Ob in der Logistik, in der Produktion oder auf der Theaterbühne – sichere absolute lineare Positioniersysteme ermöglichen es, Mensch und Maschine in automatisierten Prozessen optimal zu schützen. Pepperl+Fuchs hat dafür nun eine neue Lösung entwickelt, die eine absolute Positionierung bis SIL 3/PL e mit nur einem Sensor ermöglicht. Wie genau das System funktioniert, für welchen Anwenderkreis es sich eignet und ­welche weiteren Vorteile es hat, erläutert ­Markus Karch, Global Product Manager bei Pepperl+Fuchs.

Herr Karch, was sind denn die typischen Branchen in denen sichere lineare absolute Positioniersysteme zu Anwendung kommen? 

Markus Karch: Die meisten Systeme werden in der Regel im Automobilbereich oder im Material Handling eingesetzt, aber auch in vielen weiteren Branchen. Die Anwendungen reichen von Elektrohängebahnen, Regalbediengeräten, Lagerfördertechnik, Lastenaufzügen, Schubplattformen bis hin zu Achterbahnen in Vergnügungsparks – also überall dort wo eine genaue Absolutposition und Geschwindigkeitsmessung benötigt wird.

Neuentwicklungen kosten die Unternehmen viel Geld und Ressourcen. Was war der Auslöser für die Entwicklung eines solchen Positionierungssystems bei Pepperl+Fuchs?

Markus Karch: Pepperl+Fuchs verfügt über eine langjährige Erfahrung und eine Vielzahl von Kunden im Bereich der Positioniersysteme. Immer dann, wenn es zu Bewegungen von großen Maschinenteilen kommt, entsteht auch der Bedarf, Bewegungen sicherheitsgerichtet zu überwachen. Man kann dies gemäß den geltenden Sicherheitsnormen entweder mit zwei diversitären Technologien beziehungsweise zwei redundanten Positioniersystemen überwachen oder über einen sicherheitsgerichteten Positionsgeber. Der große Vorteil mit nur einem Sensor mit Pl d oder Pl e ist die vereinfachte Integration und vereinfachte Berechnung der sicheren Kennwerte.

Entscheidend sind ja nicht nur die ­Sensoren, sondern auch die Codebänder, die zur Positions­bestimmung dienen. 

Welche Ausführungen gibt es bei den Codebändern und für welche Anwendungsfälle sind diese im Einzelnen gedacht?

Markus Karch: Die Codebänder sind selbstklebend, wie ein Industrieklebeband und können je nach Anforderung in der Maschine beliebig verlegt werden. Dabei haften sie auf allen üblichen Materialien, die in der jeweiligen Industrie verwendet werden. Wir haben beim PXV System über 100.000 Meter Absolut-Codeband. Das heißt man kann innerhalb 100.000 Meter Streckenabschnitte frei wählen und sehr genau positionieren und überwachen, wo sich das jeweilige Fahrzeug befindet. 

Speziell für die Montage auf dem Boden haben wir verstärkte Codeleisten aus Aluminium entwickelt. Diese können direkt auf dem Boden montiert oder in den Boden eingelassen werden. Sodass das System auch unter anspruchsvollen Bedingungen beziehungsweise rauen Umgebungen funktioniert.

Warum werden die Farben Gelb, Blau und Schwarz für die Codierung der Bänder genutzt? Hat dies technische Gründe?

Markus Karch: Das mehrfarbige Codeband ist Teil unseres Sicherheitskonzepts. Gemäß der Sicherheitsnorm muss ein Pl-d- oder Pl-e-System zweikanalig aufgebaut sein nach Kategorie 4. Um das zu gewährleisten belichtet der Sensor das Codeband abwechselnd mit den LED-Farben Rot und Blau. Je nach verwendeter Belichtungsfarbe ergibt sich dann ein bestimmter Datamatrix-Code für je einen Kanal, der vom sicherheitsgerichteten Prozessor des Sensors getrennt voneinander ausgewertet wird. Die Codes werden ständig gegeneinander verglichen und plausibilisiert.

Diese Technologie findet auch im Bereich der AGVs Anwendung. Können Sie uns dazu etwas mehr sagen? 

Markus Karch: Speziell für den AGV-Markt haben wir eine Serie PGV - Position Guided Vision entwickelt. Dieser Lesekopf gibt neben der sicheren Position auch noch weitere Nutzdaten aus wie beispielsweise den Versatz zum Codeband oder die Winkelposition. Damit kann das AGV dann zusätzlich exakt anhand des Codebands positioniert werden. Speziell im AGV-Bereich wird das sichere Positionssignal genutzt, um Schutzfelder um das AGV sicher umzuschalten oder Abstände zwischen AGVs zu gewährleisten.

Das neue System ist ja auch in der Lage, Qualitätswerte auszugeben. Lässt sich damit eine Form von Predictive Maintenance realisieren?

Markus Karch: Die Qualitätswertausgabe im Schulnotensystem von Note eins für gute Qualität bis Note sechs gerade noch lesbar, dient der ständigen Überwachung des Datamatrix-Codebands und Lesekopfs. Der Anwender kann die Qualitätswerte mit den jeweiligen Positionswerten in seiner Steuerung verknüpfen und vorbeugend zum Beispiel ab Qualitätswert vier eine Reinigung veranlassen. Somit ist auch bei sehr widrigen Bedingungen die höchstmögliche Verfügbarkeit jederzeit gewährleistet. 

Welche konkreten Weiterentwicklungen­ sind von Pepperl+Fuchs in diesem Bereich geplant?

Markus Karch: Wir entwickeln unsere Systeme stetig weiter nach Kundenanforderungen. Neu hinzu kommen im Standardsensorbereich die PxV Systeme mit Ethercat-Schnittstelle und Leseköpfe mit flachem Gehäuse für den Einsatz in AGVs.