Wartungshandbuch für AGV/AMR-Flotten: Radaustausch, Sensorkalibrierung, Batteriekonditionierung und Überprüfung des Ladesystems

1. Geltungsbereich und Zweck

Dieses Handbuch behandelt geplante und außerplanmäßige Wartungsverfahren für autonome mobile Roboter (AMRs) und fahrerlose Transportfahrzeuge (FTS), die in der industriellen Fertigung eingesetzt werden. Das Hauptziel besteht darin, einen unterbrechungsfreien Betrieb sicherzustellen, die Lebensdauer der Geräte zu verlängern und eine maximale Betriebseffizienz aufrechtzuerhalten. Die regelmäßige Durchführung dieser Verfahren ist von entscheidender Bedeutung, um ungeplante Ausfallzeiten zu verhindern, die Flottenleistung zu optimieren und die Betriebskosten zu senken. Das Handbuch richtet sich an technisches Personal, Servicetechniker und Verantwortliche für die Zuverlässigkeit von Geräten in produzierenden Unternehmen. Die Wartung sollte gemäß den Empfehlungen des Herstellers durchgeführt werden oder wenn Anzeichen von Verschleiß oder Fehlfunktionen festgestellt werden.

2. Vorsichtsmaßnahmen

WARNUNG! Vor Beginn von AGV/AMR-Wartungsarbeiten MÜSSEN die Lockout/Tagout-Verfahren (Lockout/Tagout - LOTO) gemäß den örtlichen Sicherheitsstandards und den Anforderungen von DSTU EN 1037:2003 (Maschinensicherheit. Verhinderung eines unerwarteten Starts) befolgt werden. Dazu gehört das Abschalten und Blockieren aller Energiequellen (elektrisch, hydraulisch, pneumatisch). Stellen Sie sicher, dass alle gespeicherten Energien (z. B. Kondensatoren, Federn, angehobene Lasten) entladen oder aufgefangen werden.

WARNUNG! Verwenden Sie geeignete persönliche Schutzausrüstung (PSA), insbesondere: Schutzbrille (DSTU EN 166:2017), Schutzhandschuhe (DSTU EN 388:2017), Schutzschuhe (DSTU EN ISO 20345:2016) und Schutzkleidung. Tragen Sie beim Arbeiten mit Batterien zusätzlich einen Gesichtsschutz und säurebeständige Handschuhe.

VORSICHT! Vermeiden Sie die Arbeit mit elektrischen Komponenten in einer nassen Umgebung. Überprüfen Sie immer mit einem zertifizierten Multimeter, ob Spannung anliegt, bevor Sie elektrische Schaltkreise berühren.

WARNUNG! Verwenden Sie beim Anheben des AGV/AMR nur spezielle Hebegeräte mit entsprechender Tragfähigkeit und befolgen Sie die Anweisungen des Herstellers. Platzieren Sie immer Ständer oder Stützen unter angehobenen Geräten.

3. Notwendige Werkzeuge und Materialien

4. Inspektion von AGV/AMR vor dem Verkauf

Führen Sie die folgende Inspektion durch, bevor Sie mit den Wartungsarbeiten beginnen.

