Bei der wechselseitigen Be- und Entladung einer Prüfanlage ist menschliche Interaktion erforderlich: Ist eine der zwei elektronisch angetriebenen Zuführeinheiten komplett ausgefahren, entnimmt der Bediener das geprüfte Türverkleidungselement und stapelt es. Mit der anderen Hand platziert er das ungeprüfte Element in der Aufnahmevorrichtung, scannt die Kabelstränge und verbindet sie mit den elektrischen Kontaktierungen der Prüfstation. Erst wenn er danach den Bereich komplett verlassen hat, fährt die Zuführeinheit mit 1,5 m/s automatisch in die Anlage ein. Die Prüfroutine startet, elf Sekunden später fährt der zweite Materialeinschub heraus. Das sind Aufgabenschritte, die sich stetig wiederholen.
Lichtvorhänge bieten kaum merkliche Sicherheit für Mitarbeiter
Bei den Prüfanlagen des Chemnitzer Unternehmens Brainware Solutions weiß der Anlagenbediener, dass sich die automatisierten Einschübe nicht in Bewegung setzen werden, während er diese entlädt oder bestückt beziehungsweise die Anlage im Prüfmodus ist. Ein Monitor zeigt den Prozessfortschritt an und signalisiert, wann er die Schutzzone verlassen muss oder diesen Bereich von außen nicht mehr betreten darf. Handelt er zuwider, warnt ihn ein akustisches Signal. Ignoriert er die Warnung, fährt die Anlage unmittelbar in den sicheren Halt.
Mit Blick auf die Sicherheit bleibt dem Auge das Wesentliche jedoch zunächst verborgen: Die kompakte, circa 2 x 4 m am Boden und 2 m in der Höhe messende Anlage steht frei im Raum, Schutzzäune und Einhausungen fehlen. Das einzige sichtbare Zeichen einer Raumüberwachung sind zwei Spiegelsäulen, die im Abstand von 2 m in Verlängerung der Beladefront ein Rechteck ausbilden. Lichtvorhänge allein bieten aber keinen Hintertretschutz.
Ziel: Bedienkonzept mit umfassender Sicherheitslösung
„Null ppm (parts per million) ist heute nicht nur in der Automobilindustrie die geflügelte Metapher für null Fehler Toleranz“, betont Udo Jebok, Projektleiter bei Brainware Solutions. Das heißt, dass den Prüfanlagen des Unternehmens nicht nur bei der Qualitätsprüfung von Türverkleidungen kein Fehler passieren darf. Türverkleidungen haben unterschiedliche Farben, Bezugsstoffe und sind mit diversen Schaltern, Beleuchtungseinheiten, Lautsprechern oder Kabelsätzen ausgestattet. Unter anderem mit 16 zum Teil hochauflösenden Kameras überprüfen Anlagen von Brainware Solutions rund 50 Merkmale auf beispielsweise Vollständigkeit oder korrekte Ausführung in einem Prüfdurchlauf.
Eine schnelle und wirtschaftlich arbeitende Prüfanlage braucht ein intelligentes und komfortables Bedienkonzept – in jedem Fall ohne störende Schutzzäune oder andere tendenziell hinderliche und trennende Schutzeinrichtungen. Die Anforderungen waren vonseiten des Prüfanlagenherstellers klar formuliert: Bediener sollen ungehinderten Zugang zu beiden Einschüben haben, diese gefahrlos be- und entladen können und bei deren planmäßigem Aus- und Einfahren nicht in erreichbarer Nähe sein. „Wir dachten zunächst an eine klassische Raumüberwachung. Da wir bereits seit mehr als zehn Jahren auf Produkte und Lösungen von Pilz als verlässlichen Systempartner setzen, lag es nahe, gemeinsam eine Lösung zu entwickeln“, erklärt Jebok.
