Absicherung stromloser Transportwagen: Spiegel als \’optische\‘ Bumper

Umgesetzt wurde die Lösung durch den Mainhausener Anlagenhersteller Ermo Industriemontagen/Reuner GmbH. \’Die Herausforderung bestand darin, die Fahrzeuge, obwohl sie vollständig stromlos sind, mit optischen Systemen und in der höchsten Kategorie abzusichern\‘, erklärt Projektleiter Andreas Schwind von Ermo. \’Darüber hinaus war auch Muting ein Thema, denn die Transportwagen fahren in die umzäunte Roboter-Korbschweißanlage hinein und aus dieser heraus.\‘ Die insgesamt drei Fahrzeuge in der Anlage von Xella Aircrete Systems sind 5x2m groß, 0,6m/s schnell und transportieren Stahlkörbe und Korbgeflechte für die Herstellung von Montagebauteilen aus Porenbeton. Geschäftsfelder Baustoffe, Trockenbau-Systeme und Rohstoffe Die internationale Xella-Gruppe mit der Führungsgesellschaft Xella International GmbH in Duisburg ist mit den Marken Ytong, Hebel und Silka weltweit der größte Produzent von Porenbeton und Kalksandsteinen. Mit Fermacell ist Xella führend in der Herstellung von Gipsfaser-Platten. Hinzu kommen die Marken Aestuver und Multipor für Brandschutz- und Mineraldämmplatten. Unter der Marke Hebel bietet die Aircrete Systems GmbH in Alzenau ein ausgereiftes Systemprogramm aus Porenbeton-Montagebauteilen für modular zu errichtende, industrielle Großobjekte wie z.B. Massivhallen, Logistikcenter sowie Produktions- und Lagergebäude. Darüber hinaus lassen sich mit den modularen Hebel-Bauelementen Außenwände, Dächer und Brandschutzwände wirtschaftlich und zuverlässig erstellen. Sicherheit gewährleisten, Prozess uneingeschränkt beibehalten \’Porenbeton wird im Wesentlichen aus Quarzsand, Kalk und Zement hergestellt\‘, erläutert Michael Stadtmüller, Leiter der Instandhaltung von Xella Aircrete in groben Zügen die Zusammensetzung des Leichtbetons. \’Je nach Art der Verwendung erhalten die Bauteile eine Bewehrung aus Stahlmatten und Körben.\‘ Letztere werden im Werk Alzenau in einer Roboter-Korbschweißanlage hergestellt. Diese ist unterteilt in einen sicheren Roboterbereich und den Zuführ-/Entnahmebereich, in dem sich zwei Werker aufhalten. \’Sie vor Unfällen mit den Fahrzeugen zu schützen, war der eine Teil der Aufgabe\‘, blickt Michael Stadtmüller zurück, \’der andere war ebenso wichtig, nämlich die Beibehaltung der automatischen Transportprozesse in der Korbschweißanlage.\‘ Die Transportwagen laufen auf unter dem Boden liegenden Schienen, sind aber völlig stromlos. \’Deswegen schieden die klassischen Lösungsansätze Laserscanner und Schaltleisten am Fahrzeug von vornherein aus\‘, sagt Andreas Schwind. So entwickelte er einen anderen Lösungsansatz und konnte diese Idee mithilfe des Sicherheits-Lichtschranken-Systems L4000/UE401 von Sick effizient und kostengünstig umsetzen. Sicherer Systemverbund aus L4000 und UE401 Die L4000 ist eine sichere Einweg-Lichtschranke mit Sender und Empfänger in Zylinderbauform und verschiedenen Durchmessern, Gehäusematerialien und Reichweitenversionen bis 60m. Durch ihre Robustheit und die hohen Funktionsreserven können die Sensoren sowohl im Outdoor-Bereich eingesetzt werden als auch in einem Anlagenumfeld wie dem der Korbschweißanlage, in der es besonders rau zugeht. Abhängig von der übergeordneten sicheren Steuerung kann die L4000 bis zur höchsten Sicherheitskategorie Typ 4 nach IEC 61496 zur Absicherung kleinerer Maschinen und Anlagen eingesetzt werden, z.B. in der Lager- und Fördertechnik. Mithilfe von Umlenkspiegeln vom Typ PSK45 ist es möglich, mit dem gleichen Sensorpaar aus Sender und Empfänger mehrere Seiten von Gefahrenbereichen abzusichern. Steuerungstechnisch ist die L4000 für den Einsatz im Sys­temverbund mit dem Sicherheitsauswertegerät UE401 spezifiziert. