Bewegen, sichern und steuern

Autonome fahrerlose Transportfahrzeuge bei Volkswagen sind mit Sicherheits-Laserscannern ausgerüstet

Leuze electronic GmbH + Co. KG

Die hohe Nachfrage nach dem neuen Volkswagen Tiguan brachte den Umbau einer Produktionslinie bei Volkswagen in Wolfsburg mit sich. Davon betroffen war auch das fahrerlose Transportsystem für die Cockpit-Montage. Es entstammt aus dem Systembaukasten von SEW-EURODRIVE und gewährleistet aufgrund einer kontaktlosen Energieübertragung maximale Anlagenverfügbarkeit und durch den Sicherheits-Laserscanner von Leuze electronic einen optimalen Personenschutz.   Die Bestellzahlen übertrafen alle Erwartungen – die Nachfrage nach dem Sport Utility Vehicle (SUV) Tiguan war von Anfang an sehr groß. Bereits vier Monate nach der Markteinführung ging die 100.000ste Bestellung bei Volkswagen ein. Um den Lieferzeiten gerecht zu werden, stellte Volkswagen eine der bereits existierenden und produzierenden Montagelinien im Stammwerk in Wolfsburg auf die Produktion des Tiguan um; mit einer Fertigungskapazität von 450 Fahrzeugen pro Tag.  Effizienter Ablauf
Ein Teil dieser erweiterten Montagelinie dient der Cockpitfertigung. Die besondere Herausforderung bei der Planung und der Realisierung der Cockpitfertigung war, die Betriebsmittel inklusive der Fördertechnik mit autonomen fahrerlosen Transportfahrzeugen optimal auf die Mitarbeiter abzustimmen und den Fertigungsablauf so flexibel zu gestalten, dass die Montage mehrerer Fahrzeugtypen auf der Linie gefahren werden können. Dieses Ziel wurde erreicht: Auf einem Rundkurs mit einer Streckenlänge von 190 m durchfahren die autonomen fahrerlosen Montagewagen verschiedene Stationen, auf denen Stück für Stück das Cockpit des Tiguan zusammengesetzt wird. Am Ende der Cockpit-Montage läuft die Strecke parallel zu einer Skid-Anlage, auf der die Karosserien des kompakten SUV gefördert werden. Ein Roboter versieht die Cockpits mit einer Klebstoffraupe, anschließend fährt der Montagewagen zur Einbaustation. Hier werden die Cockpits von einer Handlingeinheit entnommen und in die Karosserie eingesetzt. Der leere Montagewagen wird einige Meter weiter wieder mit dem Grundmodul des Cockpits „beladen“ und der Montagevorgang wiederholt sich. Während des gesamten Montagevorganges überwacht ein Sicherheits-Laserscanner auf jeden Montagewagen dessen Fahrweg und sorgt somit für die Sicherheit der Mitarbeiter und einen reibungslosen Montageablauf.   Lösung aus dem System-Baukasten
Die berührungslose Energieversorgung des fahrerlosen Transportsystems war eine feste Vorgabe von Volkswagen an SEW-EURODRIVE. Der Antriebsspezialist aus Bruchsal rüstete 30 fahrerlose Montagewagen für den Zusammenbau des Cockpits so um, dass eine kontaktlose Energieübertragung möglich war. Die Lösung nennt sich MAXOLUTION AGV (Automatic Guided Vehicle).   Kontaktlose Energieübertragung
Die fahrerlosen Montagewagen bestehen aus einem Zugfahrzeug und einem Teileträgeranhänger. Die Energieversorgung der AGV-Fahrzeuge basiert standardmäßig auf dem Prinzip der induktiven Energieübertragung mit dem Energieversorgungssystem MOVITRANS. Dabei wird die Energie von einem fest verlegten Leiter auf ein oder mehrere AGV-Fahrzeuge kontaktlos übertragen. Ein weiteres großes Plus: diese Art der Energieübertragung ist wartungs- und verschleißfrei sowie unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen und zudem völlig berührungssicher.   Unterwegs mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten
Während des Montagevorgangs fahren die Montagewagen nicht mit einer kontinuierlichen Geschwindigkeit, sondern die Strecke ist in vier Geschwindigkeitszonen aufgeteilt. In der Fließfertigung müssen die Wagen die vorgegebene flexibel einstellbare Taktgeschwindigkeit einhalten. Zwischen der letzten Montagestation und der Wartestation vor dem Kleberoboter bewegt sich der Wagen mit hohen Geschwindigkeiten von 30 m/min. Die Klebe- und Einbaustation wird dann wieder mit einer niedrigen Geschwindigkeit von 3 m/min befahren. Ist der Montagewagen von seiner Last befreit, fährt er mit Höchstgeschwindigkeit zum Anfang der Montagelinie.
Auf der gesamten Strecke müssen die Wagen zudem einen Mindestabstand von 80 cm einhalten, damit die Mitarbeiter problemlos zwischen den Wagen durchgehen können. Diese Zugänglichkeit von allen vier Seiten war der Grund für Volkswagen, anstatt einer Elektrohängebahn ein fahrerloses Transportsystem einzusetzen.
Bei jeder der einzelnen Montageschritte wird die Fahrt des Montagewagens mit einem Sicherheits-Laserscanner ROTOSCAN RS4 gesichert. Das kleine Gerät, einfach in die Frontpartie des Fahrzeugs integriert, überwacht dabei mit seinen flexiblen Schutzbereichen unauffällig den Fahrweg und damit die Sicherheit der an der Montagelinie tätigen Mitarbeiter. Hierdurch wird weder der Montageablauf beeinflusst noch die geforderte Bewegungsfreiheit an der Anlage eingeschränkt.   Es muss auch ohne SPS gehen
Die Forderung eines autonomen Betriebs ohne übergeordnete Steuerung erfüllte SEW-EURODRIVE mit MOVIVISION, einer objektorientierten Parametriersoftware, die speziell auf die Anforderungen komplexer Produktions- bzw. Fördersysteme zugeschnitten ist. Mit vorgefertigten Objekten ließen sich die Flurförderfahrzeuge über eine einfache Parametrisierung schnell in Betrieb nehmen.
Durch „Safety on bord“ wird dieser autonome Betrieb jedes einzelnen Montagewagens zusätzlich unterstützt. Jeder Wagen wird mit einem eigenen Sicherheits-Laserscanner überwacht und im Bedarfsfall gestoppt. So entsteht ein völlig autarkes Einzelsystem, das zu jeder Zeit dem Gesamtsystem hinzugefügt oder auch entnommen werden kann.