30.10.2017

Produktive Flächenüberwachung auch in Reihe

Der richtige Blickwinkel

Mit Laserscannern werden Maschinen und Selbstfahrende Transportsysteme flexibel und sicher überwacht. Die funktionale Absicherung von stationären und mobilen Anwendungen sowie eine produktive Flächenüberwachung lassen sich damit besonders effizient realisieren.


Die neuen Sicherheits-Laserscanner PSENscan eignen sich für stationäre und mobile Gefahrenbereichsabsicherung sowie Zugangsüberwachung.
Bild: Pilz GmbH & Co. KG

Laserscanner werden bereits seit vielen Jahren im industriellen Umfeld eingesetzt. Das Prinzip: Ein Laser sendet einen Lichtpuls aus, der, wenn er auf ein Objekt trifft, re?ektiert wird. Diese Re?exion wird im Laserscanner detektiert. Über die Messung der Zeitdifferenz zwischen Aussendung und Wiedereintreffen des Lichtpulses wird der Abstand zu einem Objekt bestimmt. Um Objekte in verschiedenen Richtungen zu erkennen, wird der Laser über einen sich drehenden Spiegel ausgesendet. Sollen Laserscanner im funktional sicheren Umfeld eingesetzt werden, müssen Maßnahmen getroffen werden, die einen gefährlichen Ausfall des Geräts verhindern.

Mit Eigenkontrolle zur Sicherheit

Um dies zu gewährleisten, kontrolliert die Elektronik des Sicherheits-Laserscanners PSENscan von Pilz permanent die korrekte Funktion des Geräts. Die redundante, also doppelt ausgelegte Elektronik kontrolliert sich außerdem stetig gegenseitig. Staubresistente Laseroptik Im Einsatzumfeld von Maschinen trifft man häufig auf Umgebungsbedingungen mit hoher Staubbelastung. Neben dem schädlichen Effekt für Geräte im Allgemeinen stellt Staub eine besonders große Herausforderung für optische Systeme dar, da einzelne Staubpartikel ebenso wie Objekte und Personen das Licht reflektieren und damit zu Fehlerkennung führen können. Der Sicherheits-Laserscanner PSENscan wurde daher nicht nur in der Schutzart IP65 ausgelegt, auch der ganze Aufbau des Geräts wurde so konzipiert, dass Fehlerkennung durch Staubpartikel vermieden werden. Zur Konfiguration von des Laserscanners wird das Software Tool PSENscan Configurator eingesetzt. Das Gerät wird hierzu über den Ethernet-Port mit dem Konfigurationsrechner verbunden. Mit dem Tool lassen sich dann Sicherheits- und Warnzonen sowie alle weiteren Einstellungen des Geräts vornehmen. Über einen Einlernmodus erfasst der Scanner feste Hindernisse in seiner Umgebung, die dann von vornherein aus den Überwachungszonen ausgespart werden können. Andernfalls würde der Laserscanner permanent Objekte im Gefahrenbereich erkennen und die Maschine abschalten. Um Stillstandszeiten zu reduzieren, ist die komplette Konfiguration auf einem auswechselbaren Speichermodul abgelegt. Im Falle eines Gerätetauschs kann der neue Scanner mit dem bestehenden Speichermodul bestückt werden. Eine erneute Konfiguration ist nicht notwendig.

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Produktive Flächenüberwachung auch in Reihe

Für eine erhöhte Produktivität können bis zu drei getrennte Zonen gleichzeitig überwacht sowie bis zu 70 umschaltbare Konfigurationen eingerichtet werden. Mit der Reihenschaltung von bis zu vier Scannern nach dem Master/Slave-Prinzip können Anwender ihren Verkabelungs- und Einrichtungsaufwand reduzieren. PSENscan besitzt einen großen Öffnungswinkel von 275°. Anwendungen, in denen mehrere aneinandergrenzende Seiten einer Maschine oder eines Fahrerlosen Transportsystems (FTS) überwacht werden sollen, können so im Vergleich zu einem 180°-Scanner mit einer geringeren Anzahl Geräte realisiert werden. Statusinformationen oder Fehlermeldungen wie die Aufforderung zur Reinigung zeigt das Gerät auf dem integrierten Display an. Befinden sich Personen oder Objekte in der Warn- oder Sicherheitszone, wird das mit einem farblich unterlegten Hinweis so auf dem Display signalisiert, dass es auch auf größere Distanz gut erkennbar ist. Um den Scanner in verschiedenen Situationen flexibel einzusetzen, können verschiedene Zonenkonfigurationen hinterlegt werden. So können beispielsweise für den Einricht- und Produktivbetrieb unterschiedlich große Sicherheits- und Warnzonen definiert werden. Genauso kann es sinnvoll sein, die Zonen an das gerade zu bearbeitende Werkstück anzupassen. Speziell für Fahrerlose Transportsysteme kann hierüber die Fahrt mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten oder die Kurvenfahrt mit unterschiedlichen Zonenkonfigurationen abgesichert werden.

Vielfältige Einsatzszenarien

Die große Stärke des Lasercanners von Pilz ist seine Vielseitigkeit. So reicht das Anwendungsspektrum von einer stationären Flächenüberwachung über Fahrerlose Transportsysteme bis hin zur Mensch/Roboter-Kollaboration (MRK). Vor allem der Hintertretschutz hat in den vergangenen Jahren eine immer größere Bedeutung bekommen. Oft reicht es nicht aus, nur den Zugang zu Gefahrenbereichen wie etwa einer Roboterzelle zu sichern (Durchtretschutz). Der Raum dahinter muss ebenfalls überwacht werden, da ein Wiederanlauf verhindert werden muss, solange sich Personen im Gefahrenbereich befinden. Im Gegensatz zu Schlüsseltransfersystemen kann der Betrieb nach Freiwerden des Gefahrenbereichs nahtlos wieder aufgenommen werden, was die Stillstandszeit reduziert. Je nach Gefährdungsbeurteilung kann in vielen Anwendungsfällen auch vollständig oder in Teilen auf Einhausungen verzichtet werden, was z.B. einen schnellen Materialwechsel und eine unkomplizierte Wartung erlaubt. Mit einer Reichweite von 5,5m für den Sicherheitsbereich können selbst große Flächen mit einem Gerät abgedeckt werden. Der bis zu 20m reichende Warnbereich erlaubt außerdem eine adäquate Reaktion bereits bei Annäherung an den Sicherheitsbereich. So kann eine Person rechtzeitig beispielsweise durch ein akustisches Signal gewarnt werden, bevor die Maschine in Stillstand versetzt wird.

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Safety und Automatisierung

Neben der reinen Absicherung kann der Sicherheits-Laserscanner auch zur Produktivitätssteigerung beitragen. So können die aktuellen Messdaten des Scanners zu Automatisierungszwecken über ein Ethernet-Interface abgerufen werden. Beispielsweise können die Daten genutzt werden, um in FTS-Anwendungen Personen auszuweichen oder Objekte anhand ihrer Kontur zu erkennen. Mit PSENscan können Maschinen und mobile Anwendungen einfach und zuverlässig abgesichert werden. Die freie Gestaltung von Sicherheits- und Warnzonen, die einfache Konfiguration und nicht zuletzt die geringen Abmessungen erlauben vielfältige Einsatzszenarien. Die Möglichkeit, mehrere Konfigurationen zu hinterlegen, erlaubt außerdem eine flexible Anpassung der Maschine im laufenden Betrieb.

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