Was macht ein ausgereiftes Sicherheitskonzept aus? Es rechnet auch mit vermeintlich undenkbaren Szenarien. Und auf daraus resultierende Gefahrensituationen reagiert es schnell, maßvoll und in jedem Fall sicherheitsgerichtet. Beim Kunststoffverarbeiter Weidplas überwachen nun sichere Radarsensoren, dass sich beim Anfahren des Roboters an einer Spritzgießmaschine niemand innerhalb der Schutzeinhausung befindet. Die neu integrierte Sicherheitslösung von Pilz erhöht die Anlagensicherheit weiter und minimiert Stillstandszeiten.
Die Firma Weidplas ist ein führender Hersteller von technisch anspruchsvollen Kunststoffkomponenten für die Automobilindustrie. Das Unternehmen gehört zur US-amerikanischen Techniplas-Gruppe. Im sächsischen Treuen werden unter anderem Pkw-Radhausverkleidungen aus Kunststoffgranulat hergestellt. Zum Einsatz kommen dabei große Spritzgießmaschinen. Das Unternehmen stellte einer Spritzgießmaschine einen Sechsachs-Roboter zur Seite, der von einer Sicherheitseinhausung umgeben ist. Der Roboter entnimmt die fertig gespritzten Radhausverkleidungen aus der Form und legt diese auf ein Förderband. Funktional entsprach die Lösung den Erwartungen. Einen Nachteil gab es allerdings, wie Tobias Mädler, zuständiger Automatisierungstechniker bei Weidplas, berichtet: „Im Falle einer Störung oder Havarie konnte nur ein qualifizierter Servicetechniker den Roboter aus der Spritzgießmaschine herausfahren und im Anschluss daran das zwischen Spritzgießmaschine und Roboterzelle befindliche Sicherheits-Lichtgitter wieder freischalten.“ Je nach Verfügbarkeit des Servicetechnikers traten dadurch mitunter längere Anlagenstillstände auf. Zudem sollte die Anlagensicherheit erhöht werden. Diese Anforderung konnte nur mit einer zuverlässigen Bereichsüberwachung gelöst werden.
Ein genauerer Blick in die Roboterzelle zeigt, worin die Herausforderung bestand. Zum Einrichten oder um Störungen zu beseitigen, ist die Roboterzelle über Schutztüren und auch von der Spritzgießmaschine her zugänglich. Vor einem geplanten Zutritt in den potenziellen Gefahrenbereich der Anlage fahren beide Maschinen in den sicheren Halt. Erst dann erlauben die Sicherheitszuhaltungen PSENmlock von Pilz das Öffnen der Türen. Das gilt auch, wenn einer der Zugänge versehentlich oder mutwillig geöffnet wird. Trittbleche entlang der Spritzgießmaschine registrieren dabei, ob eine Person an die Spritzgießmaschine herantritt. Und an der Schnittstelle zur Roboterzelle detektieren Sicherheits-Lichtgitter jeden Übertritt in den Schutzraum des Roboters.
Das von der konfigurierbaren Kleinsteuerung PNOZmulti überwachte Sicherheitssystem erkennt so zwar zweifelsfrei, ob eine Person die Sicherheitsbereiche betritt. Aber wie weiß die Steuerung vor dem Wiederanfahren des Roboters, dass sich tatsächlich niemand mehr im Schutzraum aufhält?
Radar erfasst Bewegungen
In Sachen Maschinensicherheit setzt Weidplas bereits seit mehr als 20 Jahren auf die Expertise des Automatisierers Pilz. Produkte wie die Sicherheitszuhaltung PSENmlock oder die konfigurierbare Kleinsteuerung PNOZmulti kennt der Kunststofffertiger aus eigener Erfahrung sehr gut.
Tobias Mädler betont: „Wir kennen und schätzen die Produkte und Lösungen von Pilz, wissen um die vielseitige Kompetenz des Unternehmens und haben über die Jahre ein enges Vertrauensverhältnis aufgebaut.“ Pilz hat das Unternehmen auch bei dieser Anwendung wieder beraten und den sicheren Radarsensor PSENradar als Empfehlung ins Spiel gebracht. In Kombination mit der bereits vorhandenen Kleinsteuerung PNOZmulti bietet das Radarsystem eine Komplettlösung für die sichere Schutzraumüberwachung.
Während Scanner-Lösungen nur zweidimensionale Flächen erfassen können, überwacht PSENradar hingegen dynamische Bewegungen oder Veränderungen im dreidimensionalen Raum. Dadurch werden zudem weniger notwendige Sensoren benötigt. Weiterer Vorteil: Da Radarsensoren ohne optische Systeme auskommen, ist PSENradar unempfindlich gegenüber Lichtreflexionen und eignet sich hervorragend für den Einsatz in rauen und schmutzigen Umgebungen.
Flexible Sicherheitslösung für eine einfache Integration
Die Montage und Implementierung der Radarsensoren gestaltete sich sehr einfach. Die vorhandenen Funktionsbausteine von Pilz und die große Flexibilität des Systems machten es möglich. In drei Ecken der Roboterzelle wurde jeweils ein PSENradar-Sensor installiert und mit der zugehörigen Auswerteeinheit verbunden. Überwacht wird er vom bereits vorhandenen PNOZmulti. Damit erreicht die Roboterapplikation die geforderte PL d Cat 3 nach EN ISO 10218-1 und -2.
Wird an der mit PSENradar ausgestatteten Roboterzelle eine Tür geöffnet, fahren Roboter und Spritzgießmaschine wie bisher in den sicheren Halt. Steht der Roboter still, erfassen die Radarsensoren nun alle Bewegungen von Personen im Schutzbereich. Gleichzeitig wird eine Aktivierung der Türzuhaltung sicher verhindert.
Haben alle Personen die Zelle verlassen und die Radarsensoren registrieren für einen vorgegebenen Zeitraum keine Bewegungen mehr, aktiviert der Radarsensor automatisch seine OSSD-Ausgänge (Output Signal Switching Device). Erst danach lassen sich die Türzuhaltungen aktivieren.
Nun erst wird auch der Roboter wieder gestartet und fährt automatisch in seine Grundstellung. Der Produktionsprozess kann fortgesetzt werden. Das zeitraubende Ausfahren des Roboters aus der Spritzgießmaschine durch einen autorisierten Servicetechniker entfällt damit. Der Bediener ist nun in der Lage, den gesamten Reaktivierungsprozess selbst durchzuführen.
Tobias Mädler ist mit der Lösung überaus zufrieden und sieht auch bei einer Reihe weiterer Anlagen von Weidplas ein vergleichbares Nachrüstpotenzial: „Mit der Integration des sicheren Radarsensors PSENradar haben wir nicht nur die Anlagensicherheit verbessert, sondern in enger Zusammenarbeit mit Pilz eine effiziente Lösung geschaffen, die uns hinsichtlich des automatischen Wiederanlaufs maximale Flexibilität einräumt. Im Ergebnis konnten wir die Stillstandszeiten drastisch verkürzen.“
Bild- und Textquelle: Pilz
