Sicher an manuell bedienten Pressen

Technik - Arbeitsplatzsicherheit

Die sicherheitstechnische Ausrüstung teilautomatisierter Arbeitsplätze mit Sicherheitslichtgittern gehört seit vielen Jahren zum Stand der Technik. Heutige Anwender fordern jedoch mehr als ›nur‹ Sicherheit.

18. August 2011
1Kürzeste Minitwin-Bauform mit Schutzfeldhöhe 120 mm
Bild 1: Sicher an manuell bedienten Pressen (1Kürzeste Minitwin-Bauform mit Schutzfeldhöhe 120 mm)

Die Anlagenbetreiber legen auch immer stärker Wert auf eine kostengünstige und einfache Integrierbarkeit solcher berührungslos wirkender Schutzeinrichtungen. Das ›Minitwin4‹ von Sick greift diese und weitere Trends wie Miniaturisierung, Standardisierung und intuitive Handhabung auf, die für Maschinenhersteller wie Schmidt Technology maßgeblich sind.

Das Unternehmen Schmidt Technology ist ein familiengeführtes, mittelständisches Unternehmen mit weltweit über 400 Beschäftigten, dessen Tätigkeitsgebiete die Schreibgerätetechnik, die Strömungssensorik sowie Maschinen – Pressen und Pressensysteme zum Fügen und Umformen – sind.

Das Programm dieser Schmidt-Pressen lässt sich in fast allen Bereichen der Industrie einsetzen – für Arbeitsgänge wie Einpressen, Montieren, Formen, Nieten, Stanzen, Schneiden, Richten oder Verstemmen.

Pressensysteme made in St. Georgen, Schwarzwald

Der Automatisierungsgrad reicht von der rechnergesteuerten, vollautomatischen Montagemaschine mit integrierter Qualitätssicherung als High-End-Lösung bis hin zu betriebsfertigen Einzelarbeitsplätzen der Schmidt-Servopress-Baureihe, an denen die Maschinenbediener die Werkstücke manuell einlegen und entnehmen.

Wie für alle Pressensysteme hat Schmidt Technology auch für die Servopress-Arbeitsplätze eine spezielle Sicherheits- und Steuerungstechnik entwickelt.

»Das Fügen und Formen findet mit Kräften bis 250 Kilonewton und Stößelhüben bis 500 Millimeter statt«, erklärt Christian Wordl, Leiter Marketing & Vertrieb bei Schmidt Technology. »Dies erfordert ein höchstmögliches Absicherungsniveau, wobei das Sicherheitssystem berührungslos wirken und so ein ergonomisches Arbeiten ermöglichen muss. Darüber hinaus legen unsere Kunden auf ein hochwertiges, modernes Maschinendesign Wert, in das die Lichtvorhänge weitestmöglich zu integrieren sind.« Das Minitwin4 erfülle diese – und weitere – Anforderungen.

Integrationsfreundliches Gehäuse-, Sensor- und Anschlusskonzept

Dieses Sicherheitslichtgitter ist die derzeit kleinste berührungslos wirkende Schutzeinrichtung ihrer Art. Es bietet Auflösungen von 14, 24 und 34 Millimetern und wurde für Aufgaben konzipiert, in denen die Gefahrenanalyse einer Maschine das höchstmögliche Schutzniveau vorschreibt, das heißt den Performance Level PL ›e‹ nach EN ISO 13849-1, alternativ SIL3 nach EN 62061.

Äußerlich am auffälligsten ist die im Gegensatz zu anderen Lichtgittern deutlich verkleinerte Bauform – der Gerätequerschnitt konnte mehr als halbiert werden. »Dadurch lässt sich das Minitwin4 ideal in die Servopress-Arbeitsplätze integrieren«, sagt Christian Wordl. »Es braucht wenig Platz und kann bündig montiert werden, ohne dass hierfür Aussparungen in der Arbeitstischplatte vorgenommen werden müssen.«

Von außen nicht erkennbar, aber völlig neuartig ist die sensorische Ausführung des Minitwin4, denn bei diesem Lichtgitter befinden sich die Sende- und Empfangselemente im gleichen Einheitsstick. »Es müssen nicht mehr zwei unterschiedliche Materialnummern für Sender und Empfänger, sondern eine identische Materialnummer in Stückzahl zwei geführt werden. Dadurch verringert sich der Logistikaufwand bei Bestellung, Lagerung und im Servicefall«, erklärt Christian Wordl.

