research article

Nachrüstung von Brückenkranen für den autonomen Betrieb: Entwicklung eines autonomen Gitterbox-Transportsystems

Abstract

Während Brückenkrane ein weit verbreitetes Materialflusssystem zum Bewegen schwerer Lasten sind, werden sie überwiegend manuell und für isolierte Transporte eingesetzt, was zu einem geringen Auslastungsgrad führt. In dieser Arbeit wird ein nachrüstbares und abnehmbares System, das bestehende Brückenkrane zum autonomen Transport von Gitterboxen befähigt, eingeführt und dabei auch in überfüllten Industrieumgebungen ohne Sperrzonen auf der Fertigungsebene arbeiten kann. Das System besteht aus einem neu entwickeltem Lastaufnahmemittel, einem kamera- und sensorbasiertem Wahrnehmungssystem und einer Steuerungsstruktur, die ein neu entwickeltes Sicherheitskonzept sowie ein Prozesssteuerungssystem umsetzt. Es wird eine Anforderungsstudie diskutiert, auf deren Grundlage ein Systementwurf vorgeschlagen wird. Dieser wird durch einen Prototypen validiert, der auf einem Standard-Brückenkran aufgebaut ist.While bridge cranes are widely available systems for handling heavy materials, they are mainly used manually and for isolated transports which results in a low degree of utilization. This work proposes a retrofittable, removable system, that enables the existing bridge crane to transport pallet cages autonomously, also in crowded industrial environments without the need of restricted areas at shopfloor level. The system consists of a newly developed removable load handling device, a camera and radar sensor based perception system and a control structure, that implements a new developed safety concept and a process control system for autonomy. A requirements study is discussed, upon which a system design is suggested. The suggested system design is validated by a prototype built on a standard bridge crane

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