Auf dem Gebiet der berührungslos wirkenden Zugangsabsicherung im automatisierten Materialfluss leitet der Sicherheits-Lichtvorhang C4000 Fusion eine neue technologische Ära ein. Im Gegensatz zu Muting-Lösungen kennt das System nahezu keine Erfassungs- und Umfeldrestriktionen, da es – wie beim norwegischen Glasfaserhersteller 3B-fibreglass Norway - Störgrößen im Überwachungsfeld als solche erkennt, ausblendet und so eine hohe Sicherheit und Verfügbarkeit der Roboterzellen gewährleistet.

Ohne aufwändige und zudem störanfällige Zusatzsensorik gelingt es dem C4000 Fusion, sicher zwischen Mensch und Material zu unterscheiden und gleichzeitig höchste Sicherheit mit höchster Verfügbarkeit zu kombinieren.

Ohne aufwändige und zudem störanfällige Zusatzsensorik gelingt es dem C4000...

Sicherheits-Lichtvorhänge sind berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen. Im Gegensatz zu mechanisch trennenden Lösungen, z.B. Schutzzäunen, bieten sie vor allem dort Ergonomie- und Verfügbarkeitsvorteile, wo Personen prozessbedingt in eine potenziell gefahrbringende Anlage eingreifen, eintreten oder in deren Umfeld arbeiten müssen. Das von dem Sender- und dem Empfängermodul erzeugte „sichere Schutzfeld“ erkennt eine Person oder deren Gliedmaßen und schaltet die Maschine dann sofort ab. Dieses Abschalten wird durch das Unterbrechen eines oder mehrerer Lichtstrahlen im Schutzfeld ausgelöst – ein Prinzip, das viele Lichtvorhänge dann an ihre Grenzen bringt, wenn die Umgebungsbedingungen besonders rau werden oder wenn sich – wie bei 3B-fibreglass Norway – prozessbedingt weder Störobjekte im Überwachungsfeld noch ein Richtungswechsel der zu erkennenden Förderhilfsmittel vermeiden lassen.

Mit klassischen Muting-Überbrückungslösungen ist diesen Randbedingungen nicht oder nur mit extrem hohem Aufwand beizukommen – ganz abgesehen davon, dass Muting-Systeme nicht ohne zusätzliche, installations- und wartungsintensive, Sekundärsensorik sowie Steuerungs- und Anzeigeelemente auskommen. Die Technologie der intelligenten Objektmustererkennung, wie sie im Sicherheits-Lichtvorhang C4000 Fusion zum Einsatz kommt, kann auf separate Komponenten verzichten und sich gleichzeitig flexibel an eine Vielzahl von Mustern und zu erwartenden Störgrößen anpassen. Für 3B-fibreglass Norway war der betriebstechnische und betriebswirtschaftliche Nutzen dieser Merkmale ebenso entscheidend wie die Integrationsunterstützung durch SICK. Diese erstreckte sich von

Herabhängende, schwingende Fasern mit wechselndem Abstand zueinander wie auch zum Wagengestell –„klassische Mutinglösung“ kommen hier an ihre Grenzen, nicht jedoch die Objektmustererkennung des sicheren Lichtvorhanges C4000 Fusion.

Herabhängende, schwingende Fasern mit wechselndem Abstand zueinander wie auch...

der Testphase über die Inbetriebnahme der Sensorik bis zur elektrisch unveränderten Integration in die übergeordnete Anlagensteuerung.

