Sicherheits-Laserscanner mit rasanter Entwicklung

Leuze electronic gilt als Pionier auf dem Gebiet der flächendeckenden Distanzsensoren basierend auf Laserscanner-Technik. Auch heute noch ist der Anbieterkreis solcher Sensoren überschaubar. Kein Wunder, denn die Entwicklung dieser komplexen Geräte erfordert viel Know-how, langjährige Erfahrung und die Bereitschaft neue Wege zu gehen. Was sind die wichtigsten Anforderungen und wohin geht die nächste Entwicklung? Antworten darauf lassen sich gut anhand des neuen Sicherheits-Laserscanners RSL 400 geben.

Bereits gegen Ende der 1990er Jahre präsentierte Leuze electronic den ersten „rotoScan". Der als rotoScan RS3 auf den Markt gebrachte Laserscanner zeigte damals schon jene Gehäuseform, die bis heute im wesentlichen erhalten blieb: diese typische Kaffeemaschinen-Anmutung, obgleich aktuelle Geräte jetzt viel kleiner und kompakter sind.

Der Leuze RotoScan RS3 wurde als flächendeckender Distanzsensor für die Objekt- und Personenerkennung angepriesen. Diese Definition hat für die modernen Laserscanner von heute noch Gültigkeit. Er war bereits für schienengebundene Fahrzeuge und fahrerlose Transportsysteme geeignet. Es hieß damals, er sei die „vorauseilende Stoßstange". Auch das kann man heute noch gelten lassen. Und dann ist auch schon Schluss mit den Äquivalenzen.
Der Erste seiner Art

Aller Anfang ist beschwerlich: der RS3 war damals nicht sicher im Sinne der gültigen Normen zur Arbeitssicherheit. Dabei war es gerade hier sehr wünschenswert, mit einem solch praktischen und kompakten Gerät einen horizontalen oder vertikalen Bereich zuverlässig absichern zu können. Mit diesem Ansinnen hat Leuze electronic daraufhin eine Weiterentwicklung gestartet, die neue Maßstäbe im Personenschutz, in der Objekterkennung und für Naviationsaufgaben setzen sollte. In dieser Phase, es war vor etwa 15 Jahren, sammelte Leuze electronic im Bereich der Sicherheits-Laserscanner enorme Erfahrungen, die bis heute nachhaltig sind.

Der große Wurf am Markt war in darauffolgenden Jahren der Sicherheits-Laserscanner Rotoscan RS4 und sein „roter Bruder", der ROD4, der im Non-Safety-Bereich für Messaufgaben bestimmt war. Mit dem Slogan „Flexible Multitalente für die Personensicherung" wurde die RS4-Produktfamilie vermarktet. Im Unterschied zum Vorgänger hat man erfolgreich die Schwachstellen beseitigt und ein kompaktes, kostengünstiges und vielfältig einsetzbares Gerät am Markt platziert - es war nach neusten internationalen Sicherheitsnormen zertifiziert und bestach mit bis dato noch nicht gekannten Funktionspaketen, z. B. MotionMonitoring, drei verschiedenen Reichweiten (bis 6,25 Meter) und schon damals mit integrierten Schnittstellen für Profisafe und AS-i Safety, also mit „integrated connectivity" - ein Terminus, der heute eng mit dem Industrie 4.0 Jargon verbunden ist.

Kein Wunder also: mit der RS4-Baureihe feierte Leuze electronic weltweit große Erfolge. Und genau daran knüpft der Hersteller nun mit der neuen RSL 400 Baureihe an, die im Jahr 2014 erstmals auf der Messe SPS IPC Drives in Nürnberg vorgestellt wurde. Sie besteht aus 16 Gerätevarianten in vier gestaffelten Reichweiten (S, M, L, XL) und vier Funktionsvarianten (RSL 410, 420, 430, 440). Leuze electronic spricht in diesem Zusammenhang von „thinkmodular" - eine Philosophie, die der Hersteller auch in anderen Produktbaureihen, z. B. bei Barcodelesern und Smart Kameras, erfolgreich umsetzt. Bei den Laserscannern bedeutet das: ob stationär oder mobil, ob lange oder kurze Reichweiten, Basisfunktionen oder eine High-End-Ausstattung - der Anwender erhält quasi ein maßgeschneidertes Gerät, das sich bei einem Geräte-Upgrade aufgrund vollständiger Kompatibilität innerhalb der Baureihe ganz einfach auswechseln lässt.

