AGV Navigation

Warum ein Automated Guided Vehicle nur so gut sein kann, wie seine Navigationstechnik

Um Automated Guided Vehicles, oder kurz AGV, effizient in Produktions- bzw. Logistikprozessen einzusetzen, werden diese über eine präzise und intelligente AGV Navigation gesteuert. Denn nur so kann ein -für Mensch und Maschine- sicherer Transport von Waren, Gütern oder Maschinen erfolgen. Aber was ist die AGV Navigation? Kurz gesagt umschreibt der Begriff die unterschiedlichen Navigationstechniken für Automated Guided Vehicles AGV; zu Deutsch Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF).  

Welche Arten von AGV Navigation gibt es?

Da die Entwicklung der AGV Navigation zum größten Teil wettbewerbsgeprägt war, können wir heute auf eine große Bandbreite verschiedener Navigationsverfahren zurückblicken. Manche dieser Verfahren wurden von neueren und effizienteren abgelöst, andere Verfahren wiederum wurden weiterentwickelt, verbessert und steigern die Effizienz in Produktions- und Logistikzentren noch heute weltweit. Bereits in den 1970er Jahren wurde als Navigationsverfahren eine physische Leitlinie zur Spurführung für die Fahrzeuge genutzt.

Die induktive Leitdrahtnavigation war zum damaligen Zeitpunkt eine Innovation, die in heutigen Produktionsstätten eigentlich keine Anwendung mehr findet, da die Technik veraltet und störanfällig ist. Heute werden neben kontinuierlichen Leitlinien, wie der magnetischen oder optischen Spurführung, "freiere" Navigationsverfahren wie die Raster- oder Lasernavigation eingesetzt. Für Autonomous Mobile Robots (AMR) nutzen wir die SLAM Methode, das "Simultaneous Localization and Mapping" steht für "Simultane Positionsbestimmung und Kartenerstellung“.

Welche AGV Navigation ist die passende für Ihr Unternehmen?

Als zukunftsorientiertes Unternehmen investieren wir viel Zeit und Geld in innovative Forschung. Wir raten aber davon ab, die neueste Innovation als die immer passende Automationslösung für Ihren Betrieb anzusehen, denn nicht jede AGV Navigation ist für jeden Betrieb passend. Vielmehr gilt es, die unterschiedlichen Vor- und Nachteile der verschiedenen Navigationsverfahren im Hinblick auf die Produktionsanforderungen und Arbeitsprozesse zu prüfen und daraufhin eine fundierte Entscheidung zu treffen. Deshalb investieren wir bei BÄR Automation viel Zeit in die Erstberatung und Vorbesprechung, wir möchten eine bedarfsgerechte Lösung für unsere Kunden, die sich schnellstmöglich monetarisiert und zur Prozessoptimierung beitragen kann. Durch unser umfangreiches Leistungsportfolio können wir dabei die unterschiedlichsten Ansprüche an automatisierte Herstellungs- und Logistiklösungen erfüllen, und zwar weltweit.

Wo liegen die Vor- und Nachteile der verschiedenen AGV Navigationsverfahren?

Magnetische Leitspur

Die magnetische Leitspur ist ein vergleichsweise preiswertes und höchst effizientes Verfahren für die AGV Navigation. Ein auf dem Boden verklebter Metallstreifen bzw. ein Magnetband dient zur Orientierung für einen am FTF befindlichen Sensor, der die seitlichen Feldänderungen an den Metallstreifen erkennen kann. Von Nachteil ist, dass kurzfristige Änderungen im Wegenetz nicht ohne weiteres möglich sind.

Optische Spurführung 

Vom Prinzip her ähnelt die optische Spurführung der magnetischen sehr. Auch hier handelt es sich um eine physische Leitlinie, die auf dem Fußboden befestigt ist. Hier funktioniert die Navigation über einen Farbstrich, der sich kontrastreich vom Fußboden abhebt, und einer Kamera inklusive der zugehörigen Software. Alternativ können auch Bar- oder QR-Codes als Leitlinie dienen und so zusätzliche Informationen über den jeweiligen Standort geben. Auch bei der optischen Navigation werden die Kanten des Farbbandes zur Berechnung der seitlichen Abweichung und korrekten Steuerung genutzt. Und auch die Vor- und Nachteile sind dieselben. Beide optischen Varianten stellen bei einem einfach gehaltenen Layout eine hocheffiziente Navigationsform dar. Anders als bei der Leitspur mit Magnetband ist allerdings der Leseabstand, der beim optischen Navigationsverfahren etwa 50-70 mm beträgt, statt 30-50 mm.

Koppelnavigation

Die Koppelnavigation haben sich schon die alten Seefahrer zunutze gemacht. Beim AGV wird diese Form der Navigation nach den gleichen Prinzipien, mit anderen Messgeräten durchgeführt. Durch die Messung der Fahrtrichtung und Geschwindigkeit -alternativ kann auch die vom Startpunkt aus zurückgelegte Strecke herangezogen werden- wird die aktuelle Position berechnet. Während die Koppelnavigation zwar im Prinzip einfach durchzuführen ist, muss allerdings in der Umsetzung äußerst präzise und sehr aufwendig gearbeitet werden, um Ungenauigkeiten in der Messung vorzubeugen, da diese Form der Navigation sehr fehleranfällig ist.

In der Praxis wird die Koppelnavigation deshalb oft als Hybridnavigation eingesetzt. Hierbei werden zwei Navigationsverfahren für optimale Ergebnisse und passgenaue Kundenausrichtung kombiniert, zum Beispiel Koppel- und Laser- bzw. Rasternavigation.

