AT522116A1

AT522116A1 - Verfahren zum Anpassen von Sicherheitsbereichen

Info

Publication number: AT522116A1
Application number: ATA50046/2019A
Authority: AT
Original assignee: Engel Austria Gmbh
Priority date: 2019-01-22
Filing date: 2019-01-22
Publication date: 2020-08-15
Also published as: CN111464967A; DE102020100667A8; CN111464967B; DE102020100667A1; DE102020100667B4

Abstract

Verfahren zum Anpassen von Sicherheitsbereichen eines ersten Anlagenteils (1) einer Fertigungsanlage und eines zweiten Anlagenteils (2) der Fertigungsanlage, insbesondere zum Durchführen einer Anlageninteraktion, wobei - vom ersten Anlagenteil (1) Sicherheitsfunktionen in Bezug auf einen ersten Sicherheitsbereich (11) wahrgenommen werden, - vom zweiten Anlagenteil (2) Sicherheitsfunktionen in Bezug auf einen zweiten Sicherheitsbereich (22) wahrgenommen werden, - der erste Anlagenteil (1) und der zweite Anlagenteil (2) relativ zueinander in eine Interaktionsstellung bewegt werden und - zumindest ein Teil des zweiten Sicherheitsbereichs (22) unter Bildung eines erweiterten zweiten Sicherheitsbereichs auf zumindest einen Teil des ersten Sicherheitsbereichs (11) ausgedehnt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anpassen von Sicherheitsbereichen eines ersten Anlagenteils einer Fertigungsanlage und eines zweiten der Fertigungsanlage, insbesondere zum Durchführen einer Anlageninteraktion, sowie eine Anordnung aus einem ersten Anlagenteil für eine Fertigungsanlage und einem zweiten Anlagenteil für die Fertigungsanlage gemäß

den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 15.

Bei automatisierten Fertigungsanlagen werden aufwändige Sicherheitssysteme vorgesehen, sowohl um Bedienpersonal zu schützen, das sich in der Umgebung der Fertigungsanlage aufhält, als auch um Beschädigungen an der Anlage und den davon produzierten Produkten — in der vorliegenden Anmeldung als Bauteile bezeichnet — zu vermeiden. Ein zentrales Konzept dieser Sicherheitstechnik ist der Begriff des Sicherheitsbereichs. Dieser Sicherheitsbereich eines Anlagenteils wird beispielsweise durch Sensoren, Schutzumwehrungen und/oder überwachten Zugangssicherungen ständig auf die Sicherheit überprüft. Gleichzeitig wird in vielen Anwendungsfällen verhindert, dass sich Komponenten des Anlagenteils über den

Sicherheitsbereich hinaus bewegen.

Stellt nun beispielsweise ein Sensor fest, dass sich ein fremdes Objekt innerhalb des Sicherheitsbereichs befindet, können verschiedenste Reaktionen ausgelöst werden, um die Sicherheit zu gewährleisten. Diese Reaktionen können beispielsweise von einem verlangsamten Betrieb über ein Stillsetzen der Anlage bis hin zu einem

kompletten Not-Halt reichen.

Aus der DE 10 2014 221 763 A1 ist es bekannt, bei der Fertigung eines Fahrzeugs die im noch nicht fertigen Fahrzeug vorhandenen Sensoren zusätzlich für die

Überwachung des Sicherheitsbereichs zu verwenden.

Aus der DE 10 2016 107 564 A1 ist es außerdem bekannt, die „Sicherheitskreise“ einer Fertigungsstation und eines innerhalb der Fertigungsstation befindlichen Fördermittels für die Zeit des Aufenthalts des Fördermittels innerhalb der

Fertigungsstation zu verbinden. Dies ist so aufzufassen, dass Sicherheitsfunktionen

übernommen werden.

Bei modernen Fertigungsanlagen sind aber auch Anlageninteraktionen gewünscht, wobei sich das erste Anlagenteil nicht vollständig innerhalb des zweiten Anlagenteils befindet (was aber bei der DE 10 2016 107 564 A1 Voraussetzung ist). Als Beispiel für eine gewünschte Anlageninteraktion sei das Übergeben eines Halbzeugs oder eines Bauteils von einer Formgebungsmaschine mittels einer Handling-Einrichtung an eine sich autonom bewegende Transporteinrichtung angeführt, wobei letztere keinen Zugang zum Innenbereich der Formgebungsmaschine hat. Ein einfaches Verbinden der Sicherheitskreise würde dabei nicht funktionieren, weil dies beispielsweise einer Handling-Einrichtung nicht die Fähigkeit verleihen würde, über den Sicherheitsbereich der Formgebungsmaschine hinaus zu reichen, um das

Halbzeug oder das Bauteil an die Transporteinrichtung zu übergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Anordnung bereitzustellen, die es — auf möglichst einfache Weise — erlauben, sicherheitsrelevante Aktionen zwischen nebeneinander angeordneten Anlagenteilen

durchzuführen.

In Bezug auf das Verfahren wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dies geschieht, indem - vom ersten Anlagenteil Sicherheitsfunktionen in Bezug auf einen ersten Sicherheitsbereich wahrgenommen werden, - vom zweiten Anlagenteil Sicherheitsfunktionen in Bezug auf einen zweiten Sicherheitsbereich wahrgenommen werden, - der erste Anlagenteil und der zweite Anlagenteil relativ zueinander in eine Interaktionsstellung bewegt werden und - zumindest ein Teil des zweiten Sicherheitsbereichs unter Bildung eines erweiterten zweiten Sicherheitsbereichs auf zumindest einen Teil des ersten

Sicherheitsbereichs ausgedehnt wird.

In Bezug auf die Anordnung geschieht dies mit den Merkmalen des Anspruchs 11.

Dies geschieht, indem die erste Sicherheitseinrichtung und die zweite

auszudehnen.

