Fahrerlose Transportfahrzeuge, die auch unter dem englischen Begriff Automated Guided Vehicles (AGV) bekannt sind, werden häufig in Lagern zur Durchführung logistischer Handlungen eingesetzt. Dazu gehören zum Beispiel das Fördern von Ladungen von sehr hohen Regalen auf ein Förderband oder das Kommissionieren von Paletten. In diesem Artikel erörtern wir den Einsatz von Laser-Abstandssensoren in fahrerlosen Transportfahrzeugen: welche Möglichkeiten gibt es und welcher Sensor ist für Ihre Situation geeignet?
Wie funktioniert ein Laser-Distanzsensor in AGVs?
Fahrerlose Transportfahrzeuge bewegen sich sowohl horizontal wie auch vertikal, um zum richtigen Regal zu navigieren und zum Beispiel auch eine höhere gelegene Palette zu erreichen. Hochkommissioniergeräte können eine Palette in bis zu 12 Meter Höhe erreichen. Um diese Navigation durch die Regale und die diesbezügliche Positionierung reibungslos verlaufen zu lassen, brauchen fahrerlose Transportfahrzeuge Informationen über die Umgebung. Mit den Laser-Abstandssensoren erfolgt das schrittweise wie im Weiteren dargestellt:
1. Aussenden eines Laserbündels
2. Empfangene Reflexion
Die befestigten Laser-Abstandssensoren senden mit hoher Frequenz Laserbündel aus. Ein Bündel trifft auf ein Hindernis, wie eine Person, ein Regal oder ein anderes Transportfahrzeug. Die Bündel werden nicht nur zur Erkennung auf horizontaler Ebene eingesetzt, sondern auch zum vertikalen Detektieren. Die Laser-Abstandssensoren sind dank einer Reichweite zwischen 30 Meter und bis zu 600 Meter, abhängig vom Modell und der Anwendung, außerordentlich gut dafür geeignet.
Das Objekt, auf das der Laserbündel trifft, wird reflektiert. Die Reflexion dient als Input für den Sensor mit dem er nicht nur die Objekte und Personen detektiert, sondern auch die relative Entfernung zu ihnen erfassen kann. Diese Reflexion wird durch die Optik zum integrierten Lichtsensor geleitet.
3. Signalverarbeitung
4. Output
Die empfangene Reflexion ist beim Lichtsensor angekommen, der ihre Auswertung ermöglicht. Auf Grundlage des Zeitverlaufs zwischen dem Aussenden des Lichtbündels und dem Empfangen der Reflexion kann die Entfernung ermittelt werden. Dieses Prinzip wird Laufzeitverfahren oder Time-of-Flight genannt. Wenn die Entfernung zu einem Objekt bekannt ist, kann bestimmt werden, ob es sich dabei um einen zulässigen Wert handelt. Beim Vorbeugen von Zusammenstößen wird damit die Frage beantwortet, ob es ein sicherer Abstand ist oder nicht.
Wenn das Signal verarbeitet wurde und der Sensor durch die Beurteilung der Werte anhand im Voraus eingestellter Parameter bestimmt hat, dass der Abstand sicher ist, kann das fahrerlose Transportfahrzeug weiterfahren. Das erfolgt durch das Output-Signal, das der Sensor an das Fahrzeug weiterleitet. Im Fall eines Objekts, das sich zu nahe bei dem Fahrzeug befindet, erhält das Fahrzeug einen anderen Output vom Sensor, wodurch es abbremsen oder unverzüglich anhalten kann.
Beispiele für Anwendungen
Die Lagergrößen reichen von konventionellen (6-10 Meter Höhe) bis zu Hochregallagern mit bis zu 40 Metern Höhe. Die nachfolgend beschriebenen Anwendungen kommen in diesen Lagern, abgesehen von ihrer Größe, vor. Laser-Distanzsensoren, die in diesen Anwendungen eingesetzt werden, tragen zur logistischen Optimierung Ihres Lagers und Ihrer Lagerabläufe bei.
Positionierung zur Optimierung der Logistik
Erkennung von Objekten
Für die Arbeit in Pick-and-Place-Anwendungen von FTS bieten sich Laser-Distanzsensoren an, weil sie nicht nur sehr große Entfernungen abdecken können, sondern dies auch sehr schnell und äußerst genau tun. Mit den Lasersensoren können Entfernungen von bis zu 3.000 Metern überbrückt werden, wobei die Messgenauigkeit bis auf den Millimeter genau ist. Dadurch werden Prozessfehler vermieden, die Zeitverluste bedeuten.
Mit Laser-Distanzsensoren ausgestattete FTS können so innerhalb des Lagers positioniert werden. Dadurch weiß der Bediener, aber auch das FTS, wo es sich befindet. So wird sichergestellt, dass das FTS seinen Weg zu den gewünschten Regalen und Paletten findet.
Anti-Kollision durch Hinderniserkennung
Personendetektion (Sicherheit)
Während der Navigation zur richtigen Palette oder zum richtigen Regal muss auch auf die Hindernisse und Objekte geachtet werden, auf die das FTS trifft. Laser-Distanzsensoren ermitteln den Abstand zu einem Hindernis und können die Geschwindigkeit entsprechend anpassen, um eine Kollision zu vermeiden. Dies verhindert Unfälle und Fehler, die durch FTS verursacht werden, und spart unnötige Kosten in Form von Zeit und Geld, die durch Schäden und Ausfallzeiten entstehen.
Die Laser-Distanzsensoren können nicht nur Objekte, sondern auch Personen erkennen. Durch ihren Einsatz können Körperverletzungen verhindert werden, indem die FTS verlangsamt oder angehalten werden, wenn eine Person in einem Bereich erkannt wird, in dem die Fahrzeuge verkehren. Der Laser-Distanzsensor bildet eine Grundlage für den Personenschutz, aber für eine vollständige (zertifizierte) Sicherheit gibt es den Bereich innerhalb Maschinensicherheit.
Welcher Sensor ist der richtige für Ihr Problem?
Nachfolgend finden Sie einen Überblick über unsere verschiedenen Sensorlösungen und ihre Anwendbarkeit in den oben genannten Anwendungsbeispielen, aber auch über die Unterschiede zwischen ihnen:
*) Maximaler Messbereich auf natürlichen Substraten
**) Maximaler Messbereich auf Zieltafel und/oder Reflektor
