Ein maßgeschneidertes Konzept

Ein maßgeschneidertes Konzept

Skalierbar und smart: FTS-Antriebstechnik mit System

Fahrerlose Transportsysteme, autonom-mobile Carts, Roboter und Shuttle-Fahrzeuge sowie freifahrende Transportplattformen gehören mehr denn je zum Bild einer modernen Intralogistik in Fabriken, Lagern und Distributionszentren. So vielfältig die Einsatzszenarien sind, so vielfältig sind auch die Anforderungen an die Fahrzeuge – und an Fahrzeugkomponenten wie die Fahrantriebe.

1. Wittenstein
2. Direkt in die Räder integrierte, platzsparende Motor-Getriebe-Einheiten sind – neben den leistungsgerechten Servoreglern –wesentlichen Bausteine der Servoantriebssysteme. (Quelle: Wittenstein)
3. Die zweite maßgebliche Komponente des Antriebsbaukastens sind smarte Servoregler der „Cyber Simco Line“: Sie sind in vier Leistungsklassen von 250 Watt bis 2.000 Watt verfügbar. (Quelle: Wittenstein)
5. Das „Cyber iTAS System“ wird beispielsweise als eine maßgeschneiderte Antriebslösung in modularen Mini-Fahrzeugen zum Transport gestapelter Warenbehälter eingesetzt. (Quelle: Wittenstein)

Von den Fahrzeugherstellern werden in der Regel integrationsfertige Gesamtlösungen verlangt, in denen Merkmale, wie Kompaktheit, Leistungsdichte oder Energieeffizienz, nicht mehr als die Grundvoraussetzungen an das gewünschte FTS-Antriebssystem darstellen. Gefragt sind Know-how und Beratung hinsichtlich des fahrzeuggerechten Gesamtsystems aus einer Hand sowie der ineinandergreifenden Konzeption und Abstimmung der Antriebs- und Steuerungstechnik. Der optimale Antrieb soll technische Funktionalität mit schneller Verfügbarkeit und wirtschaftlicher Effizienz vereinen – ohne Schnittstellenrisiken im System und ohne Zusatzkosten, die die Projektierung und die Produktion von Fahrzeugen beeinträchtigen.

Verantwortung für die Gesamtlösung aus einer Hand

Modulare und skalierbare Antriebstechnik aus dem Baukasten als maßgeschneidertes und integrationsfreundliches Gesamtsystem aus einer Hand – das ist das Konzept der FTS-Servoantriebssysteme „iTAS“ von Wittenstein Cyber Motor. Es bietet Herstellern von autonom-mobilen Fahrzeugen unterschiedlichster Größe, Traglast und Funktion die Möglichkeit, die komplette Antriebseinheit leistungsgerecht zu skalieren und als montagefreundliches Gesamtsystem zu integrieren. Aufbauend auf dem Baukastenprinzip der Aktuatoren und der Servoregler können „iTAS“-Antriebssysteme kunden- bzw. applikationsspezifisch weiter individualisiert werden, beispielsweise bei der Gestaltung der mechanischen Fahrzeuganbindung, bei der Wahl der Getriebeuntersetzung, bei der Ausführung der Geber zur Geschwindigkeitsüberwachung oder hinsichtlich der Feldbus-Schnittstellen.

Entscheidend für das optimale FTS-Antriebssystem sind aber nicht alleine technische Daten, besondere Funktionalitäten oder bestimmte Ausstattungsmöglichkeiten der Antriebssysteme, sondern auch Know-how bei der Systemdimensionierung und der Bewertung möglicher Antriebslösungen und Auslegungsalternativen. Ob Montagelinie, Lagerbetrieb, Maschinenversorgung oder Krankenhauslogistik – die Expertise, die Applikationsingenieure, Mitarbeiter im technischen Vertrieb oder Entwickler bei Beratung, Auslegung, Inbetriebnahme und Service in unterschiedlichsten FTS-Projekten gesammelt haben, lässt sich in keinem Datenblatt darstellen und wohl in kaum einer Software hinterlegen. Gleichzeitig ist solches Fachwissen ebenso wichtig wie die verschiedenen antriebstechnischen Komponenten selbst und ihre optimale Abstimmung als System. Verantwortung für das Gesamtsystem aus einer Hand bedeutet somit, alle Facetten FTS-gerechter Antriebstechnik zu kennen und auch zu „können“. Denn erst die Kombination kompakter Servomotoren und intelligenter Servoregler im effizienten Zusammenspiel kann auch neue antriebstechnische Perspektiven für autonome Transportfahrzeuge eröffnen.