Unter Sicherheitsfunktionen werden jegliche Funktionen verstanden, die der Sicherheit dienen sollen. Klassische Beispiele wären die Überwachung eines gewissen Bereichs mit Sensoren und Zugangssicherungen, die Begrenzung von Bewegungen innerhalb eines Sicherheitsbereichs und das Auslösen von gewissen Reaktionen, wenn der Sicherheitsbereich kompromittiert wird. Wie bereits erwähnt, reichen die Reaktionen von einem verlangsamten Betrieb über eine Stillsetzung bis

hin zu einem kompletten Not-Halt.

Die Sicherheitsfunktionen in Bezug auf den ersten Sicherheitsbereich und/oder den zweiten Sicherheitsbereich umfassen alle Funktionen des ersten Anlagenteil und/oder des zweiten Anlagenteils bzw. der ersten Sicherheitseinrichtung und/oder der zweiten Sicherheitseinrichtung, die der Sicherheit im ersten Sicherheitsbereich und/oder im zweiten Sicherheitsbereich dienen. Dies kann die schon erwähnten

Zugangssicherungen und Begrenzungen beinhalten.

Die Sicherheitsfunktionen in Bezug auf den ersten Sicherheitsbereich und/oder den zweiten Sicherheitsbereich können aber, wie erwähnt, auch die Funktion bezogen auf einen vorgegebenen Bereich bezeichnen, innerhalb dessen das erste Anlagenteil und/oder das zweite Anlagenteil — insbesondere ohne Einschränkung — bewegbar sind, um bspw. Kollisionen mit Objekten und/oder Personal außerhalb des

Sicherheitsbereichs zu vermeiden.

Insbesondere können der erste Sicherheitsbereich und/oder der zweite Sicherheitsbereich jener Bereich sein, der überwacht wird, von dieser Überwachung als sicher eingestuft wird und in welchem sich der erste Anlagenteil und/oder der zweite Anlagenteil „frei“ (m Rahmen der Einstellung oder Programmierung) bewegen

können.

Sicherheitsbereich ausgedehnt wird.

Im Folgenden wird statt der Ausdehnung zumindest eines Teils des zweiten Sicherheitsbereichs auf zumindest einen Teil des ersten Sicherheitsbereichs des Öfteren der Ausdruck „die Ausdehnung des zweiten Sicherheitsbereichs“ verwendet, um den Text so lesbar wie möglich zu machen. Die ist aber nicht so zu verstehen, dass deswegen immer der ganze zweite Sicherheitsbereich (oder alle Sicherheitsfunktionen in Bezug darauf) ausgedehnt werden müssten. Vielmehr ist dies immer so zu verstehen, dass eine Teil des zweiten Sicherheitsbereichs und/oder ein Teil der Sicherheitsfunktionen auf zumindest einen Teil des ersten

Sicherheitsbereichs erfindungsgemäß ausgedehnt werden kann.

Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Sicherheitsfunktion in Bezug auf den zweiten Sicherheitsbereich in Form einer Begrenzung der Bewegungen des zweiten Anlagenteils — insbesondere einer Interaktionsvorrichtung des zweiten Anlagenteils — innerhalb des zweiten Sicherheitsbereichs ausgeführt ist und auf den

erweiterten zweiten Sicherheitsbereichs ausgedehnt wird.

Das Grundproblem, dass ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Überprüfung des ersten Sicherheitsbereichs und des zweiten Sicherheitsbereichs bei einer Anlageninteraktion gegenseitig zur Auslösung von Sicherheitsmaßnahmen führen kann, wird erfindungsgemäß elegant umgangen, da es bspw. für die Anlageninteraktionen nur mehr einen relevanten Sicherheitsbereich, nämlich den erweiterten zweiten Sicherheitsbereich, gibt. Die komplexen sogenannten „Muting Systeme“ (also etwa: Systeme zum teilweisen Stilllegen von Sicherheitsfunktion), wie sie bei Interaktionen beispielsweise zwischen Förderbandsystemen und fahrerlosen Transportsystemen im Stand der Technik verwendet werden müssen, können also

durch die Erfindung im Wesentlichen entfallen.

ist, oder während einer Annäherung an die Interaktionsstellung.

Bei der ersten Sicherheitseinrichtung und der zweiten Sicherheitseinrichtung handelt es sich um Vorrichtungen, welche die Logik der Sicherheitsfunktionen in Bezug auf den ersten Sicherheitsbereich und den zweiten Sicherheitsbereich am ersten Anlagenteil und am zweiten Anlagenteil implementieren. Dafür können sogenannte „sichere speicherprogrammierbare Steuerungen“ eingesetzt werden, welche normierte Anforderungen in Bezug auf Zuverlässigkeit und Redundanz erfüllen, um

das Sicherheitsrisiko so gering wie möglich zu halten.

Die relative Bewegung des ersten Anlagenteils und des zweiten Anlagenteils in die Interaktionsstellung kann geschehen, indem der erste Anlagenteil relativ zur Umgebung bewegt wird, indem der zweite Anlagenteil relativ zur Umgebung bewegt wird und/oder indem sowohl der erste als auch der zweite Anlagenteil relativ zur

Umgebung bewegt werden.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen

Ansprüchen definiert.

Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass nach dem Ausdehnen des zweiten Sicherheitsbereichs eine Anlageninteraktion — insbesondere unter Verwendung einer Interaktionsvorrichtung des zweiten Anlagenteils — durchgeführt wird, worunter insbesondere eine physische Interaktion zwischen dem ersten Anlagenteil und dem zweiten Anlagenteil verstanden werden kann. Wie bereits erwähnt, kann es sich bei der Anlageninteraktion beispielsweise um das Übergeben von Halbzeugen und Bauteilen handeln, wobei diese Ausdrücke allgemein zu verstehen sind und beliebig komplexe Objekte bezeichnen können. Die Interaktionsvorrichtung kann dabei z.B. als Übernahmekopf für das Aufnehmen von Bauteilen und/oder Halbzeugen

ausgebildet sein.

