Fünf Dinge: AGVs und autonome mobile Roboter

Der Automobilzulieferer Continental AG hat für den Teiletransport in seinen Montagewerken und Lagern eine eigene Baureihe autonomer Fahrerloser Transportfahrzeuge (FTS) entwickelt. Die autonomen AGVs können Lasten mit einem Gewicht von mehr als einer Tonne transportieren.

Die autonomen AGVs von Continental sind bereits in den Montagewerken des Unternehmens in Zvolen (Slowakei) und Frankfurt am Main (Deutschland) im Einsatz und transportieren Teile und Materialien für die Bremsenproduktion. Die AGVs lenken sich automatisch zu den programmierten Zielen und weichen Hindernissen flexibel aus.

„Die Steigerung der Effizienz in der Produktion ist wichtig für die langfristige Wettbewerbsfähigkeit“, sagt Alexander Schmitt, Leiter des Segments Antriebe und Zukunftsprodukte im Geschäftsbereich Autonomous Mobility and Safety von Continental. „Aus diesem Grund haben wir uns für den Einsatz von AGVs entschieden, um … unsere Prozesse flexibler und effizienter zu gestalten. … Wir entwickeln eine Industrielösung, die unsere Produktionsabläufe optimiert und gleichzeitig eine attraktive Geschäftsidee ist.“

AGVs spielen eine wichtige Rolle im Materialfluss einer digitalisierten Fabrik. Sie reduzieren den Bedarf an Gabelstaplern und beschleunigen den Transport von Teilen, sodass jederzeit klar ist, welche Waren verfügbar sind und wo sie sich befinden. Dies trägt dazu bei, Prozesse vorhersehbarer zu machen.

Standard-FTFs können nicht autonom fahren; Sie bewegen sich nur auf festen Routen zwischen programmierten Start- und Zielorten. Jede Änderung erfordert eine komplexe Neuprogrammierung, Zeit und zusätzliche Kosten für Änderungen an der Website.

Bei der Konstruktion, Produktion und Montage des autonomen AGV griff das Projektteam von Continental auf die Erfahrungen des Unternehmens im Automobilsektor zurück. Fahrerassistenz- und Navigationstechnologien wie Radar, Lidar, Kameras und Ultraschallsensoren waren entscheidend für die Entwicklung des neuen AGV. Lediglich der elektrische Antriebsstrang und die Software zur Steuerung des Fahrzeugs basieren auf aktuell verfügbaren Technologien. Ziel ist es, die autonomen AGVs weltweit in den Montagewerken von Continental einzusetzen.

Die autonomen AGVs sind ein integraler Bestandteil der Industrie 4.0-Strategie von Continental. Ziel ist die Optimierung der gesamten Wertschöpfungskette durch digitalisierte Prozesse und Datenflüsse mit hoher Transparenz und Planbarkeit, kurzen Durchlaufzeiten, geringen Beständen und hoher Flexibilität.

Für Sinotruk, einen chinesischen Hersteller schwerer Lkw, baut Dürr zwei automatisierte Lackieranlagen. Ausgestattet mit modernster Technologie werden die Lackierereien zum Beschichten und Lackieren von LKW-Kabinen und Pickups für die Premiummarken von Sinotruk, Ji'nan Truck und Ji'nan Commercial Vehicle, dienen.

Die Lackierereien entstehen in Laiwu und Zhangqiu in der ostchinesischen Provinz Shandong.

Die AGVs der EcoProFleet-Reihe von Dürr werden die Fahrzeugkarosserien durch die Linie transportieren, was eine flexible Anordnung ermöglicht und es Sinotruk ermöglicht, die Linie in Zukunft zu erweitern oder neue Modelle zu integrieren. Die AGVs sind speziell für den Einsatz in Lackierereien konzipiert und kommen bereits in der Pkw-Produktion zum Einsatz. Bei den Sinotruk-Linien kommen die AGVs erstmals zum Transport von Lkw-Kabinen zum Einsatz.

Die EcoProFleet AGVs können eine maximale Last von 1.000 Kilogramm transportieren. Die intelligente Steuerung der Flotte erfolgt über die DXQ-Steuerungssoftware, die dafür sorgt, dass alle AGVs ihre Transportaufträge ausführen und stets in Bewegung sind. Die AGVs sind in nur 1,5 Minuten vollständig aufgeladen. Ladepunkte befinden sich dort, wo die AGVs zum Aufnehmen oder Absetzen von Lkw-Aufbauten stehen.