5. Schritt-für-Schritt-Serviceverfahren

5.1. Austausch der Räder

1. Vorbereitung und Sperrung:
   1. Fahren Sie das AGV/AMR in den zugewiesenen Servicebereich.
   2. Aktivieren Sie das LOTO-Verfahren: Schalten Sie das AGV/AMR aus, trennen Sie die Batterie und verriegeln Sie den Hauptschalter. ACHTUNG! Überprüfen Sie mit einem Multimeter die Spannungsfreiheit an den Hauptstromanschlüssen.
   3. Sichern Sie das AGV/AMR gegen unbeabsichtigte Bewegungen.
2. AGV/AMR-Heben:
   1. Bestimmen Sie die Hebepunkte gemäß den Anweisungen des Herstellers.
   2. Heben Sie das AGV/AMR mit einem Wagenheber/Lift an, bis die Räder vollständig von der Oberfläche abgehoben sind. Anheben durch Federelemente oder Sensoren vermeiden.
   3. Installieren Sie Stützfüße unter dem AGV/AMR, um dessen stabile Position sicherzustellen. Senken Sie das AGV/AMR vorsichtig auf die Ständer ab. VORSICHT! Arbeiten Sie niemals unter Geräten, die nur von einem Wagenheber getragen werden.
3. Entfernen des alten Rads:
   1. Lösen Sie mit einem geeigneten Schraubenschlüssel die Radbefestigungsschrauben/-muttern. Beispielsweise beträgt das typische Anzugsdrehmoment für Räder mit einem Durchmesser von 150 mm und Befestigung M12 70–80 N·m. Es kann erforderlich sein, die Welle am Drehen zu hindern.
   2. Entfernen Sie vorsichtig das Rad. Achten Sie auf die Anordnung von Unterlegscheiben, Buchsen und Lagern.
   3. Reinigen Sie die Achse und den Sitz mit einem fusselfreien Tuch von Schmutz und altem Fett.
4. Einbau eines neuen Rades:
   1. Überprüfen Sie das neue Rad auf Mängel. Stellen Sie sicher, dass die Lager (falls separat) korrekt installiert und mit einem geeigneten Fett (z. B. Lithiumfett NLGI 2) geschmiert sind.
   2. Montieren Sie das Rad in der richtigen Reihenfolge der Komponenten auf der Achse.
   3. Ziehen Sie die Befestigungsschrauben/Muttern handfest an.
   4. Ziehen Sie die Schrauben/Muttern mit einem Drehmomentschlüssel mit dem vom Hersteller empfohlenen Drehmoment an. Für ein typisches AGV mit Rädern mit einem Durchmesser von 150–250 mm, Montage M16, empfohlenes Anzugsdrehmoment 120 N·m ± 5 N·m. Befolgen Sie das Sternmuster, um ein gleichmäßiges Anziehen zu gewährleisten, wenn vier oder mehr Schrauben vorhanden sind. Ziehen Sie die Schrauben nicht zu fest an, da dies das Gewinde beschädigen oder das Rad verformen kann.
   5. Visuelle Kontrolle: Das Rad sollte sich frei drehen, ohne Spiel und Blockieren.
5. Abschluss:
   1. Heben Sie das AGV/AMR vorsichtig an, entfernen Sie die Stützfüße und senken Sie es auf den Boden ab.
   2. Put away the tools, clean the work area.

5.2. Kalibrierung von Sensoren

Dieses Verfahren ist kritisch für die genaue Navigation und Sicherheit des AGV/AMR. Die Kalibrierung erfolgt nach Austausch von Sensoren, mechanischer Beschädigung oder bei Navigationsfehlern.

1. Vorbereitung:
   1. Stellen Sie das AGV/AMR auf eine ebene, saubere Oberfläche in einem Kalibrierungsbereich, der frei von Hindernissen und starken elektromagnetischen Feldern ist.
   2. Verbinden Sie den Diagnose-PC/Laptop über die entsprechende Schnittstelle (Ethernet, USB, CAN) mit dem AGV/AMR und führen Sie die Kalibrierungssoftware aus.
   3. Stellen Sie sicher, dass die AGV/AMR-Batteriespannung mindestens 80 % des Nennwerts beträgt.
2. Lidar-Kalibrierung:
   1. Reinigen Sie die Scanoberfläche des Lidar mit einem fusselfreien Tuch, das mit einem optischen Reiniger angefeuchtet ist. Avoid scratching the surface.
   2. Wählen Sie in der Software die Option Lidar-Kalibrierung aus.
   3. Typischerweise schlägt das System vor, Kalibrierungsmarkierungen (bekannte Orientierungspunkte) in bestimmten Abständen und Winkeln vom AGV/AMR zu platzieren. Befolgen Sie die Softwareanweisungen sorgfältig.
   4. Perform the scanning procedure. Die Software berechnet die Korrekturen automatisch.
   5. Überprüfen Sie den Messwert: Der erwartete Wert des Abstands zum Objekt beträgt 2000 mm, der tatsächliche Wert sollte im Bereich von 1995–2005 mm liegen (Toleranz ±0,25 %).
   6. Speichern Sie die Kalibrierungseinstellungen und starten Sie das AGV/AMR-System neu.
3. Kamerakalibrierung:
   1. Reinigen Sie die Kameralinsen.
   2. Verwenden Sie ein Kalibrierungs-Schachbrett oder spezielle Schablonen, die in einem bestimmten Abstand vor den Kameras platziert werden.
   3. Führen Sie die Kamerakalibrierungssoftware aus. Das System ermittelt die Verzerrung und korrigiert die Objektivparameter (Brennweite, Verzerrung).
   4. Überprüfen Sie die Bildqualität: kein „Fischauge“, Klarheit im gesamten Sichtfeld.
   5. Speichern Sie die Kalibrierungseinstellungen.
4. Kalibrierung von Ultraschallsensoren:
   1. Reinigen Sie die Oberflächen der Sensoren von Schmutz und Staub.
   2. Platzieren Sie das Prüfobjekt (z. B. Metallplatte) in einem bekannten Abstand (z. B. 500 mm) vor jedem Sensor.
   3. Überprüfen Sie in der Software die Messwerte jedes Sensors. Sie müssen einem bekannten Abstand mit einer Toleranz von ±2 % entsprechen.
   4. Führen Sie bei Bedarf eine Offset- oder Empfindlichkeitskorrektur gemäß den Anweisungen des Herstellers durch. Vermeiden Sie Überempfindlichkeit, die zu falsch positiven Ergebnissen führen kann.
   5. Speichern Sie die Einstellungen.
5. Testkalibrierung:
   1. Starten Sie das AGV/AMR im Testmodus.
   2. Testen Sie seine Fähigkeit, einer Route zu folgen, Hindernisse zu erkennen und an festgelegten Punkten anzuhalten.
   3. Visuelle Kontrolle: AGV/AMR müssen sich reibungslos bewegen, ohne Fehlstopps oder Abweichungen von der Flugbahn.

