SIL2-Magnetsensor

Sensor auf Achse

Es vereinfacht den Prozess des Sicherheitsnachweises deutlich, wenn bereits einzelne Komponenten einer Maschine sicherheitszertifiziert sind und in der Sicherheitsbetrachtung nicht mehr berücksichtigt werden müssen. Dieses Szenario bietet sich auch bei der Nutzentrennmaschine für Leiterplatten von Schunk Electronic Solutions, in der der SIL2-zertifizierte Magnetsensor MSA111C mit Drive-Cliq-Schnittstelle von Siko zum Einsatz kommt.

Die Nutzentrennmaschine für Leiterplatten von Schunk Electronic Solutions positioniert Fräser und Werkstück dank des SIL2-Magnetsensors von Siko absolut exakt.

Absolut exakt positioniert die Nutzentrennmaschine den Fräser und die teils winzigen Leiterplattenelemente. In ihrem Innern geben dazu verschiedene Komponenten den Ausschlag. „In unseren Nutzentrennmaschinen arbeiten wir mit einer Siemens-Steuerung, die auf der Siemens-eigenen Drive-Cliq-Schnittstelle basiert“, erklärt Stefan Weiner, Entwicklung Antriebstechnik bei Schunk Electronic Solutions. Darüber hinaus kommen Mag Line absolute magnetische Messsysteme von Siko zum Einsatz, die eigens entwickelt wurden. Das Besondere an der Drive-Cliq-Technologie ist nämlich die SIL-Fähigkeit. Die Schnittstelle erlaubt also, geforderte Sicherheitsfunktionen zu realisieren. Das Ergebnis der Entwicklung ist der Magnetsensor MSA111C mit Drive-Cliq-Funktion, der SIL2-zertifiziert ist. „Ein Alleinstellungsmerkmal“, so Andreas Wiessler, Leiter der Business Unit Mag Line (magnetische Messtechnik) von Siko. „Wir haben den ersten absolut messenden Magnetsensor in offener Bauweise entwickelt, d. h. bei dem Maßstab und Elektronik mechanisch komplett entkoppelt sind, der über eine Sicherheitszertifizierung verfügt.“

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„Wir erleichtern unseren Kunden die Realisierung von notwendigen Sicherheitsfunktionen.“ Andreas Wiessler, Leiter der Business Unit Mag Line von Siko

Der Magnetsensor übernimmt wichtige sicherheitsrelevante Funktionen in der Anwendung, die Überwachung von Position und Geschwindigkeit. Dabei kommt er an verschiedenen Stellen der Nutzentrennmaschine zum Einsatz, zunächst zur Positionsbestimmung der Werkstückträger. Die Maschine besteht aus zwei Schubladen (die Shuttlesysteme), in denen die Werkstückträger auf jeweils einer Linearachse befestigt sind. Diese Achse besteht aus einem X-Profil, auf denen die Führungsschlitten für die Werkstückträger laufen. Die Nutzenleiterplatten mit den maximalen Abmessungen von 350 mm Breite und 430 mm Länge werden manuell auf die Werkstückträger aufgelegt. Die Linearachse befördert den Werkstückträger mit dem Nutzen unter den Fräskopf. Dort übernimmt die Achse die Bearbeitungsbewegungen des CNC-Programms in Y- Richtung. Der Fräskopf ist auf einem weiteren Linearmotor befestigt, der die X-Richtung des CNC-Programms übernimmt. In beiden Achsen befindet sich zur Positionsbestimmung des Laufschlittens an der Seite des X-Profils eine Nut mit dem eingeklebten absolut kodierten Magnetband. Der Sensorkopf selbst sitzt im Laufschlitten, der über die Laufführung mit dem Band fährt, die Positionen abtastet und das Signal an die übergeordnete Steuerung weitergibt.

Andreas Wiessler erläutert die Wahl eines Absolutsensors: „Infrage für diese Anwendung kam aufgrund der Sicherheitsanforderung ausschließlich ein absolut messender Sensor, der zu jeder Zeit an jeder Position den Ist-Wert erfassen kann – auch im stromlosen Zustand. Beim Einschalten der Maschine wird sofort die Ist-Position erkannt und man erspart sich damit Referenzfahrten, wie sie bei herkömmlichen inkrementalen Systemen zwingend sind.“

Die Sicherheitsbestimmungen gelten in erster Linie dem Schutz des Bedieners. Es können Situationen entstehen, in denen der Bediener in den Prozess eingreifen muss und dadurch Gefahr besteht, dass er verletzt wird. Hierzu müssen Sicherheitslevels definiert werden wie eine sicher reduzierte Geschwindigkeit oder eine sichere Position, z. B. bei geöffneter Schutztür. Dank der Positionsbestimmung des Sensors kann die Geschwindigkeit sicher abgeleitet werden. Auch eine komplette Abschaltung muss gewährleistet sein, d. h. wenn der Sensor einen Fehler detektiert, z. B. durch einen Kabelbruch, einen Ausfall elektronischer Komponenten oder eine Überhitzung des Motors, muss dieser an die Steuerung weitergemeldet und eine sofortige Abschaltung veranlasst werden. Der SIL2-zertifizierte Siko-Sensor gewährleistet, dass das Signal stets sicher übermittelt wird. Wenn eine solche Komponente einer Maschine für sich genommen bereits sicherheitszertifiziert ist, erleichtert dies die Sicherheitsbetrachtung für das Gesamtsystem erheblich. Stefan Weiner erläutert: „Wir nutzen den Drive-Cliq-Sensor als Sicherheitsgeber, integrieren diesen in unsere Achsen und können dessen Sicherheitskenndaten als gegeben annehmen. Nachdem wir dann unsererseits für den sicheren Geberanbau des Messsystems sorgen, können wir unsere Achsen ebenfalls als sicher definieren. Somit sind auch unsere Endkunden in der Lage, wenn sie einzelne Komponenten wie die Linearachsen erwerben, Sicherheitstechnik unkompliziert in ihren Anwendungen zu installieren.“

Und der Einsatz hat für Schunk den gewünschten Effekt: Zum einen konnte so eine deutliche Kostenersparnis erzielt werden. Zum anderen erleichtert die integrierte Drive-Cliq-Funktion die Inbetriebnahme des Sensors und die Kommunikation. Auf Umsetzer kann komplett verzichtet werden. ee

SPS IPC Drives

Siko, Halle 4A, Stand 200

Schunk, Halle 3, Stand 418

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