4-Achs-Portalroboter setzt sich sicher in Bewegung
-
Bild 1. Christian Schweizer (links) und Andreas Strangfeld nach erfolgreicher Sicherheits-Überprüfung des 4-Achs-Portalroboters
-
Bild 2. Die Sicherheits-SPS Pluto S20, die zwei Erweiterungsrelais BT50 und das Sicherheitsmodul Vital (v.l.n.r.) sind platzsparend im Schaltschrank untergebracht
Da Robotor sich sehr schnell bewegen und viel Kraft haben, müssen ihre Arbeitsbereiche entsprechend abgesichert sein. Dabei kommen die unterschiedlichsten Sicherheitskomponenten zum Einsatz, sodass es von Vorteil ist einen Anbieter zu haben, der die komplette Palette anbieten kann. Jazbinsek setzt bei seinem Portalroboter für das Entnahme- und Stapelhandling von gespritzten Kunststoffteilen eine Sicherheits-Komplettlösung von Jokab Safety ein.
Der Portalroboter mit vier CNC-Achsen (Bild 1) von Jazbinsek kennzeichnet sich durch kurze Eingriffszeiten ab 0,8 s und eine hohe Flexibilität. Mit seinem Greifer entnimmt er die Kunststoffteile aus dem Spritzgusswerkzeug und legt sie nach einem programmierbaren Stapelbild auf dem Pufferband ab. Über die Programmeinstellung kann die Entnahme wahlweise aus dem Werkzeug von der festen oder beweglichen Seite erfolgen. Alternativ lassen sich auch Metallteile oder Etiketten (IML) in das Werkzeug der Spritzgussmaschine positionsgerecht einlegen. Da die Anlage aus einer Einheit besteht, kann sie jederzeit mit einfachen Mitteln ohne mechanische Verbindung an andere Spritzgussmaschinen gestellt werden. Ein Formatwechsel der Entnahme- oder Einlegehand ist über ein Kupplungssystem innerhalb von 10 min möglich.
Durch ihre EuroMap-67-Schnittstelle sind die Spritzgussmaschinen, die Verfahrwege bis 1 m in X-, 1,6 m in Y- und 1,4 m in Z-Richtung haben, universell einsetzbar. Zudem ist die Servoachse bis 180° schwenkbar. Beim Bremsen der vier Achsen wird die Bremsenergie ins Stromnetz zurückgespeist. Falls während eines Zyklus der Strom ausfällt, bleibt die Steuerspannung durch Akkupufferung erhalten. Das ermöglicht einen kontrollierten Not-Halt und verhindert Schaden am Greifer und am Werkzeug.
Sicherheitslösung aus einer Hand
Sämtliche Sicherheitsfunktionen des Portalroboters überwacht eine Sicherheits-SPS Pluto S20 von Jokab Safety (Bild 2), die durchgängig für die Sicherheitskategorie 4 sowie das Erreichen von PL e gemäß DIN EN ISO 13849-1: 2008 und SIL 3 gemäß DIN EN 61508 sorgt. Dank des verringerten Verdrahtungs-, Projektierungs- und Materialaufwands sowie der hohen Flexibilität erzielt der Sondermaschinenhersteller erhebliche Kosteneinsparungen. Da mehrere Sicherheitsrelais entfallen und die Sicherheits-SPS nur 45 mm breit ist ergeben sich zudem Platzreserven im Schaltschrank.
Zur Überwachung eines zusätzlichen, externen Sicherheitskreises dient ein Sicherheitsmodul Vital. Zur Erweiterung der Anzahl von Ausgangskontakten kommen zwei Erweiterungsrelais BT50 zum Einsatz. An der Haupttür sind zwei separat angesteuerte elektromagnetische Zuhaltungen Magne 2B und an der Tür zum Pufferband ein Türüberwachungssensor Eden montiert. Ein Not-Halt-Taster Inca 1 Tina unter dem Bedienfeld und ein Not-Halt-Taster Smile 11EA Tina im Aluminiumprofil neben der Haupttür ermöglichen die schnelle Notabschaltung einer gefahrbringenden Bewegung.
-
Bild 3. Die elektromagnetische Zuhaltung Magne 2B mit eingebautem Sicherheitssensor Eden kann eine Tür mit einer Kraft bis 1 500 N geschlossen halten
-
Bild 4. Der Not-Halt-Taster Smile mit eingebauter Tina-Schnittstelle und mehrfarbiger LED-Anzeige
-
Bild 5. Der Not-Halt-Taster Inca 1 Tina unter dem Bedienfeld hat einen Einbaudurchmesser von 22,5 mm
Elektromagnetische Zuhaltung mit eingebautem Sicherheitssensor
Die elektromagnetische Zuhaltung Magne 2B (Bild 3) kann eine Tür oder Klappe mit einer Kraft bis 1 500 N geschlossen halten. Dabei überwacht der integrierte berührungslose Sensor Eden, dass die Tür oder Klappe sicher geschlossen ist. Durch Anlegen verschiedener Spannungen erhält man unterschiedliche Zuhaltekräfte, wobei die maximale Haltekraft bereits bei 18 V erreicht wird. Beim Abschalten der Spannung wird das Magnetfeld vollständig abgebaut, und dann ist auch kein Remanenzmagnetismus vorhanden. Somit bleibt kein magnetisches Material am Elektromagnet haften, was eine zuverlässige Anwendung in allen Umgebungen gewährleistet. Jazbinsek setzt eine Ausführung der Zuhaltung Magne ein, welche in der Ankerplatte einen Permanentmagnet hat, der die Tür auch ohne Anlegen einer Spannung mit 30 N geschlossen hält. Als Zubehör gibt es verschiedene Montagesätze für Drehflügel- und Schiebetüren sowie ein Handgriffprofil für die einfache Montage aller Komponenten in einer einzigen Baugruppe und bei einem Türspaltmaß von 5 mm bis 15 mm.
