Sicherheits-Laserscanner: Erfahrung zählt

Applikations-Know-how lässt sich nicht 'nach-entwickeln'
Mit dem Urvater PLS von Sick haben Sicherheits-Laserscanner für die stationäre und mobile Maschinenabsicherung vor fast 20 Jahren einen damals ungeahnten Siegeszug angetreten. Heute entscheidend ist das umfassende technologische und applikatorische Erfahrungspotenzial, welches hinter den aktuellen Sick-Produktfamilien S300 Mini, S300 und S3000 steht.

\“Die eigene Erfahrung hat den Vorteil vollkommener Gewissheit\“ – was der deutsche Philosoph, Autor und Hochschullehrer Arthur Schopenhauer (1788-1860) schon für seine damalige Zeit treffend feststellt, hat auch heute nichts an Aktualität verloren. Das gilt auch und in besonderem Maße für die Entwicklung und den Einsatz von Sicherheits-Laserscannern. Sick hat als Technologie- und Marktführer für Sicherheits-Laserscanner mehr als zwei Jahrzehnte Erfahrung und kann auf unzählige, durch Laserscanner erfolgreich gelöste Applikationen zurückblicken. Was diese umfangreiche Erfahrung für Integratoren und Endkunden Wert ist, zeigt der Blick auf die aktuelle \’Scanner Plus!\‘-Generation von Sick. Im Mittelpunkt steht die markt- und applikationsgerechte Weiterentwicklung sicherer Laserscanner, das heißt kompaktere Bauformen, angepasste Reichweiten, integrationsfreundliche Systeme und durchdachte Funktionen. Sie basieren auf Erfahrungen aus der Praxis. Dadurch bieten Sicherheits-Scanner von Sick entscheidende Vorteile bei der Auslegung und dem Betrieb als zertifizierte, berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen. Mit den drei Produktfamilien S300 Mini, S300 und S3000 bietet Sick für unterschiedliche Anwendungsfälle die passende Lösung. Je nach Anforderung wählt der Kunde anhand der Kriterien Reichweite, Funktionspaket und Integrationsmöglichkeit die passende Variante aus.

Vorausschauend – Weitblick und kompakte Bauformen sind gefragt

Weniger Aufstellungsfläche führt zu immer kompakteren Maschinen, stetig kleiner werdende mobile Fahrzeuge bieten immer weniger Montageplatz – beiden Markttrends trägt das Portfolio sicherer Laserscanner von Sick Rechnung, z.B. in Form des kompakten S300 und des mit einer Bauhöhe von nur 116mm noch kleineren S300 Mini. Dies bestätigt u.a. Karl Rapp, Geschäftsführer bei Frog AGV Systems GmbH in Deutschland: \“Die Entwicklungen bei Frog gehen stetig weiter und dabei spielen die Maße der Fahrzeuge eine entscheidende Rolle. Dies hat natürlich Einfluss auf die Wahl der Sicherheitsscanner und da kommt uns die geringe Bauhöhe des S300 Mini sehr entgegen.\“ Kompaktheit ist eine Anforderung, Reichweite eine weitere. Daher sind beide Laserscanner auch in einer Long Range-Variante mit einer auf drei Meter verbesserte Schutzfeldreichweite verfügbar. Was dies bedeutet, verdeutlicht das Statement von Gunter van Deun, Product Manager Egv Systems bei Egemin Automation: \“Die Schutzfeldreichweite von drei Metern erlaubt uns nun den Einsatz des S300 auf der Gabelseite des Fahrzeuges. Aufgrund der Gabellänge von einem Meter oder etwas mehr waren die zwei Meter Reichweite bisher meist nicht ausreichend. Die Erhöhung um einen Meter ermöglicht es uns auch, den S300 bei größeren Egvs einzusetzen. Aufgrund der kompakten Bauform benötigen wir zudem weniger Platz für den Einbau und können auch alternative Anbaupositionen nutzen, um z.B. einen Rundumschutz zu realisieren.\“ Bedarf es mehr als drei Meter Reichweite, überzeugt der große Bruder von S300 und S300 Mini, der S3000, durch sein einzigartiges Leistungsvermögen. Dieser Sicherheits-Laserscanner bietet eine maximale Schutzfeldreichweite von bis zu sieben Metern – ein nach wie vor unerreichter Wert für einen sicherheitszertifizierten Scanner. Hiermit lassen sich Flächen über 80m² mit nur einem S3000 absichern. Die Anwender sparen sich die Investitionskosten für ein zweites Gerät. Bei mobilen Anwendungen erlaubt die große Reichweite hohe Geschwindigkeiten, da der Scanner weit genug vorausschaut und bei Gefahr eine Bremsung rechtzeitig einleitet. Viele Kunden bestätigen, dass der S3000 maßgeblich dazu beiträgt, Sicherheit und Produktivität in Einklang zu bringen.