Auch aus anderen Gründen sind die Konstrukteure und Monteure bei Schmidt Technology vom Anschlusskonzept des Minitwin4 sehr angetan: Zum einen erfolgt der Anschluss an die Steuerung über einen gängigen fünfpoligen M12-Stecker, zum anderen wird der industrietaugliche, symmetrisch aufgebaute Geräteanschluss einfach auf der Rückseite der Minitwin4-Sticks angeschraubt. Dadurch kann der Kabelabgang je nach Montagegegebenheiten nach oben oder unten geführt werden.

Blindzonenfreie Absicherung in unterschiedlichsten Geometrien

Beim Minitwin4 von Sick entsteht das sichere Lichtgitter intuitiv durch eine um 180 Grad verdrehte Montage von zwei Sticks zueinander, sodass sich die Sender- und die Empfängermodule gegenüber befinden. Bei Reichweiten zwischen 0 und 4 m liegen die realisierbaren Schutzfeldhöhen zwischen 120 und 1200 Millimetern – individuell abstufbar in Inkrementen von 60 Millimetern. Aufgrund des rückwärtigen Geräteanschlusses reicht das Schutzfeld beidseitig blindzonenfrei bis an das Gehäuseende.

»Dadurch lassen sich, zum Beispiel an Sondermaschinen mit kurzen Taktzeiten oder seitlicher Zuführung, auch u-förmige Überwachungsgeometrien mit bislang nicht erreichter Bedienergonomie umsetzen. Gleichzeitig können die geforderten Sicherheitsabstände auch an den kritischen Eckpositionen eingehalten werden«, schildert Christian Wordl.

Für solche Applikationen über Eck erlaubt das Konzept des Minitwin4 die Kaskadierung von drei Geräten. Welches Gerät als Host fungiert und welches als Guest, wird dabei über die jeweilige Variante des Anschlusssteckers mit einem oder mit zwei abgehenden Kabeln definiert – die Sick-Minitwin4-Sticks selbst sind jeweils identisch.

Schnelles Plug & play: 10 Minuten bis grün

»Derzeit erreicht kein anderes Sicherheitslichtgitter das Plug-&-play-Niveau des Minitwin4«, vermutet Christian Wordl. Die Gründe sind vielfältig: So stehen für die mechanische Integration verschiedene Befestigungslösungen, unter anderem adaptive Halterungen für die stirnseitige Anbringung sowie für eine Snap-in-Anbringung zur Verfügung. Wie herum ein Stick zu montieren ist, ergibt sich intuitiv aus dem Produkt-Design: Das Gehäuse hat eine asphärische und eine gerade Seite – die kommt an die Maschine. Ein weiterer Punkt ist das intelligente Anschlusskonzept.

»Obwohl der elektrische Anschluss über ein Standard-Anschlusskabel und fünfpoligen M12-Systemanschluss erfolgt, wird dennoch der volle Funktionsumfang von Schützkontrolle und Wiederanlaufsperre geboten – ohne Hardwarebrücken, DIP-Switches oder Software«, erläutert Christian Wordl.

Bediener erkennt jederzeit, dass der Schutz aktiv ist

Die Inbetriebnahme wird durch eine integrierte LED-Ausrichtanzeige erleichtert. Hierzu ist jeder Stick in der Mitte mit blauen LEDs bestückt, die beim Einrichten des Lichtgitters melden, wie gut sich die jeweiligen Sender und Empfänger ›sehen‹ können. Diese Merkmale machen es möglich, ein Minitwin4 innerhalb weniger Minuten in Betrieb zu nehmen. Im Falle eines Falles hilft eine anschauliche Animation unter www.sick-minitwin.com bei der Einrichtung des Minitwin.