Interaktionsstellung relativ zueinander herausbewegt werden.

Die Ausdehnung des zumindest einen Teils des zweiten Sicherheitsbereichs kann nach der Anlageninteraktion zurückgenommen werden und der erste Anlagenteil und der zweite Anlagenteil kann nach der Anlageninteraktion aus der Interaktionsstellung

relativ zueinander herausbewegt werden.

Es kann vorgesehen sein, dass beim Ausdehnen des zumindest einen Teils des zweiten Sicherheitsbereichs zumindest ein Teil der vom zweiten Anlagenteil wahrgenommenen Sicherheitsfunktionen in Bezug den zweiten Sicherheitsbereichs auf den ersten Anlagenteil — insbesondere die erste Sicherheitseinrichtung — übertragen werden. Dies kann vor, während oder nach der Ausdehnung des zweiten

Sicherheitsbereichs geschehen.

Der erweiterte zweite Sicherheitsbereich kann dadurch von einer einzigen Stelle aus überwacht werden, was einer einfachen Realisierung der Erfindung dienen kann. Nach der Anlageninteraktion kann der zweite Anlagenteil — insbesondere die zweite Sicherheitseinrichtung — die Sicherheitsfunktionen in Bezug auf den (erweiterten) zweiten Sicherheitsbereich zurückübernehmen, wobei eine Zurücknahme der Erweiterung des zweiten Sicherheitsbereichs vor, während oder nach dem Zurückübergeben geschehen kann. Durch das Zurückübergeben der Sicherheitsfunktionen des zweiten Sicherheitsbereichs kann man vermeiden, dass

die erste Sicherheitseinrichtung des ersten Anlagenteils überbelastet wird.

Als erster und/oder zweiter Anlagenteil kann zumindest eine Handling-Einrichtung für eine Formgebungsmaschine und/oder zumindest eine Formgebungsmaschine selbst verwendet werden. Unter Formgebungsmaschinen können dabei SpritzgieRmaschinen, Pressen, Spritzpressen und dergleichen verstanden werden. Die Handling-Einrichtung kann beispielsweise einen Roboter und/oder ein

Förderband beinhalten.

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Interaktionsvorrichtung zu versehen.

Es kann vorgesehen sein, dass im Rahmen der Anlageninteraktion ein Halbzeug oder ein Bauteil vom ersten Anlagenteil an den zweiten Anlagenteil oder vom zweiten

Anlagenteil an den ersten Anlagenteil übergeben wird.

Neben dem Übernehmen der Sicherheitsfunktionen in Bezug auf den (erweiterten) zweiten Sicherheitsbereich können auch Funktionen in Bezug auf die Regelung und/oder Steuerung zumindest eines Aktuators des zweiten Anlagenteils übergeben werden, insbesondere jene Aktuatoren, welche für die Anlageninteraktion relevant sind. Vorzugsweise kann dabei vorgesehen sein, dass der erste Anlagenteil die komplette Steuerung und/oder Regelung des zweiten Anlagenteils übernimmt, das

heißt alle Aktuatoren des zweiten Anlagenteils steuert oder regelt.

Insbesondere kann dabei eine Steuerung und/oder Regelung einer Position, einer Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung der Transporteinrichtung

durchgeführt werden.

Es kann vorgesehen sein, dass die Ausdehnung des zweiten Sicherheitsbereichs auf den erweiterten zweiten Sicherheitsbereich ausgelöst wird, wenn ein Erreichen der und/oder Annähern an die relative Interaktionsstellung des ersten Anlagenteils

und/oder des zweiten Anlagenteils detektiert wird.

Das Erreichen der und/oder das Annähern an die relative Interaktionsstellung kann

durch eine separate Detektionsvorrichtung zum Bereitstellen eines Detektionssignals

eine Identifikation des zweiten Anlagenteils, bereitgestellt werden.

Zum Datenaustausch zwischen der ersten Sicherheitseinrichtung und der zweiten Sicherheitseinrichtung kann eine sogenannte „Sichere Kommunikationsschnittstelle“ vorgesehen sein, die die erwähnten normierten Anforderungen in Bezug auf Zuverlässigkeit und Redundanz erfüllt. Ein Beispiel für ein zu verwendendes Kommunikationsprotokoll wäre die sogenannte „Fail Safe Over EtherCAT “-Funktion (FSOE) des proprietären „EtherCAT“-Feldbussystems.

Die physische Realisierung der sicheren Kommunikationsschnittstelle (also abgesehen vom verwendeten Kommunikationsprotokoll) kann über verschiedene Arten von Verbindungen erfolgen, d.h. insbesondere drahtlos (z.B. über Funk, induktiv oder über drahtlose Datenübertragungsstandards, wie bspw. NFC, RFID oder Bluetooth) oder drahtgebunden (z.B. über Schleifkontakte). Das übertragene Protokoll (z.B. FSOE) kann dann beispielsweise im Black-Channel-Prinzip über die vorhandene physische Verbindung übertragen werden und ist durch seine

Konzeption sicher.

Es kann vorgesehen sein, dass der zweite Anlagenteil und entsprechend der zweite Sicherheitsbereich geteilt ausgeführt sind, wobei der erste Anlagenteil in der Interaktionsstellung zwischen einem ersten Sub-Anlagenteil und einem zweiten SubAnlagenteil des zweiten Anlagenteils angeordnet ist und der erste

Sicherheitsbereich in der Interaktionsstellung zwischen einem ersten Sub-

statten gehen.

Wenngleich auch gewisse Überlappungen zwischen dem ersten Sicherheitsbereich und dem zweiten Sicherheitsbereich vorhanden sein können, kann es insbesondere vorgesehen sein, dass sich der zweite Sicherheitsbereich in der Interaktionsstellung vollständig außerhalb des ersten Sicherheitsbereichs befindet. Umgekehrt kann sich der erste Sicherheitsbereich in der Interaktionsstellung zumindest teilweise —

vorzugsweise vollständig — außerhalb des zweiten Sicherheitsbereichs befinden.