Bewährtes noch besser machen
Die Stoßrichtung der Optimierungsmaßnahmen lässt sich vor allem an folgenden Zielsetzungen festmachen: Scanbereiche (Reichweite, Winkelbereich) gestaffelt erhöhen, anwendungsoptimierte Funktionen bereitstellen, Inbetriebnahme und Handhabung signifikant vereinfachen. Die Entwicklungsziele, die sich Leuze electronic gestellt hat, resultieren aus den langjährigen Applikationserfahrungen und den Stimmen am Markt. So wollen die Anwender im Sensorbereich neben maximaler Zuverlässigkeit auch eine hohe Leistung bei einfachster Bedienung. Fertig ist das Lastenheft. Doch was steht nun im Pflichtenheft?

Während der Vorgänger Rotoscan RS4 die Hürde von 6 Metern Reichweite stemmt, schafft der Sicherheits-Laserscanner RSL 400 die 8 Meter mühelos. Mit einer maximalen Reichweite von 8.25 Meter gilt er derzeit als einer der reichweitenstärksten Laserscanner im Markt. In Kombination mit dem Scanwinkel von 270 Grad (sein Vorgänger, der RS4: 190 Grad) resultiert daraus ein enormer Sicherheitsbereich von 160 Quadratmetern.

Damit geben sich - jedenfalls im Moment - selbst anspruchsvollste Anwender zufrieden. Denn dies entspricht im Vergleich zum RS4 Laserscanner einer Leistungsverdoppelung bei deutlich kompakterer Bauform, wie in der Praxis so oft gefordert.

Ein Gerät leistet doppelte Arbeit
Im Abtastwinkel von 270 Grad steckt eine Besonderheit: der große Winkelbereich spielt nämlich bei der Montage an Ecken oder Kanten zur Absicherung nach vorne und seitlich seine Vorteile voll aus - vor allem in Kombination mit der großen Reichweite. Denn wenn ein Flurförderzeug, eine Maschine oder Anlage rundum abzusichern ist, gelingt dies nun mit nur zwei Laserscannern. Früher, mit Geräten mit 190 Grad, waren dafür vier Scanner nötig gewesen.
Leuze electronic behauptet, RSL 400 sei ein Gerät für die Aufgaben von zwei. Diese Aussage ist belegbar: neben der genannten Einsparung aufgrund des großen Winkelbereichs verfügt der RSL 400 über zwei unabhängig voneinander einstellbare Konfigurationen (sogenannnte autarke Schutzfunktionen) und zwei Sicherheits-Schaltausgangspaare (OSSDs). Das ermöglicht das gleichzeitige Ausführen von zwei völlig verschiedenen Schutzaufgaben mit einem einzigen Gerät, denn nun können zwei Abschaltkreise bzw. eigenständige Bereiche überwacht und abgeschaltet werden. Das schont den Geldbeutel und ist gut für den Einkauf, die Instandhaltung und den Inbetriebnehmer. Und genau für diesen bietet die neue Baureihe noch weitere Vorteile.
Inbetriebnahme einfacher denn je

Laserscanner gelten auch heute noch als schwierig, wenn es um die Einrichtung und das Start-up geht. Darauf reagieren die Hersteller jetzt. Bei Leuze electronic hat man deshalb die intelligente Anschlusseinheit CU 400 erfunden. Sie ist die mechanische und elektrische Basis (schwarzer Unterbau, vgl. Bild) für den Sicherheits-Laserscanner (gelb, obenauf) und beinhaltet als solche auch das gesamte Kabelmanagement. Bei der Montage wird die Scannereinheit einfach abgenommen und die robuste Anschlusseinheit mit Standardwerkzeugen z. B. am Verschiebewagen, an der Wand, der Decke oder am Anlageneingang befestigt. Dann wird der Laserscanner wieder aufgesetzt - fertig ist die mechanische Montage.