3B-fibreglass Norway: Sichere Lösung gesucht für mehr Verfügbarkeit

Das Unternehmen 3B-fibreglas ist ein führender Hersteller von Glasfasern, die das Ausgangsmaterial bilden für die Herstellung faserverstärkter Verbundwerkstoffe und andere Produkte für industrielle Anwendungen. Die beiden hochmodernen Produktionswerke befinden sich am Firmensitz in Battice in Belgien sowie im norwegischen Birkeland. Für dieses Werk suchte man bei 3B-fibreglass Norway nach einer Möglichkeit, die bislang per Muting gelöste Zugangsabsicherung zu zwei Roboterzellen durch eine erfassungstolerante, flexible und hochverfügbare Schutzeinrichtung zu ersetzen.
Die vollautomatischen Roboter werden mit Hilfe von Rollwagen, auf denen sich jeweils bis zu 12 Glasfaserrollen befinden, versorgt. Die beladenen Wagen werden über einen Mitnehmer im Bodenfördersystem in die Zellen hineingezogen. Nachdem die Roboter die Rollen abgenommen und auf ein Förderband zum Weitertransport in Richtung der Verpackungsautomaten gelegt haben, werden die Leerwagen seitlich an der Roboterstation wieder ausgestoßen. Die vom Anlagenbauer mitgelieferte Muting-Lösung erwies sich in der Betriebspraxis als störanfällig und wenig zuverlässig. Dies lag zum einen daran, dass von den Rollen nahezu beliebig viele Fasern bis auf den Boden herabhängen können, sich dadurch im Lichtweg der über Spiegel umgelenkten Einstrahl-Lichtschranke befinden und so das System zum Ansprechen bringen. Erschwerend hinzu kam das intervallartige Bewegungsmuster der Transportwagen. Sowohl beim Ein- wie auch beim Ausfahren kommt

Der Sicherheits-Lichtvorhang C4000 Fusion ist eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung, die Performance Level „e“ nach EN ISO 13849 sowie IEC 61508 SIL3 entspricht und zur horizontalen oder vertikalen Absicherung von Gefahrstellen eingesetzt wird.

Der Sicherheits-Lichtvorhang C4000 Fusion ist eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung,...

es zu Rückstößen aufeinander prallender Wagen, d.h. es findet kurzzeitig und für wenige cm ein Richtungswechsel statt. Dadurch kommen die herabhängenden Fasern ins Schwingen und ihr Abstand zueinander wie auch zum Wagengestell ändert sich auf beliebige Weise.

Klassische Mutinglösung kommen bei solch störenden Prozessbedingungen – das zeigte sich bei 3B-fibreglass Norway – an ihre Grenzen, nicht jedoch die Objektmustererkennung des sicheren Lichtvorhanges C4000 Fusion.

Mehr Sicherheit und Verfügbarkeit durch „erfassungstoleranten“ Lichtvorhang

3B-fibreglas löst die Zugangsabsicherung an den Roboterzellen mit horizontal montierten Sicherheits-Lichtvorhängen vom Typ C4000 Fusion. Hierbei handelt es sich um eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung, die Performance Level „e“ nach EN ISO 13849 sowie IEC 61508 SIL3 entspricht und die Sicherheitsanforderungen in dieser Anlage erfüllt. Der Lichtvorhang ist ca. 300 mm über dem Boden installiert – hoch genug über den Grundrahmen des Transportwagens und tief genug, um ein Unterkriechen unmöglich zu machen. In dieser Position blickt der Sensor auf die beiden 40 mm starken Vertikalstreben des Transportwagens. Sie wurden der intelligenten Mustererkennung als die Objekte eingelernt, die im festen Abstand zueinander das Überwachungsfeld passieren dürfen, ohne dass es zu einer sicherheitsgerichteten Abschaltung kommt. Alle Objekte, die kleiner sind als 40 mm- also die herabhängenden Glasfasern – können beliebig durch das Überwachungsfeld pendeln, da sie vom stets aktiven Sicherheits-Lichtvorhang orts- und richtungsunabhängig ausgeblendet werden

3B-fibreglas löst die Zugangsabsicherung an den Roboterzellen mit horizontal montierten Sicherheits-Lichtvorhängen vom Typ C4000 Fusion.