Der erste Anlagenteil und/oder der zweite Anlagenteil kann eine den ersten Sicherheitsbereich und/oder den zweiten Sicherheitsbereich abgrenzende Schutzumwehrung beinhalten. Ein Sicherheitsbereich ist dadurch leicht überprüfbar, weil Objekte und Bedienpersonal den Sicherheitsbereich wegen der

Schutzumwehrung nur über definierte Zugangsschleusen erreichen können.

Es sei noch auf die Möglichkeit hingewiesen, dass der erste Sicherheitsbereich und/oder der zweite Sicherheitsbereich verschiedene — vorzugsweise ineinander liegende —-Sicherheitszonen aufweist, wobei sich die Sicherheitszonen durch verschiedene Reaktionen unterscheiden, die bspw. durch Fremdobjekte in der jeweiligen Sicherheitszone hervorgerufen werden. Beispielsweise kann eine innere Sicherheitszone vorgesehen sein, wobei der entsprechende Anlagenteil sofort stillgesetzt wird, wenn eine Gefährdung in dieser inneren Sicherheitszone erkannt wird. Bei einer um die innere Sicherheitszone herum angeordneten Sicherheitszone kann beim Erkennen einer Gefährdung beispielsweise „nur“ eine verlangsamte Bewegung des entsprechenden Anlagenteils vorgesehen sein. Im Rahmen der Erfindung kann es vorgesehen sein, diese Substruktur des ersten

Sicherheitsbereichs und/oder des zweiten Sicherheitsbereichs (also die

Sicherheitszonen) beim erfindungsgemäßen Übertragen der Sicherheitsfunktionen in Bezug auf zumindest einen Teil des zweiten Sicherheitsbereichs mitübertragen

werden.

Bspw. um eine größere Bewegungsfreiheit für Vorrichtungen des zweiten Anlagenteils zu erreichen, kann es vorgesehen sein, dass der zweite Sicherheitsbereich über den ersten Sicherheitsbereich hinaus ausgedehnt wird. Dies könnte auch als vorherige Modifizierung (Ausdehnung) des ersten

Sicherheitsbereichs interpretiert werden.

Es können weitere Anlagenteile (neben dem ersten Anlagenteil und dem zweiten Anlagenteil) verwendet werden, welche Sicherheitsfunktionen in Bezug auf zugeordnete weitere Sicherheitsbereiche wahrnehmen, wobei zumindest ein Teil des erweiterten zweiten Sicherheitsbereichs auf zumindest einen Teil zumindest eines der weiteren Sicherheitsbereiche ausgedehnt wird. Die zusätzliche Erweiterung des erweiterten zweiten Sicherheitsbereichs auf zumindest einen der zweiten Sicherheitsbereichs (oder eines Teils davon) kann gleichzeitig oder sequentiell geschehen. Darüber hinaus können die hier offenbarten Merkmale für die ersten und zweiten Anlagenteile sowie für die ersten und zweiten Sicherheitsbereiche natürlich auch für die weiteren Anlagenteile und/oder die die weiteren Sicherheitsbereiche

vorgesehen werden.

Weitere Sicherheitseinrichtungen zum Wahrnehmen der Sicherheitsfunktionen in Bezug auf die weiteren Sicherheitsbereiche können für diese Funktionen auf verschiedene Weisen miteinander kommunizieren und interagieren. Beispielsweise kann eine Sicherheitseinrichtung die Sicherheitsfunktionen in Bezug auf alle Erweiterungen des zweiten Sicherheitsbereichs wahrnehmen. Alternativ kann die Erweiterung kaskadiert erfolgen, d.h. der erweiterte zweite Sicherheitsbereich kann auf einen dritten Sicherheitsbereich (verwaltet durch eine dritte Sicherheitseinrichtung eines dritten Anlagenteils) ausgedehnt werden und die Sicherheitsfunktionen können an die dritte Sicherheitseinrichtung übergeben werden. Die Kaskade kann dann analog für eine Erweiterung auf einen vierten Sicherheitsbereich (und darüber hinaus) erfolgen, wobei z.B. eine vierte

Sicherheitseinrichtung eines vierten Anlagenteils zum Einsatz kommt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren sowie

der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:

Fig. 1a bis 1c eine Verdeutlichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in

einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung, Fig. 3a bis 3c eine Verdeutlichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in

einer weiteren Ausführungsform, Fig. 4 eine Visualisierung eines fahrerlosen Transportsystems sowie Fig. 5 eine Verdeutlichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in

einer weiteren Ausführungsform.

In den Figuren 1a bis 1c ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen

Verfahrens durch schematische Darstellungen verdeutlicht.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein erster Anlagenteil 1 in Form einer autonomen Transporteinrichtung 7 vorgesehen, welche von einer mit einer Handlingeinrichtung 6 in Form eines (Linear-)Roboters ausgerüsteten Formgebungsmaschine 5 produzierte Bauteile 24 abholt. Dies stellt die Anlageninteraktion zwischen dem ersten Anlagenteil 1 (Transportvorrichtung 7) und dem zweiten Anlagenteil 2 (Formgebungsmaschine 5 mit Handling-Einrichtung 6) dar. Je nach genauer Ausgestaltung der Ausführung kann auch die Handling-Einrichtung 6 selbst der

zweite Anlagenteil 2 sein.

Es handelt sich hierbei um eine Ausführung ohne Schutzumwehrung 23.

