Alles aus einer Hand - Roboter mit Wireless Safety abgesichert

Die in Stegen im Schwarzwald an­gesiedelte Wandres GmbH micro-cleaning automatisiert für Ihren Showroom im Technikum Buchen-Wagensteig eine Roboteranlage für die Vorführung ihrer Karosseriereinigungs-Bürsten. Dabei setzt sie auf ein Wireless Sicherheitskonzept, Türschalter und Sicherheits-Schutzzaun von SSP Safety System Products.

Automatisierte Spritzgusszelle
„Alles aus einer Hand“ – ein Versprechen, von dem man häufig hört. Doch mit Wireless Safety, einem Aluminium-Schutzzaun, Not-Halt Tastern und einer Sicherheits-Türzuhaltung erfüllt die Firma SSP Safety System Products aus Spaichingen genau diesen Anspruch. Dabei sie liefert ihren Kunden nicht nur alles aus einer Hand, sondern bietet der Wandres GmbH darüber hinaus auch ein schlüssiges Sicherheitskonzept für die Automatisierung ihrer Roboteranlage.

Die Vorführzelle besteht aus einem Roboter des Herstellers Kuka, einem Träger für die Karosserie und einer Linearachse, auf der der Roboter verfährt. Die Zelle dient ausschließlich der Vorführung von Schwertbürsten der Firma Wandres, die bei der Reinigung von Karossen vor dem Lackieren zum Einsatz kommen. Denn die Lackierungsqualität von Karosserien hängt erheblich von der Sauberkeit der Oberfläche ab. Selbst kleinste Partikel können sichtbare Fehler, hohe Ausschussraten und aufwendige manuelle Nacharbeiten verursachen.

Die wartungsarme Roboter-Schwertbürste reinigt in Lackierstraßen zuverlässig komplex geformte Karosserie-Oberflächen vor dem Aufbringen des Decklacks. Dabei kommt das von Wandres patentierte Ingromat-Verfahren zum Einsatz. Bei diesem findet zunächst eine Mikrobefeuchtung der Bürstenfilamente mit speziellem Reinigungs- und Antistatikmittel statt. Anschließend erfolgt die Reinigung der Karosse mit einer speziellen Wischtechnik. Auf der Oberfläche befindliche Partikel bleiben an der Bürste haften und werden im Anschluss direkt zu Absaugung transportiert. Die Schwerbürste wird dabei vom Roboter geführt und fährt stets sehr dicht an der Karosserie. Im dritten und letzten Schritt findet eine Selbstreinigung der Bürsten statt, bei der verbleibende Partikel mechanisch von den Bürstenfilamenten abgestreift und abgesaugt werden.

Sicherheitsverknüpfung der Anlagen als Herausforderung
Aus der Sicherheitsperspektive war für Martin Weber, zuständig für Forschung & Entwicklung bei Wanders, vor allem die Sicherheitsverknüpfung zwischen Linearachs und Roboter sowie die vielen Zugänge die größte Herausforderung. „Auf der Suche nach einem Sicherheitskonzept sind wir auf die Firma SSP gestoßen, die mit einem ganzheitlichen Konzept überzeugen konnte“, erzählt Herr Weber. „Die Verknüpfung der Sicherheitsfunktionen mit der Wireless Sicherheitssteuerung „Safety Simplifier“ von SSP war für uns um ein Vielfaches einfacher als mit herkömmlichen Systemen und wir konnten das System, etwa für die Absicherung der Fenster, flexibel erweitern.

Dezentrale Sicherheits-SPS mit Wireless Safety
Denn, die Plug & Play-Lösung bringt überall dorthin Sicherheit, wo sie benötigt wird. SSP bietet die dezentrale Sicherheits-SPS mit Wireless Safety mit 14 sicheren, digitalen Ein- und Ausgängen sowie optional mit zwei zusätzlichen, doppelten Relaisausgängen. Die 14 E/As kann der Anwender dann ganz nach Belieben und flexibel als Ein- oder Ausgang konfigurieren. Die Module lassen sich darüber hinaus je nach Kundenwunsch auch direkt mit den notwendigen Bedienelementen wie Not-Halt und beleuchteten Tastern ausstatten. Und auch diese wiederum können frei über einen Online-Konfigurator ausgewählt werden. Die integrierte LED-Anzeige ermöglicht außerdem einen schnellen Überblick der Ein- sowie Ausgänge und liefert weitere Informationen über Signalstärke oder Anzahl der Teilnehmer. Programmiert wird der Safety Simplifier einfach mit der kostenlosen Software „Simplifier Manager“.

Kabellose Kommunikation
Vor allem konnte Projektleiter Martin Weber mit diesem neuartigen Konzept auch den Verdrahtungsaufwand seiner Anlage drastisch reduzieren, denn die Sicherheitstürzuhaltung tGard und externe Not-Halt Taster werden einfach direkt am Safety Simplifier mit vorkonfigurierten Steckern angeschlossen. Somit ist keine zusätzliche Sicherheits-SPS oder Verdrahtungsaufwand im Schaltschrank mehr notwendig. Der Safety Simplifier schickt die Signale nun Wireless auf einer Frequenz von 2,4 GHz an die weiteren Teilnehmer im System. Die Besonderheit dabei: Es handelt sich nicht um ein einfaches Sender- und Empfänger Modell. Vielmehr wird durch wechselseitige Multi-Master Kommunikation ein flächendeckendes Netz an Sicherheitskommunikation aufgebaut, in dem jeder Safety Simplifier auch als Repeater dient. So können auch weitere Strecken zuverlässig und schnell ohne den Einsatz von Kabeln überbrückt werden! Sollte Wandres sich für den Einsatz von Safety Simplifiern an weiteren Anlagen entscheiden, stehen noch 15 Kanäle auf der 2,4 GHz Frequenz bereit, sodass diese sich nicht gegenseitig stören. Insgesamt können bis zu 16 Safety Simplifier (256 E/As) in einem System miteinander kommunizieren.

Sichere Steuerung
Zudem kann der Anwender hier zugleich von einem dezentralen Sicherheitskonzept profitieren. Einfache Funktionen wie „Türe schließen“ oder „zeitverzögertes Öffnen“ lassen sich zu bestehenden, wie auch neuen Systemen problemlos hinzufügen und mit den Sicherheitsausgängen bereits existierender Sicherheitssystemen sowie Maschinensteuerungen direkt verbinden. Ein Schaltschrank für die Sicherheitstechnik und ein übergeordnetes Sicherheitsschaltgerät sind in diesem Fall nicht mehr notwendig.

Sicherheitstürzuhaltung tGard
Dass bei solch einer Applikation höchste Sicherheitsanforderungen notwendig sind, versteht sich von selbst. Daher kommen an den Zugangstüren Sicherheitszuhaltungen von SSP zum Einsatz. Die Sicherheitszuhaltungen aus der Reihe Fortress Interlocks-tGard sind besonders robust und eignen sich aufgrund der schmalen Bauform perfekt für den Anbau an einen Aluminiumzaun. Eine zusätzliche Montageplatte wird dadurch überflüssig.