Not-Halt-Taster mit LED
Der Not-Halt-Taster Inca wird über abnehmbare Anschlussklemmen angeschlossen. Er hat dieselbe Funktion und die Optik wie der Not-Halt-Taster Smile (Bild 4). Beide gibt es für dynamische und für statische Schaltkreise. Zudem zeigt bei beiden eine LED den aktuellen Zustand des Tasters an. So lässt sich schnell feststellen, welcher Not-Halt-Taster aktiviert wurde.
Inca 1 Tina (Bild 5) lässt sich mithilfe einer Sicherheits-SPS Pluto oder eines Sicherheitsmoduls Vital an dynamische Sicherheitsschaltkreise anschließen und verfügt zusätzlich über einen elektronischen Info-Ausgang. Inca 1 ist stattdessen mit Kontakten versehen, die den Anschluss an statische Sicherheitsschaltkreise mit Sicherheitsrelais ermöglichen.
Schlanke Sicherheits- und Erweiterungsrelais
Durch den Anschluss des nur 22,5 mm breiten Erweiterungsrelais BT50 (Bild 2) an ein Sicherheitsrelais oder eine Sicherheits-SPS kann man einfach die Anzahl der sicheren Ausgänge erhöhen. Dadurch lässt sich mit einem Sicherheitsrelais bzw. einer Sicherheits-SPS eine unbeschränkte Anzahl gefährlicher Maschinenbewegungen und Funktionen stoppen. Das BT50 hat eine doppelte, überwachte interne Schutzfunktion, sodass Unterbrechung, interne Gerätefehler oder äußere Störungen (kein Kurzschluss) nicht zu gefährlichen Situationen führen.
Das Relais hat drei Schließer- und einen Öffnerkontakt sowie einen Testeingang, der zur Überwachung der nachgeschalteten Schütze oder Magnetventile dient. Diese müssen abgefallen sein, bevor ein Wiederanlauf zugelassen werden kann. Der Testeingang lässt sich auch zum Starten verwenden und kann die Starttaste überwachen. Die Erweiterungsrelais selbst brauchen von dem vorgeschalteten Sicherheitsrelais/SPS nicht überwacht werden, was den Verdrahtungsaufwand und die Anzahl der benötigten Eingänge an der Sicherheits-SPS reduziert.
*Elektronisches Sicherheitsmodul *
Das in der Anlage eingebaute elektronische Sicherheitsmodul Vital (Bild 2) ermöglicht es, viele unterschiedliche, an die gleiche Sicherheitsschaltung angeschlossene Unfallschutzgeräte zu installieren und trotzdem das höchste Sicherheitsniveau zu erreichen. Das 22,5 mm schmale Modul überwacht die angeschlossenen Unfallschutzgeräte dynamisch. Es hat eine automatische oder manuelle Rückstellung, zweifache Schließer-Sicherheitsausgänge und einen Informationsausgang. LED-Anzeigen visualisieren die Betriebsspannung, die Anwesenheit von dynamischen Signalen sowie den Ausgangszustand. Abnehmbare Klemmleisten erleichtern die Fehlersuche und den Modulaustausch. Vital kann bis zu 49 Eden überwachen. Die zwei Ausgänge haben ein Schaltvermögen von 6 A/AC 250 V/1 500 VA/150 W.
Vorteile für den Anwender
Der bei Jazbinsek für die Montage und Elektrokonstruktion zuständige Christian Schweizer (Bild 1) ist mit dem Sicherheits-Komplettpaket rundum zufrieden. Bei dem Not-Halt-Taster Smile lobt er zum Beispiel den einfachen Einbau und die mehrfarbige LED-Anzeige. Die Nutzung von Verbindungsleitungen mit M12-Steckern spart Zeit und vermeidet Verdrahtungsfehler. Die Programmiersoftware „Pluto Manager“ bietet umfangreiche Dokumentationsmöglichkeiten und ein mehrstufiges Sicherheitskonzept, was die erforderliche Validierung nach EN ISO 13849-2 wesentlich erleichtert. Zudem schätzt C. Schweizer die weltweite Präsenz und die Ersatzteilbeschaffung von Jokab Safety sowie die Zulassungen für Europa, USA und Asien.
-
Andreas Strangfeld ist Vertriebsleiter bei Jokab Safety Deutschland in Spaichingen.