Der erste Sicherheitsbereich 11 des ersten Anlagenteils 1 (Transportvorrichtung 7)

bewegt sich mit der Transportvorrichtung 7 mit und ist in Sicherheitszonen eingeteilt. Der zweite Sicherheitsbereich 22 des zweiten Anlagenteils ist durch den Bereich des

zweiten Anlagenteils 2 selbst gegeben (mit Bezugszeichen 22 bezeichnetes

Rechteck in den Figuren 1a bis 1c). Die Handling-Einrichtung 6 hat aber aus rein

mechanischen Gesichtspunkten die Fähigkeit, eine Interaktionsvorrichtung 16 über diesen zweiten Sicherheitsbereich 22 hinaus zu bewegen, wird daran aber im normalen Betrieb — also wenn die erfindungsgemäße Ausdehnung des zweiten Sicherheitsbereichs 22 nicht in Kraft ist — durch die Sicherheitsfunktionen des

zweiten Anlagenteils 2 in Bezug auf den zweiten Sicherheitsbereich 22 gehindert.

Es sei diesbezüglich noch auf den sogenannten Zustimmbetrieb hingewiesen, wobei ein menschlicher Bediener Sicherheitsbereiche außer Kraft setzen kann. Die Zustimmtaste ist dabei so gestaltet, dass diese während der Aktivierung immer in einer definierten Mittelstellung gehalten werden muss, um den jeweiligen Sicherheitsbereich außer Kraft zu setzen. Bei unvorhergesehenen Vorfällen oder Gefahren lässt der Bediener die Taste los oder drückt sie durch (verkrampft). Als Folge wird die Anlage in den sicheren Zustand versetzt. In den hier gezeigten Ausführungsbeispielen ist die erfindungsgemäße Erweiterung des zweiten Sicherheitsbereichs 22 nur außerhalb des Zustimmbetriebs vorgesehen, d.h. wenn

der zweite Sicherheitsbereich 22 in Kraft ist.

Innerhalb des Sicherheitsbereichs 22 ist die Bewegung der Handlingeinrichtung 6,

insbesondere der Interaktionsvorrichtung 16, nicht eingeschränkt (volle Dynamik).

Dementsprechend wartet die Interaktionsvorrichtung 16 nahe der Grenze des zweiten Sicherheitsbereichs 22 auf das Eintreffen der Transportvorrichtung 7, was in

Fig. 1a dargestellt ist.

Sobald die Transportvorrichtung 7 die Interaktionsstellung — diese ist in Figur 1b dargestellt — erreicht hat, wird über das erste Kommunikationsgerät 3 mit NFCFunktion in Kommunikation zusammen mit dem zweiten Kommunikationsgerät 4 mit

NFC-Funktion erkannt, dass die Interaktionsstellung erreicht ist.

Daraufhin können die Sicherheitsfunktionen in Bezug auf die Handling-Einrichtung 6 im zweiten Sicherheitsbereich 22 an die Transportvorrichtung 7 (als erster Anlagenteil 1) übergeben werden. Gleichzeitig wird der zweite Sicherheitsbereich 22

so erweitert, dass auch der erste Sicherheitsbereich 11 mit umfasst ist. Dies erlaubt

es, dass die Handling-Einrichtung 6 die Interaktionsvorrichtung 16 über die Grenzen

des ursprünglichen zweiten Sicherheitsbereichs 22 hinaus bewegt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel geschieht dies ohne dass die Bewegungen der Handling-Einrichtung 6 im erweiterten zweiten Sicherheitsbereich einer Beschränkung unterliegen würden (volle Dynamik). Natürlich könnte auch vorgesehen sein, doch gewisse Beschränkungen aufzuerlegen, d.h. allgemein formuliert, die Sicherheitsfunktionen in Bezug auf den erweiterten zweiten Sicherheitsbereich beim Ausdehnen des zweiten Sicherheitsbereichs 22 zu

verändern, insbesondere leicht anzupassen.

Es müssen dabei nicht alle Sicherheitsfunktionen in Bezug auf den zweiten Sicherheitsbereich 22 auf diese Weise erweitert werden. Gibt es beispielsweise weitere bewegbare Komponenten, wie beispielsweise weitere Roboter im zweiten Anlagenteil 2, können diese Sicherheitsfunktionen weiter auf den ursprünglichen

zweiten Sicherheitsbereich 22 beschränkt bleiben.

Nachdem Ausdehnen des zweiten Sicherheitsbereichs 22 auf den ersten Sicherheitsbereich 11 der Transporteinrichtung 7 kann die Handling-Einrichtung 6 die Interaktionsvorrichtung 16 in den ersten Sicherheitsbereich 11 hineinbewegen und

die Anlageninteraktion kann durchgeführt werden.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Interaktionsvorrichtung 16 ein Übernahmekopf für ein von der Formgebungsmaschine 5 — in diesem Fall eine SpritzgieRmaschine — produziertes Bauteil 24. Das produzierte Bauteil 24 wird dabei von der Spritzgießmaschine entnommen und wartet am Übernahmekopf in der in Fig. 1b dargestellten und als sicher eingestuften Position auf die Abholung durch die Transporteinrichtung 7. Sobald die Transportvorrichtung 7 in der Interaktionsstellung, welche hier auch als Abholstellung bezeichnet werden könnte, eintrifft, legt die Handling-Einrichtung 6 das Bauteil 24 auf der Transporteinrichtung 7 ab. Dies ist in

Fig. 1c schematisch dargestellt.

Alternativ oder zusätzlich könnte die Transporteinrichtung 7 natürlich auch ein

Halbzeug bspw. für die Weiterverwendung in der Formgebungsmaschine 5 anliefern.

Anschließend wird die Interaktionsvorrichtung 16 wieder in den ursprünglichen zweiten Schutzbereich 22 zurückbewegt. Ferner werden die Ausdehnung des zweiten Schutzbereichs 22 zurückgenommen und die Sicherheitsfunktionen in Bezug auf den zweiten Sicherheitsbereich 22 werden an den zweiten Anlagenteil 2,

insbesondere eine zweite Sicherheitseinrichtung 9 desselben, zurückübergeben.

In weiterer Folge kann die Transporteinrichtung 7 das Bauteil 24 an den

gewünschten Ort transportieren.