Bei einem ggf. notwendigen Geräte-Upgrade kann der Anwender die Scannereinheit einfach lösen und gegen das gewünschte andere Modell austauschen. Die Anschlusseinheit hingegen bleibt fest montiert, ausgerichtet und merkt sich somit alle elektrischen und mechanischen Einstellungen und Konfigurationen. Sie kann schnell wieder mit einem anderen Laserscanner bestückt werden - ohne langwierige Neuausrichtung, aufwändige Nachjustage und ohne nervigen Konfigurationsmarathon. Das sind wichtige Punkte für die Wartung und Instandhaltung.

Bei der Ausrichtung und Justage hilft ein großes Klartext-Display mit integrierter elektronischer Wasserwaage. Die Zeiten, in denen ein PC angeschlossen und lange am Gerät herumgefummelt werden musste, sind damit definitiv vorbei - zumindest was die mechanische Anbindung und Ausrichtung betrifft.
Bei der Sicherheits-Konfiguration kommt man an einem PC mit ein bißchen Software nicht vorbei. Für Leuze electronic gab es auch hier Potenzial zur Optimierung: Durch ihre Ethernet-Schnittstelle sind die Geräte voll netzwerkfähig. Zudem lassen sich die Sicherheits-Laserscanner ganz einfach kabellos via Bluetooth konfigurieren. Das gab es bisher noch nie.

Trotz der großen Anzahl an möglichen Feldpaaren (100) ist die Erstellung unabhängiger Konfigurationen mit der applikationsorientierten One-Step-Konfiguration einfacher denn je. Mit nur 5 Mausklicks läuft der Laserscanner in einfacher Sicherheits-Konfiguration, die sich natürlich nach Belieben erweitern lässt. So sorgt dieser Software-Assistent mit wenigen Vorgaben für die automatische Erstellung von Schutz- und Warnfeldern - ein wichtiger Vorteil für viele Anwender, die keine komplexen Parametrierungen benötigen. Und das Beste ist: bei einem Wechsel der Betriebsart (Sie erinnern sich: der Laserscanner beherrscht zwei autarke Schutzfunktionen) ist dank sogenannter Multikonfiguration keine Neuparametrierung notwendig. Selbstverständlich wird der Anwender bei allen Schritten in der Software durch einen ausführlichen Informationsbereich mit automatischer, kontext-sensitiver Onlinehilfe unterstützt.

Fazit und Ausblick
Sicherheits-Laserscanner, die Königsdisziplin der Sicherheitssensorik, kennt Leuze electronic von der ersten Stunde an, als diese Technik die ersten Anwender fand. In die RSL 400 Baureihe sind die jahrzehntelangen Erfahrungen eingeflossen mit dem Ergebnis herausragender Leistungsdaten und unübertroffener Usuability - denn noch nie war die Anwendung derartiger Sensorik-Multitalente so einfach.

Alle Geräte sind aufgrund der hohen Auflösung nachweislich hochverfügbar und dank der hohen Abtastrate sehr staubrobust. Gleichwohl wird bei Leuze electronic schon jetzt an der Weiterentwicklung gearbeitet - schließlich gibt Industrie 4.0 den Herstellern einige Hausaufgaben auf. Beispielsweise wird es in Zukunft noch mehr in Richtung Connectivity gehen und dementsprechend werden weitere Ethernet-basierte Schnittstellen folgen.