Hahn setzt auf sichere Automatisierungslösungen von Pilz Flexibel, leistungsfähig und sicher

Von Silvano Böni

Die kompakte Fertigungszelle von Hahn Automation montiert Stossdämpfer im 20-Sekunden-Takt – ein leistungsfähiges Sicherheitskonzept ist hier unabdingbar. Hier setzt der Spezialmaschinenhersteller auf eine Automatisierungslösung von Pilz, bestehend aus einem sicheren Sensorik-Paket aus Schutztürsystem und codierten Sicherheitsschaltern, sowie die konfigurierbare Kleinsteuerung PNOZmulti 2.

Anbieter zum Thema

(Bild: Pilz)

Die aus zwei Rundtischen bestehende, fünf mal zwei Meter messende Montagezelle absolviert in der Werkshalle ihren finalen Testlauf. An einer Beladestation legt ein Werker das Mittelrohr in den pneumatischen Schlitten und bestückt das Nest der Nachbarstation mit zwei geschlitzten Stützringen. Er verlässt den Sicherheitsbereich beider Lichtgitter-Paare und setzt den Montageablauf über einen Betätigungstaster in Gang: Der Greifer auf dem Rundschaltisch schliesst, der Ausrichtzylinder fährt automatisch zurück. Der Rundschalttisch ist nun frei und kann takten. Es folgt ein mehrstufiger Montage- und Fügeprozess über zwei Rundtisch-Module mit insgesamt acht Stationen. Zunächst müssen zugeführte O-Ringe in die entsprechende Nut gebracht werden: Ein Einführtrichter zentriert sich über dem aufgestellten Mittelrohr, Greifer übernehmen die Stützringe, ein dreiteiliges Montagewerkzeug schiebt die Stützringe in die vorgesehene Position. Nachfolgend fügt eine Handling-Einheit das Mittel- über das Innenrohr, eine Greifapplikation entnimmt das Bauteil. Der Schlitten ist wieder aufnahmebereit in seiner Anfangsposition. Über eine Transfereinheit gelangt das nunmehr halbfertige Dämpferbauteil zur ersten Station des Nachbar-Rundtisches. Dabei muss Lage und Positionierung des Dämpferbauteils beibehalten werden. Eine Fügehilfe drückt den Druckadapter so weit nach unten, bis dieser in der gewünschten Höhe positioniert ist. In der vorletzten Station des Rundtisches wird die vormontierte Dämpfungseinheit auf den Ventilkegel gepresst, mittels Sensorik werden Kraft und Weg zuverlässig überwacht. Zeigt der anschliessende Prüfprozess an, dass der Dämpfer den Qualitätsvorgaben rundum entspricht, entnimmt ein Werker das IO-Bauteil an der letzten Station.

Keyword: Flexibilität

In Kürze wird die Montagezelle bei einem namhaften Automobilzulieferer im Drei-Schicht-Betrieb Stossdämpfer im 20-Sekunden-Takt produzieren. Die Anlage ist flexibel aufgebaut und kann ohne langwierige Umbau- und Stillstandszeiten bis zu acht Dämpfertypen mit Innenrohr-Längen zwischen 200 und 600 mm herstellen. Automatisierungslösungen auf Rundtischbasis sind platzsparend, erlauben kurze Schaltzeiten und eignen sich hervorragend für die Montage komplexer Bauteile. Für Hahn Automation sind Rundtischautomaten nur eine von mehreren Varianten, wie der Spezialmaschinenbauer mit Sitz in Rheinböllen im Rhein-Hunsrück-Kreis Kundenanforderungen in technisch ausgereifte Lösungen übersetzt. Das zur Hahn Group zählende, international tätige Unternehmen entwickelt seit 25 Jahren effiziente Lösungen insbesondere für die Automatisierung von Montage- und Prüfprozessen. Zielbranchen sind die Automobil-, Konsumgüter-, Elektronikindustrie sowie die Medizintechnik. «Unsere Kunden schätzen unser breites Know-how sowie unsere überdurchschnittlich hohe Entwicklungs- und Fertigungstiefe», betont Dirk Scherer, Teamleiter Elektrokonstruktion.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 5 Bildern

Sicherheit im Fokus

Das Thema Sicherheit geniesst bei Hahn Automation traditionell einen hohen Stellenwert. Im selben Masse, wie die Ansprüche an Performance, Effizienz und Bedienbarkeit von Anlagen zunahmen, stiegen die Anforderungen an leistungsfähige Sicherheitskonzepte. Neben ihrer zentralen Aufgabe, Menschen im Umfeld von Maschinen und Anlagen vor Gefahren zu schützen, sollen diese Sicherheitskonzepte Bedien- und Verfahrensabläufe nicht behindern und keinen Anlass zu Manipulationen geben.