Integrierte Radantriebe für kleine und große Fahrzeuge

Die wesentlichen Bausteine des skalierbaren „iTAS“-Antriebssystems sind zum einen „Cyber iTAS“-Aktuatoren – vollständig in die Räder integrierte, platzsparende Servoaktuatoren. Sie bestehen aus einem Synchronservomotor sowie einem spielarmen Planetengetriebe und sind in vier Baugrößen und Ausstattungspaketen zur mechanischen und elektrischen Anbindung verfügbar. Die „Cyber iTAS“-Aktuatoren zeichnen sich als kompakte, weil kupplungslose Antriebseinheiten durch ein hohes Drehmoment, hohe Kippmomente und einen weiten Drehzahlbereich aus. Mit Stützlasten zwischen 280 und 2.000 Kilogramm decken sie auch hinsichtlich der Fahrzeuggröße ein breites Einsatzspektrum ab. Durch ihre kompakten Abmessungen, die sich konsequent am üblicherweise knappen Montageraum der Fahrzeuge orientieren, bieten sie in jeder Baugröße eine optimale Leistungsdichte.

Die andere maßgebliche Komponente des Antriebsbaukastens sind smarte Servoregler der „Cyber Simco Line“. Sie sind in vier Leistungsklassen von 250 Watt bis 2.000 Watt verfügbar – jeweils passend zu den „Cyber iTAS“-Aktuatoren. Zudem bieten sie eine Vielzahl von anwendungsspezifischen Hard- und Softwarefunktionen. Hierzu gehören unter anderem der Weitbereichs-Spannungseingang von 12 VDC bis 60 VDC für den Einsatz mit unterschiedlichen Energieversorgungssystemen und die integrierte Sicherheitsfunktion „Safe Torque Off“ (STO). Ein weiteres Sicherheitsmerkmal ist die Encoderemulation, bei der differenzielle Inkremental-Signale aus einem Resolver erzeugt und über den Encoderstecker ausgegeben werden können. Sie ermöglicht die Einrichtung einer redundanten Drehzahlüberwachung in der Sicherheitssteuerung des Fahrzeuges. Die adaptive Stromregelung gewährleistet eine automatische Anpassung des Stromreglers an die vorhandene Zwischenkreisspannung. Mit dem integrierten Beschleunigungssensor lassen sich Überbelastungen von Fahrzeugen, aber auch mögliche Kollisionen sicher erkennen. Sehr vielseitig ist die Konnektivität der Servoregler: CANopen, EtherCat, Profinet RT/IRT, TCP/IP gewährleisten eine reibungslose Integration in verschiedene Fahrzeugsteuerungen. Was die antriebs- und die steuerungstechnische Verkabelung betrifft, bietet der „iTAS“-Baukasten passende Anschlusskabel in verschiedenen Längen und mit industrietauglichen Steckern.

Skalierbares und modulares Antriebskonzept

Integrierte Radantriebe, hoch funktionale Regler, vorkonfektionierte Anschlusstechnik, passende mechanische Anbindungen – bei „iTAS“ ist alles für die Plug-and-Play-Integration als Gesamtsystem vorbereitet. Das skalierbare und modulare Antriebskonzept für FTS und andere autonom-mobile Fahrzeuge deckt einen breiten Leistungsbereich ab und ermöglicht eine individuelle Gestaltung kompletter Antriebsstränge ohne zusätzliche Entwicklungskosten. Sowohl die „Cyber iTAS“-Aktuatoren als auch die Servoregler der „Cyber Simco Line“ ermöglichen als hochintegrierte, kompakte Einheiten mehr Übersichtlichkeit und Flexibilität im Fahrzeugdesign. Die Abstimmung der Komponenten als antriebstechnische Systemlösung aus einer Hand reduziert den Aufwand in der Entwicklung wie auch bei der Umsetzung im Fahrzeug. Verteilte Engineering-Kompetenz auf mehrere Zulieferer wird vermieden. Dadurch verringert sich beim Fahrzeughersteller der Aufwand von der Projektierung bis zur Umsetzung. Die funktionale Integration und der Gesamtausnutzungsgrad sind hoch – der Wirkungsgrad ist höher als die bloße Verbindung von Einzelkomponenten von oftmals unterschiedlichen Herstellern. Dies wirkt sich zum einen positiv aus auf antriebstechnische Leistungsmerkmale. Zum anderen profitiert die Produktivität, denn ein hoher Wirkungsgrad bedeutet auch längere Fahrzyklen, weniger Zeitaufwand für das Nachladen der vom Fahrzeug mitgeführten Energiespeicher und damit mehr logistische Verfügbarkeit und Produktivität.

Technische Logistik 05/2020