Wie lassen sich im automatisierten Materialfluss, z.B. beim Transport von Rohkarossen, Zugangsabsicherungen so gestalten, dass sie die Maschinenleistung und Prozesseffizienz nicht beeinträchtigen und gleichzeitig höchste Verfügbarkeit und Sicherheit bieten? Antworten darauf bietet das Entry/Exit-Produktportfolio von Sick, das beispielsweise den Sicherheits-Lichtvorhang C4000 beinhaltet. Hierbei handelt es sich um eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung, die Performance Level \’e\‘ nach EN ISO13849 sowie IEC61508 SIL3 entspricht und zur horizontalen oder vertikalen Absicherung von Gefahrstellen eingesetzt wird. Das aus automatisierungstechnischer Sicht Besondere an diesem System ist das Auswerteverfahren der lernfähigen Mustererkennung. Sie ermöglicht es, ohne aufwändige Zusatzsensorik sicher zwischen Mensch und Material, zwischen Betreten und Transportieren, zu unterscheiden, z.B. an den Karosseneinlaufstellen der verschiedenen Roboterstationen im Rohbau des Mercedes Benz-Werkes in Sindelfingen. Sicherheitslösung für heute mit Potenzial für morgen Im Rohbau schweißen computergesteuerte Roboter – bei Jahresproduktionszahlen jenseits der 300.000 Fahrzeuge – mehrere hundert Blechteile mit Präzision zu Rohkarossen zusammen. Der Transport der Karossen erfolgt mittels automatischer Fördertechnik, sodass man im Werk vor der Aufgabe stand, die Gefahrenbereiche des Karossentransportes gegen den Zutritt von Personen, die sich in der Anlage aufhalten, abzusichern. Gleichzeitig musste an den Einlaufstellen in verschiedene Arbeitsstationen ein ungehinderter Transport von Rohkarossen möglich sein. Auch wenn die erste Beschreibung der Aufgabenstellung zunächst eine Muting-Lösung nahelegt, schied eine solche doch aus verschiedenen Gründen aus. Muting bedeutet in der Regel einen hohen systemtechnischen Aufwand für die Integration und Wartung der zahlreichen Mutingkomponenten wie Sensoren oder Anzeigelampen. Hinzu kommt, dass eine Mutinglösung komplex sein müsste, um die bereits heute hohe Vielfalt an Karossen auf unterschiedlichen Transportschlitten zu unterscheiden. Schließlich muss während des Karossentransportes erfahrungsgemäß mit Störobjekten gerechnet werden, z.B. mit herabhängenden Kabeln oder Folienresten, die sich mit Muting nicht ausblenden lassen. Bei aller Komplexität der Anforderungen war man seitens Daimler an einer einheitlichen Lösung interessiert: einheitlich für die verschiedenen Einlaufstellen im Rohbau, aber auch einheitlich für vergleichbare Entry/Exit-Situationen in allen Werken. Die Lösung mit dem Sicherheits-Lichtvorhang C4000 Fusion passt zu den Anforderungen von Mercedes Benz. Mustererkennung Holm oder Hosenbein? Mit der Mustererkennung verfolgt Sick – ergänzend zu klassischen Entry/Exit-Lösungen im Portfolio – eine neue Überwachungs-Philosophie. Die zuverlässige Unterscheidung zwischen Material und Menschen erfolgt dadurch, dass statische Muster, z.B. die Holme der Transportschlitten, und dynamische Muster, z.B. das Hosenbein einer laufenden Person, erfasst und bewertet werden. Hierzu werden dem horizontal installierten Sicherheits-Lichtvorhang die Identitäts-Parameter jedes Transportschlitten-Typs eingelernt – also u.a. dessen Größe sowie die Anzahl und die Geometrie der Holme. Diese Systemparameter lassen sich über die mitgelieferte Konfigurations- und Diagnosesoftware CDS schnell einlernen. Dem freien Hinzufügen neuer Transportschlitten für neue Modelle setzt das System somit keine Grenzen. Dadurch ist man auch bei neuen Fahrzeugmodellen schnell in der Lage, diese in die sichere Überwachungsfunktion integrieren zu können. 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-Lichtvorhanges. Dadurch verändern sich definierte Abschaltkriterien, was zu einem sofortigen, sicherheitsgerichteten Stopp der Förderanlage führt. Gleichzeitig zur präzisen Mustererkennung bietet das C4000 Fusion eine hohe Erfassungstorlanz bei Störobjekten: Kleinere Gegenstände wie z.B. Kabel oder Folienreste, die in das Überwachungsfeld hineinragen, werden als Störsignale erkannt und ausgeblendet, ohne die Sicherheitsfunktion zu beeinträchtigen. Integrationsfreundlich und offen für Steuerungswelten Mithilfe der Mustererkennung werden die Basisanforderung an die sichere Überwachung der Karosseneinlaufstellen erfüllt: risikogerechte Zugangsabsicherung, Beibehaltung der Prozesseffizienz und Sicherstellung einer höchstmöglichen Anlagenverfügbarkeit. Darüber hinaus bietet das C4000 Fusion den Anwendern eine Reihe weiterer Vorteile rund um die Integration, den Betrieb und die Wartung. Da die Schutzeinrichtung mit ihrer Mensch-Material-Unterscheidung rein elektronisch erfolgt, d.h. ohne zusätzliche Sekundärsensorik, Steuerungs- oder Anzeigeelemente, konnte Mercedes Benz von einer einfachen, platzsparenden und installationsfreundlichen Montage profitieren. Durch dieses Ein-Komponenten-Design wird auch ein hoher Schutz gegen ungewollte Dejustagen oder mögliche Manipulationen zwecks gezielter Überlistung geboten. Die einfache und zeitsparende mechanische Integration wird durch intelligent konzipiertes Montagezubehör unterstützt. Außerdem ist das C4000 Fusion offen für verschiedene Steuerungswelten. Das System verfügt neben sicheren Schaltausgängen mit der ebenfalls sicherheitsgerichtet ausgelegten EFI-Schnittstelle (Enhanced Function Interface) und z.B. den Profibus for Profinet I/O-Gateways über Optionen, die für zukünftige Integrationslösungen relevant sind. Entry/Exit-Lösung für die Praxis bei Daimler Durch den Einsatz der intelligenten Sicherheits-Lichtvorhänge C4000 Fusion konnte bei Mercedes Benz in Sindelfingen eine passende Lösung zur Absicherung der Karosseneinlaufstellen realisiert werden. Vor der Integration wurde sie zunächst über mehrere Monate an verschiedenen Einlaufstellen getestet und die Leistungsfähigkeit sowie die Eignung für das industrielle Einsatzumfeld bei unterschiedlichen Transportschlitten-Mustern nachgewiesen. So ist eine Vereinheitlichung möglich, und Daimler kann die Kosten für Beschaffung, Bevorratung und Wartung von Entry/Exit-Systemen senken. Denn mit dem C4000 Fusion gibt es eine Lösung für solche Aufgabenstellungen, bei der nur das System selbst, nicht aber zusätzliche Mutingkomponenten beschafft und verwaltet werden müssen. Dadurch werden auch Diagnose und Service vereinfacht. Ob für Karossenschlitten, Paletten, Gitterboxen oder andere Transporthilfsmittel – im automatisierten Materialfluss bildet also das C4000 Fusion eine Lösung für Entry/Exit-Anwendungen.
Sick AG