5.3. Konditionierung von Batterien

Regelmäßige Konditionierung verlängert die Lebensdauer der Batterien und erhält ihre optimale Kapazität.

1. Inspektion und Reinigung:
   1. Führen Sie das LOTO-Verfahren für AGV/AMR durch.
   2. Öffnen Sie das Batteriefach. Überprüfen Sie die Batterien auf sichtbare Schäden, Schwellungen (bei Li-Ion), Undichtigkeiten (bei Pb-Säure) und Polkorrosion. WARNUNG! Wenn Elektrolytaustritt oder eine starke Schwellung festgestellt wird, stellen Sie die Arbeit sofort ein und wenden Sie sich an einen Spezialisten.
   3. Reinigen Sie die Anschlüsse und die Oberfläche der Batterien mit einem fusselfreien Tuch und einem Elektrokontaktreiniger von Staub und Korrosion. Verwenden Sie keine abrasiven Materialien.
   4. Überprüfen Sie die Zuverlässigkeit aller Verbindungen.
2. Aufbereitungsverfahren (für Li-Ion):
   1. Schließen Sie den Akku an ein spezielles Ladegerät mit Zellausgleichsfunktion an.
   2. Führen Sie einen vollständigen Ladezyklus durch, dann einen Entladezyklus bis zum minimal zulässigen Niveau (normalerweise 20–30 %, um die Lebensdauer zu verlängern) und dann erneut einen vollständigen Ladezyklus. Dies hilft dabei, die Batteriezellen auszubalancieren.
   3. Überwachen Sie die Batterietemperatur während der Zyklen. Die Temperatur sollte 45°C nicht überschreiten. Die optimale Temperatur zum Laden/Entladen liegt bei 20–25 °C. Vermeiden Sie schnelles Laden/Entladen, es sei denn, dies ist unbedingt erforderlich.
   4. Überprüfen Sie nach der Konditionierung die Batteriekapazität. Bei einer neuen Batterie sollte sie zwischen 90 und 100 % des Nennwerts liegen.
3. Konditionierungsverfahren (für Pb-Säure):
   1. Überprüfen Sie den Elektrolytstand in jeder Zelle und fügen Sie bei Bedarf destilliertes Wasser bis zum angegebenen Stand hinzu.
   2. Führen Sie einen vollständigen Lade-/Entladezyklus durch. Verwenden Sie ein Ladegerät mit Desulfatierungsfunktion, wenn der Akku Anzeichen von Sulfatierung aufweist.
   3. Messen Sie die Dichte des Elektrolyten in jeder Zelle, nachdem diese vollständig aufgeladen ist. Er sollte bei 25°C im Bereich von 1,26-1,28 g/cm³ liegen. Ungleichmäßige Dichte weist auf ein Problem mit der Zelle hin.
   4. Überwachen Sie die Spannung jeder Zelle. Es sollte dasselbe sein.
4. Fertig stellen:
   1. Setzen Sie die Batterie wieder in das AGV/AMR ein und achten Sie auf eine sichere Verbindung.
   2. Schließen Sie das Batteriefach.
   3. Legen Sie die Werkzeuge weg.

5.4. Überprüfung des Ladesystems

Ein effizientes Ladesystem ist der Schlüssel zum zuverlässigen Betrieb der gesamten AGV/AMR-Flotte.

