Holm oder Hosenbein?

Im Rohbau des Mercedes-Benz-Werkes in Sindelfingen schweißen computergesteuerte Roboter mehrere hundert Blechteile mit hoher Präzision zu Rohkarossen zusammen. Die Jahresproduktion liegt bei über 300 000 Fahrzeugen. Der Transport der Karossen erfolgt über eine automatische Fördertechnik.

Im Werk stand man vor der Aufgabe, die Gefahrenbereiche beim Transport der Karossen abzusichern. Speziell ging es dabei um den kontrollierten Zutritt von Personen, die sich in der Anlage aufhalten. Gleichzeitig musste an den Einlaufstellen in verschiedene Arbeitsstationen ein ungehinderter Transport von Rohkarossen möglich sein. Auch wenn die erste Beschreibung der Aufgabenstellung zunächst eine so genannte Muting-Lösung nahe gelegt hat, schied diese aus verschiedenen Gründen schließlich aus. Muting bedeutet in der Regel einen hohen systemtechnischen Aufwand für die Integration und Wartung der zahlreichen Mutingkomponenten wie Sensoren oder Anzeigelampen. Zudem wäre eine Mutinglösung sehr komplex, wenn sie die zahlreichen Karossen auf den unterschiedlichen Transportschlitten erkennen soll. Schließlich muss während des Karossentransports erfahrungsgemäß mit Störobjekten gerechnet werden. Herabhängende Kabel oder Folienreste lassen sich mit dieser Technik aber nicht ausblenden.

Bei aller Komplexität waren die Verantwortlichen bei Daimler an einer einheitlichen Lösung interessiert. Einheitlich für die verschiedenen Einlaufstellen im Rohbau, aber auch einheitlich für vergleichbare Entry/Exit-Situationen in anderen Werken. Die Lösung mit dem Sicherheits-Lichtvorhang C4000 Fusion von Sick stellte sich schließlich als passende Lösung heraus.

Mit der Mustererkennung verfolgen die Spezialisten aus Waldkirch eine neue Überwachungs-Philosophie. Dabei wird unterschieden zwischen Material und Mensch, zwischen statischen Mustern wie die Holme der Transportschlitten und dynamischen Mustern wie das Hosenbein einer laufenden Person. Beides wird erfasst und bewertet. Dafür werden dem horizontal installierten Sicherheits-Lichtvorhang die Identitäts-Parameter jedes Transportschlitten-Typs eingelernt. Hierzu zählen dessen Größe sowie die Anzahl und Geometrie der Holme. Diese Systemparameter lassen sich über eine mitgelieferte Konfigurations- und Diagnosesoftware einlernen. Neue Transportschlitten können somit problemlos hinzugefügt werden. Dadurch ist der Anwender bei neuen Fahrzeugmodellen schnell in der Lage, diese in die sichere Überwachungsfunktion zu übernehmen.

Im Betrieb erfolgt die Unterscheidung zwischen einem Transportschlitten und einer Person durch deren Bewegungsmuster und Objektgröße im Überwachungsfeld. Statt eingelernter, statischer Muster erzeugt eine Person durch die Bewegungen der Beine eine dynamische Unterbrechung einzelner Lichtstrahlen des Sicherheits-Lichtvorhangs. Dadurch verändern sich definierte Abschaltkriterien, was zu einem sofortigen, sicherheitsgerichteten Stopp der Förderanlage führt. Gleichzeitig zur präzisen Mustererkennung bietet die Technik ein hohes Maß an Erfassungstorlanz bei Störobjekten. Kleinere Gegenstände wie Kabel oder Folienreste, die in das Überwachungsfeld hineinragen, werden als Störsignale erkannt und ausgeblendet, ohne die Sicherheitsfunktion zu beeinträchtigen.

Die Mustererkennung erfüllt somit die Basisanforderung für eine sichere Überwachung der Karosseneinlaufstellen. Hierzu gehören eine risikogerechte Zugangsabsicherung, die Beibehaltung der Prozesseffizienz und schließlich die Sicherstellung der Anlagenverfügbarkeit. Zudem bietet die Technik von Sick weiterer Vorteile rund um Integration, Betrieb und Wartung. Da die Schutzeinrichtung mit ihrer Mensch-Material-Unterscheidung rein elektronisch funktioniert, also ohne zusätzliche Sekundärsensorik, Steuerungs- oder Anzeigeelemente, profitieren die schwäbischen Autobauer von einer einfachen, platzsparenden und installationsfreundlichen Montage.

Zudem bietet das Design einen Schutz gegen ungewollte Dejustagen oder mögliche Manipulationen für eine gezielte Überlistung. Entscheidend ist auch die zeitsparende, mechanische Integration des Systems, die durch intelligent konzipiertes Montagezubehör unterstützt wird. Ein weiteres Plus ist die Offenheit der Technik für verschiedene Steuerungswelten. Das System verfügt neben den sicheren Schaltausgängen nach eigenen Angaben über alle Optionen, die für zukünftige Integrationslösungen relevant sind.

Es stellte sich heraus, dass die intelligenten Sicherheits-Lichtvorhänge für MercedesBenz in Sindelfingen die passende Lösung ist. Vor der Integration wurde die Technik über mehrere Monate an verschiedenen Einlaufstellen getestet. So konnte die Leistungsfähigkeit und die Eignung für das industrielle Umfeld mit unterschiedlichen Transportschlitten-Mustern nachgewiesen werden. Am Ende wurde das erklärte Ziel, sprich eine einheitliche Technik, erreicht und Daimler konnte die Kosten für seine Entry/Exit-Systeme senken. Denn mit der Technik aus Waldkirch verfügt der Autobauer über eine Lösung, bei der nur das System und keine zusätzlichen Mutingkomponenten beschafft und verwaltet werden müssen. Darüber hinaus werden Diagnose und Service vereinfacht.

Thomas Deutscher Produktmanager bei Sick in Waldkirch