Damit Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) auf ihrem Weg durch die Fabrikhallen immer zielgerichtet anhalten und keinen Schaden an Material oder gar Personen verursachen, sind zuverlässige und exakt arbeitende Sicherheitsbremsen unabdingbar. Außerdem wichtig im Bereich E-Mobilität: die Reichweite. Je kleiner und leichter die Bauteile sind und je sparsamer Energie verbraucht wird, desto weiter kommen die Fahrzeuge. All diese Aspekte hat mayr® Antriebstechnik bei der Entwicklung seiner Sicherheitsbremsen im Blick.
Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) oder auch Automated Guided Vehicles (AGV) sind auf dem Vormarsch und haben mittlerweile einen festen Platz in der modernen Intralogistik eingenommen. Denn überall dort, wo standardisierte Transporte erfolgen, können Prozesse mit Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) – also dem Zusammenwirken mehrerer FTF über eine Leitsteuerung – automatisiert werden. Damit sie auf ihrem Weg durch die Fabrikhallen immer zielgerichtet anhalten und keinen Schaden an Material oder gar Personen verursachen, sind zuverlässige und exakt arbeitende Sicherheitsbremsen unabdingbar – gerade auch deshalb, weil eben kein Fahrer an Bord ist.
Anforderungen aus Normen und Richtlinien
Mayr Antriebstechnik bietet dafür ein breites Spektrum an Sicherheitsbremsen, denn neben dem bodennahen Fahrantrieb mit Batterie gilt es, auch Bewegungen z. B. von Robotikaufbauten oder Hubeinrichtungen abzusichern. FTF übernehmen heute eine Vielzahl an Aufgaben und die Einsatzbereiche sind vielfältig. Entsprechend umfangreich sind die Anforderungen. So muss das Bremssystem das FTF und ungebremste Anhänger etwa unter ungünstigen Bedingungen wie Geschwindigkeit, Gefälle, Nennlast etc. innerhalb der Sensorreichweite (Erkennung von Personen) zum Stillstand bringen und halten können. Außerdem müssen die Bremsen auch bei Ausfall bzw. Unterbrechung der Energieversorgung wirksam arbeiten, also z. B. nach dem Fail-Safe-Prinzip. Für das Erreichen des Performance-Level ≥ d (nach DIN EN ISO 13849) sind für die Verzögerungsfunktion und das Anhalten aller Bewegungen bei Not-Stopp als Aktoren z. B. mehrere (Redundanz) sicher angesteuerte Bremsen mit Lüftüberwachung erforderlich.
Anforderungen aus der Praxis: Möglichst lange Batterielaufzeit – energieeffiziente Bremsen mit hoher Leistungsdichte
Die Bremsen die in FTF zum Einsatz kommen, müssen nicht nur kompakt, sondern gleichzeitig auch leistungsdicht und verschleißfest sein. „Bei einem geschlossenen Antriebssystem empfehlen wir ROBA®-servostop® Bremsen“, erläutert Bernd Kees, Produktmanager bei mayr® Antriebstechnik in Mauerstetten. Diese Bremsen sind nicht nur sehr leicht und bauen schlank, sondern sind auch im magnetischen Aktuieren extrem schnell. Zudem überzeugen sie durch eine hohe zulässige Reibarbeit bei dynamischen Bremsungen. „Wir stellen Sicherheitskennwerte für die ROBA®-servostop® Bremsen bereit. Daneben sind diese Bremsen so ausgelegt, dass der Bauraum optimal ausgenutzt und möglichst viel Energie eingespart wird“, fährt Bernd Kees fort. Ein weitaus größeres Einsparpotenzial bietet sich aber im Betrieb durch die intelligente Ansteuerung der Bremsen mit einem ROBA®-switch Gleichrichter oder aber einer neuen Ausführung des Ansteuer- und Überwachungsmoduls ROBA®-brake-checker: Denn nur beim Einschalten wird die Bremse kurzzeitig mit einer hohen Spannung bestromt. In dieser Phase ist eine hohe Magnetkraft erforderlich, um die Ankerscheibe über den Luftspalt anzuziehen. Liegt die Ankerscheibe dann allerdings am Spulenträger an, reicht eine wesentlich kleinere Magnetkraft aus, um die Bremse offen zu halten. Deshalb kann in dieser Phase die Spannung deutlich abgesenkt werden. Senkt der Gleichrichter die Spannung nach dem Lüften der Bremse beispielsweise im Fall der ROBA®-servostop® Bremsen auf ein Drittel ab, sinkt die Spulenleistung und damit auch der Energieverbrauch auf nur mehr ein Neuntel. „Die Batterie läuft damit länger und muss nicht so oft geladen werden“, resümiert Bernd Kees. Zudem hält dies die Temperaturen im so häufig beschränkten Bauraum niedrig, was der Lebensdauer und der erforderlichen Isolationsklasse des gesamten Systems zu Gute kommt.
