Lichtvorhänge für effiziente Automatisierung und mehr Sicherheit im Materialfluss

In der Industrie gewinnen Effizienz und Sicherheit im Materialfluss zunehmend an Bedeutung. Antworten auf diese beiden Anforderungen, die sich in der industriellen Praxis oft blockieren, bietet der kombinierte Einsatz von Sicherheitslichtvorhängen und Automatisierungslichtgittern. Beide basieren auf ähnlicher Technologie. SICK legt bei der Produktentwicklung den Fokus auf die Erfüllung beider Ziele – mehr Effizienz bei größtmöglicher Sicherheit – und schafft so passende Sensorfunktionen und Zubehörkonzepte.

Effizienz und Sicherheit im Materialfluss werden in der Industrie immer wichtiger.

Sicherheitslichtvorhänge detektieren üblicherweise Menschen und leiten bei Bedarf Sicherheitsmaßnahmen ein, während Automatisierungslichtgitter Objekte erkennen und entsprechende Folgeprozesse steuern. Mit seinem breiten Technologie-Portfolio gelingt es SICK, durch Integration von Mess- und Absicherungsfunktionen in nur einem Produkt Effektivität und Sicherheit gleichermaßen zu gewährleisten. Diese Lösungen optimieren automatisierte Logistikprozesse und garantieren höchste Maschinensicherheit.

Lichtgitter versus Lichtvorhang

Betrachtet man die technologischen Grundlagen aus der historischen Entwicklung, so bestehen Lichtgitter oder Lichtvorhänge aus einer Anordnung mehrerer einzelner optoelektronischer Sensoren und einer Auswerteeinheit. Das Sensorsystem enthält jeweils eine Sende- und Empfangseinheit. Erreichen die vom Sender ausgesandten Lichtstrahlen die Empfangseinheit, empfängt sie den Strahl so lange, bis er durch ein Objekt unterbrochen oder beeinflusst wird. So erzeugen mehrere Lichtstrahlen ein zweidimensionales Erfassungsfeld (sicherheitstechnisch als Schutzfeld bezeichnet), das die berührungslose Erfassung von Objekten ermöglicht. In der Fachwelt haben sich historisch für diesen Sensortypus die Begriffe „Lichtgitter“ oder „Lichtvorhang“ etabliert und werden synonym verwendet.

Mehrere Lichtstrahlen erzeugen ein zweidimensionales Erfassungsfeld, das die berührungslose Objekterfassung ermöglicht.

Lichtvorhänge sowohl für Sicherheit als auch Automatisierung

SICK unterscheidet in Abhängigkeit von der Funktion der Technologie im Produktportfolio „Sicherheitslichtvorhänge“ und „“Automatisierungslichtgitter“. Der Begriff „Lichtvorhang“ fungiert im vorliegenden Text als übergeordnete Kategorie. Die einzelnen Strahlen eines solchen Lichtvorhangs sind in bestimmten Abständen angeordnet, die das minimal detektierbare Objekt und die Kenngröße „MDO“ (= Minimum Detectable Object) bzw. die „Auflösung" definieren. Die Strahlen werden zyklisch ausgewertet, um eine zuverlässige und störungsfreie Detektion zu gewährleisten. In Abhängigkeit der Zykluszeit und der Anzahl der einzelnen Strahlen resultiert eine Ansprechzeit, die eine wichtige sicherheitstechnische Kenngröße darstellt und auch für die Automatisierung von Folgeprozessen entscheidend ist.

Der Sicherheitslichtvorhang deTec4 unterscheidet zuverlässig Mensch und Material.

Sicherheitslichtvorhänge mit erweiterten Funktionen für mehr Produktivität

Für mehr Produktivität im Materialfluss verfügt beispielsweise der Sicherheitslichtvorhang deTec4 über eine integrierte Mustererkennung von Objekten mit rechteckiger Kontur und unterscheidet zuverlässig Material und Mensch. Die Funktion analysiert einzelne Strahldaten – wie typischerweise bei Automatisierungslichtgittern – und erlaubt die Verwendung der Ergebnisse im Sinne der Maschinensicherheit. Unnötige Stillstände werden somit vermieden und maximale Sicherheit bei gleichbleibender Produktivität gewährleistet. Weitere Vorteile ergeben sich mit der Smart Box Detection, die weder externe Signale noch weitere Sensorik benötigt, um Menschen von Material zu unterscheiden. Das Schutzfeld bleibt oberhalb eines passierenden Objekts aktiv und bietet somit zusätzliche Sicherheit vor Eingriffen. Damit wird ein kosteneffizientes und flexibles Maschinendesign möglich, das den Platzbedarf für die Sicherheitsfunktion deutlich optimiert.

