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Das Herzstück der Sicherheitslösung des Vierachs-Portalroboters sind ein Sicherheitscontroller und ein Sicherheitsmodul.
Der Sicherheitscontroller (links) die zwei Erweiterungsrelais und das Sicherheitsmodul sind platzsparend im Schaltschrank untergebracht.
Bedienfeld und Not-Halt-Taster mit mehrfarbiger LED-Anzeige

Der Greifer des Portalroboters entnimmt in weniger als 1 s die fertig gespritzten Kunststoffteile aus dem Spritzgusswerkzeug und legt sie nach einem programmierbaren Stapelbild auf dem Pufferband ab. Die Fahrwege des Roboters betragen in X-Richtung 1.000 mm, in Y-Richtung 1.600 mm und in Z-Richtung 1.400 mm. Der Ablauf erfolgt über ein Standard-CNC-Programm mit verschiedenen Parametern oder als freier CNC-Ablauf. Über die Programmeinstellung kann wahlweise die Entnahme aus dem Werkzeug von der festen oder beweglichen Seite erfolgen, wobei die Servoachse bis 180° schwenkbar ist. Alternativ lassen sich auch Metallteile oder IML-Etiketten in das Werkzeug der Spritzgussmaschine positionsgerecht einlegen und umspritzen. Beim Bremsen der vier Achsen wird die Bremsenergie ins Stromnetz zurückgespeist. Falls während eines Zyklus der Strom ausfällt, bleibt die Steuerspannung durch Akkupufferung erhalten. Das ermöglicht einen kontrollierten Not-Halt und vermeidet Schäden am Greifer und Werkzeug. Ein Formatwechsel der Entnahme- oder Einlegehand lässt sich über ein Kupplungssystem innerhalb von 10 min durchführen.

Anwender im Detail

A. Jazbinsek
Das 1977 von Anton Jazbinsek in Tettnang gegründete Unternehmen A. Jazbinsek hat sich auf den Sondermaschinenbau sowie die Handhabungs-, Montage- und Automatisierungstechnik spezialisiert. Das Leistungsangebot reicht von der Aufgabenstellung über die Konzeption bis zur Inbetriebnahme beim Kunden.

Da die Anlage aus einer einzigen Einheit besteht, lässt sie sich jederzeit einfach an andere Spritzgussmaschinen andocken. Dazu ist keine mechanische Verbindung erforderlich. Außerdem sind die Maschinen mit einer Euromap-67-Schnittstelle ausgerüstet, die eine sichere Kommunikation mit anderen Maschinen und somit einen universellen Einsatz ermöglicht.

Sicherheitslösung aus einer Hand

Sämtliche Sicherheitsfunktionen des Portalroboters überwacht ein Sicherheitscontroller Pluto S20, der durchgängig für die höchste Sicherheitsstufe, PL e gemäß EN ISO 13849-1 und SIL 3 gemäß EN IEC 61508, sorgt. Durch die zentrale Steuerung der Sicherheitskomponenten mit nur einem Sicherheitscontroller lassen sich Verdrahtungs-, Projektierungs- und Materialaufwand verringern. Außerdem ist die Sondermaschine dadurch flexibler aufgebaut. Durch den Wegfall mehrerer Sicherheitsrelais und die kleine Baugröße des Sicherheitscontrollers mit 45 mm Breite ergeben sich Platzreserven im Schaltschrank. Eines der Hauptmerkmale der Lösung besteht darin, dass sich die an den Sicherheitsbus angeschlossenen Steuergeräte einfach zentral oder dezentral vernetzen lassen, wobei sie ebenfalls durchgängig PL e gemäß EN ISO 13849-1 erreicht.

Ein Sicherheitsmodul Vital überwacht einen zusätzlichen, externen Sicherheitskreis. Zwei Erweiterungsrelais BT50 erhöhen außerdem die Anzahl der Ausgangsknoten. An der Haupttür sind zwei separat angesteuerte elektromagnetische Zuhaltungen Magne 2B und an der Tür zum Pufferband ein Türüberwachungssensor Eden im Einsatz. Ein Not-Halt-Taster Inca 1 Tina unter dem Bedienfeld und ein Not-Halt-Taster Smile 11EA Tina im Aluminiumprofil neben der Haupttür ermöglichen die schnelle Notabschaltung einer gefahrbringenden Bewegung.

Elektromagnetische Zuhaltung mit eingebautem Sicherheitssensor

Die elektromagnetische Zuhaltung Magne 2B mit eingebautem Sicherheitssensor Eden kann eine Tür oder Klappe mit einer Zuhaltekraft von bis zu 1.500 N geschlossen halten. Durch den Anschluss verschiedener Spannungen sind unterschiedliche Zuhaltekräfte möglich, wobei die maximale Haltekraft bei 18 V erreicht wird. Die Leistungsaufnahme beläuft sich bei 24 V auf 7 W. Dabei überwacht der integrierte berührungslose Sensor, dass die Tür oder Klappe sicher geschlossen ist. Der Elektromagnet enthält einen Informationsausgangskontakt, der anzeigt, dass die Zuhaltekraft die erforderliche Stärke erreicht hat. Er kann außerdem überprüfen, ob die Zuhaltung fachgerecht montiert ist und sich auch wirklich nichts zwischen dem Elektromagneten und der Ankerplatte befindet.

