Bild 01: Turcks sensorbasierte Gesamtlösung sichert einen reibungslosen Betrieb der FTS rund um die Uhr. (Quelle: Turck)
Die Proferro NV zählt mit über 80 Jahren Erfahrung zu den führenden Spezialisten für Metallverarbeitung. Das Unternehmen mit Hauptsitz im belgischen Ypern fertigt Gussteile nach Maß und bietet darüber hinaus Dienstleistungen wie Gusseisenproduktion, spanende Bearbeitung, Montage und Co-Engineering für Hersteller von Agrarmaschinen oder Bergbauausrüstung, Kompressoren, Textilmaschinen und andere. Mit seinem Fokus auf Qualität und Innovation gilt Proferro als zuverlässiger, langfristiger Kooperationspartner und weltweiter Partner für OEMs. Ein umfangreicher Maschinenpark (mehr als 100 CNC-gesteuerte Maschinen) und ein engagiertes Team von rund 600 Mitarbeitern sind Grundlage für den Erfolg.
Ersatz von Gabelstaplern durch FTS
Um die Sicherheit und Ergonomie für die Mitarbeiter zu optimieren und Produktions- und Logistikprozesse effizienter zu gestalten, plante das Unternehmen die Einführung einer Flotte fahrerloser Transportfahrzeuge (FTS). Diese sollten die bislang eingesetzten gasbetriebenen Gabelstapler ersetzen: Denn die Staplerfahrer mussten immer wieder nach den richtigen Teilen im Lager suchen und hier-für viel manuell scannen, was häufig zu Fehlern und Verzögerungen geführt hat. Die FTS sollten nun die Zu- und Abfuhr von Gussteilen zu CNC-Maschinen automatisieren und möglichst vollautomatisch arbeiten, um Zeitverluste und Fehler durch manuelle Tätigkeiten auszuschalten (Bild 1). Die Herausforderung bestand darin, eine robuste und zuverlässige Lösung zu entwickeln, die auch in der staubigen Produktionsumgebung eines metallverarbeitenden Betriebs zuverlässig funktioniert.
Robuste Lösung für staubige Umgebung
Zur Realisierung der genannten Anforderungen wird sowohl zuverlässige Sensorik als auch ein robustes System zum Erfassen, Sichern und Übertragen der Daten an übergeordnete Systeme benötigt. „Unser Ziel war eine automatisierte Logistiklösung, die eine just-in-time-Lieferung der Teile an die Maschinen im benachbarten Produktionsbetrieb ermöglicht“, beschreibt Mathieu van Den Berghe, Transformationsmanager bei Proferro, die Aufgabenstellung. „Ein vollautomatisches Hochregallager gewährleistet bereits die Bereitstellung der benötigten Teile an den Abholplätzen. Die Produktion selbst jedoch stellte aufgrund der Staub- und Schmutzbelastung immer eine besonders herausfordernde Umgebung dar.“ Ein System zur sensorbasierten Datenerfassung und drahtlosen Übertragung muss diese Herausforderungen bewältigen und den reibungslosen Betrieb der FTS dauerhaft sicherstellen.
Da sich ein RFID-System mit Vision-Kameras aufgrund der Vielzahl der Teile als zu teuer erwies, hat Turck [1] eine integrierte Lösung mit Ultraschall- und Optosensorik sowie robusten I/O-Modulen, Switches und einem IIoT-Gateway vorgeschlagen: „Das Turck-Multiprox-Team machte uns schnell klar, dass Sensoren allein nicht ausreichen würden. Obwohl sie Signale zuverlässig erfassen können, bedarf es einer Gesamtlösung zur korrekten Datenübertragung an die Zielsoftware zur FTS-Steuerung“, erklärt M. van Den Berghe.
Die vorgeschlagene Gesamtlösung überzeugte durch ihre Einfachheit und Robustheit. Die Grundlage bilden Reflexionslichtschranken, Reflexionsultraschallsensoren QS18UPAQ8 mit Schaltausgang (Bild 2) und Reflexionslasersensoren mit einstellbarer Hintergrundausblendung. Als besonders effektiv erwies sich die Anbringung von Ultraschallsensoren unter den Regalen, denn so konnten Staubablagerungen vermieden werden. Zudem wurden Lichtschranken und Laser eingesetzt, um Paletten auf dem Boden zu erfassen.