Sicherheitslichtvorhänge

Weil wir Sicherheit weiterdenken

deTec

Mit der Smart Box Detection bleibt das Schutzfeld oberhalb eines passierenden Objekts aktiv.

Automatisierungslichtgitter erkennen und vermessen herausfordernde Objekte

Entscheidend für die Verfügbarkeit von Fördertechnik und in Produktionsmaschinen ist das Einhalten exakt gleichbleibender Abstände zwischen den Produkten beim Transport und Handling. Lichtvorhänge erfassen Vorder- und Hinterkante der durchlaufenden Objekte. Die Automatisierungslichtgitter SLG-2 von SICK sind mit innovativer Mehrfach-Kreuzstrahltechnik ausgestattet. Diese erhöht die Auflösung im Detektionsfeld und erfasst präzise auch besonders kleine, sehr flache oder unregelmäßig geformte Objekte (z.B. Polybags).

Eine weitere produktive Funktion ist der Transparentmodus der messenden Automatisierungslichtgitter MLG-2, mit denen sogar transparente Objekte zuverlässig erkannt und in Höhe und Breite vermessen werden. Das verbessert die Produktivität der Folgeprozesse und erhöht die Verfügbarkeit, da fehlerhafte Objekte mittels Vermessung und Überstandskontrolle detektiert und ausgeschleust werden.

Automatisierungs-Lichtgitter

Flexibel einsetzbar für Längen-, Breiten- und Höhenmessungen

MLG-2

Für viele Detektions- und Messaufgaben – Lichtgitter in sehr kompaktem Gehäuse

SLG-2

Produktivitätssteigerung durch Kombination beider Produktwelten

Da bei SICK sowohl die Lichtvorhanganwendungen für Automatisierung als auch die für Sicherheit über die einfache, aber performante Schnittstelle IO-Link verfügen, lassen sich alle gewonnenen Daten für die Steuerung nachgelagerter Prozesse nutzen. So kann beispielsweise anhand der über IO-Link übermittelten Strahldaten zusätzlich eine Höhenmessung oder Qualitätsinspektion der durchlaufenden Produkte erfolgen. Der Sicherheitslichtvorhang deTec4 schafft das in einer Auflösung von 14 bzw. 30 Millimeter, ein Automatisierungslichtvorhang noch wesentlich präziser mit Auflösungen bis zu 2,5 Millimeter. Im Verpackungsbereich, wo die sichere Unterscheidung von Mensch und Material ebenso gefordert ist wie die Detektion von nicht geschlossenen Paketen, übernimmt der Sicherheitslichtvorhang deTec4 beide Aufgaben. Denn über IO-Link detektiert er zusätzlich zu seiner eigentlichen Sicherheitsfunktion in horizontaler Bewegungsrichtung auch offenstehende Laschen als Höhensprünge im Paket. In vertikaler Richtung ist keine Sicherheitsfunktion erforderlich, die offenen Laschen können hier mit einem Automatisierungslichtgitter SLG-2 über IO-Link detektiert werden.

deTec4 kann Mensch und Material unterscheiden und nicht verschlossene Pakete detektieren.

Einfachere Integration und Inbetriebnahme

Aus der einheitlichen Kommunikationsschnittstelle IO-Link resultiert eine Reihe von zusätzlichen Vorteilen, die ein Plus an Produktivität bieten: gemeinsame Infrastruktur, die einheitliche Bediensoftware SOPAS Engineering Tool und ein reduzierter Integrationsaufwand. Zusätzlich gestaltet sich der Inbetriebnahme-Prozess durch einheitliches Gehäuse- und Anschlussdesign und die Nutzung identischer Zubehörartikel, wie Halter, Kabel, etc., deutlich einfacher. Für maximale Anlagenverfügbarkeit werden Diagnosedaten gemäß eines einheitlichen Smart-Sensor- Konzepts bereitgestellt, womit Wartung und Fehlerdiagnosen effektiver werden.

Das Naheliegende erkannt und für mehr Produktivität genutzt

Da Automatisierungs- und Sicherheitsaufgaben in Maschinen und Anlage nahe beieinander liegen, oder sich sogar im selben Prozessschritt befinden, hat SICK mit seiner langjährigen Erfahrung in beiden Bereichen das Lösungsportfolio komprimiert. Kosteneffizient werden so beide Aufgaben gelöst, teilweise sogar mit Einsatz nur eines Produkts. Diese Kombination des jeweils Besten aus beiden Produktwelten ermöglicht im Materialfluss Zeit und Kosten zu sparen, den Anlagendurchsatz zu erhöhen und damit die Wirtschaftlichkeit und Produktivität der Förderprozesse zu steigern.