Sicherheits Lichtvorhang für Lasermarkiersystem bei Rofin-Sinar
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Der Geschäftsbereich Marking des Laserspezialisten Rofin-Sinar hat im Zuge des Redesigns seiner Lasermarkieranlage „Combiline Advanced“ auch das Sicherheitskonzept angepasst. So überwachen jetzt beispielsweise Sicherheitsvorhänge von Schmersal den Gefahrenbereich im Beladeraum der Maschine. Aufgrund ihrer hohen Reaktionsgeschwindigkeit konnte der Sicherheitsabstand klein gehalten werden. Mehr dazu erfahren Sie in diesem Anwenderbericht:
Inhalt
Die Rofin-Sinar-Gruppe positioniert sich weltweit als Technologieführer im Bereich Industrielaser. Dabei ist sie in drei Geschäftsfeldern tätig:
Der Bereich Macro bietet seinen Kunden Anlagen zur industriellen Materialbearbeitung zum Beispiel von Kfz-Blechteilen mit Hochleistungslasern. Der Geschäftsbereich Micro konzentriert sich auf die Laserbearbeitung von Klein- und Kleinstteilen bis herab in den µm-Bereich. Der Geschäftsbereich Marking mit Hauptsitz in Bergkirchen gehört weltweit zu den Marktführern der Laserbeschriftung.
Die präzise, berührungslose und dauerhafte Beschriftung fast aller Materialien mit dem Laser hat sich in weiten Bereichen der industriellen Fertigung durchgesetzt.
Von der Motorsäge bis zum Mikrochip
Das Unternehmen fertigt eine große Anzahl von Lasersystemen. Das Spektrum reicht von kompakten diodengepumpten Nd:YAG- und Nd:YVO4-Lasern mit Wellenlängen von 1064, 532 und 355 nm bis hin zu CO2-Lasersystemen, die für präzise und schnelle Beschriftungsergebnisse auf verschiedenen anorganischen und organischen Materialien sorgen.
Diese Laser werden von Anlagenbauern in Fertigungslinien integriert. Darüber hinaus werden in Bergkirchen auch komplette Laseranlagen gefertigt – Tendenz stark steigend. Der Anwender kann hier aus einem Portfolio von verschiedenen Baureihen auswählen.
Dies reicht vom kompakten Tischgerät mit einem Stellplatzbedarf von 60 x 60 cm bis zur Combiline Advanced-Serie, die für den 24 h Betrieb und das Markieren von Werkstücken unterschiedlicher Größen und Gewichte ausgelegt ist. Diese Maschinen beschriften unter anderem Sägeblattschienen von Motorsägen, Bauteile von hochwertigen Präzisionsuhren, Kfz-Label, Photovoltaik-Module, Medizintechnik-Komponenten und Halbleiter-Mikrochips.
Redesign der Schutzeinrichtungen
Die Combiline Advanced-Anlagen gibt auch in der RT-Ausführung mit Drehtisch. Diese Variante bietet den Vorteil, dass der Anwender jeweils schon das nächste Bauteil aufspannen kann, während ein anderes beschriftet wird.
Der Drehtisch wird durch eine Schottwand in zwei Hälften geteilt, so dass die Laserbearbeitung gut gesichert (Laserschutzklasse 1) im Arbeitsraum der Anlage stattfindet. Ein Risiko, das dabei separat abgesichert werden muss, ist die Quetsch- und Schergefahr während der Bewegung des Drehtisches, der einen Durchmesser von wahlweise 800 oder 1000 mm aufweist.
Als diese Baureihe kürzlich einem Redesign unterzogen wurde, prüften die Verantwortlichen auch die Optimierung der Schutz Einrichtungen. Josef Pfaffinger, Leiter Systems und Software Engineering: „Wir haben zunächst verschiedene Arten von Sicherheits-Schaltsystemen wie Sicherheits-Schaltmatten und optoelektronische Schutz Einrichtungen bewertet.
Dabei stellte sich schnell heraus, dass sich die Sicherheits-Lichtvorhänge nach wie vor für den Drehtisch am besten eignen.“ Diese Sicherheitseinrichtung stoppt die Bewegung des Drehtisches, wenn der Bediener in den Gefahrenbereich hineingreift.
