowie CAN-Bus-Kommunikation zur FTF-Steuerung und den Ladegeräten. „Das Besondere an dem Stöcklin-Power-Energiepaket ist ein cleveres Batterie-Management und ein auf der Welt bislang einzigartiges aktives Zellen-Balancing-System, das für hohe Verfügbarkeit und eine lange Lebensdauer sorgt“, erklärt FTS-Experte Bernd Krebs. Die Batterien sind zudem absolut wartungsfrei, Überhitzungen sind ausgeschlossen. Zwischenladungen können jederzeit vorgenommen werden und eine Vollladung beansprucht maximal ein Zeitfenster von zwei Stunden. Sind für einzelne Fahrzeuge keine Aufträge aktiv, werden sie automatisch zur Ladestation geschickt.

Bei der Inbetriebnahme des Fahrerlosen Transportsystems (FTS) wurde während der Teach-in-Fahrt beziehungsweise Lernfahrt per Scan quasi eine Karte der Umgebung erstellt und abgespeichert. Darin enthalten sind neben den Wänden, statischen Umgebungskonturen und Reflektoren auch sämtliche Fahrstrecken, auf denen sich die autonomen Fahrzeuge bewegen. Darüber hinaus sind Wartepunkte hinterlegt, an denen ein Fahrzeug auf ein anderes warten muss, bevor es in einen bestimmten Bereich hineinfahren kann. Abgebildet sind ferner Entscheidungspunkte, wo das FTF mit dem übergeordneten Leitrechner kommuniziert. Das ist zum Beispiel immer dann der Fall, wenn es darum geht, einen freien Palettenabstellplatz zugewiesen zu bekommen, oder wenn ein Lift für den Stockwerkswechsel anzufordern ist.

Weitere Fahrzeuge lassen sich über Plug & Play integrieren

Seit Inbetriebnahme im November 2016 stellen die Fahrerlosen Transportfahrzeuge täglich ihre Eignung als leistungsstarke, folgsame Teamplayer unter Beweis. Verkehrswege werden gemeinsam mit Personen, die entweder zu Fuß oder per Stapler unterwegs sind, genutzt. Kollisionen sind ebenso ausgeschlossen wie überflüssige Wartezeiten. Sollte zukünftig eine Aufstockung erforderlich sein, lassen sich weitere Fahrzeuge jederzeit problemlos per Plug & Play in den Verbund integrieren. Etwaige Streckenänderungen sind ebenso einfach umzusetzen wie ein erweiterter Funktionsumfang. Letztlich ist auch eine Anbindung an ein Warehouse-Management-System (WMS) möglich. (ck)

Hebezeuge Fördermittel 11/2017 PDF-Download (1.54 MB)