Arbeitsfähige Sicherheit mit Laserscanner

Um eine sichere Arbeitssituation zu schaffen, sollten Roboter und andere "gefährliche" Maschinen ausschließlich hinter einem festen Zaun arbeiten. Dies stellt jedoch in der Regel keine praktikable Situation dar, und es ist bequemer, einen Sicherheitslaserscanner zu verwenden. Dieser infrarotbasierte Rotationssensor "scannt" kontinuierlich seine Umgebung und erkennt die Anwesenheit von Personen in der 2D-Ebene. Auf diese Weise kann eine sichere Arbeitsfähigkeit - oder arbeitsfähige Sicherheit? - geschaffen werden.

Der Aufbau des Sicherheitslaserscanners PSENscan von Pilz besteht aus einem Gehäuse, in dem ein Infrarotlaser untergebracht ist. Dieser Laser rotiert mit einem Öffnungswinkel von 275° und misst jedes Zehntelgrad. Anhand der Zeit, die der Laserstrahl zum Zurückprallen benötigt, kann festgestellt werden, ob sich Personen unbeabsichtigt in diesem Bereich aufhalten. Die Reaktionszeit beträgt nur 62 ms.

Wenn der Sicherheitslaserscanner tatsächlich Personen erkennt, teilt er dies der (Sicherheits-)Steuerung mit, die dann die gewünschten, vom Benutzer programmierten Maßnahmen ergreift. Sie kann zum Beispiel die gesamte Maschine oder Linie anhalten, die Roboterbewegungen auf eine sichere Geschwindigkeit reduzieren oder ähnliches. Oft wird dies durch akustische oder optische Warnsignale begleitet.

Zonen

Um zu verhindern, dass die Maschine sofort stoppt, wenn sich Personen in der Nähe bewegen, können zwei Zonen eingerichtet werden. Die Zone in unmittelbarer Nähe der Maschine ist die "Sicherheitszone". Dieser ist eigentlich gefährlich und führt zum Abschalten oder kontrollierten Anhalten der Maschine. Der Sicherheitslaserscanner kann eine Sicherheitszone von 3 oder 5,5 Metern überwachen. Um diesen herum kann ein zusätzlicher Warnbereich von bis zu 40 Metern eingerichtet werden. Hier besteht keine unmittelbare Gefahr, aber Personen, die diesen Bereich betreten, werden durch Ton- oder Lichtsignale gewarnt. Wenn sie sich dann wieder aus dem Warnbereich herausbewegen, entsteht keine ernsthafte Gefahrensituation.

Ein Sicherheits-Laserscanner kann bis zu drei getrennte Schutzzonen gleichzeitig überwachen; dabei können bis zu siebzig Konfigurationen geschaltet werden und eine Reihenschaltung von bis zu vier Scannern ist möglich.

Statische und dynamische Nutzung

Der Sicherheitslaserscanner kann sowohl statisch als auch dynamisch eingesetzt werden. Bei der statischen Anwendung wird der Sensor an einer bestimmten Stelle angebracht und überwacht - in 2D - den Bereich um eine Maschine oder einen Roboter. Eine mobile Bereichssicherung kann erreicht werden, indem der Sicherheitslaserscanner an einem AGV (Automated Guided Vehicle) oder BTS (Driverless Transport System) angebracht wird. Diese autonomen Systeme fahren frei im Raum herum, um zum Beispiel Produkte von Maschinen zu nehmen oder Teile zu bringen. Wenn sich Personen in ihrem Bereich aufhalten, werden sie langsamer - im Warnbereich - oder kommen ganz zum Stillstand. Auch hier können Licht- und Tonsignale die Anwesenden warnen, dass sie ihnen zu nahe kommen.

Neben der stationären und dynamischen Flächensicherung können die Sicherheits-Laserscanner auch zur Zutrittskontrolle eingesetzt werden. Darüber hinaus sind sie breit und vielseitig einsetzbar, u.a. durch den Temperaturbereich von -10 bis 50°C und das kompakte, leicht zu integrierende Gehäuse. Außerdem verfügen sie über ein herausnehmbares Speichermodul, das die Verfügbarkeit der Sicherheitslaserscanner maximiert. 

PNOZmulti

Der Sicherheitslaserscanner ist standardmäßig mit einem Konfigurator ausgestattet, mit dem der Benutzer u. a. die Zonenabmessungen, die Reaktionsgeschwindigkeit und die Empfindlichkeit einstellen kann. Die vom Sicherheitslaserscanner erzeugten Signale können an eine (Sicherheits-)Steuerung wie das PNOZmulti weitergeleitet werden. Diese Steuerung sorgt letztlich dafür, dass die gewünschte Aktion wie oben beschrieben durchgeführt wird. 

Die Steuerung ist auch für einen sicheren Wiederanlauf zuständig. Dieser kann automatisch und selbstständig erfolgen, wenn der Sicherheitslaserscanner keine Personen mehr erkennt. Es kann aber auch erforderlich sein, dass ein Techniker oder ein anderer Mitarbeiter vor Ort kommt, um die Situation zu beurteilen und das Zeichen "sicher" zu geben.