1. Sichtprüfung:
   1. Untersuchen Sie das Ladegerät, die Ladestationen, Kabel und Anschlüsse auf mechanische Beschädigungen, Risse, Schmelzen und Korrosion. VORSICHT! Jegliche Beschädigung der Kabel oder Anschlüsse kann zu einem Kurzschluss oder Brand führen.
   2. Überprüfen Sie die Lüftungsschlitze des Ladegeräts auf Verstopfungen.
   3. Stellen Sie sicher, dass die Statusanzeigen am Ladegerät ordnungsgemäß funktionieren.
2. Prüfung der elektrischen Parameter:
   1. Führen Sie bei Bedarf das LOTO-Verfahren für Ladestationen durch. WARNUNG! Arbeiten Sie mit Hochspannung mit äußerster Vorsicht.
   2. Messen Sie mit einem Multimeter die Eingangsspannung des Ladegeräts (z. B. 230 V AC ±10 %).
   3. Schließen Sie das Ladegerät an die AGV/AMR-Batterie an.
   4. Messen Sie während des Ladevorgangs die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom des Ladegeräts. Für eine typische Li-Ion-AGV-Batterie mit 48 V kann der Ladestrom 20 A betragen. Überprüfen Sie, ob diese Werte mit den Spezifikationen des Ladegeräts und der Batterie übereinstimmen. Erhebliche Abweichungen deuten auf eine Fehlfunktion des Ladegeräts oder Akkus hin.
   5. Überprüfen Sie während des Ladevorgangs die Spannung an den Batterieklemmen. Sie sollte allmählich ansteigen und den Nennwert erreichen (z. B. 54,6 V für 14S Li-Ion).
   6. Überwachen Sie die Temperatur des Ladegeräts und der Batterie während des gesamten Ladezyklus. Übermäßige Hitze (über 60 °C beim Ladegerät, 45 °C beim Akku) ist ein Zeichen für eine Fehlfunktion.
3. Kommunikationsprüfung (falls verfügbar):
   1. Wenn das Ladegerät Kommunikation (CAN, Ethernet) unterstützt, überprüfen Sie seine Funktion mithilfe einer Diagnosesoftware.
   2. Stellen Sie sicher, dass die Ladestatus-, Temperatur- und Spannungsdaten korrekt übertragen werden.
4. Funktionstest:
   1. Trennen Sie das AGV/AMR vom Ladegerät.
   2. Stellen Sie sicher, dass das AGV/AMR den Ladezustand richtig erkennt und den richtigen Batteriestand anzeigt.

6. Checkliste nach der Wartung

7. Leitfaden zur Fehlerbehebung

8. Empfohlener Wartungsplan

9. Ersatzteilverzeichnis

Die Verwendung von Original- oder zertifizierten Ersatzteilen ist zwingend, um die Garantie aufrechtzuerhalten und die Zuverlässigkeit des AGV/AMR sicherzustellen. Eine vollständige Auflistung und Bestellung finden Sie im UNITEC e-Katalog.

Bitte besuchen Sie unseren UNITEC E-Katalog, um unser Ersatzteilsortiment im Detail zu bestellen und anzusehen.

10. Links

• DSTU EN 1037:2003 Sicherheit von Maschinen. Verhinderung eines unerwarteten Starts.
• DSTU EN 166:2017 Mittel zum individuellen Augenschutz. Technische Anforderungen.
• DSTU EN 388:2017 Schutzhandschuhe gegen mechanische Beschädigung.
• DSTU EN ISO 20345:2016 Persönliche Schutzausrüstung. Schutzschuhe.
• DSTU ISO 6789:2017 Manuelles dynamometrisches Werkzeug. Anforderungen und Testmethoden.
• DSTU EN 61010-1:2014 Sicherheitsanforderungen für elektrische Geräte zur Messung, Steuerung und Labornutzung. Teil 1. Allgemeine Anforderungen.
• DSTU EN 60947-5-1:2018 Niederspannungs-Schaltgeräte und Steuergeräte. Teil 5-1. Steuer- und Schaltgeräte. Elektromechanische Steuergeräte.
• ISO 3691-4:2023 Flurförderzeuge – Sicherheitsanforderungen und Überprüfung – Teil 4: Fahrerlose Flurförderzeuge und ihre Systeme.
• Betriebs- und Wartungsanweisungen des AGV/AMR-Herstellers (OEM-Dokumentation).