Sicherheitstechnik für Produktionsanlagen

Rundtisch-Fertigung sinnvoll sichern

Weniger Aufwand für mehr Sicherheit
In der Roboterstation werden die Formen mit einem Trennmittel besprüht und mit Lack beschichtet (In-Mould-Coating).
Für den Personenschutz an einem Rundtisch zur Herstellung von PUR-Formteilen wird eine aus mehreren Modulen bestehende, integrierte Sicherheitslösung genutzt, die in ähnlicher Konstellation auch an anderen Produktions- und Montageanlagen einsetzbar ist.

Der badische Anlagenbauer Ssysprotex wählte eine Komplettlösung des schwedischen Marktführers für Maschinensicherheit Jokab Safety. Sämtliche Sicherheitsfunktionen an dem bei der Volz GmbH in Balingen installierten, sechs Meter großen Rundtisch werden von einem Sicherheits-Controller Pluto B20 und zwei Pluto B46 mit mehreren Erweiterungsrelais BT51 überwacht. Dabei wird durchgängig der höchste Performance Level PL e gemäß EN ISO 13849-1 und SIL 3 gemäß EN IEC 61508 erreicht. Die Eingangssignale liefern zwölf berührungslos wirkende Sicherheitssensoren Eden, vier Lichtvorhänge Focus und zwei Not-Halt-Taster Inca 1 Tina. Ein Protokollumsetzer GATE-P1 sorgt für die Anbindung an die übergeordnete Profibus-DP-Steuerung.

Herzstück der SPS-gesteuerten Polyurethan-Verarbeitungsanlage mit elektrischen und pneumatischen Antrieben ist ein Rundtisch mit sechs Metern Durchmesser. Zehn Stationen, zum Teil Roboter-, zum Teil manuell bedient und dazwischen liegende Aushärtepositionen sind hier untergebracht. In der rundum geschlossenen Roboterstation werden die offenen Formenhälften mit Trennmittel besprüht und nach dem In-Mould-Coating-Verfahren mit Lack beschichtet. An der darauf folgenden Füllstation werden bei Bedarf Einlegeteile in die Form gelegt. Dann wird die Form geschlossen und mit Polyurethan gefüllt. Nach dem Füllen schwenkt die Form automatisch die Entlüftung nach oben. Gleichzeitig dreht sich der Rundtisch um eine Station weiter. Nach sieben Aushärtestationen folgt die Entnahme in der zusätzlich die Form von Austriebsmaterial befreit und gereinigt wird. Die in zwei Schichten betriebene Anlage ermöglicht einen Ausstoß von maximal 60 Teilen pro Stunde bei gleichzeitiger Fertigung von bis zu zehn verschiedenen Formteilen.

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Steuerung und Überwachung

Die gesamte Sicherheitstechnik wurde mit Komponenten von Jokab Safety realisiert. Dabei werden die zehn Drehpositionen des Rundtisches von zehn aktiven Sicherheitssensoren sicher nach PL e erfasst, die ein als Betätiger wirkender Sicherheitssensor aktiviert. Die sicher erfasste Position des Rundtakttisches wird in der Software sicherheitstechnisch verknüpft. So kann jeder Antrieb auf dem Rundtakttisch abhängig von Position und Zustand der Lichtvorhänge individuell freigegeben werden. Zwei Unfallschutz-Lichtvorhänge mit 35 Millimeter Auflösung und 1650 Millimeter Höhe erfassen den Eingriff in und den Zutritt zu den Bearbeitungsstationen. Die Zutrittstür zur Roboterstation und der Zugang zum Innenbereich des Rundtisches überwacht jeweils ein Sensorpaar. Manuelles Übergreifen der beiden Schutzwände verhindern zwei weitere Lichtvorhänge mit 14 Millimeter Auflösung. Die nach Sicherheitsnorm EN/IEC 61496-1/2 zertifizierten Geräte bieten Eingänge zum teilweisen oder vollständigen Muten der Lichtstrahlen. LED ermöglichen die einfache Ausrichtung und zeigen Verschmutzungen an.

Die Sicherheitsanforderungen der Anlage wurden mit entsprechender Programmierung des Sicherheits-Controllers erfüllt. Dank des laut Hersteller verringerten Verdrahtungs-, Projektierungs- und Materialaufwands sowie der hohen Flexibilität wurden erhebliche Kosteneinsparungen erzielt. Durch Wegfall mehrerer Sicherheitsrelais und die geringe Baugröße hätten sich ausreichende Platzreserven im Schaltschrank ergeben. Das berührungslos wirkende Sicherheits-Sensorpaar besteht aus dem aktiven, elektrisch verdrahteten und dem passiven, als Betätiger wirkenden Teil. Der Sensor ist nur dann aktiviert, wenn sich beide gegenüber stehen. Der wartungs- und verschleißfreie Sensor hat einen Schaltabstand von 0 bis 15 Millimeter und lässt sich unter einem Winkel von 0 bis 360 Grad betätigen. Dank des speziellen dynamischen Ein- und Ausgangssignals lassen sich bis zu 390 Sensoren mit einem Sicherheits-Controller einkanalig überwachen. Dabei bleibe der höchste Performance Level PL e gemäß EN ISO 13849-1 gewahrt.

Die 22,5 Millimeter breiten Sicherheitsrelais sind für den Anschluss von Unfallschutzgeräten, wie Not-Halt-Tastern, und zum Erweitern der Zahl von Ausgängen bestimmt. Mit vier zweifachen Schließern als Sicherheitsausgänge, Testeingang und vollständiger interner Überwachung sind hier viele Funktionen kombiniert. Der Testeingang dient zur Überwachung, dass Schütze oder Magnetventile abgefallen und wieder rückgesetzt sind, bevor ein Wiederanlauf zugelassen werden kann. Der Testeingang kann auch zum Starten verwendet und die Starttaste überwacht werden.

Sicherheits-Controller im Mittelpunkt

Da die Programmierung des Sicherheitscontrollers per Software im Kontaktplan geschieht, eignet sich das Gerät sowohl zur Sicherheitsüberwachung als auch zur Steuerung kleinerer Maschinen. Alle Controller sind Master-Geräte und können sich somit am Netzwerk gegenseitig „sehen“ und Entscheidungen bezüglich ihrer eigenen unmittelbaren Sicherheitsumgebung treffen. Ein Gateway ermöglicht die Kommunikation über verschiedene Feldbusse.

Die einfache Ausrichtung und Schmutz-Unempfindlichkeit der zehn für die Positionsüberwachung genutzten Sicherheitssensoren sorgen für praxisgerechten Betrieb. Zum Anschluss an den Controller benötigt man pro Sensor nur einen Eingang. Auch die Not-Halt-Taster werden einkanalig angeschaltet. Dies vereinfacht die Verdrahtung und spart Zeit.

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