Zukunftsweisende Outdoor-Anwendung – automatisierter Gabelstapler übernimmt Materialhandling

Bei Ostendorf Kunststoffe GmbH unterstützen jetzt automatisierte Stapler die Logistikkette und übernehmen mühsame, repetitive und unattraktive Aufgaben im Außenbereich. Dabei stand man anfangs vor der Herausforderung, den sicheren und effizienten autonomen Betrieb im Outdoor-Bereich zu ermöglichen. Doch die erfolgreiche Umsetzung mit einem durchdachten Sensorikkonzept gelang dank der Zusammenarbeit von drei ausgewiesenen Spezialisten für Industrieautomatisierung: dem Staplerexperten Linde Materialhandling, dem erfahrenen Automatisierer Götting und dem Marktführer für Industriesensorik SICK.

Der Trend zur Automatisierung von Flurfördergeräten im Außenbereich nimmt weiter Fahrt auf. Gründe sind nicht nur die gestiegenen Anforderungen an Produktivität und Sicherheit, sondern vor allem der gravierende Fachkräftemangel. Als einer der Pioniere der Branche hat die Götting KG vorausschauend schon vor über zwei Jahrzehnten mit der Gründung eines innovativen Geschäftsbereichs, der Abteilung „FOX“, ihr Angebotsspektrum um die Automatisierung von Seriennutzfahrzeugen erweitert. Doch erst mit der momentanen gravierenden Zuspitzung der Personalsituation in den produzierenden Branchen ist die Nachfrage auf das jetzige hohe Niveau geklettert, erläutert Felix Weiß, Leiter Flurförderzeuge, Götting: „Wir haben mittlerweile eine geradezu dramatische Personalknappheit in den Unternehmen. Besonders in der Lagerlogistik fehlen Staplerfahrer, da deren Aufgabengebiet in der Regel wenig anspruchsvoll und stark repetitiv ist. Darüber hinaus erscheint der Schichtbetrieb wenig attraktiv. Eine Lösung des Problems bietet die Automatisierung von Staplern auch im Außenbereich, sie generiert einen schnellen Benefit und verhilft in letzter Konsequenz den Unternehmen im harten Wettbewerb zu bestehen.“

Zukunftsfähig dank Automatisierung

Um zukunftsfähig zu bleiben, setzt deshalb auch die Ostendorf Kunststoffe GmbH auf fahrerlose Transportsysteme. Seit mehr als 50 Jahren zählt das Unternehmen zu den führenden Herstellern von Abwasserrohrsystemen in Deutschland und will diese Marktposition mit kontinuierlichen Investitionen in die Automatisierung seines Materialflusses weiter ausbauen.

Auf dem Werksgelände in Vechta übernehmen seit kurzem automatisierte Stapler das Handling und den Transport des Materials. Dazu wurde ein Linde E20 LI-Ion Gabelstapler mit Sensorik von SICK so umgerüstet, dass er Lastenhandling und Transport selbständig ohne Benutzerinteraktion nach einer definierbaren Prioritätenliste ausführen kann. Das AGV arbeitet ohne Leitsteuerung und erstellt sich seine Transportaufträge selbstständig über Sensormeldungen an die Fördertechnik. Zunächst wird kartonierte Ware auf EU-Standardpaletten über Rollen- und Kettenförderer vor den Produktionshallen bereitgestellt. Die automatisierten Gabelstapler holen die beladenen Paletten dort selbstständig ab. Sie transportieren das Material im Outdoor-Bereich auf vordefinierten Routen zum Zwischenlager und übergeben es zur Einlagerung an die Fördertechnik. In der aktuellen Ausbaustufe verbindet das AGV drei Quellen mit einer Senke, ohne dass ein Mensch eingreifen muss. Die Erweiterung der Anlage um eine Quelle und zwei Senken ist in der Umsetzung.

Wetterunabhängig mit passendem Sensorkonzept

Dabei spielen die Wetterbedingungen im Outdoorbereich für den Stapler so gut wie keine Rolle mehr. Weder Niederschläge, Pollen- und Blätterflug oder starke Sonneneinstrahlung behindern die Sicherheit und Funktionalität des automatisierten Fahrzeugs.