Beim Abschalten der Spannung wird das Magnetfeld vollständig abgebaut. Bei der von Jazbinsek eingesetzten Ausführung der Zuhaltung ist in der Ankerplatte außerdem ein Permanentmagnet integriert, der die Tür auch ohne Anlegen einer Spannung mit 30 N geschlossen hält. Als Zubehör sind verschiedene Montagesätze für Drehflügel- und Schiebetüren sowie ein Handgriffprofil für die einfache Montage aller Komponenten in einer einzigen Baugruppe und bei einem Türspaltmaß von 5 bis 15 mm erhältlich.

Not-Halt

Inca ist ein Not-Halt-Taster für den Einbau in Schaltschränke und Bedienfelder. Sein Anschluss erfolgt über abnehmbare Anschlussklemmen. Funktion und Optik des Tasters sind dieselben wie beim Not-Halt-Taster Smile. Beide sind mit einer LED ausgestattet, die den aktuellen Zustand anzeigt. Leuchtet die LED grün, ist der Not-Halt-Taster nicht aktiviert. Ein rotes Licht weist darauf hin, dass er betätigt wurde. Blinkt die LED rot/grün, wurde einer der vorgeschalteten Not-Halt-Taster aktiviert. So lässt sich schnell feststellen, welcher Not-Halt-Taster aktiviert wurde.

Die Taster sind in zwei verschiedenen Varianten erhältlich: für dynamische und für statische Schaltkreise. Inca 1 Tina wird mithilfe des Sicherheitscontrollers Pluto oder des Sicherheitsmoduls Vital an dynamische Sicherheitsschaltkreise angeschlossen und verfügt zusätzlich über einen elektronischen Info-Ausgang. Inca 1 ist hingegen mit Kontakten versehen, die den Anschluss an statische Sicherheitsschaltkreise mit Sicherheitsrelais ermöglichen. Ein Sicherheitsschaltkreis mit Inca 1 Tina erreicht auch dann den Performance Level e, wenn mehrere Not-Halt-Taster in Reihe geschaltet sind.

Sicherheits- und Erweiterungsrelais

Durch den Anschluss des nur 22,5 mm breiten Erweiterungsrelais BT50 an ein Sicherheitsrelais oder einen Sicherheitscontroller lässt sich die Anzahl der sicheren Ausgänge erhöhen. Dadurch kann ein Sicherheitsrelais oder eine SPS eine unbeschränkte Anzahl gefährlicher Maschinenbewegungen und Funktionen stoppen. Das Erweiterungsrelais hat eine doppelte, überwachte interne Schutzfunktion. Weder Unterbrechung noch interne Gerätefehler oder äußere Störungen führen zu gefährlichen Situationen.

Das Relais hat drei Schließer- und einen Öffnerkontakt sowie einen Testeingang. Bevor er einen Wiederanlauf zulässt überwacht der Testeingang, ob nachgeschaltete Schütze oder Magnetventile abgefallen sind. Der Testeingang lässt sich auch zum Starten verwenden und überwacht dabei die Starttaste. Die Erweiterungsrelais selbst muss das vorgeschaltete Sicherheitsrelais oder der Sicherheitscontroller nicht überwachen, was den Verdrahtungsaufwand und die Anzahl der benötigten Eingänge am Sicherheitscontroller verringert.

Elektronisches Sicherheitsmodul

Das in der Anlage eingebaute elektronische Sicherheitsmodul Vital ermöglicht es, viele unterschiedliche, an die gleiche Sicherheitsschaltung angeschlossene Unfallschutzgeräte zu installieren und trotzdem das höchste Sicherheitsniveau zu erreichen. Das Sicherheitsmodul ist 22,5 mm breit und überwacht die angeschlossenen Unfallschutzgeräte dynamisch. Es verfügt auch über automatische oder manuelle Rückstellung, zweifache Schließer-Sicherheitsausgänge und einen Informationsausgang für Rückstellanzeige und Zustandsinformation für eine SPS. Die Module haben LED-Anzeigen für Betriebsspannung, Anwesenheit von dynamischen Signalen sowie Ausgangszustand. Abnehmbare Klemmleisten erleichtern Fehlersuche und Modulaustausch. Das Sicherheitsmodul kann bis zu 49 Eden überwachen. Die zwei Ausgänge haben ein Schaltvermögen von 6 A/250 V AC/1.500 VA/150 W.