In Fig. 2 ist eine Anlageninteraktion ähnlich zu jener aus den Figuren 1a bis 1c

näher, aber natürlich immer noch schematisch, dargestellt.

Der durch eine Transporteinrichtung 7 gebildete erste Anlagenteil 1 (fahrerloses Transportsystem) befindet sich relativ zum zweiten Anlagenteil 2 in der

Interaktionsstellung.

Kenntlich gemacht sind der erste Sicherheitsbereich 11 der Transporteinrichtung 7 und der zweite Sicherheitsbereich 22 des zweiten Anlagenteils 2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Schutzumwehrung 23 an der Grenze zwischen dem

ersten Schutzbereich 11 und dem zweiten Schutzbereich 22 vorhanden.

Der erste Sicherheitsbereich 11 und der zweite Sicherheitsbereich 22 haben in diesem Ausführungsbeispiel keinerlei Überlappung. Die Grenze zwischen den beiden

Bereichen ist in Fig. 2 durch eine vertikale gestrichelte Linie angedeutet.

Der zweite Sicherheitsbereich 22 könnte übrigens auch nur den Bereich der Handling-Einrichtung 6 einschließen oder über die Formgebungsmaschine 5 und die Handling-Einrichtung 6 hinaus noch weitere Vorrichtungen und/oder Bereiche mit

umfassen.

Für die Bewegung der Transporteinrichtung ist eine Bewegungsvorrichtung 26

vorgesehen.

Sobald die Transporteinrichtung 7 in der dargestellten Interaktionsstellung eintrifft, wird selbiges mittels des ersten Kommunikationsgeräts 3 an der Transporteinrichtung 7 zusammen mit dem zweiten Kommunikationsgerät 4 am zweiten Anlagenteil 2,

welche zusammen die Detektionsvorrichtung 13 bilden, detektiert.

Daraufhin kommuniziert die erste Sicherheitseinrichtung 8 der Transporteinrichtung 7 (erster Anlagenteil 1) mit der zweiten Sicherheitseinrichtung 9 des zweiten Anlagenteils 2 über eine sichere Kommunikationsschnittstelle 14. Auf diese Weise werden Sicherheitsfunktionen für die Bewegung der Handling-Einrichtung 6 in Bezug auf den zweiten Sicherheitsbereich 22 zum Wahrnehmen durch die erste Sicherheitseinrichtung 11 übergeben. Gleichzeitig wird der zweite Sicherheitsbereich 22 auf den ersten Sicherheitsbereich 11 ausgedehnt, was das Bewegen der Interaktionsvorrichtung 16 in den ersten Sicherheitsbereich 11 ermöglicht, was in Fig.

2 schematisch dargestellt ist.

Zusätzlich können Daten zur Überwachung und Überprüfung der Sicherheitsfunktion (Diagnosedeckungsgrad) zwischen den beiden Anlagenteilen übermittelt werden. Diese Daten können entweder in sicherer Form oder über eine nicht sichere

Kommunikationsschnittstelle 15 (z.B. EtherCat) übermittelt werden.

„Nicht sicher“ bedeutet in diesem Zusammenhang nicht, dass die entsprechenden Funktionen „unsicher“ wären, sondern lediglich, dass die angesprochenen Erfordernisse in Bezug auf Zuverlässigkeit und Redundanz nicht in einem solchen Ausmaß vorhanden sind, dass die entsprechenden Normen für Sicherheitsfunktionen

erfüllt wären. Die erste Sicherheitseinrichtung 8, die zweite Sicherheitseinrichtung 8, die sichere Kommunikaitonsschnittstelle14 und die nicht sichere Kommunikationsschnittstelle 15

sind in Fig. 2 rein schematisch dargestellt.

Der zweite Anlagenteil 2 besteht aus einer Spritzgiekßmaschine 5 zusammen mit

einer Handling-Einrichtung 6 in Form eines Sechs-Achs-Roboters.

Die Handling-Einrichtung 6 verfügt über eine Interaktionsvorrichtung 16 in Form eines Übernahmekopfs, mittels welchem diese ein Bauteil 24 in einem auf der Transporteinrichtung 7 dafür vorgesehenen Ablagebereich 25 ablegt. Anschließend wird die Interaktionsvorrichtung 16 wieder in den ursprünglichen zweiten Sicherheitsbereich 22 zurückbewegt. Danach kann die Übertragung der Sicherheitsfunktionen in Bezug auf den zweiten Sicherheitsbereich 22 sowie die Ausdehnung des zweiten Sicherheitsbereichs zurückgenommen werden und die

Transporteinrichtung 7 kann das übernommene Bauteil abtransportieren.

Die Ausführungsform nach den Figuren 3a bis 3c ist bis zu einem gewissen Grad analog zu derjenigen aus den Figuren 1a bis 1c, wobei im Unterschied dazu der zweite Anlagenteil 2 im Wesentlichen zweigeteilt ausgeführt ist. Ein erster SubAnlagenteil 17 ist durch eine Anordnung gebildet, die auch in dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1a bis 1c den zweiten Anlagenteil 2 bildet — also im Wesentlichen der Bereich der Formgebungsmaschine 5. Ein zweiter SubAnlagenteil 18, ist durch eine Schutzumwehrung 23 abgegrenzt. Eine HandlingEinrichtung 6 in Brückenausführung überbrückt den Abstand zwischen den beiden Sub-Anlagenteilen. Dementsprechend ist der zweite Sicherheitsbereich 22 in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls zweigeteilt und besteht aus dem ersten SubSicherheitsbereich 19, welcher analog zum zweiten Sicherheitsbereich 22 in den Figuren 1a bis 1c ist, und einem zweiten Sub-Sicherheitsbereich 20, der durch die Schutzumwehrung 23 abgegrenzt ist. Der erste Sub-Sicherheitsbereich 19 und der zweite Sub-Sicherheitsbereich 20 zusammen bilden den zweiten Sicherheitsbereich 22. Innerhalb dieses Bereichs kann die Handling-Einrichtung 6 die Interaktionsvorrichtung 16 ohne dynamische Beschränkungen bewegen (volle

Dynamik).