Zu Beginn des Lackierprozesses durchlaufen LKW-Karosserien das Rotationstauchverfahren RoDip E von Dürr, das es den Ingenieuren ermöglicht, die Vorbehandlung und die kathodischen Elektrotauchlackierungsprozesse zu individualisieren, um die Qualität beim Betrieb verschiedener Fahrerhausmodelle zu optimieren.

Jede Kabine wird mit einem frei programmierbaren Wagen durch die Vorbehandlungs- und Elektrotauchlackierungsprozesse transportiert. Jeder Wagen verfügt über einen Förderantrieb und einen Drehantrieb, wodurch horizontale und rotierende Bewegungen für jede Kabine unabhängig gesteuert werden können. Die Tauchbecken für den Rotationsprozess sind kleiner als bei einem herkömmlichen Pendelförderer, wodurch weniger Energie und Chemikalien benötigt werden. Das schont Ressourcen und senkt die Betriebskosten.

Anschließend versiegeln zwei EcoRS-Dichtungsroboter von Dürr die Innennähte, zwei weitere tragen vollautomatisch flüssigen Schalldämpfer auf. Anschließend werden in jeder Lackiererei ein Basislack und ein Klarlack von 19 EcoRP-Lackierrobotern aufgetragen, die mit EcoBell3-Hochrotationszerstäubern ausgestattet sind.

Die Roboter ermöglichen es Sinotruk, bestmögliche Lackierergebnisse hinsichtlich Farbton, Verlaufswerten und gleichmäßigen Schichtdicken zu erzielen. Gleichzeitig ist die Technologie umweltfreundlicher. Hochrotationszerstäuber mit elektrostatischer Aufladung nutzen das Material effizient aus. Mit der Farbwechseltechnologie und dem EcoBell Cleaner D2 zur Reinigung von Zerstäubern werden außerdem Farbverluste beim Farbwechsel sowie der Verbrauch an Spülmittel und Lösungsmittel minimiert.

Eine weitere Technologie, die in den neuen Lackierereien zum Einsatz kommt, ist das Trockenabscheidesystem EcoDry X von Dürr, das ohne Wasser und Chemikalien auskommt. Das System nutzt kostengünstige Filterboxen aus Pappe, um Overspray effizient abzuscheiden. Ein weiterer Vorteil der Technologie ist ihre einfache Handhabung. Bei Bedarf können gesättigte Filterboxen sogar während der Produktion ausgetauscht werden.

Am Ende des Lackiervorgangs wird die Karosserieoberfläche an einer Qualitätskontrollstation überprüft. In den meisten Lackierereien erfolgt dies manuell und es werden nur stichprobenartige Karosserien überprüft. Für Sinotruk installiert Dürr eine vollautomatische Qualitätskontrollstation. Dabei kontrolliert ein Roboter definierte Kontrollpunkte an den Lkw-Fahrerhäusern und erfasst mithilfe von Sensoren Daten über Farbabweichungen, Oberflächenbeschaffenheit und Schichtdicke. Diese Automatisierung spart Zeit im Vergleich zur manuellen Messung. Diese Daten werden in eine Datenbank übertragen und auf einem HMI angezeigt, sodass Ingenieure die wichtigsten Leistungsindikatoren verfolgen können.

Außerhalb des Lackierprozesses stammt auch die End-of-Line-Prüftechnik von Dürr. In Laiwu werden vier mit hochpräziser 3D-Messtechnik ausgestattete Prüfstände zur Vermessung und Justierung der Fahrzeugachsgeometrie eingesetzt. Darüber hinaus werden Fahrerassistenzsysteme mithilfe von Dürr-Prüftechnik präzise eingestellt. Mit dem modularen Prüfstandkonzept x-DASalign wird die Sensorik für den Spurhalteassistenten und das Notbremssystem perfekt auf die geometrische Antriebsachse des Fahrzeugs abgestimmt.

ABB arbeitet mit dem Schweizer Start-up Sevensense zusammen, um die autonomen mobilen Roboter (AMRs) von ABB mit künstlicher Intelligenz und 3D-Vision-Mapping-Technologie auszustatten. Die Technologien werden es den mobilen Robotern von ABB ermöglichen, autonom in komplexen, dynamischen Innen- und Außenumgebungen in der Nähe von Menschen zu navigieren.