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Einstrahl-Sicherheits-Lichtschranke direkt an den sicheren Sick-Kleinsteuerungen UE410 Flexi und UE440 sowie der Sick-Sicherheitssteuerung UE44x7 zu betreiben, weil in diese die erforderliche zyklische Testung standardmäßig integriert ist. Bei Xella Aircrete überwacht die dort eingesetzte UE401 den Sicherheitskreis auf Querschlüsse, führt die zyklischen Testungen durch und liefert über das 7-Segment-Display wichtige Diagnoseinformationen. Die OSSD-Ausgänge (Output Signal Switching Device) der UE401 sind direkt in den Sicherheitskreis der Transportwagen-Antriebstechnik eingebunden. Stationär montiert, \’mobil\‘ im Einsatz Zwei Merkmale des Sicherheitssystems L4000 kamen Andreas Schwind bei der Lösung der Aufgabenstellung wesentlich entgegen: \’Zum einen war dies der Einsatz von Umlenkspiegeln, zum anderen die Möglichkeit, gleichzeitig bis zu vier Sensorpaare an einer UE401 zu betreiben.\‘ Mithilfe der Umlenkspiegel, die an allen vier Ecken der Transportwagen montiert sind, erzeugen die fest installierten Lichtschranken bei der Längs- bzw. der Querfahrt nicht nur einen mobilen Bumper direkt am Fahrzeug, sondern überwachen gleichzeitig auch deren Fahrweg. \’Um zu gewährleisten, dass der ausgesendete Lichtstrahl immer die Spiegel und schließlich den Empfänger trifft, wurden an den Fahrzeugen zusätzliche Stabilisierungsrollen zum Schutz gegen Vibrationen montiert\‘, erläutert Michael Stadtmüller. Insgesamt sind drei Sensorpaare in der Anlage installiert – zunächst eines für die Absicherung der Einfahrt in die Roboterzelle. Hier im umzäunten Bereich verfahren die Transportwagen nach dem Schweißen in Querrichtung auf die Fahrschienen, auf denen sie die Schweißstation wieder verlassen. Dieses Ausfahren überwacht Sensorpaar 2 so lange, bis die Stopp-Postion in der Entnahmestation erreicht ist. \’Hier findet wieder eine Querfahrt statt, diesmal aber nicht wie zuvor im abgesperrten Bereich – und deshalb abgesichert durch Sensorpaar 3\‘, erklärt Andreas Schwind. Kreatitvität, die sich lohnt Die Absicherung der Korb-Transportwagen besitzt ein hohes Maß an automatisierungs- und sicherheitstechnischer Kreativität und ist zudem äußerst effizient und bedienfreundlich. Die gesamte Sensor- und Steuerungstechnik konnte mit wenig Investitions- und Installationsaufwand in die bestehende Anlage von Xella Aircrete integriert werden. Das Verständnis und die Bedienung für die Werker ist einfach. Eine separate Muting-Lösung zur Überwachung der Materialtransporte in den und aus dem Gefahrenbereich ist durch dieses besondere Einsatzkonzept nicht erforderlich. Darüber hi­naus kann die Absicherungslösung, die sowohl Xella Aircrete als auch Sick als Referenzanlage dient, einfach erweitert oder angepasst werden, z.B. bei einer Verlängerung der Produktionslinie, beim Einsatz anderer Transportwagen oder bei der Veränderung von Geschwindigkeiten. Kein Wunder also, dass ähnliche Projekte dieser Art bereits in der Planung sind.