Bremsen stabil betreiben – auch wenn die Batteriespannung fällt
Für die Ansteuerung und Überwachung der Sicherheitsbremsen bietet mayr® Antriebstechnik umfassendes elektrisches Zubehör. Dazu gehört zum Beispiel neben dem ROBA®-switch Gleichrichter auch das intelligente Modul ROBA®-brake-checker. In der neuesten Ausführung liefert es für verschiedene Batteriespannungen eine geregelte Ausgangsspannung und kann auch die Übererregungsspannung konstant halten. Dadurch wird nicht nur eine sehr gute Auslegung der Bremsen möglich, sondern mit dem Modul ist es zudem auch möglich, die Bremsen stabil zu versorgen und damit in jedem Betriebszustand sicher zu betreiben, also auch trotz abfallender bzw. veränderlicher Batteriespannung: auch wenn sich die Batterie entlädt, die Bremse wird trotzdem immer sicher geöffnet.
Intelligentes Bremsenmonitoring für das Zusammenspiel von Robotern, Transport und Lagerlogistik
Neben der Ansteuerung ist das intelligente Modul ROBA®-brake-checker auch für das Monitoring der Bremsen zuständig. In einer erweiterten Ausführung ist das Modul ROBA®-brake-checker mit einer zusätzlichen Platine mit kundenspezifischer Schnittstelle (z. B. Eathernet basiert) ausgestattet. Über diese Schnittstelle kann es Daten zu Schaltzeit, Strom, Spannung, Widerstand, Leistung und relativem Anzugsstrom liefern. Damit sind auch Verläufe auswertbar, Auffälligkeiten im Prozess lassen sich schnell erkennen und somit Schlüsse aus komplexen Zusammenhängen ziehen – ein Vorteil nicht nur für die vorausschauende Wartung, sondern auch beim Zusammenspiel von Robotern, Transport oder Lagerlogistik. Darüber hinaus ist auch die Integration in Fernwartungssysteme möglich. Dadurch dass das Modul ROBA®-brake-checker vom Schaltschrank aus, also in geschützter Umgebung, arbeitet, haben Staub und Schmutz im Bereich der bodennahen Antriebseinheiten der FTF keinen Einfluss auf die zuverlässige Funktion. Initiatoren und Mikroschalter dagegen könnten durch Verunreinigung ggf. Fehlsignale erzeugen und müssten von Zeit zu Zeit geprüft bzw. gereinigt werden. Das Wegfallen von Sensoren inklusive Verkabelung, gerade in ungeschützten Bereichen, erhöht also die Zuverlässigkeit und verhindert Ausfallzeiten durch anfällige Sensoren.
Mehr Informationen unter
Eine Zusammenfassung aller Aufgaben, Einsatzbereiche und der spezifischen Anforderungen an das Bremssystem, z. B. aus Normen und Richtlinien findet sich als kostenloses Web-Seminar unter www.mayr.com/service/webinar-Aufzeichnungen
Simone Dauer