Im Juli 2021 erwarb ABB ASTI Mobile Robotics, einen Hersteller von AMR in Burgos, Spanien. Die Partnerschaft von ABB mit Sevensense – das 2018 als Spin-off der ETH Zürich, einer öffentlichen Forschungsuniversität, gegründet wurde, wird es ABB ermöglichen, die Leistungsfähigkeit seiner AMR-Produkte zu verbessern. Die Partnerschaft umfasst eine Minderheitsbeteiligung an Sevensense über die Risikokapitaleinheit von ABB, ABB Technology Ventures.

„Unsere Partnerschaft mit Sevensense ist ein weiterer Meilenstein in unseren Bemühungen, unseren Kunden die flexible Automatisierung vollständig zu ermöglichen“, sagt Sami Atiya, Präsident von ABB Robotics & Discrete Automation. „Die Integration der KI- und 3D-Mapping-Technologie von Sevensense in unsere AMR-Angebote wird dazu beitragen, den Ersatz der heutigen linearen Produktionslinien durch vollständig flexible Netzwerke zu beschleunigen. Unsere Vision des Arbeitsplatzes der Zukunft ist eine, in der AMRs zunehmend Materialien, Teile und Fertigprodukte zwischen intelligenten Arbeitsplätzen bewegen unstrukturierte, dynamische Arbeitsumgebungen.“

Die Navigationstechnologie von Sevensense nutzt fortschrittliche Computer-Vision- und KI-Algorithmen, um eine 3D-Karte zu erstellen, die genauer und kostengünstiger ist als die aktuelle Technologie. Ein AMR, das mit SLAM-Technologie (3D Simultane Lokalisierung und Kartierung) ausgestattet ist, wird in der Lage sein, seine Umgebung genau zu interpretieren, eine Person, eine Palette oder einen anderen Roboter zu identifizieren und autonom Entscheidungen zu treffen, um diese Hindernisse zu umgehen. Dieses Maß an Intelligenz ermöglicht sicherere Mensch-Maschine-Interaktionen und stellt sicher, dass der Materialfluss in Fabriken und Lagern sicher und effizient ist, um maximale Flexibilität und Produktivität zu gewährleisten.

Sevensense wurde als Partner von ABB Robotics ausgewählt, nachdem es an der ABB Robotics Innovation Challenge 2021 teilgenommen hatte, bei der die Leistung einer Reihe visueller SLAM-Technologien mehrerer Unternehmen bewertet wurde.

Mit einer Länge von 1.550 Millimetern, einer Breite von 800 Millimetern und einer Höhe von nur 220 Millimetern verfügt der neue AGV K41 Slim von Kivnon Logistica über eine maximale Nutzlast von 800 Kilogramm. Das zu omnidirektionalen Bewegungen fähige AGV nutzt die SLAM-Technologie, um eine 3D-Karte seiner Umgebung zu erstellen und um unbekannte Hindernisse herum zu navigieren. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 1 Meter pro Sekunde. Laserscanner, eine integrierte Sicherheits-SPS und LED-Signalisierung sorgen für einen sicheren Betrieb rund um das Fahrzeug.

Das AGV kann für den Transport aller Arten von Trolleys angepasst werden. Der Lastentransport erfolgt auch direkt über den bordeigenen Hubtisch, der bis zu einer Höhe von 370 Millimetern angehoben werden kann. Das AGV kann sogar als Werkbank verwendet werden. Darüber hinaus ist die Anbindung an Flottenmanagementsysteme, auch nach VDA 5050, adaptierbar.

Maximale Tragfähigkeit in Tonnen des Schwerlast-AGV omniMove von KUKA. Das AGV kann manuell gesteuert werden oder sich autonom bewegen. Trotz seiner enormen Größe und Nutzlastkapazität navigiert es sicher und bewegt sich nahezu selbstständig. Speziell entwickelte Räder ermöglichen es dem AGV, sich auch aus dem Stand in jede Richtung zu bewegen. Ein ausgeklügeltes Navigationssystem sorgt für autonomes Manövrieren ohne Kollisionsgefahr und ohne Bodenmarkierungen. Das modulare AGV kann in Größe, Breite und Länge skaliert werden, um eine Vielzahl von Lasten aufzunehmen.