3B-fibreglas löst die Zugangsabsicherung an den Roboterzellen mit horizontal...

und so ebenfalls nicht zu Fehlauslösungen führen. Gleichzeitig ist der erfassungstolerante C4000 Fusion so parametriert, dass alle Objekte mit einer Größe von 70 mm und mehr – also z. B. der Schuh oder das Bein einer Person im Überwachungsfeld – sicher erkannt und gemeldet werden. Auf diese Weise gelingt es dem System, ohne aufwändige und zudem störanfällige Zusatzsensorik sicher zwischen Mensch und Material zu unterscheiden und gleichzeitig höchste Sicherheit mit höchster Verfügbarkeit zu kombinieren.

Sicherheit im risikofreien Plug & Play – Paket aus einer Hand

So wichtig wie die Leistungsfähigkeit der Sensorlösung selbst war die Einhaltung einer Reihe von Vorgaben und Realisierungswünschen. Nachdem man sich zunächst von der sicherheitstechnischen Eignung und der hohen Installationsfreundlichkeit überzeugt hatte, war 3B-fibreglass Norway eine unverbindliche Teststellung und Unterstützung bei der Inbetriebnahme des C4000 Fusion wichtig, um sich von der zuverlässigen Funktion im Betrieb zu überzeugen. Dies wurde seitens SICK erfüllt – ebenso wie die Beibehaltung der Anbindung an die übergeordnete Steuerung. Da die Logik der Überbrückungsfunktion bereits fest im Lichtvorhang integriert ist, wurde jetzt eine Montageplatz und Verdrahtungsaufwand sparende Lösung mit SICK-Sicherheitsrelais der Baureihe UE10 mit einem Ausgangserweiterungsmodul möglich. Auf dieser Basis wurde für 3B-fibreglass Norway ein modifizierter Verdrahtungsplan für die Plug & Play – Anbindung des C4000 Fusion erstellt. Die vorbereitenden Maßnahmen von SICK und die praktische Unterstützung durch 3B-fibreglass Norway vor Ort führten zu einer reibungslosen und zügigen Installation des Testsystems. Der erste Anlauftest verlief ebenso positiv wie auch die vierwöchige Testphase insgesamt: Während der gesamten Betriebsdauer gab es nicht eine einzige Fehlauslösung. Zudem hat die bessere Montagemöglichkeit des C4000 Fusion nahe an der Gefahrenstelle die Gefahr mechanischer Beschädigungen oder Dejustagen weitestgehend eliminiert.

Mit der Bestätigung der einwandfreien und hoch verfügbaren Funktion des Testsystems hat 3B-fibreglas gleichzeitig die notwendige Anzahl an Systemen für die Absicherung der beiden Roboterzellen bestellt. Und auch für künftige Projekte dieser Art ist das C4000 Fusion das Maß der Dinge. So werden im Rahmen der anstehenden Produktionserweiterung weitere Stationen, u. a. ein Trocknungsofen, in die Gesamtanlage integriert und – „Muster gültig“ – mit dem sicheren und erfassungstoleranten Lichtvorhang ausgestattet.

Ohne aufwändige und zudem störanfällige Zusatzsensorik gelingt es dem C4000 Fusion, sicher zwischen Mensch und Material zu unterscheiden und gleichzeitig höchste Sicherheit mit höchster Verfügbarkeit zu kombinieren.

Herabhängende, schwingende Fasern mit wechselndem Abstand zueinander wie auch zum Wagengestell –„klassische Mutinglösung“ kommen hier an ihre Grenzen, nicht jedoch die Objektmustererkennung des sicheren Lichtvorhanges C4000 Fusion.

Der Sicherheits-Lichtvorhang C4000 Fusion ist eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung, die Performance Level „e“ nach EN ISO 13849 sowie IEC 61508 SIL3 entspricht und zur horizontalen oder vertikalen Absicherung von Gefahrstellen eingesetzt wird.

3B-fibreglas löst die Zugangsabsicherung an den Roboterzellen mit horizontal montierten Sicherheits-Lichtvorhängen vom Typ C4000 Fusion.