Sichere und einfache Automatisierung für den Maschinenbau

Maschinenbauer haben es nicht ­unbedingt leicht. Die Anforderungen der Anwender an Funktionalität und Bedienkomfort steigen, Sicherheitsaspekte müssen beachtet werden und, um sich am Markt zu behaupten, gilt es auch ökonomische Aspekte zu berücksichtigen.

Gut aufeinander abgestimmte Automatisierungskomponenten, angefangen vom Sicherheitscontroller über die Maschinensteuerung bis hin zum Bedienterminal und der Sensorik, können hier der Schlüssel zum Erfolg sein. Die im Folgenden beschriebene Anwendung aus dem Bereich der Metallverarbeitung liefert dafür ein gutes Beispiel, das sich aber ohne Weiteres auch auf andere Maschinen­bauapplikationen übertragen lässt.

Das Unternehmen Tox Pressotechnik gilt international als kompetenter Partner für innovative Produkte in den Bereichen Blechverbindung, Antriebe und Pressen. Die bewährten pneumohydraulischen Antriebe der Baureihe Tox-Kraftpaket beispielsweise ermöglichen zuverlässige und kostengünstige Produktionslösungen mit Presskräften bis 2.000 kN. Der energiesparende Pneumatikzylinder mit integriertem Ölsystem arbeitet mit automatisch einsetzendem Krafthub bis 80 mm, bei einem Gesamthub bis 400 mm. Zu den patentierten Besonderheiten gehören Bypass-System, hydraulische Dämpfung sowie die absolute Luft-Öl-Trennung.

Sicherheitscontroller: klein aber oho
„Vor dem Hintergrund der EN ISO 13849-1, die seit Anfang 2012 verbindlich ist, mussten wir im Bereich der Sicherheitstechnik umdenken," erläutert Reinhold Deutelmoser, Automatisierung/sichere Pressensteuerungen. „Früher hatten wir eine eigene Sicherheitsplatine mit mechanischen Relais im Sicherheitskreis verbaut, die vor allem den Nachteil hatte, nach einer bestimmten Zyklen­anzahl ausgetauscht werden zu müssen." Deshalb war man auf der Suche nach einer sicheren, aber gleichzeitig auch kostengünstigen und einfach zu bedienenden Sicherheitslösung. „Fündig wurden wir schließlich im Produktprogramm von Omron Industrial Automation; mit der modularen Sicherheitssteuerung G9SP ließen sich unsere Sicherheitsanforderungen einfach und flexibel erfüllen", so Deutelmoser weiter.

Da das Gerät, das der EN ISO 13849-1 (PL e) entspricht, konfigurierbar ist, eignet es sich gut zum Errichten mehrerer Standalone-Systeme mit denselben Spezifikationen bzw. zum Neukonfigurieren bestehender Systeme. Es verfügt über acht sichere Ausgänge und verarbeitet Funktionsblöcke für berührungslose Schalter, einstrahlige Sicherheitslichtschranken sowie Sicherheitstrittmatten und lässt sich im Vergleich zu fest verdrahteten Systemen deutlich schneller und einfacher integrieren. „Die grafische Benutzeroberfläche mit ihren Drag-and-Drop-Funktionen erleichtert uns Konfigurieren, Simulieren, Testen und Validieren," freut sich Deutelmoser, „denn dadurch verkürzen sich natürlich die Einricht­zeiten."

Steuern, Anzeigen und Bedienen
Sicherheitstechnik ist jedoch nie allein zu betrachten. Obligatorisch ist immer auch eine effektive und möglichst einfach zu realisierende Kommunikation mit der eigentlichen Maschinensteuerung. „Hier sind wir auf der sicheren Seite, da wir uns bewusst für eine Lösung aus einer Hand entschieden haben," fährt Deutelmoser fort. Für die mit dem Tox-Kraftpaket ausgestatteten Pressen kommt der kleine Maschinencontroller CP1L zum Einsatz. Er erlaubt den Anschluss an ein breites Sensor- und Antriebsspektrum und kann bei Bedarf für vernetzte Systeme auch per Ethernet-Schnittstelle kommunizieren. Vier schnelle Zähler­eingänge, zwei Impulsausgänge und eine ganze Reihe fertiger Funktionsblöcke für unterschiedliche Positionieraufgaben erleichtern den Maschinenbauern die Arbeit. Durch den modularen Aufbau können Funktionsbausteine wie digitale und analoge Ein-/Ausgänge, Temperatureingänge oder serielle Schnittstellen problemlos nachgerüstet werden.

Bei der Wahl eines für die Pressen passenden Diagnose- und Bedienterminals blieb Tox Pressotechnik ebenfalls dem gleichen Automatisierungsspezialisten treu und entschied sich für das NQ-Terminal. Dieses Bedienpanel kann man dank einer Bibliothek einfach an individuelle Anwendungen anpassen. Die Bibliothek enthält neben den grundlegenden Funktionen auch zusätzliche Schaltflächen, Anzeigelampen, Grafiken und Messwertanzeigen samt Echtzeit- und Trenddarstellung sowie die Protokollierung historischer Daten. Die blendfreie Oberfläche zeigt die einzelnen Daten- und Eingabefelder auch bei unterschiedlichem Lichteinfall zuverlässig und leicht ablesbar an. „Bei der Kommunikation setzen wir auf die kostengünstige serielle Schnittstelle", ergänzt Deutelmoser. „Das Zusammenspiel der verschiedenen Teilnehmer, also dem Sicherheitscontroller, der Standardsteuerung und dem Terminal funktioniert so ohne großen Aufwand und lässt sich leicht für jede andere gewünschte Applikation anpassen".

Weltweite Akzeptanz
Deutelmoser weiß jedoch noch einen weiteren Grund für diese Entscheidung bei der Wahl der Automatisierungskomponenten, nämlich die weltweite Akzeptanz und Präsenz von Omron und deren Produkten. „Davon profitieren wir natürlich vor allem bei Exportmaschinen. Auch bei Sensoren greifen wir daher gern auf Produkte dieses Herstellers zurück. Ein Beispiel dafür ist das Fingerschutzlichtgitter der Serie F3S-TGR-CL, das wir sehr häufig an den beschriebenen Pressenlösungen verwenden". Die robuste Sicherheitssensorreihe lässt sich einfach verdrahten, einbauen und konfigurieren, da alle Modelle mit Finger-, Hand- und Körperschutz der Typen 2 und 4 gleich konstruiert sind und den gleichen Satz an vom Benutzer wählbaren Funktionen bieten.
Damit zeigt sich einmal mehr, dass funktionelle, gut aufeinander abgestimmte Automatisierungskomponenten es dem Maschinenbau erleichtern, den Anwendern ausgereifte Technik bei einem gleichzeitig günstigen Preis-/Leistungsverhältnis zu bieten. Und was sich bei Pressen und Stanzen in der Blechverarbeitung bewährt, eignet sich ganz sicher auch für viele andere Maschinen und Anlagen im weiten Feld der Produktionstechnik.