Modular and mobile – AGVs on the move providing maximum flexibility

What is still rather in its infancy in road traffic has long been an everyday thing in many companies: automated guided vehicles (AGVs). They ensure problem-free work processes, and are setting new standards when it comes to flexibility. This is Melkus Mechatronic’s speciality. This Salzburg company sets great store on a highly modular vehicle concept and the sensor technology from SICK, which offers a lot of scope for creative logistics solutions at their finest.

La flessibilità è progressivamente diventata un fattore decisivo per una produzione di successo, la chiave per la realizzazione economica del lotto singolo. Andreas Melkus è il fondatore dell’azienda di elettronica Sigmatek e, dal 2014, con Melkus Mechatronic garantisce sul mercato per sistemi di trasporto senza conducente, un movimento nel vero senso della parola. Egli sostiene quanto segue: “In futuro molte produzioni non utilizzeranno più nessun concatenamento fisso, ricorreranno invece a processi di produzione flessibili in cui, all’occorrenza, verranno formate isole di lavoro, che poi verranno nuovamente smembrate. Questa visione mi ha affascinato da sempre e condotto alla logistica interaziendale.”

Con Melkus Mechatronic, Andreas Melkus ha creato i presupposti per l’introduzione degli AGV nella realtà aziendale. La tecnologia di Sigmatek era naturalmente presente fin dall’inizio. “Avevamo accesso ai componenti elettronici, ai meccanici di Sigmatek e ad una divisione di sviluppo di prim’ordine, pronta per perfezionare soluzioni mirate: una partnership perfetta.”

Un modello piccolo per un ingombro minimo

Agumos, questo è il nome degli agili AGV con cui Melkus Mechatronic apporta movimento nella sua produzione. Le caratteristiche principali di questi veicoli erano manovrabilità, misure contenute, ingombro ridotto e soprattutto modularità, così che sulla base di un'unica piattaforma è stato possibile realizzare i veicoli di trasporto più disparati: da quelli adibiti alla movimentazione di casse piccole e grandi fino al pallet completamente carico. La tecnologia di azionamento degli Agumos si distribuisce su otto ruote, creando un carico relativamente contenuto. Inoltre, grazie ai telai rotanti, nessuna ruota gira mai da ferma.

 
Il “percorso” è importante

Il tragitto percorso fino al successivo ciclo di ricarica è un fattore determinante per i veicoli AGV. Pertanto, nell’ambito dello sviluppo di piattaforme per veicoli di trasporto si presta particolare attenzione a un peso ridotto e al recupero energetico, per ottenere, con le batterie, una distanza di lavoro possibilmente elevata. Andreas Melkus afferma: “Una struttura ben concepita, l’utilizzo di una tecnologia delle batterie allo stato dell’arte, una tecnologia WLAN affidabile e rapida e di tutti gli altri importanti sviluppi hanno reso possibile ottenere veicoli di trasporto senza conducente compatti. Gli Agumos sono modelli vincenti. La piattaforma si basa su un pacchetto perfettamente armonizzato tra tecnologia di azionamento, design, livello di rendimento e sicurezza. Ecco perché possiamo puntare su applicazioni nei settori più disparati.”

Sicurezza a bordo

Una tecnologia di sicurezza all’avanguardia è indispensabile in un veicolo di trasporto senza conducente. Se un tempo si partiva ancora in parte dal presupposto che questi veicoli venissero utilizzati esclusivamente in zone recintate, oggi si sa che nella pratica e a lungo termine, tutto ciò non è realistico, perché di tanto in tanto l’uomo deve intervenire. Andreas Melkus: “Oggigiorno non investiremmo mai in una soluzione di trasporto che, in caso di manutenzione, richieda lo spegnimento dell’intero impianto. I veicoli devono quindi garantire un funzionamento che tuteli le persone. Ed ecco perché occorre poter contare anche su sensori di prim’ordine. SICK si è rivelato il giusto partner per noi.”

La velocità richiede un Performance Level d

Nelle situazioni in cui sono coinvolte delle persone, sensore, unità di analisi e attuatore, e quindi l’intera catena all’interno del sistema, i veicoli devono essere conformi all’impegnativo Performance Level d, altrimenti si è costretti a “togliere il piede dall’acceleratore”. Andreas Melkus afferma: “Nel caso in cui la sicurezza richiesta non sia garantita, la velocità dei veicoli di trasporto senza conducente deve essere ridotta a meno di 300 mm al secondo. Questo “lento incedere” non viene naturalmente apprezzato dagli operatori sulle lunghe distanze. Occorre anche uno scanner di sicurezza altamente affidabile. Con il laser scanner di sicurezza S300 Expert SICK propone la soluzione perfetta per noi e consente di raggiungere il PerformanceLevel d in conformità alla normativa EN ISO 13849. Così Agumos può stare perfettamente al passo.”

