Von der Fabrik an den Kamin: Sensoren und IMUs ermöglichen effiziente Warenhaltung und -lieferung zu den Feiertagen

IMUs optimieren FTS- Navigation und Workflow-Management

Fahrerlose Transportsysteme (FTS, englisch: Automated Guided Vehicles, AGV) spielen eine tragende Rolle in der „smarten“ Produktion und Lagerhaltung. Sie verbinden einzelne Prozessschritte und optimieren die Gesamteffizienz. Menschliche Fachkräfte können sich auf hochwertige Aufgaben konzentrieren – wie strategische Entscheidungsfindung oder Ergebnisanalyse, um die Parameter der automatisierten Anlage anzupassen. Während FTS und andere künstliche Systeme alle notwendigen Abläufe ausführen, um den Warenfluss von Anfang bis Ende nahtlos zu steuern.

Um einen reibungslosen, gut koordinierten Automationsfluss von Materialien, Produkten und Prozessen zu erreichen, ist die exakte Navigation dieser Fahrzeuge unerlässlich. Präzisionssensorlösungen von ASC und die modular aufgebaute ASC IMU 7 – welche Ingenieure an individuelle Anforderungen anpassen können – ermöglichen einen sicheren, effizienten Betrieb der FTS.

Eine IMU (Inertial Measurement Unit) ist ein elektronisches Gerät, das Beschleunigungen und Winkelgeschwindigkeiten in allen sechs Freiheitsgraden misst. Sie besteht in der Regel aus drei Beschleunigungs- und drei Drehratensensoren und vereint alle wichtigen Sensoren für die Positionssteuerung und Navigation von FTS in einem kompakten, robusten Gehäuse.

Sensoren beschleunigen sicheren Transport

Inertialsensoren werden auch eingesetzt, um die Sicherheit, Navigation, Fahrzeugdynamik und den Passagierkomfort vieler Verkehrsmittel zu gewährleisten – für Fracht wie auch Personen. In der Luftfahrt beispielsweise werden IMUs als Teil von Fluglage- und Kursreferenzsystemen (AHRS) eingesetzt. Durch die Erfassung selbst kleinster Änderungen der Roll-, Nick- und Gierwinkel helfen sie, die exakte Position, Geschwindigkeit und Fluglage eines Flugzeugs in Bezug auf den Boden zu bestimmen. Gyroskope des Typs ASC 281 (uniaxial) und ASC 283 (triaxial) mit einer Bias-Stabilität von < 0,1 °/h helfen bei den erforderlichen Echtzeitmessungen und damit bei der extrem präzisen Positions- und Navigationssteuerung.

Laut dem World Shipping Council werden über 90% des weltweiten Handels auf dem Seeweg abgewickelt. Robuste Sensoren und IMUs von ASC sind sehr gefragt, um bei der Steuerung von Ozeanriesen und Containerschiffen zu helfen. In der teilautonomen Schifffahrt ermitteln und übertragen smarte Sensorsysteme kontinuierlich die genaue Position des Wasserfahrzeugs. Da große Schiffe langsam reagieren, müssen notwendige Kurskorrekturen in Echtzeit berechnet und eingeleitet werden. Um Passagiere und Fracht sicher und zeitgerecht ans Ziel zu bringen.

Im Schienenverkehr ist eine Vielzahl unterschiedlicher ASC-Inertialsensoren rund um die Uhr im Einsatz, um Güterzüge im straffen Fahrplan auf Kurs zu halten; für die Sicherheit von Brücken und Tunneln zu sorgen sowie Gleise, Oberleitungen und andere Bahninfrastruktur laufend zu überwachen und proaktiv zu warten.

Gyroskope für bessere Routenführung und Warenfluss

Unabhängig von der Wahl des Transportmittels ist der internationale Versand großer und kleiner Waren eine komplexe logistische Aufgabe. Ein erheblicher Teil davon fällt auf die Festtage zum Jahresende. Alljährlich bedeutet dieser Anstieg enorme Belastungen für Containerhäfen, Luftfracht-, Eisenbahn- und Lkw-Frachtterminals sowie Distributionszentren – da eine pünktliche Lieferung von entscheidender Bedeutung ist.

