Zur richtigen Zeit an der richtigen Stelle

Zur richtigen Zeit an der richtigen Stelle

Produktionsprozesse zwischen Robotern und Arbeitsplätzen flexibler verbinden

Anfang 2018 ist der weltweite Bestand an Elektrofahrzeugen auf 3,2 Millionen gestiegen. Für die meisten Automobilhersteller bedeutet die Umstellung der bestehenden Produktionssysteme auf Elektromobilität eine deutliche Zunahme an Komplexität in der Prozessautomation. Dafür, dass trotzdem alles zur richtigen Zeit am richtigen Ort ist, soll jetzt ein vielseitiges neues Transportsystem sorgen.

1. Der Shuttle Carrier fährt selbststeuernd und ohne Schiene als eine Art Verbindungsroboter auf dem Boden.  (Quelle: Montratec)
2. Das Shuttle Customer Specific transportiert unterschiedlichste Produkte bis zu einem Gewicht von 20 Kilogramm. (Quelle: Montratec)
3. Das Cleanroom Shuttle MSH4 CR wurde für Produktionen unter Reinraumbedingungen entwickelt.  (Quelle: Montratec)

Es gibt verschiedene Ansätze, wie Automobilhersteller mit den geänderten Herausforderungen zur Integration der E-Mobilität umgehen: Laut Firmenangaben setzt VW etwa auf spezialisierte Produktionsstätten für Elektrofahrzeuge, während die meisten Automobilhersteller ihre Fertigungsanlagen so umstellen, dass Elektrofahrzeuge zusammen mit Hybrid-, Benzin- und Dieselmodellen in einer Anlage produziert werden.

„Elektroautos benötigen, verglichen mit Benzin- und Dieselmodellen, neben Batterien auch besondere Antriebe und neuartige Heizungstechniken, da es weniger Abwärme als von Verbrennungsmotoren gibt,“ erläutert Sven Worm, Vorsitzender der Geschäftsführung der Montratec GmbH. „Mit unserem intelligenten Transport- und Shuttle-System ‚Montrac‘ und seiner Vielzahl an unterschiedlichen Shuttle-Typen können wir komplexe Produktionsprozesse zwischen Robotern und Arbeitsplätzen flexibler denn je miteinander verbinden“, so Sven Worm weiter.

Anlagenlayout für schwierige örtliche Gegebenheiten

Das modular aufgebaute Transportsystem besteht aus einem Aluminium-Monoschienensystem, auf dem sich vier unterschiedliche Shuttle-Typen selbstzentriert, autonom ge-steuert und mit integrierter Energieversorgung (On-Board Power Supply) auf der Monoschiene bewegen. Hinzukommen soll demnächst der „Montrac-Shuttle-Carrier“. Eine der jüngsten Entwicklungen der Montratec GmbH, die gerade auf der Messe Automatica vorgestellt wurde und sich zurzeit noch in der Testphase befindet.

Mit dem Shuttle-Carrier soll es erstmals möglich sein, das Schienensystem in feststehende Schienensegmente zu unterteilen, so dass Freiräume zwischen diesen und den angeschlossenen Arbeitsstationen für Fluchtwege, Transportstrecken und Gänge bleiben, ohne dafür den Produktionsprozess zu unterbrechen. „Der Shuttle-Carrier ermöglicht uns, nicht nur für Kunden mit schwierigen örtlichen Gegebenheiten ein kundenspezifisches Anlagenlayout zu entwickeln, sondern auch unterschiedliche Produktionslinien geschickt miteinander zu verbinden“, verdeutlicht Worm.

Der Shuttle-Carrier fährt selbststeuernd und ohne Schiene als eine Art Verbindungsroboter auf dem Boden und schaffe damit eine neuartige Verbindung zwischen schienengebundenen Produktionsplätzen. Den Abschluss des höhenverstellbaren Aufsatzes des Shuttle-Carriers bildet eine bewegliche Schiene, auf der leere oder bis zu einem Gewicht von 50 Kilogramm beladene Transport-Shuttles von einem feststehenden Schienensegment zum anderen gefahren und dort wieder auf die Schiene gesetzt werden. Damit im Produktionsprozess keine Wartezeiten entstehen und der Shuttle-Carrier permanent zur Verfügung steht, wird der Akku beim Andocken geladen.

Modulare Bauweise erlaubt jederzeit Systemerweiterungen

Das verzweigte Monoschienensystem aus geraden und richtungsändernden Schienen (von 90 oder 45 Grad) benötigt laut Montratec aufgrund von integrierten und elektrisch betriebenen Weichen, Kreuzungen und engen Kurven mit Minimalradien von 220 Millimetern wenig Platz, zudem können die Shuttles Steigungen bis zwölf Grad überwinden und Liftelemente Arbeitsstationen auf mehreren Ebenen miteinander verbinden. Auch eine Komplettmontage des gesamten Systems an der Decke ist möglich. „Die modulare Bauweise sowie die Kompatibilität der Komponenten zueinander erlauben jederzeit eine beliebige und unbegrenzte Systemerweiterung und damit auch eine kontinuierliche Anpassung an geänderte Prozessabläufe“, erklärt Worm.

Die Shuttles finden selbstständig ihr jeweiliges Transportziel

Sämtliche Transport-Shuttles kommunizieren unabhängig via Infrarot über das Kommunikationsmodul TC1-IRM (Intelligent Routing Module) sowohl mit den Arbeitsstationen als auch mit der Fahrstrecke und finden dank der intelligenten Steuerung selbständig das individuelle Transportziel auf dem verzweigten Monoschienen-System. Dank der intelligenten Materialflusskontrolle (Material Flow Controller) sind Bewegung und Status von jedem Shuttle bekannt. „Somit ist jedes Shuttle stets zur richtigen Zeit an der richtigen Stelle“, betont Worm. Die Anzahl an Shuttles auf der Schiene sowie die eingesetzten Shuttle-Typen sind beliebig wählbar und können individuell an den Produktionsprozess angepasst werden.

Mittels der sensorgesteuerten Sicherheitstechnik werden Hindernisse auf der Strecke erkannt und die integrierte Auto-Stopp-Funktion verhindert mit einer Präzision von unter einem Millimeter, dass es zu Stößen kommt. „Damit lassen sich auch empfindliche Bauteile erschütterungsfrei und laufruhig transportieren“, erläutert Worm und fügt hinzu: „Aufgrund des optimierten Sensormoduls der Shuttles der 5. Generation wird nun eine breitere Detektionsfläche gesehen und die Überwachung auch breiterer Werkstückträger gesichert.“

Integrierte Auto-Stopp-Funktion verhindert Zusammenstöße

Alle Shuttle-Typen, ob auf der Schiene oder auf dem Boden, erkennen, ob sich Personen oder Gegenstände nähern und stoppen automatisch. Somit können sowohl auf und neben der Schiene als auch auf der Bodenstrecke Hindernisse erkannt und Zusammenstöße verhindert werden. „Da jedes Shuttle mit einem Handgriff aus dem laufenden System entfernt oder ausgetauscht werden kann, ohne dafür die gesamte Anlage stoppen zu müssen, steht das System permanent zur Verfügung“, so Worm weiter. Darüber hinaus stelle die kontinuierliche Stromeinspeisung auf die Schiene sicher, dass die Shuttles nicht auf der Strecke stehen bleiben. Somit können Produktionsausfälle vermieden werden. (ck)

Technische Logistik 09/2018 PDF-Download (1.92 MB)