Laser scanner di sicurezza con 48 campi protetti

Le varianti dei laser scanner di sicurezza S300 si distinguono in primo luogo per il numero dei campi protetti da configurare. Questo offre le possibilità di applicazione più disparate. Werner Zipperer, Market Product Manager Industrial Safety & Motion Control Sensors presso SICK Austria, spiega: “I modelli “Professional” ed “Expert” vengono utilizzati soprattutto in applicazioni mobili, in quanto questi dispongono del numero massimo di record di campi liberamente configurabili, hanno un’interfaccia di dati e anche ingressi dinamici attraverso i quali l’azionamento può elaborare direttamente i segnali dell’encoder. Questi sono dispositivi ideali per i veicoli di trasporto senza conducente di Melkus Mechatronic“.

Dati non elaborati inclusi

Se una persona entra in un campo protetto, si attiva una funzione di sicurezza corrispondente. Werner Zipperer afferma: “Se necessario, si procede a rallentamenti della marcia, vengono emessi segnali acustici e visivi oppure si procede all’arresto completo. Inoltre, i laser scanner di sicurezza offrono anche un’interfaccia RS422 che viene utilizzata per la trasmissione di dati non elaborati e come supporto alla navigazione.” Andreas Melkus spiega: “Abbiamo installato un totale di 17 processori sicuri e otto sovraordinati, che monitorano singoli telai, i telai tra loro e anche la cinematica.” In caso di marcia circolare, ogni ruota gira a una velocità diversa. Ed è questo che dà l’input per creare un cerchio. “Se la somma non è corretta, interviene la centralina di sicurezza. Ovvero: non solo procediamo veloci e in sicurezza, ma anche in una direzione sicura”, dice Melkus.

Sicurezza compatta

Nei veicoli di trasporto senza conducente, lo spazio d’installazione è un fattore importante, e questo non vale solo per lo snello S300. Uno spazio particolarmente ridotto è anche quello assegnato alle indispensabili guide di scorrimento, che devono essere inserite sotto il pallet con grande precisione. Occorre una precisione millimetrica. Gli spazi si restringono in particolare nella parte alta, in quanto le guide di scorrimento non devono mai risultare sporgenti. Anche in questo caso, Melkus si è rivolto agli esperti dei sensori di SICK: “Gli esperti hanno modificato per noi un sensore 2D LiDAR in modo da poterlo installare direttamente nella guida: una soluzione del tutto nuova.”

Posizionamento preciso grazie al sensore 2D LiDAR

Anche se durante l’intero percorso, S300 Expert tutela la sicurezza di persone e macchine, il compito del sensore TiM5 2D LiDAR (Light detection and ranging) è di posizionare con precisione le guide mentre vengono inserite lentamente sotto il pallet. Su ciascuna punta della guida viene installato un sensore di rilevamento. René Klausrigler, Market Product Manager Identification and Measurement presso SICK Austria, sottolinea: “Durante l’inserimento sotto il pallet, operazione che avviene in retromarcia, il sensore 2D LiDAR TiM5 fornisce i dati per il posizionamento preciso dei veicoli AGV. L’altezza d’installazione disponibile all’interno della guida di scorrimento ha rappresentato una vera e propria sfida, che abbiamo potuto affrontare con una versione speciale del nostro sensore TiM, appositamente sviluppata per questa applicazione e il cui design è stato adattato in modo specifico alla guida. Tutto questo ha richiesto uno straordinario lavoro di squadra.”

Flexible solution for Manufacturing 4.0

Even though the goal at Melkus Mechatronic is for the AGVs to go into series production, they have long had not only “off the shelf” AGVs. They also respond to customer requests. Andreas Melkus: “We developed Agumos to be modular from the outset. That is the key to true flexibility as required for Manufacturing 4.0. “AGVs have taken a giant leap forward into the future in recent years and – as Andreas Melkus is certain – will increasingly replace stationary conveying equipment thanks to their flexibility and decreasing purchase price. An important building block for implementing Industry 4.0. Full steam ahead!

From left: Andreas Melkus, proprietor of Melkus Mechatronic; René Klausrigler, Market Product Manager Identification and Measurement at SICK Austria; Andreas Preuner, Team Leader Sales/Key Account Manager at SICK Austria, Patryk Hoffman, General Manager of Melkus Mechatronic; Werner Zipperer, Market Product Manager Industrial Safety and Motion Control Sensors at SICK Austria

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