Sicherheits-Laserscanner schützt Abläufe
Die realisierte Lösung besteht aus einem Sicherheits-Lichtgitterpaar, dessen Sender und Empfänger an jeweils einer der frontseitigen Ecken der Prüfanlage installiert sind und mit den zwei vorgelagerten Spiegelsäulen ein Rechteck ausbilden. Dieser Raum ist als Sicherheitszone mit Hintertretschutz definiert. Ergänzend ist mittig unterhalb der Einschübe ein Sicherheits-Laserscanner PSENscan von Pilz montiert. Dieser bietet eine zweidimensionale Flächenüberwachung mit einem Öffnungswinkel von 275° und einer Schutzfeldreichweite bis zu 5,5 m. Zudem bedient er die stationäre und mobile Bereichsabsicherung sowie auch die Zugangsüberwachung und lässt sich je nach Anforderung in Reihe schalten.
Beim Prüfautomaten tastet der Sicherheits-Laserscanner die definierte Sicherheitszone permanent ab. Im Zusammenspiel mit der im Schaltschrank installierten sicheren Kleinsteuerung PNOZmulti 2 des Sicherheitsexperten erkennt die Sicherheitslösung dabei sowohl Bedienpersonal als auch dessen Bewegungsrichtung. Meldet das Sicherheits-Lichtgitter nach dem Verlassen des sogenannten Hintertretbereichs das Durchschreiten einer Person, weiß die Steuerung, dass sich niemand mehr im Schutzfeld – heißt: in der sicheren Zone – aufhält. Doch erst wenn der Bediener nicht nur das Schutzfeld, sondern auch die beiden vorgelagerten Warnfelder – also die Warnzonen – komplett verlassen hat, wird ein automatischer Quittiervorgang erzeugt: Der eben bestückte Einschub fährt ein, der Bediener befindet sich definitiv in sicherer Entfernung.
Sicherheitslösung von Pilz senkt zeitlichen Aufwand für Prüfdurchgang um ein Drittel
Ist der Prüfprozess im Gange und der jeweils zu prüfende Einschub geschlossen, bleibt das Schutzfeld deaktiviert. Bediener können sich ungefährdet vor der Maschine aufhalten und dort die zu prüfenden Türmodule wechseln. Steht das Ausfahren einer der beiden Zuführeinheiten bevor, kündigt ein Monitor die Aktivierung des Schutzfelds an, das dann zügig verlassen werden muss, wenn kein Halt der Anlage ausgelöst werden soll. Die beiden vorgelagerten Warnfelder dienen auch dazu, den Zutritt von außen in den aktivierten Sicherheitsbereich zu verhindern. Prinzipiell wird ein Ausfahren verhindert, solange sich ein Bediener in der Sicherheitszone aufhält.
Mit einer zeitlichen Reduzierung des Prüfdurchgangs um ein Drittel konnte Brainware Solutions die Produktivität beträchtlich steigern. Projektleiter Jebok räumt ein, dass er zu Beginn etwas skeptisch war, ob das vorgeschlagene Bedien- und Sicherheitskonzept funktionieren könne. „Mit dieser genial einfachen und absolut überzeugenden Lösung hat uns Pilz einen Riesenschritt nach vorne gebracht“, fasst er zusammen.
Kontakt:
Pilz GmbH & Co. KG
Felix-Wankel-Straße 2
73760 Ostfildern
www.pilz.com
Mehr zum Anwender
Das Chemnitzer Unternehmen Brainware Solutions hat sich auf die Herstellung automatisierter Prüfanlagen spezialisiert. Es bietet kundenspezifische High-End Anlagen insbesondere zur industriellen Bildverarbeitung, Kabelstrangprüfung, Montageinspektion und 2D- oder 3D-Vermessung. Als Komplettanbieter im Automatisierungsbereich produziert Brainware Solutions nicht nur Anlagen, sondern entwickelt auch die erforderliche Software. Mit rund 45 Mitarbeitern genießt das mittelständische Unternehmen eine hohe Reputation bei mehr als 100 Kunden in über 30 Ländern.
