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Flexible Sicherheit in der Fertigung

Text: Stephan Ogroske, Pilz
Ob Transport- oder Förderanlage, Verpackungsmaschine oder Montagelinie: eine hohe Flexibilität bei gleichzeitiger hoher Sicherheit ist für einen effizienten Fertigungsprozess die Voraussetzung. Lichtgitter, die für unterschiedliche Anforderungen geeignet sind, passen da genau ins Konzept.

Lichtgitter, die mit ein und derselben Lichtschranke jede funktionale Disziplin abdecken, bieten mehr Flexibilität, da sie für unterschiedliche Anwendungen geeignet sind. Zudem lassen sich mit ihnen Umgebungen sowie Produktionsabläufe auch im Nachhinein immer wieder an aktuellen Anforderungen anpassen. Wie dies geschieht, dafür gibt es verschiedene Konzepte, die im Folgenden vorgestellt werden.

Muting für flexibleren Durchlass

Der Zugangsbereich zur Maschine kann mit einem Lichtgitter abgesichert werden. Mit dieser Sicherung alleine würde jetzt zunächst eine Unterbrechung der Lichtstrahlen, gleich aus welcher Richtung, ein sofortiges und komplettes Stillsetzen der Maschine zur Folge haben. Das unterbrochene Schutzfeld kann jedoch überbrückt werden, wenn Muting ins Spiel kommt, die partielle Aufhebung des Schutzfeldes. Diese wird zum Beispiel dann benötigt, wenn nach einem Verarbeitungsprozess ein Produkt eine Maschine verlässt und hier ein zum Teil offener Bereich, beispielsweise eine Übergabestelle, existiert. Muting eignet sich also für alle Prozesse, bei denen Material zu- und abgeführt wird.

Blanking für permanentes Unterbrechen

Ausblenden, nichts Weiteres will Blanking sagen: Üblicherweise haben Lichtgitter durch die Annäherungsgeschwindigkeit und den Nachlauf der Maschine einen gewissen Abstand zur Gefahrenstelle. Doch selbst wenn geeignete Positionen gefunden sind, kann es sein, dass Teile der Maschine noch in das Schutzfeld des Lichtgitters hineinragen. Deshalb ist es notwendig, dass einzelne Lichtstrahlen abgeschaltet oder ihre Zustände ignoriert werden. Dann spricht man von einem Fixed Blanking. Eine solche Blockierung des Schutzfeldes ist dauerhaft, sie bewegt sich nicht. Wird das entsprechende Maschinenteil entfernt, meldet das Lichtgitter, dass an dieser Stelle nun ein Zugriff in die Gefahrenzone möglich ist. Überträgt man dieses Verhalten auf sich bewegende Objekte, die sich also im Schutzfeld variabel positionieren, spricht man von Floating Blanking.

Hintertretschutz durch Kaskadierung

Für Applikationen, die entweder hohe Schutzfelder oder einen Hintertretschutz erfordern, bieten Lichtschranken wie PSENopt Advanced von Pilz dank Kaskadierung die passende Lösung. Die übereinander oder im rechten Winkel angeordneten und in Reihe geschalteten Lichtgitter reduzieren den Aufwand für die Verdrahtung. Auch arbeiten diese Lichtgitter mit durchgängigen Einzelstrahlen, die die sogenannten Totzonen komplett ausschließen, womit die Lichtschranken näher an die Applikation rücken können, so dass Platz gespart wird. Damit erreichen Anwender auch bei wechselnden Anforderungen und unterschiedlichen Maschinentypen eine hohe Flexibilität.

Anpassung per Software

Die zugehörige Software ermöglicht es, eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung schnell den erforderlichen Funktionen anzupassen. So lassen sich die Einzelstrahlen in der Software sichtbar abbilden, was dazu beiträgt, die Lichtschranke schnell in Betrieb zu nehmen. Auch mit Blick auf die Bedienung und Handhabung, wie etwa beim Blanking, können neue Gegenstände in wenigen Schritten eingerichtet werden. Durch Software wie den PSENopt Configurator für die Lichtschranke PSENopt Advanced lässt sich eine schnelle Fehler­diagnose durchführen. Dies reduziert die Stillstandszeiten und erhöht so die Verfügbarkeit der Anlage.

Zudem kann sowohl das Muting als auch das Blanking mit beziehungsweise ohne Kaskadierung einfach umgesetzt werden, denn das Konfigurieren für neue Objekte braucht nur wenig Zeit. Offline erstellte Konfigurationen lassen sich über den Programmieradapter auf andere Lichtgitter übertragen. Soll die Lichtschranke flexibel angebracht werden, kann ihr beispielsweise eine Codierung per Software zugeordnet werden. Zudem ist das Auslesen des Fehlerspeichers mit Klartextnachrichten möglich.

Lichtschranken selbst überwachen

Lichtschranken sind nur dann sicher, wenn die Überwachung im Hintergrund sicher ist. Sicherheitsrelais wie etwa das PNOZ c2 aus der Produktfamilie PNOZcompact von Pilz sorgen für die sichere Überwachung aller gängigen Lichtschranken des Typs 4 oder von Sensoren mit sicheren Schaltausgängen (OSSD-Ausgängen) gemäß der EN 61496. Die kurze Reak­tions­zeit von höchstens 12 Millisekunden bietet flexiblere Sicherheit, da Lichtschranken entsprechend näher am gefahrbringenden Bereich montiert werden können, wobei Art und Weise der Applikation für den letztendlichen Abstand entscheidend ist. Sicherheitsrelais sollten höchste Sicherheitsanforderungen bis PLe/SIL CL3 erfüllen. So lassen sich insbesondere Vorteile im Serienmaschinenbau generieren.

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