Schon früh hat Hahn erkannt, welche Vorzüge flexible Softwarelösungen gegenüber anfälligen und installationsaufwändigen Hardwareapplikationen bieten − vom Engineering über die Inbetriebnahme bis zur Produktionsphase beim Kunden. Im Jahr 2002 kam die erste Pilz-PNOZmulti-Steuerung mit vier Modulen auf den Markt: Erstmals liessen sich mehrere sicherheitsrelevante Funktionen einer Maschine mit nur einem Gerät über ein am Computer generiertes Softwareprogramm auf einfache Weise erstellen. Die konfigurierbaren Ein- und Ausgänge boten Elektrokonstrukteuren eine bis dahin nicht gekannte Flexibilität. Kurz darauf setzte Hahn Automation die erste konfigurierbare Kleinsteuerung ein, Pilz ist in Sachen Sicherheit Wegbegleiter der ersten Stunde. «Pilz hat ein ausgeprägtes Know-how im Bereich der Sicherheitsanwendungen», sagt Dirk Scherer, «das Produktportfolio passt hervorragend zu unseren Anlagen.»

Modulare Musterlösung war Ziel

Es bestand kein Zweifel, auch bei der aktuellen Montagezelle auf eine sichere Lösung von Pilz zu setzen. Im Detail besteht die Anlage aus zwei Modulen, die getrennt aufgebaut und am Ende zu einer Anlage zusammengefügt werden. Sie verfügt über eine gemein­same Steuerung und kommt mit nur einem Schaltschrank aus. Neben den pneumatischen Montagezylindern kommen zudem noch servoelektrische Antriebe für das Materialhandling zum Einsatz. Die Risikoanalyse ergab, dass für die beiden Eingriffsbereiche sowie für die fünf nur zu Wartungszwecken zu öffnenden Türen geeignete Schutzmassnahmen zu ergreifen sind. Die geforderte Sicherheitslösung sollte nicht nur auf diese Anlage zugeschnitten, sondern als flexible und modular erweiterbare Musterlösung auch für vergleichbare Anlagen geeignet sein. Ein klarer Fall für die konfigurierbare Kleinsteuerung PNOZmulti 2: Mit ihrer modularen Hardwareplattform und einem breiten Portfolio an Erweiterungsmodulen lassen sich Funktionen wie Überwachung von Not-Halt, Schutztüren, Lichtgittern, Zweihand, Pressensicherheitsventilen, analogen Messwerten bis hin zu Motion-Monitoring-Funktionen auf einfache Weise abdecken. PNOZmulti 2 steht für maximale Sicherheit, je nach Applikation bis zu PL e/Cat. 4 nach EN ISO 13849-1 respektive SIL CL 3 nach EN/IEC 62061. Das eingesetzte Basisgerät PNOZ m B0 bietet on-board zwanzig sichere Eingänge, davon acht als frei konfigurierbare Hilfsausgänge, vier sichere Halbleiterausgänge plus vier konfigurierbare Taktausgänge. Bei Bedarf lassen sich bis zu sechs Erweiterungsmodule – E/A- oder Motion-Monitoring-Module – andocken, so dass eine grosse Zahl an Sicherheits- und Automatisierungsfunktionen mit lediglich einem Basisgerät umsetzbar ist.

Automatisierungslösung all inclusive

In Kombination mit dem codierten, berührungslosen Sicherheitsschalter PSENcode von Pilz – der zur Positionsabfrage dient – macht ein Lichtgitter-Paar die beiden Eingriffsbereiche sicher. Zur Absicherung der fünf Schutztüren kommt, anstatt konventioneller mechanischer Sicherheitsschalter, das berührungslos wirkende Schutztürsystem PSENslock von Pilz zum Einsatz. Dieses kombiniert sichere Schutztürüberwachung mit einem berührungslos wirkenden Haltemagnet in nur einem Gerät. Die Kombination aus sicherer Stellungsüberwachung mit Prozesszuhaltung macht Schutztürsystem universell einsetzbar und genügt höchsten Sicherheitsanforderungen.

Da Hahn Automation dezentrale intelligente Installationskonzepte verfolgt, eignen sich die PDP67-Module von Pilz besonders zum Einsammeln der Signale. Die dezentralen Module leisten einen Beitrag dazu, den Installations- und Verdrahtungsaufwand gering zu halten und, neben Zeit und Geld, Platz im Schaltschrank zu sparen. In der Schutzart IP67 sind sie resistent gegen Schmutz und Wasser.

Was auf den ersten Blick kompliziert erscheint, macht PNOZmulti Configurator einfach: Mithilfe der grafikbasierten Bedienoberfläche lässt sich das gesamte Sicherheitskonzept auf intuitive Weise am PC umset­zen. Das Konfigurationswerkzeug unterstützt sowohl bei der Projektierung, Konfigurationserstellung, Dokumentation und Inbetriebnahme als auch in der Produktionsphase beim Kunden.

«Mit Pilz haben wir einen langjährigen Partner auf Augenhöhe, der uns bei sämtlichen Sicherheitsthemen zuverlässig unterstützt. Unsere Mitarbeiter im elektrischen Engineering sind zwar bestens geschult, die Aspekte rund um die Norm DIN EN 13849 sind jedoch sehr komplex. Bei allen Fragen zu Technik, Produkten und effizienten Lösungen treffen wir bei Pilz auf kompetente Ansprechpartner, die gemeinsam mit uns die bestmögliche Kundenlösung schaffen», fasst Dirk Scherer zusammen.

(ID:47888107)