Jokab Safety: Sicherheits-SPS "Pluto" bringt Kostenersparnis bei der Produktion. Der italienische Hersteller von Roboterzellen für Sonderanwendungen Vici & C. hat mit einer innovativen Sicherheitslösung von Jokab Safety erhebliche Kosteneinsparungen an seinen Maschinen erzielt. Das Kernstück dieser besonders übersichtlichen Lösung besteht aus einer Sicherheits-SPS Pluto, die das gesamte sicherheitsgerichtete Projekt deutlich vereinfachte, den Montageaufwand spürbar verringerte und die Inbetriebnahmezeit drastisch verkürzte.

Die Firma Vici & C. hat sich auf die Entwicklung und Herstellung kundenspezifischer Roboterzellen für fördertechnische Anlagen spezialisiert, mit denen verschiedenste Produkte abgefüllt und verpackt werden. Das Unternehmen kann auf langjährige Erfahrungen auf diesem Gebiet zurückblicken und fertigt jährlich mehrere dieser teilweise recht unterschiedlichen Roboterzellen.

Verladestation mit zwei Drehtischen

Die zuletzt entstandene Roboterzelle (Abb. 1) bedient eine Fertigungslinie für Sonderteile aus Metall. Diese werden in die dafür vorgesehenen Verpackungen eingelegt und dann auf einer Palette abgestellt. Die Maschine arbeitet als Verladestation, die aus einem Förderband und zwei Ablade- und Palettierstationen besteht. Diese bestehen aus zwei Drehtischen, denen jeweils zwei Paletten zugeordnet sind. Diese Anlage erfordert einen sicheren Zugang zu dem von Unfallschutz-Lichtschranken geschützten Verladebereich, um die fertig beladene Palette abzuladen, während der Roboter völlig frei die andere, im Gefahrenbereich abgestellte Palette beladen kann.

Diese Problematik löste man auf elegante Weise mit den berührungslosen Sicherheitssensoren Eden (Abb. 2). Diese ermöglichten dank ihres großen Schaltabstands von bis zu 15 mm eine Anbringung an den beweglichen Schutzvorrichtungen, ohne sich übermäßig um die Verbiegung der Schutzelemente und die Genauigkeit der Befestigungsposition des Sensors zu kümmern. Sobald Eden ein Zustimmungssignal erteilt, weil sich der Tisch in der richtigen Position befindet, wird die Lichtschranke gemutet, so dass der Bedienende in völliger Sicherheit den Verladebereich betreten und die fertig beladene Palette entfernen kann, ohne dass der Fahrer vom Gabelstapler abzusteigen und die Mutingfunktion rückzustellen braucht.

Sicherer Zugang zum Gefahrenbereich

Eine weitere Problematik bestand darin, dass der Bedienende den Gefahrenbereich betreten muss, um die endgültigen Einstellungen für die Wegstrecken des Roboters in das Programm eingeben zu können. Dank der Sicherheits-SPS Pluto und eines speziellen Funktionsblocks war es möglich, den an der Bedienstation des Roboters befindlichen Zustimmungstaster zu überwachen und den Zugang zum Gefahrenbereich zu ermöglichen. Dabei wird die Entriegelung der an den beiden Zugangstüren angebrachten elektrischen Zuhaltevorrichtungen überwacht, indem deren Öffnung getrennt und völlig unabhängig voneinander gesteuert wird.

Die Sicherheitsschalter mit Zuhaltung in herkömmlicher Bauart wurden mit Hilfe von Anpassungsgeräten Tina 2A (Abb. 3) zum dynamisch kodierten Sicherheitssignal des elektronischen Überwachungssystems Vital kompatibel gemacht. Dabei benutzt man ein einziges Vital oder einen einzelnen Eingang der Sicherheits-SPS Pluto. Trotz der Reihenschaltung der Öffnerkontakte, bleibt die höchste Sicherheitskategorie 4 erhalten. Nur diese Geräte sind dazu in der Lage.