Das Funktionspaket macht den Unterschied

Neben der Reichweite sind unterschiedliche Funktionen ein wichtiges Ausstattungsmerkmal der Sicherheits-Laserscanner. Durchdachte Funktionen sorgen dafür, dass die Mitarbeiter geschützt sind und der Fertigungsprozess nicht beeinflusst wird. Eines der wichtigsten Ausstattungsmerkmale der Sicherheits-Laserscanner von Sick sind die Anzahl der Feldsätze. Sie ermöglichen eine differenzierte Überwachung, da der durch den Scanner überwachte Bereich während des Betriebs angepasst werden kann. Dadurch laufen Maschinen- und Transportprozesse wesentlich kontinuierlicher und ruckfreier. Hinzu kommt die neue Tripel-Feld-Überwachung. Hierbei besteht ein Feldsatz aus je einem Schutzfeld und zwei Warnfeldern. So können bei Erfassung eines Hindernisses beispielsweise ein akustisches Signal oder eine Leuchtanzeige bei Warnfeld 1, eine Reduzierung der Maschinen- bzw. Fahrzeuggeschwindigkeit bei Warnfeld 2 und erst dann ein sicherheitsgerichteter Stopp beim Schutzfeld parametriert werden. Dieser mehrstufige Aufbau der Überwachungsfunktion ermöglicht der Person sich rechtzeitig zu entfernen, noch bevor es zu einer Reduzierung der Maschinen- bzw. Fahrzeugleistung kommt – oder gar zum Not-Stopp. Taktzahlen bzw. die Produktivität werden so nicht beeinträchtigt – die Ausfallzeiten werden minimiert und die Verfügbarkeit von Maschinen und Fahrzeugen optimiert. Entfernt sich die Person aus dem Vorfeld der Maschine bzw. aus dem Fahrweg des FTF, wird der Maschinenprozess bzw. die Fahrt entsprechend automatisch fortgesetzt. Hierzu nochmals Gunter van Deun von Egemin Automation: \“Mit Tripelfelder eröffnen sich neue Zusatzfunktionen. Wir nutzen unterschiedlich große Warnfelder zur sanften Reduktion der Geschwindigkeit bevor das FTS über die Schutzfeldfunktion in einen Not-Halt käme. Dies optimiert das Zusammenspiel von Sicherheit, Beschleunigung und Bremsen am Fahrzeug.\“

Ein Scanner, vier simultane Schutzfelder

Um benachbarte, stationäre Maschinen wie z.B. Reifenheizpressen, Bearbeitungszentren, Biege- oder Werkzeugmaschinen mit nur einer Sicherheitskomponente ausstatten zu können, hat Sick auf Basis des Sicherheits-Laserscanners S3000 und der Sicherheitssteuerung FlexiSoft die Lösung Sim-4-Safety entwickelt. Es handelt sich dabei um das weltweit erste Sicherheitskonzept, bei dem mit nur einem Sicherheits-Laserscanner gleichzeitig bis zu vier Schutzfelder simultan, das heißt ohne Schutzfeldumschaltung, überwacht werden können. Es können so z.B. bis zu vier gefahrbringende Bewegungen sowohl einer Maschine als auch von benachbarten Anlagenteilen abgesichert werden. Sim-4-Safety bietet – bei minimalem Hardwareaufwand – mehr Flexibilität bei der Bedienung nebeneinander arbeitender Maschinen und Produktionsprozesse, bessere Nutzung räumlicher Gegebenheiten, vollständige Integration aller Sicherheits-Komponenten einer Maschine bei kurzen Abschaltzeiten und hohe Wirtschaftlichkeit durch schnelle Inbetriebnahme. Für das Layout der Maschinenabsicherung eröffnet die simultane Überwachung ungeahnte Möglichkeiten, denn die Schutzfelder können deutlich kleiner und damit flächeneffizienter ausgelegt werden als bei einer sequentiellen Umschaltung der Schutzfelder mehrerer Scanner. Der so frei werdende Platz im Umfeld der Maschine kann z.B. als Lauf- oder Fahrweg oder als Stellplatz für Ladungsträger genutzt werden.

