Fahrerlose Transportsysteme: Was Antriebe mitbringen müssen

Dank kontinuierlicher Weiterentwicklung der Systeme und der verwendeten Technik werden fahrerlose Transportsystemen (FTS) in immer mehr Betrieben flexibel und effizient in der eigenen Logistik genutzt. Unabhängig vom Einsatzbereich arbeiten sie besonders wirtschaftlich, wenn sie möglichst lange Fahrwege und -zeiten ohne wiederholtes Aufladen der mitgeführten Energiespeicher erreichen. Es kommt zu weniger Unterbrechungen im Betrieb; zudem werden die Akkus geschont und halten folglich länger. Die Radantriebe wie auch die Antriebe für Hubvorrichtungen oder Einrichtungen zur Ladungssicherung müssen deshalb besondere Anforderungen erfüllen.

Selbst mit Getriebe und den je nach Aufgabenbereich vorgeschriebenen Sicherheitsbremsen sollten FTS-Antriebe leicht und kompakt ausfallen, bei gleichzeitig hoher Leistungsdichte und Energieeffizienz. Gerade in den zunehmend kleineren Transportfahrzeugen steht für die Antriebssysteme nur wenig Bauraum zur Verfügung. Außerdem sollten die Motoren für Schutzkleinspannung ausgelegt und intelligent sein, um die Steuerung zu entlasten. Darüber hinaus sind die Wünsche der FTS-Hersteller vielfältig, zum Beispiel was Antriebsleistung, Getriebeausführungen, Untersetzungsstufen, Regelung oder Anschlusstechnik betrifft. Die passende Antriebslösung durch Kombination unterschiedlicher Module individuell zusammenzustellen hat sich deshalb in der Praxis bewährt.

Der Antriebsspezialist EMB-Papst aus St. Georgen liefert ein gutes Beispiel mit seinen Motoren, die für den modularen Antriebsbaukasten ausgelegt sind. In der Entwicklung der kompakten, elektronisch kommutierten, bürstenlosen Innenläufermotoren steckt viel Applikations-Knowhow. Dadurch sind die Baureihen ECI-42, ECI-63 und ECI-80 für den Einsatz in FTS ausgelegt und der Anwender profitiert von kompletten Antriebslösungen aus einer Hand. Mit 42, 63 und 80 Millimeter Durchmesser decken die drei Motor-Baugrößen den Leistungsbereich von 30 bis 750 Watt ab. Die Antriebe lassen sich aufgrund der modularen Bauweise innerhalb kurzer Zeit flexibel für die konkrete Aufgabenstellung zusammenstellen, also mit der gewünschten Regelelektronik, Getrieben, Gebern und Bremsen kombinieren. Insgesamt sind mehrere tausend Varianten möglich; Vorzugstypen sind innerhalb von nur 48 Stunden versandfertig, sodass der Anwender schnell mit der eigenen Entwicklung starten kann. Dabei überzeugen die Motoren auch durch ihre Baulänge. Die Aktivteile (bewickelter Stator und mit Magneten bestückter Läufer) sind nur 20, 40 oder in der leistungsstärksten Variante 60 Millimeter kurz, lassen sich also auch bei beengten Einbauverhältnissen in den FTS gut unterbringen.

Um die hohen Drehzahlen der Innenläuferantriebe auf anwendungsgerechtes Niveau zu bringen und das Abtriebsdrehmoment auf das in der Anwendung benötigte Niveau zu erhöhen, stehen verschiedene Getriebemodule zur Verfügung. Neben Planeten- und Stirnradgetrieben sind zum Beispiel auch die platzsparenden EtaCrown-Winkelgetriebe auf Basis der innovativen Kronenradtechnologie lieferbar. Die effizienten Getriebe decken einen weiten Untersetzungsbereich ab, sodass sich die Antriebe leicht an unterschiedliche Aufgabenanpassen lassen. Verlangt die Anwendung Halte- beziehungsweise Sicherheitsbremsen, können Module mit Permanentmagnet- oder Federdruckbremsen die Antriebseinheit ergänzen. Bei sicherheitsrelevanten Anwendungen sind redundante Encodersysteme möglich und auch das Thema funktionale Sicherheit (FuSi) ist bei der Antriebsauslegung berücksichtigt. Bei der Regelelektronik gibt es ebenfalls applikationsgerechte Wahlmöglichkeiten. So werden die Motoren im einfachsten Fall mit einer Elektronik mit Hallsensoren zur Rotorlageerfassung ausgestattet und werden von einem externen Regler angesteuert. Sind die Antriebe mit der vollintegrierten K4 Regelelektronik ausgestattet, lassen sie sich mithilfe einer einfach und intuitiv zu bedienenden PC-Software parametrieren.

Viele Abläufe können dann die Antriebe selbstständig übernehmen; die übergeordnete Steuerung wird entlastet. Drei Betriebsmodi (Drehzahl-, Drehmoment- und Positioniermodus) sind möglich. Der schwingungsarme, leise Lauf bei ausgeprägter Überlastfähigkeit und hohem Wirkungsgrad wird durch eine Sinus-Kommutierung erzielt. Die K5-Regelelektronik (aktuell verfügbar für ECI-63.xx) bietet zudem eine CANopen-Schnittstelle, was weitere Kommunikationsmöglichkeiten erschließt. K5-Antriebe können zum Beispiel auch als CAN-Master eingesetzt werden. Die individuell konfigurierbaren Antriebe erfüllen die Anforderungen der Schutzart IP54 und bieten auch beim elektrischen Anschluss variable Möglichkeiten. Dazu zählen beispielsweise industrietaugliche Stecker, bei denen der radiale Winkelstecker mit Bajonettverschluss drehbar ist und automatisch einrastet. Für platzkritische Anwendungen steht ein axialer Stecker zur Verfügung, alternativ ist auch ein konfektionierter Kabelanschluss möglich. aru