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01  Der Sicherheits-Laserscanner S3000 ermöglicht die „Vier-Augen-Überwachung“ per Sim-4-Safety. Die Sicherheitssteuerung Flexi Soft setzt die Sim-4-Safety-Funtionalität um, in dem sie die unterschiedlichen Abschaltpfade der Schutzfeldverletzungen auf unabhängige sichere Ausgänge leitet

Vier Schutzfelder auf einen Blick

02  Mit Sim-4-Safety ist es jetzt möglich, mit nur einem Sensor bis zu vier Schutzfelder simultan, das heißt ohne Schutzfeldumschaltung, zu überwachen

03  Dank der kurzen Reaktionszeit der Sicherheitslösung können Schutzfelder, zum Beispiel an mobilen fahrerlosen Transport­systemen, kleiner und damit platzsparender ausgelegt werden

04  Sim-4-Safety erlaubt sichere Abstandseinhaltung von fahrerlosen Transportfahrzeugen

Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist es sinnvoll, benachbarte Maschinen mit nur einer Sicherheitskomponente auszustatten. Sick hat sich dies als Aufgabe gestellt und auf Basis eines Sicherheits-Laserscanners und seiner Sicherheits­steuerung die Lösung Sim-4-Safety entwickelt. Die Besonderheit dieses Sicherheitskonzepts liegt darin, gleichzeitig bis zu vier Schutzfelder überwachen zu ­können.

Mehr Flexibilität bei der Bedienung benachbarter Maschinen, bessere Nutzung räumlicher Gegebenheiten, vollständige Integration aller Sicherheitskomponenten einer Maschine bei kurzen Abschaltzeiten und hohe Wirtschaftlichkeit durch schnelle Inbetriebnahme sind die wichtigsten Vorteile der Sim-4-Safety-Lösung (Bild 1). Dabei lassen sich diese sowohl bei Neuanlagen als auch beim nachträglichen Retrofit von Maschinen erzielen.

Gleichzeitige Sicherheit für vier Gefahrenbereiche
Als Spezialist für Sicherheits-Laserscanner hat Sick rund 20 Jahre Erfahrung und blickt auf eine Vielzahl mit Laserscannern erfolgreich gelöster Applikationen zurück. Auf dieser Praxiserfahrung basiert die Sim-4-Safety-Funktionali­tät des Sicherheits-Laserscanners S3000, die für alle Ausstattungsvarianten der Produktfamilie – Standard, ­Advanced, Professional, Expert und Remote – verfügbar ist.
In vielen Produktionsbereichen, zum Beispiel bei der Reifenherstellung oder an Bearbeitungszentren für Metall- und Kunststoffprofile, erlauben es die Prozessabläufe, dass gleichzeitig mehrere Maschinen bedient werden können. Während beispielsweise in einer thermischen Formpresse ein Teil bearbeitet wird, kann in einer benachbarten Presse ein neuer Rohling eingelegt, ein gefertigtes Teil entnommen oder ein Werkzeug gewechselt werden. Bislang stand der Maschinenbauer vor dem Dilemma, entweder beide Maschinen separat absichern zu müssen oder beim Einsatz von nur einem Laser­scanner in Kauf zu nehmen, dass beim Betreten des Gefahrenbereichs einer laufenden Maschine automatisch auch gleich die benachbarte Maschine mitten im Bearbeitungsprozess in den sicheren Zustand geht. Somit wurden die Bearbeitungsprozesse massiv gestört.

Vielerorts entschied man sich bisher aus Gründen der Maschinenleistung und Anlagenverfügbarkeit für den Einsatz von zwei Laserscannern als berührungslos wirkende Schutzeinrichtung. Mit der neuen Lösung ist es nun erstmals möglich, mit nur einem Sicherheits-Laserscanner bis zu vier Schutzfelder simultan, das heißt ohne Schutzfeldumschaltung, zu überwachen (Bild 2). Es können so zum Beispiel bis zu vier gefahrbringende Bewegungen sowohl einer Maschine als auch von benachbarten Anlagenteilen abge­sichert werden. Daraus resultiert ein hohes Maß an Flexibilität bei der Bedienung nebeneinander arbeitender Maschinen und
Produktionsprozesse bei minimalem Hardwareaufwand.