Sichere Connectivity für 360°-Applikationen

Wertvolle Einsatzerfahrungen mit Leitkunden in Schlüsselindustrien wie der Automobil- oder der Intralogistikbranche haben gezeigt, dass in vielen Anwendungsfällen ein einzelner Sicherheits-Laserscanner zur Lösung der Absicherungsaufgabe nicht ausreicht. Daher gewinnen die Vernetzbarkeit von Sicherheits-Laserscannern untereinander und ihre Integration in industrieübliche Feldbusstandards mehr und mehr an Bedeutung. Ein Beispiel für eine Anwendung, wie die Vernetzbarkeit mehrerer Sicherheits-Laserscanner die Lösung der Applikation erleichtert, ist die lückenlose 360°-Rundum-Absicherung von autonomen Fahrzeugen oder Fahrerlosen Transportsystemen mit S300 Mini, S300 oder S3000 im Verbund mit der Sicherheitssteuerung Flexi Soft von Sick. Durch diese Lösung ist die Sicherheit in alle Bewegungsrichtungen des Fahrzeuges gewährleistet. Es handelt sich hierbei um eine integrationsfreundliche, hoch verfügbare und wirtschaftliche Komplettlösung aus einer Hand, das heißt ohne applikationstechnische Schnittstellenrisiken. Die Sick-spezifische EFI-Schnittstelle (Enhanced Function Interface) erlaubt eine direkte sicherheitsgerichtete Kommunikation der Geräte untereinander. Die Nutzung dieser Schnittstelle minimiert den sonst erforderlichen, hohen Verkabelungsaufwand für den Hersteller des Fahrzeugs – und damit gleichzeitig auch das Risiko von Verdrahtungsfehlern insbesondere in der Inbetriebnahmephase. Durch die zentrale Integration der Flexi Soft im Fahrzeug ist neben der einfachen Konfiguration auch eine verbesserte Diagnose des Laserscanner-Gesamtsystems von einer Stelle aus möglich. Dies spart nicht nur Zeit während der Inbetriebnahme sondern optimiert die Wartung und Instandhaltung des fahrerlosen Transportfahrzeuges über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg. Diese Vorteile bestätigt Wolfgang Holl, Leiter der Technologie & Produktentwicklung bei DS Automotion in Linz: \“Beim Service-Einsatz können auch mal Fehler passieren. Weil sich die Geräteparameter auch beim Austausch der Scanner über das Fahrzeugnetzwerk automatisch wieder downloaden, ist damit dieses Risiko weitestgehend ausgeschlossen. Wir nutzen die Diagnoseinformationen der Sicherheitsscanner auch in unseren eigenen Bordrechnern und speichern dort auch Daten im internen Fehlerspeicher ab. Grundsätzlich hilft uns die bessere Aussagekraft der Diagnose für eine schnellere Fehlerbehebung vor Ort. Ein weiterer Pluspunkt ist der reduzierte Verkabelungsaufwand, den wir durch die Nutzung der FlexiSoft erreicht haben.\“ Mithilfe des Drive Monitor MOC von Sick kann bei solch einer Rundumabsicherung eine geschwindigkeitsabhängige Umschaltung der Schutzfelder erfolgen. Alle Safety-Komponenten werden dabei über die modular konfigurierbare Sicherheits-Steuerung Flexi Soft miteinander vernetzt. An die Steuerung können neben den Sicherheits-Laserscannern weitere sichere Geräte, z.B. Not Aus-Taster ebenso angeschlossen werden wie nicht sicherheitsgerichtet ausgelegte Sensoren wie beispielsweise Encoder. Für die Integration des kompletten Sicherheitspaketes auf dem Fahrzeug in Feldbusumgebungen stehen verschiedene Gateways zur Verfügung. Durch den engen Kontakt zur Automobilindustrie hat Sick einen weiteren Trend erkannt: Die direkte und sichere Integration von Sensoren in Feldbusse. Mit dem S3000 mit integrierter Profinet IO-Schnittstelle wird Sick diesem Trend gerecht. Der S3000 kann in dieses u.a. von den deutschen Fahrzeugherstellern in der Automatisierungsinitiative der deutschen Automobilhersteller (AIDA) klar favorisierte Industrial-Ethernet-System integriert werden. Besonders schätzt diese Anwendergruppe die einfache Integration sowie die zentrale Konfiguration und Diagnose aus dem Leitstand heraus.

Ausblick in die Zukunft

Sick ist überzeugt, dass sich die oben genannten Trends – besseres Reichweiten-Baugrößen-Verhältnis, ein weiter aufgebauter Funktionsumfang und die Ergänzung weiterer Integrationsmöglichkeiten – fortsetzen werden. In einer zukünftigen Generation von Sicherheits-Laserscannern wird Sick abermals neue Maßstäbe setzen, immer mit dem Ziel: die Erwartungen unserer Kunden noch zu übertreffen. Die Erfahrung, die im Portfolio Sicherheits-Laserscanner von Sick zum Ausdruck kommt, bietet durch diesen \“Vorteil vollkommener Gewissheit\“ ein Höchstmaß an technologischer und wirtschaftlicher Zukunftssicherheit.

Sick AG
http://www.sick.de

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