Die Rasternavigation für Automated Guided Vehicles

Wesentlich flexibler als die Leitlininiennavigation ist die sogenannte Rasternavigation, bei der künstliche Marken in einem Raster auf dem Boden angelegt werden. Die Art der Markierung kann variieren, so können zum Beispiel Transponder, QR-Label oder auch Dauermagnete sein. Zwischen diesen Rastern fahren die Automated Guided Vehicles frei, also ohne vorgegebene Spuren, meist mittels der Koppelnavigation. Durch das flächendeckende Markerraster ist die Layoutgestaltung des Wegenetztes sehr flexibel und anpassungsfähig. Der Nachteil an dieser AGV Navigation ist, dass sie aufgrund der Bodeninstallation einen vergleichsweise hohen Aufwand in der Umgebungsvorbereitung bedeutet und die Bodenfreiheit unter Umständen eingeschränkt wird für andere räumliche Verwendungen.

AGV Navigation mit Laser

Die AGV Navigation mit Laser gehört zur freien Navigation. Genau genommen handelt es sich bei dieser Navigationstechnik um Lasertriangulation, bei dem ein Laserscanner mithilfe von Dreiecksberechnungen die vorgegebene Route automatisch berechnet. Die Navigation mittels Triangulation überzeugt mit großer Flexibilität, da kein physisches Wegenetz gebraucht wird können die Wege über die Software mit geringem Aufwand angepasst werden. Laserbasierte FTF lassen sich deshalb in der Regel auch einfach in bestehende Prozesse integrieren, auch wenn diese sich dynamisch verändern. Auch wenn Veränderungen im Layout  über die Software gut angepasst werden können, benötigt die Navigation von Flurförderzeugen mithilfe der Lasernavigation insgesamt einen hohen Softwareaufwand und ein Außeneinsatz laserbasierter Fahrzeuge ist nur sehr bedingt möglich.

Präzise Navigationstechnik sorgt für exzellente Leistung

Automatisierung, Transportsysteme, Maximale Effizienz

Anspruch und Wirklichkeit bei der AGV Navigation

Immer wieder stellen wir fest, dass der Anspruch mancher Kunden an FTS und die Wirklichkeit in der Produktion nicht immer gut zusammenpassen. Wir sind natürlich für die Automation von Produktionsprozessen, weil wir um deren Möglichkeit zur Effizienzsteigerung bei gleichzeitiger Kostenreduktion wissen. Aber nicht immer bedeutet Automation absolute Autonomie. Auch wenn wir in der Lage sind hocheffiziente autonome FTS zu bauen, möchten wir doch sicher gehen, dass Sie das System auch Erfolg versprechend in Ihre Prozesse integrieren können. Insbesondere in der Intralogistik kann die Wahl eines spurgebundenen fahrerlosen Transportsystems mit intelligenter Leitsteuerung eine sinnvolle Alternative zu freien Navigationssystemen sein. Wohingegen in der Fertigung die freie Navigation von AGVs Arbeitsabläufe beschleunigen und vereinfachen kann. Die Wahl der passenden FTF Navigation sollte also gut durchdacht und auf den jeweiligen Einsatzbereich angepasst sein.

Dabei berücksichtigen wir unter anderem die Umgebung, in der die Fahrerlosen Transportsysteme zum Einsatz kommen sollen. Neben den architektonischen Besonderheiten der Produktions- oder Lagerstätte werden bei der Konzepterstellung aber auch die individuellen Herausforderungen im Betrieb herausgearbeitet und konkrete Lösungsansätze entwickelt. Ob sich dann beispielsweise ein mobiler Arbeitsplatz lohnt oder Produkte auf Transportfahrzeugen, zwischen den festen Arbeitsplätzen, zu transportieren sind, wird in engem Kontakt mit dem Kunden ausgearbeitet.

Vereinbaren Sie gerne ein unverbindliches Beratungsgespräch zu Ihren Möglichkeiten innovativer Automationslösungen nach Ihren Wünschen.

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FAQ - Fragen und Antworten

Was bedeutet eigentlich Navigation?

Die Antwort auf diese Frage ist sogar durch eine DIN Norm geregelt. Die DIN 13312:2005-02 definiert als Navigation Aktionen zur Führung von Fahrzeugen, mit denen

  • der Ort eines Fahrzeuges sicher bestimmt werden kann,
  • ermittelt werden kann in welche Richtung sich das Fahrzeug ohne eingreifende Maßnahme bewegen würde und
  • welche Maßnahmen einzuleiten sind ein vorgegebenes Ziel sicher zu erreichen.

Was bedeutet demnach AGV Navigation? Um Missverständnissen vorzubeugen, ist es wichtig zu wissen, dass unter der Navigation von AGV im industriellen und wissenschaftlichen Kontext nicht von der Navigation als solcher gesprochen wird, sondern von den unterschiedlichen Navigationsverfahren von AGV.

Wie funktioniert die AGV Navigation?

Es gibt keine Pauschalantwort auf die Frage, wie eine AGV Navigation funktioniert, da im Laufe der letzten Jahrzehnte Navigationsverfahren mit technisch recht großen Unterschieden entwickelt wurden. Während AGVs mit Leitspur auf vorgegebenen Wegen fahren, sind die AGV bei der Rasternavigation frei innerhalb des Rasterbereichs und bei der Koppel- oder Lasernavigation noch unabhängiger von vorgegebenen Spuren. Die Frage wie funktioniert die AGV Navigation kann also nur in Bezug auf die jeweiligen Verfahren beantwortet werden.