Im Betrieb kommunizieren die Sticks auf verschiedenste Weise mit dem Maschinenbediener. »Es muss vor allem gesichert sein, dass die Schutzfunktion aktiv ist, bevor er seine Hände in den Pressbereich bringt«, sagt Christian Wordl. Zu diesem Zweck visualisieren beidseitig in 60-mm-Abständen angebrachte Grün-Rot-LEDs die Betriebsbereitschaft und den Betriebszustand. Die LEDs leuchten bei intaktem Schutzfeld grün auf. Liegt eine Störung vor, leuchten sie rot und visualisieren dem Bediener eindeutig, dass das Schutzfeld unterbrochen ist. Diese Anzeigen sind selbst dann gut sichtbar, wenn das Minitwin4 aus Schutz- oder Design-Gründen bündig oder versteckt in die Maschine integriert ist.

Sollte ein Stick ausfallen, wird automatisch angezeigt, um welchen Stick es sich dabei handelt. »Früher musste in solch einem Fall das gesamte zweiteilige Sender-und-Empfänger-Set getauscht werden«, sagt Christian Wordl, »heute nehmen wir, falls erforderlich, einfach einen Stick vom Lager und tauschen nur das defekte Bauteil aus.«

Der einfache Gerätetausch ist einer von vielen Aspekten, die das Minitwin zu einer wirtschaftlichen Lösung im Sinne der Total-Cost-of-Ownership (TCO) machen. Ausgangspunkt hierfür ist das Konzept des Einheitssticks. Ob als Einzel-Lichtgitter oder als kaskadiertes System – der Stick ist immer identisch. Es gibt auch keine getrennten Sender und Empfänger mehr – beide sind in einem Gehäuse vereint. Das reduziert Beschaffungs- und Logistikkosten, weil nur noch ein Element bevorratet und verwaltet werden muss. Die einfache mechanische und elektrische Integration, die automatische Hardwarekonfiguration sowie die vielfältigen Ausricht-, Status- und Diagnoseanzeigen per LED-Zeile gewährleisten eine intuitive Handhabung – mit den Vorteilen einer schnelleren Inbetriebnahme und erhöhten Verfügbarkeit.

Wirtschaftlich in Beschaffung, Betrieb und Bevorratung

Die schnelle Montage der Einheitssticks – ohne Beachtung der Sender/Empfänger- oder Host/Guest-Anbringung – eröffnet auch deswegen deutliche Kostenvorteile bei der Erstinbetriebnahme oder im Servicefall, weil die Montage falscher Geräte und die erforderlichen Tauschaktionen vermieden werden können.

›One stick fits all‹ – mit dem gleichen System lassen sich Standard- wie auch Sonderlösungen in L- oder U-Form auf einfache Weise umsetzen. »Dementsprechend reduziert sich mit den Einheitssticks dann auch beim Endanwender die Lager- und Ersatzteilhaltung«, nennt Christian Wordl einen weiteren Nutzen für die Kunden von Schmidt Technology. Dank der blindzonenfreien Bauweise stimmen die Sicherheitsabstände automatisch – es müssen keine besonderen konstruktiven Vorkehrungen an den Maschinen getroffen werden. Die Anschlusstechnik über M12-Kabel ist überall verfügbar und stellt daher ebenfalls keinen speziellen Kostenfaktor dar.

Mit dem Minitwin4 setzt Schmidt Technology, so versichert Christian Wordl, auf ein hochgradig innovatives Sicherheitskonzept – nicht nur für die Servopress-Baureihe. Damit werde man in St. Georgen nicht nur dem eigenen Technologieanspruch im Bereich intelligenter Füge- und Umformtechnik gerecht, sondern auch den Forderungen von Konstrukteuren, Kostenrechnern und Kunden.

Manfred LaySimon Köpfer

Erschienen in Ausgabe: 04/2011