Simultane Überwachung: Schneller und sicherer als sequentielle Schutzfeldumschaltung
Da bei dem eingesetzten Laserscanner für die Überwachung der simultanen Schutzfelder – im Gegensatz zur zeitlich aufeinanderfolgenden Umschaltung einzelner Schutzfelder – keine Steuersignale benötigt werden, ist die Reaktionszeit beim Sim-4-Safety nach Herstellerangaben um ein Viel­faches schneller als in einer möglichen Systemkonfiguration mit anderen am Markt verfügbaren Sicherheits-Laserscannern. Für das Layout der Maschinenabsicherung eröffnet dies ungeahnte Möglichkeiten, denn die Schutzfelder können deutlich kleiner und damit flächeneffizienter ausgelegt werden (Bild 3). Der so frei werdende Platz im Umfeld der Maschine kann beispielsweise als Lauf- oder Fahrweg oder als Stellplatz für Ladungsträger genutzt werden. Durch die Sick-spezifische, sichere und anschlussfreundliche EFI-Verbindung (Enhanced Function Interface) ist der Verdrahtungsaufwand auf ein Minimum reduziert.

Der perfekte Sensor für die „Vier-Augen-Überwachung“
Die Produktfamilie S3000 zeichnet sich durch Schutzfelder mit Reichweiten von bis zu 7 m und einem Radius von 190° aus. Weitere Highlights sind das frei programmierbare Schutzfeldlayout sowie die Flexibilität, durch die modularen Systemkomponenten Sensorkopf, IO-Modul und Systemstecker alle sicherheits- und automatisierungstechnischen Anforderungen abdecken zu können. Für Applikationen, in denen kompaktere Bauformen gefragt sind, werden die kleineren „Brüdern“ S300 und S300 Mini angeboten.
Gleich, in welcher Ausstattungsvariante und maßgeschneiderten Systemkonfiguration, alle Sicherheits-Laserscanner von Sick erfüllen die sicherheitstechnischen Normen und Kenngrößen, wie Typ 3 nach DIN CLC/TS 61496-3, SIL2 nach DIN EN 61508 bzw. SIL2CL2 nach DIN EN 62061, Kategorie 3 sowie Performance Level d nach DIN EN ISO 13849-1.
Zudem sorgt das spezielle Messverfahren für eine zuverlässige Detektion und Signalausgabe. Darüber hinaus sind die Laserscanner hochgradig fremdlichtsicher und erkennen bzw. melden selbstständig eine beginnende Verschmutzung der Optik. Ferner können sie dank der im Anschlussstecker gespeicherten Parametrierung im Servicefall ohne Programmierkenntnisse schnell getauscht werden.

Die passende Software
Alles, was der Laserscanner mit einem Scan erfasst, meldet er direkt an die Sicherheitssteuerung Flexi Soft. In dieser lassen sich mit der Software Flexi Soft Designer die Abschaltpfade und das Abschaltverhalten konfigurieren, um beispielsweise mit nur einem Scanner die bis zu vier Bereiche mit gefahrbringenden Bewegungen unabhängig voneinander zu überwachen. Darüber hinaus ist die Software offen für alle Sicher­heitssensoren und -Befehlsgeräte: Sie eignet sich für die Steuerung und Überwachung von taktilen oder berührungslosen Sicherheitssensoren und -aktoren, Schutztürschaltern, Not-Aus-Geräten, Zweihandsteuerungen, testbaren Lichtschranken, Sicherheits-Lichtvorhängen, Trittmatten und Zweihandsteuerungen. Dadurch kann die Sim-4-Safety-Funktionalität des S3000 um weitere sicherheitsgerichtete Signale ergänzt werden. In Summe lässt sich somit ein komplettes Sicherheits-Gesamtkonzept realisieren. Zudem können auch nicht sicherheitszertifizierte Sensoren, wie Lichtschranken oder Encoder, an die Steuerung angebunden werden.

Stationäre und mobile Einsatzmöglichkeiten
Mit dem Konzept der vier simultan überwachten Schutz­felder ist Sim-4-Safety sowohl für stationäre als auch für mobile Anwendungen geeignet. Stationäre Maschinen mit mehreren Gefahrenbereichen und Applikationen, in denen es auf das Erkennen einer Bewegungsrichtung ankommt, lassen sich ebenso absichern wie mobile Anwendungen. Hier sind das sichere Abbremsen und sichere Abstandhalten von fahrerlosen Transportfahrzeugen (Bild 4) zwei der möglichen Einsatzbeispiele. Insgesamt kann es unter anderem im Automobilbau, in der Zulieferindustrie, für Bearbeitungszentren, für Biege- und Werkzeugmaschinen sowie in intralogistischen Transport- und Förderanlagen zur Anwendung kommen. Dabei steigert es dort jeweils die Produktivität der Maschinen bei gleichzeitig reduziertem Inbetriebnahme- und Hardwareaufwand. (ih)

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Autor: Max Boehme ist Produktmanager in der Division Industrial Safety Systems bei der Sick AG in Waldkirch.