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Expertenbeitrag

Dr. André Schmiljun

Dr. André Schmiljun

Mitarbeiter Presse & Öffentlichkeitsarbeit, InSystems Automation GmbH

Use Case Selbstfahrende Transportroboter im Außenbereich bei Seat

| Autor / Redakteur: Dr. André Schmiljun / Sebastian Human

Bis beim spanischen Autohersteller Seat Autos vom Band rollen, die ohne Fahrer im Straßenverkehr auskommen, wird es wahrscheinlich nicht mehr lange dauern. Einen kleinen Vorgeschmack auf diese Zukunft bietet der Konzern jetzt schon auf dem eigenen Werksgelände in Mortell.

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Im Seat-Werk im spanischen Mortell bewegen sich bereits acht Transportroboter autonom durch den Außenbereich des Werksgeländes.
Im Seat-Werk im spanischen Mortell bewegen sich bereits acht Transportroboter autonom durch den Außenbereich des Werksgeländes.
(Bild: Asti Mobile Robotics)

Hier in Katalonien erledigen erstmals acht autonome Transportroboter vom Typ Tribot der Firma Asti Mobile Robotics den Transport. Die Fahrzeuge verfügen über SLAM-Navigation, die zugleich lokalisiert und Umgebungskarten erstellt. Außerdem sind die Fahrzeuge 4G-kompatibel und verfügen über ein induktives Batterieladesystem. Transportiert werden Fahrzeugseitenteile sowie Heckklappen und Türen auf einer 3,5 km langen Strecke.

Aufgabenstellung und Kundennutzen

Für das Seat Werk in Martorell hat Asti Mobile Robotics ein fahrerloses Transportsystem (FTS) zum Transport von Fahrzeugteilen entwickelt. Die Transportroboter sollen im Außenbereich fahren und die Montagewerkstätten auf dem Produktionsgelände verbinden.

Durch den Einsatz der Transportroboter konnte der manuelle LKW- und Traktorverkehr deutlich reduziert werden.

Vor der Installation des FTS erledigten Lastkraftwagen und Traktoren den Transport der schweren Bauteile auf dem Gelände. Hierdurch entstanden häufig auch Staus und unnötige Abgase.

Das Projekt

Das Seat Werk in Martorell kommt seinem erklärten Ziel der Schaffung einer möglichst nachhaltigen, digitalisierten und intelligenten Fabrik immer näher. Als erstes industrielles Fertigungsunternehmen in Europa setzt Seat im Außenbereich fahrerlose Transportfahrzeuge (FTFs) ein, die über SLAM-Navigation (Simultane Positionsbestimmung und Kartenerstellung), 4G-Datenverbindung und induktive Batterieladung verfügen.

Die Outdoor-SLAM-Navigation funktioniert ähnlich wie die Indoor-Variante. Sie basiert auf dem Ansatz, dass Roboter dank Kamera und Sensoren wie Lidar (Light Detection and Ranging) relative Messungen der Umgebungsgeometrie vornehmen. Die Position des Roboters wird zu Beginn der Messung als Ausgangspunkt eines Koordinatensystems gewählt. Auf der Grundlage der Messdaten wird dann simultan eine Karte der Umgebung erstellt und kontinuierlich erweitert. Der Roboter misst in der Regel dabei auch seine Bewegungen, indem er auf Geschwindigkeits-, Lenkwinkel und Gyroskopdaten zugreift. Im Fall der Outdoor-Fahrzeuge müssen allerdings die Ingenieure vor Ort das Wetter im Blick behalten. Je nach Wetterlage werden die Laser-Scanner mit einem speziellen Filter konfiguriert. Zudem unterstützen Reflektoren auf der Transportstrecke bei der Navigation.

Derzeit sind im Außenbereich der Produktionsstätten im Werk Martorell acht fahrerlose FTFs im automatisierten Betrieb unterwegs. Die neuen Fahrzeuge erweitern den bereits vorhandenen Fuhrpark aus 200 FTFs, die den Teiletransport bereits innerhalb der Montagewerkstätten in den Werken Martorell und Barcelona übernehmen.

Jedes Outdoor-FTF bildet zusammen mit seinen Wagen einen 25 Meter langen Konvoi, hat eine Transportkapazität von maximal 10 Tonnen und legt Strecken von je 3,5 Kilometern zurück. Insgesamt fahren die acht FTFs pro Tag 240 Kilometer. Dank der SLAM-Navigation müssen weder Magnetbänder noch Drähte diese Fahrzeuge führen, sodass geringe Wartungskosten anfallen. Außerdem lassen sie sich vielseitig auf neuen Strecken einsetzen und es sind keinerlei Baumaßnahmen für ihre Installation erforderlich. Derzeit werden zwei Routen zwischen Presswerk und Metallwerkstatt bedient, auf denen Fahrzeugseitenteile sowie Heckklappen und Türen transportiert werden. Dadurch entfällt der Lkw-Verkehr zwischen diesen Einrichtungen.

Um den Verkehr auf dem Gelände zu regeln, wurde ein Ampelsystem entwickelt, mit dem die Outdoor-FTF kommunizieren können. Nähert sich ein FTF einer Ampel, erhält es automatisch Vorfahrt. Ein spezieller Sicherheits-Laserscanner für den Außenbereich (Sick outdoorScan3) gewährleistet zudem den erforderlichen Personenschutz auch bei ungünstigen Wetterbedingungen. Überquert beispielsweise eine Person einen der Fußgängerüberwege, stoppt das Fahrzeug. Die Fahrzeuge bewegen sich dabei mit einer Geschwindigkeit von etwa 1250 mm/s. An den Anhängern wurden außerdem Nothalttaster angebracht.

Jedes der Outdoor-FTF verfügt über eine Lithium-Ionen-Batterie, die einen Einsatz von bis zu 16 Stunden ermöglicht. Das Laden der Batterien erfolgt induktiv an den Übergabestationen.

Der Flotte an Outdoor-FTFs ist eine Senkung des jährlichen CO2-Ausstoßes um 1,5 Tonnen zu verdanken, da diese Teile bisher von einem Lkw und einem Traktor transportiert wurden. Darüber hinaus stapeln sich am Start- und Endpunkt weniger Waren und der werksinterne Fahrzeugverkehr wird verringert. Entwickelt wurde das Projekt in Zusammenarbeit mit Asti Mobile Robotics und Telefónica.

Mit diesem Projekt verbessert Seat seine Effizienz und macht große Schritte in Richtung seines Ziels, das Werk in Martorell in eine Smart Factory umzuwandeln.

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