Transportwagen sind in Produktionsanlagen nichts Neues, aber mit der Entwicklung von Automatisierungslösungen dominieren langsam selbstfahrende Fahrzeuge diesen Bereich. AGVs haben sich in den letzten Jahren rasant weiterentwickelt und konnten sich zunächst nur zwischen genau definierten Punkten entlang einer festgelegten Route bewegen. AMR-Fahrzeuge, auch mobile Transportroboter genannt, erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Sie können nicht nur autonom die optimale Route ermitteln, sondern diese auch in Echtzeit anpassen, wenn unterwegs unerwartete Hindernisse auftauchen.
Auf den ersten Blick unterscheiden sich fahrerlose Transportfahrzeuge (AGVs) und ihre Weiterentwicklung, die autonomen Fahrzeuge (AMRs), nicht. Das gilt auch für die Aufgaben, vor denen sie stehen. Der Hauptunterschied zwischen diesen Fahrzeugen besteht in der Art und Weise, wie sie gesteuert und navigiert werden. Die größere Flexibilität von AMR-Fahrzeugen macht sie dabei zum Transportfahrzeug der Zukunft für Industrieanlagen oder Lagerhallen.
●Selbstfahrende Transportfahrzeuge erfreuen sich in Produktionsbetrieben und Lagerhäusern immer größerer Beliebtheit
●Der Hauptunterschied zwischen AGV und AMR liegt in ihrer Steuerung und Navigation.
●AGV erfordert zum Bewegen zusätzliche Markierungen.
●AMR ist ein autonomes Fahrzeug, das selbstständig die beste Route bestimmen kann.
Der grundlegende Unterschied zwischen AGV und AMR
AGV (Automated Guided Vehicle)besteht aus einem Hauptcontroller, einer Datenkommunikationseinheit und einer Ladestation. Diese Fahrzeuge (in der Regel Gabelstapler elektromechanischer Bauart) bewegen sich auf vorgegebenen Routen und orientieren sich durch freie Navigation anhand natürlicher Gegebenheiten (geografische Koordinaten). Einige AGVs älterer Technologie verwenden immer noch lasergesteuerte Navigationssysteme mit externen Zielen.
AMRs (autonome mobile Roboter oder autonome Gabelstapler)setzen dagegen eher auf flexible Navigation (SLAM, KI oder perzeptuelle Lernsysteme) mit LiDAR (Light Detection and Ranging) und Kameratechnik und benötigen keine zusätzliche Infrastruktur. Auch auf dem Lagerboden angebrachte QR-Codes können zur Feinpositionierung genutzt werden.
Wie bewegt sich AGV?
Wie Sie sehen, besteht der grundlegende Unterschied zwischen AGV- und AMR-Wagen in der Art und Weise, wie sie sich bewegen, genauer gesagt in der Steuerung und Navigation. Der AGV-Wagen bewegt sich weiterhin auf der gleichen, korrekt markierten Strecke. Sollten Änderungen der Streckenführung erforderlich sein (aufgrund von Änderungen im Produktionsprozess oder der Entstehung neuer Anlagen in einer Halle), ist eine entsprechende Anpassung der Infrastruktur erforderlich. Abhängig von der FTS-Navigationsmethode kann die Einrichtung dieses neuen Pfads mehr oder weniger zeitaufwändig sein und möglicherweise sogar bauliche Änderungen an einer bestimmten Halle erfordern.
Damit sich herkömmliche AGV-Transportfahrzeuge selbstständig bewegen können, müssen Linien oder spezielle Markierungen auf dem Boden angebracht werden;
Standard-FTF bewegen sich auf vormarkierten Wegen, die Anordnung kann jedoch variieren. Deshalb müssen Sie jedes Mal, wenn Sie die Route ändern, eine neue Route einrichten.
Induktionsschleife
Bei dieser Methode werden Kabel in den Boden einer Halle eingelassen, durch die ein Strom einer bestimmten Frequenz fließt. Anschließend wird ein Magnetfeld erzeugt, das von Magnetsensoren am Fahrzeug erfasst wird. Durch die kontinuierliche Messung der magnetischen Feldstärke bewegt sich das AGV in die Richtung, in der sein Wert immer möglichst hoch ist. Interessanterweise können mithilfe modulierter Magnetfelder spezifische Befehle an die AGV-Steuerung gesendet werden.
Magnetring
Dank des am Boden befestigten Magnetbandes (aus ferromagnetischem Material) übermitteln die am Wagen angebrachten Magnetsensoren die entsprechenden Signale an das Steuergerät des Fahrzeugs. Dieser Ansatz ist sehr präzise und ermöglicht beispielsweise die Erkennung von Kreuzungen und eine bessere Positionierung von AGVs. Daher können höhere Fahrgeschwindigkeiten entwickelt werden. Der Nachteil dieser Lösung ist die relativ geringe Haltbarkeit des am Boden klebenden Magnetbandes. Es muss regelmäßig aktualisiert werden.