Sicherheits Lichtvorhang mit schneller Ansprache
Nach dieser Grundsatzentscheidung wurde ein Sicherheits Lichtvorhang mit einer klar definierten Eigenschaft gesucht. Stefan Albrecht, als Konstrukteur verantwortlich für die Sicherheitstechnik der Anlagen: „Der Abstand des Sicherheits-Lichtvorhangs zum Gefahrenbereich sollte aus Gründen der Ergonomie möglichst gering sein. Daraus ergibt sich die Anforderung, dass der Lichtvorhang sehr schnell anspricht und das komplette System mit geringer Nachlaufzeit arbeitet.“
Unter dieser Voraussetzung wurden verschiedene Sicherheits-Lichtvorhänge geprüft. Als am besten geeignet erwies sich dabei die neue Baureihe SLC 440 von Schmersal. Elektrokonstrukteur Johannes Jorias: „Die Integration kann ohne zusätzliches Auswertegerät sehr einfach umgesetzt werden.
Die Sicherheitsausgänge verfügen über ein hinreichendes Schaltvermögen“. Das gemeinsam erarbeitete Sicherheitskonzept wurde auch im Hinblick auf die Verkürzung der Schaltzeiten optimiert. Stefan Albrecht: „Der gewünschte und berechnete Sicherheitsabstand von Lichtvorhang und Gefahrenstelle konnte so realisiert werden.“
Nachlaufzeitmessung, Vorkonfiguration und AS-i Safety-Schnittstelle
Messungen von Schmersal haben gezeigt, dass der errechnete Wert in der Praxis zuverlässig unterschritten wird – auch dann, wenn die Anlage schwere Objekte beschriftet. Derartige Nachlaufzeitmessungen gehören zum Dienstleistungsangebot des Schmersal Geschäftsbereichs Safety Services. Bei Rofin-Sinar zeigt man sich damit sehr zufrieden: „Beratung und Service von Schmersal waren wirklich gut“, lautet die Aussage von Unternehmensseite.
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Die SLC 440 sind kaum sichtbar hinter einer Blende des Beladeraums angebracht. Mit Abmessungen von 28 x 33 mm sind sie außerordentlich kompakt und lassen sich leicht an Standardhalterungen installieren, weil die integrierte Sieben-Segment-Anzeige den Monteur bei der Justage unterstützt. Darüber hinaus lässt sich die Baureihe direkt am Objekt ohne zusätzliche Hilfsmittel wie PC parametrieren. Für das Personal von Rofin-Sinar erübrigt sich auch diese Aufgabe, denn das Schmersal Kompetenzzentrum Optoelektronik in Mühldorf/Inn stellt die Sicherheits-Lichtvorhänge, die über Steckverbinder in den Sicherheitskreis integriert werden, einbaufertig und vorkonfiguriert in der vorgesehenen Parametrierung bereit.
Das neue Sicherheitskonzept bewährt sich bei den Maschinen, die im neuen Design gefertigt werden. Die reaktionsschnelle und kompakte Optoelektronik verbessert zudem die Ergonomie der Combiline Advanced RT-Anlagen, weil das Sichtfeld des Beladeraums größer gestaltet werden konnte.
Auch aus diesem Grund kommen die Verbesserungen, die mit dem Redesign erzielt wurden, bei den Kunden sehr gut an, zumal Rofin-Sinar die Sicherheit schwarz auf weiß dokumentiert. Josef Pfaffinger: „Wir nehmen bei jeder einzelnen Anlage eine Nachlaufzeitmessung vor. Damit dokumentieren wir, dass der Anwender auf jeden Fall auf der sicheren Seite ist und dass alle normativen Anforderungen erfüllt werden.“
Auf der Fachpack 2015 stellt die Schmersal Gruppe eine neue Version der Sicherheits Lichtvorhänge und -Lichtgitter Typ SLC/ SLG 440 vor, die mit einer integrierten Schnittstelle für AS-Interface Safety at Work (AS-i Safety) ausgestattet ist. Sie bietet alle Funktionen der Basisversion wie zum Beispiel die feste Lichtstrahl Ausblendung mit und ohne beweglichen Randbereich, eine bewegliche Ausblendung von einem oder zwei Strahlen sowie verschiedene Muting-Varianten.
Die direkte Einbindung in AS-i Safety-Netzwerke erlaubt zum Beispiel die einfache Integration in komplette Kommunikationsnetzwerke, die in den Architekturen Safety separated und Safety integrated aufgebaut sein können. Darüber hinaus ermöglichen die optoelektronischen Schutz Einrichtungen der Baureihen Typ SLC/ SLG 440-AS eine schnellere, einfachere Installation über das gelbe AS-Flachbandkabel und wesentlich dichteren Informationsfluss zum Beispiel bei der Abfrage diagnoserelevanter Informationen vom Objekt.
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Klaus Schuster ist Geschäftsführer der Schmersal-Tochter Safety Control GmbH in Mühldorf am Inn.