Eine zusätzliche Schwierigkeit ergab sich aus der Notwendigkeit, aufgrund des beachtlichen Wirkungsbereichs des Roboters, innerhalb des Gefahrenbereichs eine Vorab-Rückstellstation vorzusehen, nämlich in der Totzone in Bezug auf die Rückstelltaster, die in der Nähe der Zugangstüren angebracht sind. Dies dient dazu, den Aufenthalt von Personen an einer Stelle, die von der jeweiligen Tür aus nicht einsehbar ist, sowie die dramatischen Unfallfolgen auszuschließen, die man sich leicht vorstellen kann. Auch hier wurde die Sicherheit sämtlicher Abläufe von einem Funktionsblock der für diesen Zweck übergeordneten SPS Pluto gesteuert und überwacht.

Tina-Adapter für Ausgänge mit Schaltkontakten

Mit Hilfe von Tina-Adaptern lassen sich die Schaltzustände der mechanischen Ausgangskontakte von Unfallschutzgeräten mühelos in dynamische Signale umwandeln und anschließend im Sicherheitsmodul Vital oder in einer Sicherheits-SPS Pluto auswerten. Auf diese Art kann man beliebige sicherheitsgerichtete Schalter, Befehlsgeber oder Halbleiterausgänge (Abb. 2) miteinander in Reihe schalten und in den Sicherheits-Schaltkreis einbinden. 

Elektronisches Sicherheitsmodul Vital

Das nur 22,5 mm breite elektronische Sicherheitsmodul Vital ermöglicht es, bis zu 30 an die gleiche Sicherheitsschaltung angeschlossene Unfallschutzgeräte dynamisch zu überwachen und trotzdem die Sicherheitskategorie 4 gemäß EN 954-1 zu erreichen. Es verfügt auch über automatische oder manuelle Rückstellung, Überwachung nachgeschalteter Schütze, zweifache Schließer-Sicherheitsausgänge und einen Informationsausgang für Rückstellanzeige und Zustandsinformation für die SPS. Die Module haben eine LED-Anzeige für Spannung EIN, Anwesenheit von dynamischen Signalen sowie Ausgangszustand. Abnehmbare Klemmenleisten erleichtern Fehlersuche und Modulaustausch. Die zwei Ausgänge haben ein Schaltvermögen von 6 A/250 Vac/1500 VA/150 W.

Hohe Kundenzufriedenheit

Dipl.-Ing. Matteo Buratti, einer der Projektverantwortlichen, bestätigt die erheblichen Zeiteinsparungen beim Aufstellen und Prüfen der Sicherheitseinrichtungen. Er schätzt auch die einfache und äußerst flexible Programmierung der Sicherheits-SPS Pluto. Diese erlaubte es, dank der Möglichkeit der Verringerung der Anzahl der E/A durch Einbindung des Sicherheitsmoduls Vital, die gesamte Steuerung mit einer einzigen SPS Pluto S20 (Abb. 4) zu verwirklichen, deren Platzbedarf im Schaltschrank nur 45 mm x 84 mm beträgt.

Die hohe Leistungsfähigkeit und die Möglichkeiten des Jokab Safety Systems, bereits bestehende Systeme zu integrieren, erlauben einen schnellen und wirkungsvollen Entwurf von verschiedenartigsten Sicherheitssystemen der höchsten Sicherheitskategorie 4 gemäß der europäischen Norm und den nordamerikanischen Vorschriften CSA und UL.

Die Firma Vici & C., die schon immer auf der Suche nach Lösungen zur Erhöhung der Sicherheit ihrer Maschinen war, hat in Jokab Safety einen leistungsstarken, kompetenten und zuverlässigen Partner gefunden, der in der Lage ist, mit geringen technischen Änderungen eine riesige Vielfalt an Projekten und Anwendungen optimal zu meistern. Außerdem werden dabei in der Planungs- und Ausführungsphase sowie bei der Ersatzteil- und Lagerverwaltung beachtliche Kosten eingespart.

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