Fraunhofer IML erhält VDI-Innovationspreis

Fahrerloser Steinstapler mit GPS - 14 Tonnen zentimetergenau manövrieren

Ein Betonsteinwerk setzt beim Transport auf modernste Technik. Mit hoher Genauigkeit lagert ein Fahrerloses Transportfahrzeug (FTF) Steinpakete mit 14 t Gesamtgewicht, die die Fabrik verlassen, im Blocklager ein. Der Verein Deutscher Ingenieure zeichnete am 3. April im Rahmen des VDI-Materialflusskongresses in München das gemeinsam vom Dortmunder Fraunhofer IML, dem Betonsteinwerk Lintel und der Sick AG eingereichte Projekt mit dem VDI-Innovationspreis Logistik im Jahr 2008 aus.

Die im Betonsteinwerk Lintel in Rheda-Wiedenbrück produzierten Betonsteine werden nach der Trocknung zu Paketen gebündelt und im Außenbereich in einem Bodenblocklager gelagert. Der Transport aus der Fabrik heraus erfolgt per Stetigförderer. Von dort brachten bislang dieselbetriebene Frontstapler die Pakete in das weitläufige Außenlager und verluden sie später auf Lkw. In der Vergangenheit kam es immer wieder zu der unerfreulichen Situation, dass entweder der Abtransport der Steinpakete oder die Lkw-Beladung ins Stocken geriet, weil die vorhandenen Stapler nicht gleichzeitig beide Anforderungen erfüllen konnten. Also suchte man nach einer fördertechnischen Entkopplung der beiden Warenströme. Die Wahl fiel auf ein FTF, das jeweils zwei Steinpakete automatisch vom Förderband ins Bodenblocklager transportiert und dort entweder auf dem Boden oder auf bereits dort stehenden Steinen abstellt. Die Geschäftsleitung beauftragte das Fraunhofer IML mit der Entwicklung einer Steuerung, die die gestellten Anforderungen erfüllt. Durch den Einsatz eines hochpräzisen GPS-Systems entstand das erste FTF für den Außenbereich, das eine derart hohe Fahr- und Positioniergenauigkeit erzielt. Die vom Fraunhofer IML konzipierte und realisierte Steuerung erzielt mittels GPS eine Wiederholgenauigkeit von unter 5 cm.

Die Sicherheitstechnik aus dem Bereich Logistikautomation von Sick AG machte das Ganze perfekt.

Die Kernfunktionen für den automatischen Betrieb des Fahrzeugs wie Auftragsverwaltung, Positionsbestimmung, Bahnplanung sowie Bahn- und Achsregelung, übernimmt der vom Fraunhofer IML entwickelte so genannte Navigationsrechner, der bereits in mehr als 80 Fahrzeugen sowohl mit induktiver als auch mit Laser-Spurführung zum Einsatz kam. Zur Positionsbestimmung des neuen Fahrzeugs, das ausschließlich im Außenbereich fährt, wurde ein hochpräzises GPS-basiertes Ortungsverfahren (Real Time Kinematics Differential GPS) in Verbindung mit Koppelnavigation (Messung der zurückgelegten Fahrstrecke und der Fahrtrichtung) in den Navigationsrechner integriert.

Da keine Leitdrahtinstallation im Boden erforderlich ist, ermöglicht diese Technik eine Inbetriebnahme bei laufendem Betrieb und eine maximale Flexibilität bei der Gestaltung der Bodenblocklagerbereiche. Außerdem bestehen keinerlei Einschränkungen bei zukünftigen Erweiterungen, etwa der Anbindung einer zweiten Produktionshalle oder Änderungen im Fahrweg- und Lagerlayout.

Das Outdoor-FTF hat folgende technische Daten:
• Abmessungen (LBH): 4,8 m x 2,8 m x 4,2 m
• max. Gesamtgewicht (beladen): 14 t
• Antriebe: 2 x 7,5 kW (Fahrmotoren), 2 x 5 kW (Lenkmotoren), 1 x 10 kW (Hubmotor), 1 x 10 kW (Hydraulikaggregat)
• max. Fahrgeschwindigkeit: 1,2 m/sec
• Lastaufnahmemittel: 2fach-Klemmgreifer mit Hydraulik-Antrieb für 2 Steinpakete á max. 2 t
• dieselbetriebenes Stromaggregat, 100 kVA
• Positionier-/ Wiederholgenauigkeit: besser 5 cm
• Sicherheit: umlaufende Notaus-Reißleine
• 5 Sicherheits-Laserscanner

Fraunhofer-Institut
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