Reflektierende und optische Schaltkreise
Auch bei dieser Methode wird Klebeband auf den Boden der Halle gelegt oder eine Linie gemalt. Die Reflexionsmethode nutzt die Reflexion des vom Fahrzeug emittierten Lichts. Bestimmen Sie nach dem Senden und Empfangen des reflektierten Lichts die Position des Wagens relativ zur lackierten oder geklebten Linie.
Bei der optischen Methode wird der Weg in einer Farbe gestrichen, die einen anderen Kontrast zum Rest des Bodens hat. Kameras an den Fahrzeugen überwachen ständig den Verlauf der Hauptstrecke und ermöglichen so die Bestimmung der Position des AGV relativ zur Strecke. Ebenso wie Magnetringe müssen Linien, die auf den Boden geklebt oder aufgemalt werden, von Zeit zu Zeit erneuert werden.
Standortspezifische Markierungen
Diese Methode basiert nicht auf der Verfolgung von Pfaden, sondern auf Punkten (Markern), die an bestimmten Stellen in der Halle platziert werden. Das AGV-Vision-System oder der Laserscanner findet diese Punkte und ermittelt daraus die aktuelle Position des LKWs. Je mehr Markierungen in der Halle angebracht sind, desto genauer ist diese Methode. Je größer der Abstand zwischen diesen Punkten ist, desto größer ist die Gefahr von Positionierungsfehlern.
Wie bewegt sich AMR?
Die Entwicklungen im Bereich der AGVs führen dazu, dass deren Autonomie zunimmt, so dass sie keine physisch markierten Wege benötigen. Darüber hinaus können sie sich schnell an veränderte Umgebungen und neu entstehende Objekte anpassen.
Für die Navigation nutzen AMR-Fahrzeuge vorinstallierte Karten einer bestimmten Anlage, die sogenannte natürliche Navigation. Hierzu wird zunächst eine Probefahrt durchgeführt, bei der eine genaue Geländekartierung (sog. Umweltkartierung) durchgeführt wird. Zu diesem Zweck sind die notwendigen Elemente eines AMR-Geräts Sensoren, Software zur Verarbeitung der erfassten Daten und ein Bildverarbeitungssystem, das durch Kameras, Laser, eine Kombination aus Kameras und Lasern oder LiDAR-Technologie erstellt werden kann.
Mit einer so genauen Karte der Anlage kann AMR jedes Mal eine andere optimale Route festlegen. Dies ist wichtig, wenn sich Personen in der Anlage befinden, andere Fahrzeuge unterwegs sind oder verschiedene Faktoren im Weg stehen. Jedes Mal scannt der AMR sorgfältig die Umgebung vor ihm und vergleicht sie mit der in Echtzeit erstellten Karte. Dadurch ist es in der Lage, Hindernisse zu erkennen und Kollisionen zu vermeiden, und das Steuergerät kann seine Flugbahn schnell korrigieren. Selbst wenn eine Anlage sehr überfüllt ist und ein freier Korridor vorhanden ist, kann der AMR diesen finden und weiterfahren, indem er zwischen Hindernissen manövriert. Wenn die Straße vollständig blockiert ist, stoppt das Fahrzeug und startet wieder, sobald die Straße frei ist.
Größere Änderungen an der Ausstattung sind beim Einsatz selbstfahrender Autos kein großes Problem. Sie müssen lediglich einen weiteren Testlauf durchführen, bei dem AMR den Raum neu zuordnet. Nach dieser Behandlung ist er wieder in der Lage, sich in einem vorgegebenen Bereich präzise zu bewegen. Wichtig ist, dass jedes neue AMR-Fahrzeug eine relativ kurze Implementierungszeit benötigt, kostenlos ist, keine Änderungen an der Infrastruktur erfordert und ohne Unterbrechung der Produktion ausgeführt werden kann.
Die Zukunft selbstfahrender Transportfahrzeuge
Autonome Transportfahrzeuge befinden sich noch in der Entwicklungsphase, sodass Sie in naher Zukunft mit weiteren großartigen Lösungen rechnen können. Natürlich bleibt eine schnelle, präzise und konfliktfreie Routenplanung die Hauptanforderung an AMR-Fahrzeuge, aber in Fabriken mit einer großen Anzahl solcher Lkw wird auch eine hohe Durchsatzleistung des Transportsystems immer wichtiger. Natürlich wird sich der interne Transport in diese Richtung entwickeln. Dies ist wichtig, da AMR-Fahrzeuge ein wichtiger Bestandteil der Industrie 4 sein werden.0 und zukünftiger Smart-Factory-Konzepte, bei denen die Rolle des Menschen auf ein Minimum beschränkt sein wird.
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