Vielfältige optische Schutzeinrichtungen

Bei Lichtgittern schützt ein unsichtbares Infrarot-Schutzfeld vor gefährlichen Bereichen. Wird ein Lichtstrahl unterbrochen, löst das sofort einen sicheren Abschaltbefehl aus. Je nach Anforderung erfüllen die Lichtgitter PSENopt des Automatisierungstechnikspezialisten Pilz gemäß EN/IEC 61496-1/-2 „Sicherheit von Maschinen – Berührungslos wirkende Schutzeinrichtungen“ Finger-, Hand- und Körperschutz. Sie verfügen über kurze Reaktionszeiten im Millisekunden-Bereich. Um den Schutzbetrieb aufrecht zu halten und dennoch Material durch das Lichtgitter zu führen, haben sich erweiterte Funktionen durchgesetzt, bei denen einzelne Strahlen bis hin zu ganzen Bereichen ausgeblendet werden (Blanking), das Lichtgitter sicher, automatisch und vorübergehend überbrückt wird (Muting) oder übereinander angeordnet und in Reihe geschaltet werden (Kaskadierung).

Sollen Flächen insbesondere vor Maschinen abgesichert werden, kommen Laserscanner zum Einsatz. Die große Stärke von Scannern ist ihre Vielseitigkeit. So reicht das Anwendungsspektrum von der stationären Flächenüberwachung über Fahrerlose Transportsysteme (FTS) bis hin zur Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK). Vor allem der Hintertretschutz hat in den vergangenen Jahren eine immer größere Bedeutung bekommen. Mit einer Reichweite von 5,5 Meter für den Sicherheitsbereich und einem großen Öffnungswinkel von 275 Grad kann der Sicherheits Laserscanner PSENscan selbst große Flächen mit einem Gerät abdecken. Der bis zu 20 Meter reichende Warnbereich erlaubt es, dass beispielsweise eine Person rechtzeitig durch ein akustisches Signal gewarnt wird, bevor die Maschine in einen kostspieligen Stillstand versetzt wird.

Im Unterschied zu einfachen Sensoren können Kamerasysteme detaillierte Informationen über den gesamten Überwachungsbereich erfassen und auswerten. In Bereichen, in denen beispielsweise Mensch und Roboter zusammenarbeiten, eignet sich das sichere, kamerabasierte 3D-Schutzsystem SafetyEye. Es generiert aus den Kamerabildern einen dreidimensionalen Schutzraum und wird nicht auf dem Boden aufgebaut, wie Zäune oder Matten, oder im Umfeld, wie Lichtgitter oder Scanner, sondern über dem zu beobachtenden Prozess angebracht. Der besondere Nutzen liegt daher in einem barrierefreien Umfeld. Tritt ein Werker in den als Schutzraum definierten Aktionsbereich eines Roboters, veranlasst das Sicherheitssystem den sofortigen Not-Halt. Die Warnräume hingegen decken verschiedene Funktionen ab: eine gefährliche Bewegung verlangsamen, eine Warnlampe aktivieren oder auch ein akustisches Signal auslösen. Für die sichere Überwachung von Abkantpressen eignen sich telezentrische Kamerasysteme, die, abstandsunabhängig von der Kamera, Objekte gleich groß abbilden. Das mitfahrende, kamerabasierte Schutz- und Messsystem PSENvip erkennt kleinste Fremdkörper und bietet zusätzlich einen integrierten Hintergreifschutz.

Taktile Sensoren, wie Sicherheitsschaltmatten, eignen sich besonders für die sichere Überwachung von Flächen. Bei Sicherheitsschaltmatten handelt es sich generell um drucksensitive Schutzeinrichtungen, die auf Berührung oder Druck reagieren und die Anforderungen der Norm EN/ISO 13856-1 erfüllen. Sicherheitsschaltmatten verlangsamen oder stoppen Maschinen und Anlagen beim Eintritt in den Gefahrenbereich, also als Zutrittsschutz, und bieten zugleich einen Hintertretschutz. Denn nicht nur der Zugang zum Gefahrenbereich, sondern auch der Raum dahinter muss überwacht werden, um ein ungewolltes Wiederanlaufen der Maschine oder Anlage zu verhindern.

PSENmat ist eine komplett neu entwickelte dynamische Schaltmatte: Eine Weltneuheit ist die integrierte Ortsdetektion, die komplett neue Maschinenbedienkonzepte ermöglicht. Der Werker kann beispielsweise über zuvor definierte und markierte Mattenbereiche eine integrierte Schalterfunktionalität mit einer Fußbetätigung auslösen und komplett freihändig arbeiten. Zusätzlich zur klassischen Sicherheitsfunktion verfügt PSENmat über eine Ortsdetektion, die ein Einschalten über integrierte virtuelle Schalter für die Maschinenfunktion (Standardfunktion) ermöglicht.

Eine Matte kann in 40 virtuelle Schalterfelder unterteilt werden. Jedes dieser Felder kann fallweise ausgewertet werden und sich so hochgradig flexibel an den Betriebszustand der Maschine oder dem Bewegungsablauf des Werkers anpassen. Somit steht an jeder beliebigen Stelle eine völlig frei parametrierbare Bedien- oder Quittierfunktion, ähnlich eines virtuellen Fußschalters, zur Verfügung. Aber auch im Bereich der reinen Sicherheitsfunktion wurden neue Freiheitsgrade geschaffen: Waren dem Anwender in der Vergangenheit fixe Kombinationen von Trittmatte und Auswertegerät vorgeschrieben, so bietet PSENmat erstmals eine Wahlfreiheit. Dies wird ermöglicht, indem der Anschluss der Sicherheitssignale an ein Auswertegerät oder -Steuerung über standardisierte OSSD-Signale erfolgt.

Mit Sensoren, die in der Lage sind, Flächen und auch Räume zu überwachen, eröffnen sich neue Möglichkeiten für dynamische Sicherheitskonzepte. Bei der sicherheitstechnischen Ausstattung von Maschinen kommt es jedoch nicht nur auf die einzelnen Komponenten, sondern auf deren Zusammenspiel an. Wenn Sensoren und Auswerteeinheiten von einem Hersteller kommen, dann sind die Schnittstellen zwischen den Komponenten bereits optimal aufeinander abgestimmt. Pilz bietet hierfür komplette Lösungen für die Raum- und Flächenüberwachung. aru