Wie also den Figuren 3a bis 3c zu entnehmen ist, sind der erste SubSicherheitsbereich 19 und der zweite Sub-Sicherheitsbereich 20 räumlich voneinander getrennt, sodass die Interaktionsvorrichtung 16 prinzipiell nicht vom ersten Sub-Sicherheitsbereich 19 in den zweiten Sub-Sicherheitsbereich 20 hinüberwechseln kann und umgekehrt (Fig. 3a). Daran wird sie durch eine entsprechende Sicherheitsfunktion gehindert, da im Zwischenraum die Sicherheit

zunächst nicht gewährleistet ist.

Der zwischen den beiden Sub-Sicherheitsbereichen befindliche Gang kann dazu dienen, dass sich Bedienpersonal auch während der zweite Anlagenteil 1 in Betrieb ist und produziert, ungehindert zur Maschine bewegen kann, um dort zum Beispiel

Bedienungsaktionen zu setzen.

Damit die Interaktionsvorrichtung 16 von zwischen den Sub-Anlagenbereichen wechseln kann, wurde dies im Stand der Technik mit relativ aufwändigen

Absicherungen bspw. in Form eines mechanischen Überfahrschutzes gelöst.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dies nicht mehr notwendig. Bei Präsenz des zweiten Anlagenteils 2 — nicht notwendigerweise eine Transportvorrichtung 7 — in der Interaktionsstellung wird der zweite Sicherheitsbereich 22 auf den ersten Sicherheitsbereich 11 und darüber hinaus ausgedehnt (Fig. 3b), sodass der erweiterte zweite Sicherheitsbereich eine Verbindung zwischen dem ersten SubSicherheitsbereich 19 und dem zweiten Sub-Sicherheitsbereich 20 bildet. Damit kann die Interaktionsvorrichtung 16 zwischen dem ersten Sub-Anlagenteil 17 und dem zweiten Sub-Anlagenteil 18 wechseln, bspw. um Bauteile und/oder Halbzeuge zwischen den Sub-Anlagenteilen zu transportieren, und zwar prinzipiell unabhängig von einer tatsächlichen (echten physischen) Anlageninteraktion mit dem ersten

Anlagenteil 1.

In Fig. 4 ist eine sich autonom bewegende Transporteinrichtung 7 (fahrerloses Transportsystem) visualisiert. Insbesondere sind dabei verschiedene, ineinander liegende Sicherheitszonen — also die Substruktur des ersten oder zweiten Sicherheitsbereichs — zu erkennen. Diese sind mit den Bezugszeichen 27, 28, 29

gekennzeichnet.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 5 sind neben dem ersten Anlagenteil 1 und dem zweiten Anlagenteil 2 ein drittes Anlagenteil 30 und ein viertes Anlagenteil 40 vorhanden. Der dritte Anlagenteil 30 und der vierte Anlagenteil 40 sind in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls als autonome Transporteinrichtungen 7 ausgebildet, wobei die Interaktionsvorrichtung 16 mit allen Anlagenteilen in Anlageninteraktion

treten kann (beispielsweise aufnehmen und ablegen verschiedener Objekte).

Natürlich sind ohne weiteres auch Ausführungen der Erfindung denkbar, wobei der dritte Anlagenteil 30 und der vierte Anlagenteil 40 aus einer beliebigen Kombination verschiedener oder gleicher Anlagenteile ausgebildet sind. Beispielsweise könnten insgesamt zwei Formgebungsmaschinen und zwei autonome Transporteinrichtungen

7 vorhanden sein.

In der Ausführung nach Fig. 5 wird der zweite Sicherheitsbereich 22 auf nicht nur auf den ersten Sicherheitsbereich 11 sondern auch auf den dritten Sicherheitsbereich 33

und den vierten Sicherheitsbereich 44 und darüber hinaus ausgedehnt.

Innsbruck, am 22. Januar 2019

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Anpassen von Sicherheitsbereichen eines ersten Anlagenteils

(1) einer Fertigungsanlage und eines zweiten Anlagenteils (2) der

Fertigungsanlage, insbesondere zum Durchführen einer Anlageninteraktion,

wobei

- vom ersten Anlagenteil (1) Sicherheitsfunktionen in Bezug auf einen ersten Sicherheitsbereich (11) wahrgenommen werden,

- vom zweiten Anlagenteil (2) Sicherheitsfunktionen in Bezug auf einen zweiten Sicherheitsbereich (22) wahrgenommen werden,

- der erste Anlagenteil (1) und der zweite Anlagenteil (2) relativ zueinander in eine Interaktionsstellung bewegt werden und

- zumindest ein Teil des zweiten Sicherheitsbereichs (22) unter Bildung eines erweiterten zweiten Sicherheitsbereichs auf zumindest einen Teil des ersten

Sicherheitsbereichs (11) ausgedehnt wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Ausdehnung des zumindest einen Teils des zweiten Sicherheitsbereichs (22)

eine Anlageninteraktion durchgeführt wird.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Anlageninteraktion ein Halbzeug oder ein Bauteil vom ersten Anlagenteil (1) an den zweiten Anlagenteil (2) oder vom zweiten Anlagenteil (2) an den ersten

Anlagenteil (1) übergeben wird.

Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung des zumindest einen Teils des zweiten Sicherheitsbereichs (22) nach der Anlageninteraktion zurückgenommen wird und der erste Anlagenteil (1) und der zweite Anlagenteil (2) nach der Anlageninteraktion aus

der Interaktionsstellung relativ zueinander herausbewegt werden.

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Anlagenteil (2) nach der Anlageninteraktion die Sicherheitsfunktionen in Bezug

auf den zweiten Sicherheitsbereich (22) zurückübernimmt.

11.

12.

Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Übernahme der Sicherheitsfunktionen in Bezug auf den zumindest einen Teil des zweiten Sicherheitsbereichs (22) vom ersten Anlagenteil (1) zusätzlich eine Steuerung und/oder Regelung zumindest eines Aktuators — vorzugsweise aller

Aktuatoren — des zweiten Anlagenteils (2) übernommen werden.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausdehnen des zumindest einen Teils des zweiten Sicherheitsbereichs (22) zumindest ein Teil der vom zweiten Anlagenteil (2) wahrgenommenen Sicherheitsfunktionen in Bezug den zweiten

Sicherheitsbereichs (22) auf den ersten Anlagenteil (1) übertragen werden.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erster Anlagenteil (1) und/oder als zweiter Anlagenteil (2) zumindest eine Handling-Einrichtung (6) für eine Formgebungsmaschine (5)

und/oder zumindest eine Formgebungsmaschine (5) verwendet wird.

Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine

Handling-Einrichtung (6) einen Roboter und/oder ein Förderband beinhaltet.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zweiter Anlagenteil (2) und/oder als erster Anlagenteil (1) eine —- sich vorzugsweise zumindest teil-autonom bewegende — Transporteinrichtung (7) verwendet wird, wobei der erste Sicherheitsbereich (11) und/oder der zweite Sicherheitsbereich (22) vorzugsweise mit der

Transporteinrichtung (7) mitbewegt wird.

Verfahren nach Anspruch 6 und Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Steuerung und/oder Regelung des zumindest einen Aktuators eine Steuerung und/oder Regelung einer Position, einer Geschwindigkeit

und/oder einer Beschleunigung der Transporteinrichtung (7) durchgeführt wird.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung des zumindest einen Teils der zweiten

Sicherheitsbereichs (22) ausgelöst wird, wenn ein Erreichen der und/oder

14.

15.

16.

3

Annähern an die relative Interaktionsstellung des ersten Anlagenteils (1)

und/oder des zweiten Anlagenteils (2) detektiert wird.

Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Detektieren des Erreichens der und/oder des Annäherns an die relative Interaktionsstellung ein erstes Kommunikationsgerät (3) mit kurzreichweitiger Funktion am ersten Anlagenteil (1) und ein zweites Kommunikationsgerät (4) mit kurzreichweitiger

Funktion am zweiten Anlagenteil (2) verwendet werden.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sicherheitsbereich (22) über den ersten

Sicherheitsbereich (11) hinaus ausgedehnt wird.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Anlagenteile (30, 40) verwendet werden, welche Sicherheitsfunktionen in Bezug auf zugeordnete weitere Sicherheitsbereiche (33, 44) wahrnehmen, wobei zumindest ein Teil des erweiterten zweiten Sicherheitsbereichs (22) auf zumindest einen Teil zumindest eines der weiteren Sicherheitsbereiche (33, 44) ausgedehnt wird.

Anordnung aus einem ersten Anlagenteil (1) für eine Fertigungsanlage und einem zweiten Anlagenteil (2) für die Fertigungsanlage, insbesondere betrieben nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei

- der erste Anlagenteil (1) eine erste Sicherheitseinrichtung (8) zum Wahrnehmen von Sicherheitsfunktionen in Bezug auf einen ersten Sicherheitsbereich (11) aufweist,

- der zweite Anlagenteil (2) eine zweite Sicherheitseinrichtung (9) zum Wahrnehmen von Sicherheitsfunktionen in Bezug auf einen zweiten Sicherheitsbereich (22) aufweist,

- der erste Anlagenteil und/oder der zweite Anlagenteil eine Bewegungsvorrichtung (26) zum Bewegen des ersten Anlagenteils und/oder des zweiten Anlagenteils in eine relative Interaktionsstellung aufweist und

- eine Detektionsvorrichtung (13) zum Bereitstellen eines Detektionssignals, wenn die Interaktionsstellung erreicht ist, vorgesehen ist,

dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sicherheitseinrichtung (8) und die

zweite Sicherheitseinrichtung zusammen dazu ausgebildet sind, zumindest ein

Teil des zweiten Sicherheitsbereichs (22) unter Bildung eines erweiterten zweiten Sicherheitsbereichs auf zumindest einen Teil des ersten

Sicherheitsbereichs (11) auszudehnen.

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Interaktionsvorrichtung (16) zum Ausführen einer Anlageninteraktion zwischen

dem ersten Anlagenteil (1) und dem zweiten Anlagenteil (2) vorgesehen ist.

18. Anordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine sichere Kommunikationsschnittstelle (14) zum Datenaustausch zwischen der ersten Sicherheitseinrichtung (8) und der zweiten Sicherheitseinrichtung (9)

vorgesehen ist.

19. Anordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Anlagenteil (1) und entsprechend der zweite Sicherheitsbereich (11) geteilt ausgeführt sind, wobei der erste Anlagenteil (2) in der Interaktionsstellung zwischen einem ersten Sub-Anlagenteil (17) und einem zweiten Sub-Anlagenteil (18) des zweiten Anlagenteils (1) angeordnet ist und der erste Sicherheitsbereich (22) in der Interaktionsstellung zwischen einem ersten Sub-Sicherheitsbereich (19) und einem zweiten Sub-Sicherheitsbereich

(20) des zweiten Sicherheitsbereichs (11) angeordnet ist.

20. Anordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Sicherheitsbereich (11) in der Interaktionsstellung, aber vor der Ausdehnung des zumindest einen Teils des zweiten Sicherheitsbereichs (22), zumindest teilweise —- vorzugsweise vollständig — außerhalb des zweiten Sicherheitsbereichs (22) befindet.

21. Anordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anlagenteil (11) und/oder der zweite Anlagenteil (2) eine den ersten Sicherheitsbereich (11) und/oder den zweiten Sicherheitsbereich (22)

abgrenzende Schutzumwehrung (23) beinhaltet.

Innsbruck, am 22. Januar 2019