AutomationMobiles Lasermarkieren ohne Schutzbrille
Sicher ist Sicher Das von Trumpf entwickelte mobile Lasermarkiergerät sollte zuerst auch eine selbstproduzierte Sicherheitslösung bekommen. Dann aber brachte B&R SafeLOGIC-X auf den Markt, eine integrierte und kostengünstige Sicherheitslösung für kleinere Anwendungen. Genau das, was die Laserspezialisten gesucht hatten.
Das Herzstück des neuen mobilen Laserbeschriftungsgeräts von Trumpf, dem TruMark 5010 Mobile Marker, ist die handgeführte Bearbeitungseinheit, die der Bediener zum manuellen Beschriften nur auf das Bauteil aufsetzen muss.
Die Vorteile von SafeLOGIC und SafeLOGIC-X
Programmiert wird SafeLOGIC-X ebenso wie die hardwarebasierte Ausführung SafeLOGIC in dem sicheren Editor SafeDESIGNER in Automation Studio. Der Vorteil: Wem SafeLOGIC-X aufgrund der Anlagengröße zu klein wird, kann einfach auf die Sicherheitssteuerung SafeLOGIC umsteigen. Die Anwendungen sind skalierbar und können je nach Größe der Anlage unterschiedlich konfiguriert werden. So kann ein Zuwachs an sicheren Ein- und Ausgängen auf einer SafeLOGIC-Sicherheitssteuerung abgedeckt werden, ohne dass die Programmierung verändert werden muss. Auch eine Neuzertifizierung ist nicht nötig. Das spart Zeit und Geld.
Diese uneingeschränkte Skalierbarkeit vermeidet Systembrüche von vornherein und ermöglicht andererseits eine einheitliche Herangehensweise im Engineering und eine einheitliche Diagnose. Beides erhöht die Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen.
Die Architektur von SafeLOGIC-X wird ermöglicht durch den offenen Sicherheitsstandard openSAFETY. Das Safety-Protokoll bietet SIL3-qualifizierte Kommunikationsdienste und sorgt dafür, dass Parameter und Konfigurationsdaten sicher im Netzwerk verteilt und überwacht werden.
Die Maschinen und Laser des Herstellers Trumpf sind für viele Anwendungen, wie Laserschweissen, -schneiden, -beschriften, -mikrobearbeitung und -oberflächenbearbeitung, geeignet. Als 2013 der Entwicklungsingenieur Matthias Kauffmann bei Trumpf zu arbeiten begann, war sein erstes Projekt die Entwicklung eines mobilen Lasermarkiergeräts. Ziel war es, die wenigen anderen Geräte auf dem Markt in puncto Qualität und Sicherheit zu übertreffen. Eine herausfordernde Aufgabe, denn dies war gleichzeitig das erste Lasermarkiergerät das Trumpf produzierte.
Blick ins Innere des Prototyps der mobilen Einheit: knapper Platz, aber die SafeLOGIC-X braucht nicht viel (gelb). Links davon die CPU und unterhalb die Lasersteuerung.
Matthias Kaufmann
Entwicklungsingenieur bei Trumpf
„Es gibt Produkte, da ist man nicht gerne einer der ersten Kunden. Bei Sicherheitssteuerungen konnten wir uns aber sicher sein, dass sie zertifiziert und daher in Ordnung sind. Wir waren davon überzeugt, dass B&R das gut macht.“
Eine Frage der Sicherheit
Anders als bei stationären Markierlasern kann der Anwender beim mobilen Markieren nicht einfach eine Schutztür schließen. Es musste also gelingen, dass das Handgerät mittels Unterdruck sauber auf dem zu beschriftenden Material aufliegt. Falls dies nicht der Fall ist, sollte sich der Laser entweder abschalten oder sich gar nicht erst einschalten. „Die großen Fragen lauteten daher: Welche Sensorsignale sollen beim Handgerät verwendet und wie soll mit den Signalen umgegangen werden? Was muss überwacht oder bereits im Vorfeld ausgeschlossen werden? Diese Fragen standen bei der Entwicklung im Vordergrund, denn das mobile Gerät sollte Laserschutzklasse 1 erreichen. Das bedeutet, dass der Anwender keine Schutzbrille tragen muss, obwohl er mit einem Laserstrahl arbeitet.“
Ohne Schutzbrille arbeiten: Das mobile Lasermarkiergerät erreicht die Laserschutzklasse 1 mittels modernster Sicher-heitstechnik wie SafeLOGIC-X.
Eine eigene Sicherheitssteuerung entwickeln?
„Einen großen Anteil an der Entwicklung hatte das Unternehmen B&R – und zwar mehr, als ursprünglich geplant war. Die erste Variante war, dass wir zwar eine B&R-Steuerung einsetzen, allerdings nur den Logikteil und wir die sicheren Eingänge, also das Board in der handgeführten Bearbeitungseinheit selbst entwickeln. Das hieß: Alle POWERLINK- und openSAFETY-Themen wollte unser Team entwickeln. Wir haben firmenintern sehr gute Leute in der Elektronik und im Bereich Sicherheitstechnik und unsere sicheren und zertifizierten Abschaltungen der Laser erreichen höchste Performance-Level (PL). Das Know-how dafür haben wir also“, sagt Kaufmann.
Glücklicher Zufall: SafeLogic-X kommt auf den Markt
Know-how alleine reichte aber nicht. Auch die Zeit drängte. Dass man sich überhaupt an eine Eigenentwicklung wagte, lag auch daran, dass es für kleine Sicherheitsanwendungen bisher keine kostengünstige Safety-SPS gab. Dennoch schaute sich Trumpf auf dem Markt nach Alternativen um. Dadurch dass Drucksensoren und somit analoge Eingänge eingesetzt werden, lichtete sich laut Kaufmann das Feld der Anbieter drastisch. Das Automatisierungsunternehmen B&R stand bei den Anbietern von Sicherheitstechnik ganz oben. Als B&R 2013 den Prototypen zur SafeLOGIC-X vorstellte, passte dies perfekt zum Projekt von Trumpf. Die softwarebasierte Sicherheitssteuerung bot alle Vorzüge einer integrierten Sicherheitslösung, die bisher aus Kostengründen für kleine Anwendungen nicht eingesetzt werden konnten.
Überraschend einfache Sicherheitslösung
Hinter der SafeLOGIC-X steckt eine überraschend einfache Lösung, die sogar mit einer herkömmlichen, separaten Relaistechnik konkurrieren kann. Das X im Namen gibt bereits einen Hinweis: Die Sicherheitssteuerung benötigt keine Hardware. Die sicherheitsgesteuerten Funktionen der SafeLOGIC wurden im Netzwerk auf vorhandene Hardwarekomponenten verteilt. Das Abarbeiten der Sicherheitsapplikation konnte auf ein sicheres Eingangsmodul des X20 Safe I/O von B&R ausgelagert werden; das Parameter-Handling und Konfigurations-Management erfolgt in der Standardsteuerung. Die Funktion des sicheren User Interface wird in der Visualisierung abgebildet. Die Architektur von SafeLOGIC-X wird durch den offenen Sicherheitsstandard openSAFETY ermöglicht. Das Safety-Protokoll bietet SIL3-qualifizierte Kommunikationsdienste und sorgt dafür, dass Parameter und Konfigurationsdaten sicher im Netzwerk verteilt und überwacht werden. Wegen der separaten Safety-Steuerung wird die Lösung auch als virtuell bezeichnet.
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