Zwei Ziele, eine Lösung

Laserscanner – Sicherheits-Laserscanner an selbstfahrenden Transportfahrzeugen gewährleisten den Personenschutz und ermöglichen zugleich die korrekte Positionsbestimmung der Fahrzeuge.

27. Mai 2010

Ein großes Einsparpotenzial in vielen Produktionsbetrieben birgt der innerbetriebliche Materialfluss, besonders die Verknüpfung verschiedener Maschinen oder Anlagenteile. So werden die Produkte oft manuell oder mit dem Gabelstapler in Zwischenpuffer gebracht oder zu anderen Verarbeitungsanlagen transportiert.

Wesentlich effektiver gestalten sich diese Vorgänge durch den Einsatz von selbstfahrenden Shuttle-Systemen, mit denen sich das Fördergut quer zur Transportrichtung der Förderbahnen automatisiert umsetzen lässt. Diese so genannten Verschiebewagen sind in der Regel schienengeführt und individuell an die zu befördernden Produkte und an die jeweiligen Fördersysteme angepasst.

Im Vergleich zu starren Verbindungen von Förderstrecken mit Weichen, Schwenkeinheiten und dergleichen bieten solche Fahrzeuge eine höhere Flexibilität sowie den Vorteil, dass die Bereiche zwischen den Fördersystemen quasi frei bleiben und so einen ungehinderten Personen- oder Fahrzeugverkehr erlauben.

Besondere Ansprüche stellt bei solchen Lösungen allerdings die industrielle Sicherheitstechnik, schließlich können hier Menschen und Maschinenteile schnell in direkten Kontakt geraten. Ein gelungenes Beispiel hierfür bietet eine Lösung, die der Automatisierungsspezialist Bertram Elektrotechnik GmbH aus Bevern in Niedersachsen für die Papier verarbeitende Industrie realisiert hat.

Bei dieser Lösung werden die geschnittenen Papierbögen auf Paletten gebracht und anschließend mit einer schützenden Schrumpffolie umwickelt. Der Transport der Paletten erfolgt dabei auf Rollen- und Bandförderbahnen, wobei die Querverteilung auf die unterschiedlichen Anlagenteile mit Verschiebewagen realisiert ist.

»Solche Lösungen stellen im Wesentlichen zwei Anforderungen«, erklärt Ulf Schütze, Technischer Leiter bei Bertram: »Erstens den Personenschutz in den von den Verschiebewagen befahrenen Bereichen und zweitens die genaue Positionsbestimmung der Verschiebewagen.«

Sichern und Messen

Für beide Aufgaben nutzen die Automatisierer aus Niedersachsen die Sicherheitslaserscanner Rotoscan RS4-4M von Leuze electronic mit dem Funktionspaket »Motion Monitoring«. Diese Funktion ermöglicht neben der zuverlässigen Fahrwegabsicherung eine robuste Messung von Geschwindigkeiten und Distanzen. Damit sind die Geräte prädestiniert für den Einsatz in mobilen Applikationen wie Verschiebewagen.

Laserscanner erfassen ähnlich einem Radar permanent das komplette Arbeitsfeld zweidimensional in einem Winkelbereich von 190 Grad und einem Radius von mehreren Metern. Damit bieten sie einen flexiblen und universellen Arbeitsschutz, der sich individuell an beliebige Anforderungen anpassen und leicht in jeden Produktionsablauf eingliedern lässt.

Die kompakten Geräte besitzen integrierte Schnittstellen für die Sicherheitsbussysteme ASi Safety-at-Work und Profisafe. Ihre große Flexibilität resultiert aus den unabhängigen Schutz-/Warnfeld-Paaren, die beliebige Feldkonturen annehmen können, sowie aus der Möglichkeit zur Umschaltung zwischen diesen Paaren. Verschiedene Funktionspakete ermöglichen es, für die jeweilige Anforderung maßgeschneiderte Laserscanner einzusetzen.

Insgesamt umfasst die Baureihe nahezu 20 Gerätevarianten mit Schutzfeldreichweiten zwischen 2,15 und 6,25 Meter in unterschiedlicher Auflösung und Kombination sowie mit verschiedenen Schaltausgängen. Individuelle Konfigurationsmöglichkeiten erlauben einen flexiblen Personenschutz an mobilen wie an stationären Maschinen gemäß IECEN61496 (Typ3), IEC61508 (SIL2) und ENISO 138491 (PLd).

Schutz und Position

»Das Besondere an den Rotoscan RS4-4M ist das intelligente Motion Monitoring«, bestätigt Schütze. Mit dieser Funktion überwachen die Geräte bis zu sechs vorgegebene Geschwindigkeitswerte und passen nötigenfalls das Schutzfeld entsprechend an. Dabei lässt sich die robuste Distanzmessung auch durch Personenverkehr nicht stören. In der Praxis bedeutet dies, dass sich abhängig von Abstand und Geschwindigkeit des Verschiebewagens auch Menschen durch dessen Messfeld bewegen können, ohne immer sofort ein Stoppsignal auszulösen.

Dennoch ist die Sicherheit von Personen im Fahrweg uneingeschränkt gewährleistet. Innerbetriebliche Bewegungen auf dem Verfahrweg halten also den Shuttle-Betrieb nicht auf. Zusätzlich zu dieser situationsbedingten und geschwindigkeitsabhängigen Anpassung der Schutzfelder lässt sich die Distanzmessung auch zur Positionierung der Fahrzeuge nutzen. Mit Hilfe von Abstandsmessungen gegenüber definierten Referenzebenen stoppen die Verschiebewagen mit den Papierpaletten damit millimetergenau an den Be- und Endladestationen der Förderbahnsegmente. Für Ulf Schütze hat diese Lösung deshalb nur Vorteile: »Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen sind für Positionsbestimmungen keine weiteren Maßnahmen, wie etwa die Installation von Inkrementalgebern notwendig.«

Die Personensicherheit an den Übergabestellen zum Produktions- oder Lagerbereich gewährleisten zudem Mehrstrahl-Sicherheitslichtschranken der Baureihe Compact plus von Leuze mit integrierter Muting-Funktion. Diese Funktion unterscheidet, ob in den Sicherheitsbereich ein Mensch oder ein Verschiebewagen mit einer Papierpalette gelangt und überbrückt nötigenfalls zeitlich begrenzt die Sicherheitsfunktion. Alle für die Unterscheidung von Mensch und Material erforderlichen Sensoren lassen sich direkt an der Lichtschranke anschließen.

Matthias May, Leuze/bt

Fakten

- Die Leuze electronic GmbH & Co. KG mit Sitz im baden-württembergischen Owen/Teck ist ein führender Hersteller von optoelektronischen Sensoren sowie von Sicherheitstechnik für den industriellen Unfallschutz.

- Entwicklung, Herstellung und Vertrieb von Sicherheitslösungen für Arbeitsschutz und Automation erfolgen am Standort Fürstenfeldbruck.

Erschienen in Ausgabe: 03/2010