Die Getränkeindustrie ist prädestiniert für einen automatisierten Transport und Materialfluss – zumal bei den Lagerprozessen in dieser Branche häufig große Stückzahlen gleichförmiger und gut stapelbarer Ware anfallen. Gängig sind hier Blocklagersysteme mit einem hohen Raumnutzungsgrad und einer hohen Flexibilität bei vergleichsweise geringen Kosten. Letztere lassen sich durch automatisierte Prozesse weiter senken, der Betreiber spart Zeit und reduziert damit nicht zuletzt mögliche Fehlerquellen. Darüber hinaus tragen geeignete Technologien dazu bei, viele Prozesse auch ergonomischer zu gestalten.

Damit ein FTS unter dem Strich die gewünschten Ergebnisse bringt, sind im Rahmen der Systemauslegung zunächst eine Reihe von Kernfragen zu klären:

• Welche Last soll wie transportiert und übergeben werden?
• Wie beweglich muss das Fahrzeug sein beziehungsweise wie viel Platz steht zur Verfügung?
• Wie lang sind die Wegstrecken? 
• Wie viele Transporte werden pro Stunde getätigt?
• Welche Spurführung oder Navigation ist am besten geeignet?
• Wie sieht das Energiekonzept in Abhängigkeit von der Einsatzdauer aus?
• Gibt es besondere Sicherheitsaspekte oder schwierige Umweltbedingungen?
• Reicht eine einfache Rufsteuerung mit Verkehrsregelung aus oder ist eine komplexe Leitsteuerung mit vielfältigen Funktionen wie etwa einem Lagerverwaltungssystem erforderlich?

Ein Beispiel: Die konkrete Aufgabenstellung eines Unternehmens aus der Getränkeindustrie lautete, ein FTS für ein Blocklager zu entwickeln, das 10.000 Paletten auf 80 × 80 Metern Lagerfläche fassen kann. Die Paletten sollten auf vier Ebenen automatisch und präzise übereinandergestapelt werden. Dabei musste die oberste Palette in ca. 5,2 Metern Höhe abgestellt oder wieder aufgenommen werden können. Ein großer Vorteil des Blocklagers ist die hohe Flexibilität: Da es komplett auf Regale verzichtet, lässt es sich ohne großen technischen Aufwand umbauen – sprich Lagerzeilen lassen sich beispielsweise verschieben und drehen.

Mit seiner Doppelgabel mit Zinkenverstellung ermöglicht der vollautomatisierte Gegengewichtsstapler den Transport von zwei Paletten gleichzeitig – für den Personenschutz sorgen vorne und hinten angebrachte Scanner.

© EK Automation

Als Lösung für diese Aufgabenstellung schlug das auf Transportrobotik-Lösungen für automatisierte Materialfluss- und Lagersysteme spezialisierte Unternehmen EK Automation mit Hauptsitz im niedersächsischen Rosengarten vollautomatisierte Gegengewichtsstapler vor, welche über einen Hub von 5,5 Meter verfügen und mit einer Doppelgabel mit Zinkenverstellung für den Transport von zwei Paletten gleichzeitig ausgestattet wurden. Konkret han­delte es sich dabei um Fahrzeuge aus der sogenannten Compact-Linie, deren Modelle für den mittelschweren Lastenbereich von bis zu 2.500 Kilogramm Lastgewicht optimiert sind. Der verwendete Compact GG zeichnet sich durch eine kompakte Bauform und ein Fahrwerk mit kleinem Wenderadius aus und bot sich damit ideal für den Einsatz in Blocklagern mit geringer Gangbreite an. Er erreicht Hubhöhen von bis zu acht Metern und eine Fahrgeschwindigkeit von bis zu 2 m/s vor- sowie rückwärts. 

Beim Compact GG lassen sich verschiedene Navigationsarten kombinieren. So wurde etwa im beschriebenen Fall eine Hybridnavigation eingesetzt, deren Steuerung über Laserscanner und Magnetpunkte erfolgt. Die Lasernavigation sorgt für die Positionsbestimmung, das heißt ein am FTF angebrachter Lasersensor ermittelt mithilfe der an verschiedenen Stellen in der Halle angebrachten Reflektoren die aktuelle Fahrzeugposition. Die Magnetpunktnavigation wiederum ist durch die entlang der Fahrspur im Boden eingelassenen Magnete für den Fahrtweg verantwortlich. Die Leitsteuerung übernimmt ein PC-Server, sämtliche Kommunikation wird über WLAN abgewickelt.

Ein wichtiger Aspekt einer FTS-Anlange ist nicht zuletzt das geeignete Energiesystem. Hier spielen Einflussfaktoren wie Einsatzdauer, Schichtbetrieb, Investitionskosten und Fußboden eine Rolle. Im gewählten Beispiel hat man sich letztlich für ein effizientes automatisches Batteriesystem mit automatischer Nach­ladung entschieden, das eine optimale Versorgung rund um die Uhr garantiert. 

Palettenerkennung in 3D

Eine Besonderheit des beschriebenen Falls ist die Höhe, die dieses Blocklager mit 5,2 Metern Übergabehöhe erreicht. Ermöglicht hat dies erst eine Neuentwicklung von EK Automation: Für ein präzises Stapeln in großer Höhe lassen sich deren Fahrzeuge mit einer 3D-Paletten­erkennung ausstatten. Diese erlaubt eine genaue Auswertung der Ist-Position der Palette und damit eine reproduzierbare Ein- und Auslagerung wie folgt: Der Stapler fährt die programmierte ­Soll-Position an, erstellt ein 3D-Foto und wertet dieses aus. Dann wird die Gabel­position seitlich und in der Hubhöhe ­entsprechend der Palettenposition justiert und das Fahrzeug nimmt die Palette sicher auf.

Gilt es ein Lager zu automatisieren, in dem auch Personenverkehr stattfindet, sind zudem besondere Sicherheitsmaßnahmen erforderlich. Hierfür hat EK Automation ein modulares Baukastensystem entwickelt, mit dem sich eine auf den Einsatzfall optimierte Kombination an Schutzvorrichtungen zusammenstellen lässt. Im Falle des Blocklagers werden die Fahrzeuge zum Schutz der Mitarbeiter vorne und hinten mit Personenschutzscannern ausgerüstet. Mit diesen Scannern, bei denen sich Warn- und Schutzfelder flexibel einstellen lassen, ist das Fahrzeug in der Lage, seine Umgebung genau abzutasten - auch wenn es mit den Zinken vorausfährt. Gerät eine Person oder ein Gegenstand in das Schutzfeld, bremst das FTF sanft ab. Im beschriebenen Fall, bei dem in vier Ebenen in die Höhe gestapelt wird, darf allerdings nur eingewiesenes Servicepersonal im Lager zugegen sein.

Grundsätzlich können mittels FTS automatisierte Lager in der Getränkeindustrie in unterschiedlichen Ausprägungen konzipiert werden: Von einzelnen Pufferzeilen für die Abgabe oder auch Aufnahme von bereitgestellten Paletten in der Produktion oder im Lager bis hin zu flächenfüllenden Pufferzeilen. Ein klassisches Beispiel ist die über drei Schichten laufende Produktion und ein über zwei Schichten laufender Warenausgang. Das Fahrerlose Transportsystem übernimmt dann beispielsweise in der Nachtschicht das Puffern der laufenden Produktion in einem Blocklager und stellt parallel die Waren für den Versand im Warenausgang bereit.

Autor:
Ronald Kretschmer ist Leiter Vertrieb & Marketing bei EK Automation.