Auch hier spielen FTS eine entscheidende Rolle. Es gibt sie in verschiedenen Größen und Ausführungen, beispielsweise als Traktoren zum Transport von Anhängern oder Gabelstapler zum Bewegen von Paletten und Containern. Einige FTS bewegen sich entlang fester Routen, die durch eingebaute Zwangssteuerung festgelegt sind. Andere navigieren frei und werden dabei von Lasern, Radargeräten, Funkpeilung oder Umgebungsmerkmalen geleitet. Für zuverlässige Navigation muss jedes fahrerlose Transportsystem mit Präzisionssensoren ausgestattet sein.

Je komplexer die Routenführung hinsichtlich der Bewegungsfreiheit wird, umso leistungsfähigere Sensorsysteme sind erforderlich. ASC 271 (uniaxial) und ASC 273 (triaxial) Drehratensensoren ermöglichen ein Höchstmaß an Flexibilität und sind wichtige Komponenten von Routenführungssystemen in Containerterminals. Basierend auf MEMS-Vibrationsringelementen erfassen sie Drehbewegungen und eignen sich besonders zur Optimierung der Kurven- und Drehgeschwindigkeit von Fahrzeugen. Geringe Rauschdichte (0,02 °/s/√Hz) und Angular Random Walk (0,2 °/√h) sowie eine sehr gute Bias-Stabilität (12 °/h) ermöglichen die präzise Messung der Winkelgeschwindigkeit. Dies ermöglicht FTS-Betriebsgeschwindigkeiten von bis zu 6 m/s (22 km/h) und verhindert gleichzeitig ein Verrutschen der Ladung – was nur aufgrund des hervorragenden Ansprechverhaltens der Gyroskope möglich ist.

Optimierung von Lkw und Lieferwagen

Kürzere Strecken, einschließlich der letzten Kilometer bis zum Zielort, werden meist mit Lkw und Lieferwagen zurückgelegt. Um Nutzfahrzeuge für eine lange Lebensdauer unter harten Bedingungen auszulegen, helfen kapazitive ASC-Accelerometer dabei, die Fahrzeugdynamik, Bauteildesign, Materialauswahl, Dämpfungsmaßnahmen und die allgemeine Betriebsstabilität zu optimieren.

Triaxiale ASC 5525MF „Allround“-Beschleunigungssensoren sind äußerst robust und vielseitig. Sie verfügen über weite Messbereiche und einen breiten Frequenzgang, um niedrige und mittlere Frequenzen zu erfassen. Nach Abschluss intensiver Testfahrten werden die Nutzfahrzeuge in einer zweiten Phase auf Prüfständen wochenlang gründlich „durchgerüttelt“. Hierbei werden langfristige Dauerbelastungen simuliert, die jene Bewegungen und Kräfte nachstellen, denen das Fahrzeug im realen Einsatz ausgesetzt ist. Die ASC 5525MF-Serie erfüllt die Anforderungen intensiver Fahrzeugtests außerordentlich gut. Ihr kompaktes Design ermöglicht eine rasche Installation und Demontage – ein grundlegender Vorteil bei NVH- (Noise, Vibration, Harshness) und Prüfstandsanwendungen.

Stark beanspruchte Komponenten von Lieferwagen, darunter Fahrer-, Heck- und Schiebetüren, sind ebenfalls extremen Belastungen ausgesetzt. Stellen Sie sich vor, Sie liefern Pakete aus. Alle paar Minuten reißen Sie Türen auf und schlagen sie wieder zu, mit unterschiedlicher Kraft und Geduld; auf ebenen, ansteigenden oder abfallenden Fahrbahnen. Führt man die Seitentür mit der Hand, erzeugt dies andere Kräfte als wenn sie ruckartig aufgerissen, beschleunigt und abrupt abgebremst wird. Das Ganze Hunderte Male am Tag, sechs Tage in der Woche, 45 Wochen und mehr im Jahr.

ASC-Beschleunigungs- und Drehratensensoren helfen bei der richtigen Dimensionierung von Fahrzeugkomponenten und der Dämpfung von Vibrationen durch geeignete Maßnahmen. So können Lieferanten ihre Zeitpläne einhalten und Bestellungen rechtzeitig zu den Feierlichkeiten ankommen.

Festliche Stimmung verbreiten

Kurz: Es bedarf einer Menge zuverlässiger Sensortechnologie, um unseren Kindern, Familien und Freunden festliche Tage zu bescheren. Das Team von ASC-„Weihnachtsmann-Helfern“ ist stolz darauf, einen kleinen, aber wichtigen Beitrag dazu zu leisten, dass Lagerbetrieb, Transport und Liefertermine während der Feiertage reibungslos funktionieren und Ihre Lieben glücklich sind!