Möglich wird diese Wetterunabhängigkeit durch ein Sensorkonzept, das alle Applikationsparameter nach eingehender Analyse berücksichtigt. Dazu gehören neben Fahrzeugtyp und Transportgut auch der jeweilige Einsatzort und die Routen. Das Konzept bei Ostendorf hat Götting zusammen mit Linde und SICK erarbeitet und dann die optimale Sensoriklösung implementiert. Felix Weiß begründet die Entscheidung für die Sensorik von SICK: „Die Lösungen des führenden Safety-Anbieters erfüllen alle aktuellen Rahmenbedingungen in der Industrieautomatisierung mit einer klaren Regelung der Produkthaftung für den Außenbereich.“

 

Zuverlässige Outdoor-Sensorik für Schutz von Mensch und Material

„Beim Personenschutz setzt die Firma Götting auf den Sicherheitslaserscanner outdoorScan3 und die Sicherheitssteuerung Flexi Soft, beim Kollisions- und Maschinenschutz auf den Laserscanner TiM“, erläutert Daniel Salas, Key Account Manager Mobile Platforms, SICK.

Um die Paletten positionsgenau aufzunehmen und wieder abzugeben, „peilt“ sich der automatisierte Gabelstapler mit den integrierten Sicherheitslaserscannern oS3 in Bodennähe auf Marken an der Förderanlage. Der Lastumschlagbereich ist als Gefahrbereich ausgewiesen. Im beladenen Zustand wird grundsätzlich rückwärts gefahren, damit die Ladung bei einer Notbremsung nicht verrutschen kann oder gar abgeworfen wird. Der Sicherheitslaserscanner outdoorScan3 sorgt dabei für zuverlässigen Personenschutz dank intelligenter Algorithmen und der Scantechnologie safeHDDM®. Für die Konturnavigation scannt er die Umgebung in einem Radius von 275° und liefert die Abstandswerte via Ethernet an das System. Die Daten werden auf Systemebene gefiltert und für die Feinpositionierung, z. B. beim Parken, bei der Ladungsaufnahme und -abgabe und an der Fahrzeugladestation verwendet.

Die 2D-LiDAR-Sensoren TiM am Dach des Fahrzeugs sind für die Seitenabsicherung verantwortlich. Mit Schutzfeldern parallel zum Fahrzeug wird unerwünschter Zugang zum Fahrzeug, die Kollision mit Objekten, die seitlich in den Fahrweg ragen sowie seitliche Kollisionen verhindert. Die Sensoren bieten für die Feldauswertung und Messdatenausgabe eine hohe Performance mit einer Reichweite bis 25 Meter und einem Arbeitsbereich bis 270°. Die Fahrzeuge und deren Steuerung und Sensorik sind darauf ausgelegt, auf keinen Fall mit der Umgebung zu kollidieren.

Dieses hohe Maß an Kollisionsschutz lässt sich aus heutiger Sicht bei einem bemannten Stapler kaum erreichen. Material und Gerätschaften werden geschont und ihre Lebensdauer verlängert. Der automatisierte Stapler erfährt überdies eine hohe Akzeptanz bei den Mitarbeitern. Das Personal fühlt sich rundum sicher, selbst wenn sich die automatisierten Gabelstapler mit manuellen Staplern, Lkws und Mitarbeitern in der gleichen Umgebung bewegen.

Smartes Zubehör sorgt für verbesserte Sensorperformance

Um die funktionale Sicherheit und Verfügbarkeit auch bei widrigen Verhältnissen noch weiter auszubauen, bietet SICK smartes Zubehör wie den airWiper, der mit Druckluft Wassertropfen auf der Optikhaube des outdoorScan3 entfernt. Auch intelligente Softwarekomponenten bieten positiven Einfluss auf die Leistungsstärke: Das Sicherheitssystem AGV Dynamic Weather Assist mit einer wetterabhängigen dynamischen Schutzfeldumschaltung erlaubt einen kontinuierlichen Betrieb selbst bei wechselnden Wetterbedingungen mit Regen oder Schneefall. Die Stapler reduzieren dann ihre Geschwindigkeit und fahren mit robusteren Schutzfeldern, womit ungeplante Fahrzeugstopps und damit wetterbedingte Unterbrechungen des Materialflusses vermieden werden.

Felix Weiß ist von der Lösung überzeugt: „Unsere Applikation zeigt, dass nicht nur Indoor-, sondern jetzt auch Outdoor-Logistik lückenlos automatisierbar sind. Die integrierten Sicherheitsmechanismen sind zuverlässig und gewährleisten einen reibungslosen, risikofreien automatisierten Materialfluss. Außerdem ermöglicht uns das System, flexibel auf Spitzenzeiten zu reagieren und Kapazitäten schnell anzupassen. So gestalten wir in enger Kooperation mit SICK die „autonome“ Zukunft.

 

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