Übergabestellen und Wechselplätze im Materialfluss: Stapler, FTS, Tor und Wagenwechsel absichern

An einer Übergabestelle treffen zwei Bewegungen aufeinander: ein Fahrzeug oder ein Mensch bringt Ware, eine Anlage nimmt sie auf. Ein Stapler setzt eine Palette auf die Rollenbahn, ein FTS fährt durch ein Tor in einen Behälterbahnhof, ein Bediener schiebt einen Wagen an einen Roboter, der auf der anderen Seite weiterarbeiten soll. Dieser Beitrag richtet sich an Planer, die Stapler und FTS an Anlagen anbinden, an Lagerintegratoren und an Konstrukteure von Be- und Entladeinseln. Er geht die Übergaben vom Fahrzeug zur Anlage durch und danach die Wechselplätze, an denen Paletten, Trays oder Wagen getauscht werden, während die Anlage läuft. Die Beispiele stammen aus dokumentierten Anfragen, Planungen und Entwürfen. Weitere Übergaben an Rollenbahn, Big-Bag-Station und Rolltor nennt der Hauptbeitrag zur Absicherung im Materialfluss.

Wichtige Punkte im Überblick

An einer Übergabestelle ändert sich die Gefahrstelle mit dem Ablauf: Solange die Anlage fördert, greift oder stapelt, sollen Menschen draußen bleiben, während der Übergabe steht ein Teil der Anlage still oder ist getrennt.
Bei FTS sind zwei Blickrichtungen gemeinsam zu planen: Der Scanner am Fahrzeug überwacht den Fahrweg, Scanner an Tor oder Portal überwachen den Bereich, in den das Fahrzeug einfährt.
Eine Kamera oder ein Vision-System übernimmt keine Sicherheitsfunktion, Behälter zählen oder Codes lesen im Behälterbahnhof bleibt eine Erkennungsaufgabe.
An einem Wechselplatz mit zwei Plätzen tauscht der Bediener an einem die Palette, während das Portal am anderen arbeitet, in der Planung einer solchen Insel ist ein Laserscanner je Platz vorgesehen.
Beim Wagenwechsel sind die Freigabe der Einfahrt, die Fixierung des Wagens und Wagenteile, die knapp über dem Boden in den Erkennungsbereich des Lichtvorhangs ragen, zu planen.

Wo Fahrzeug und Anlage sich treffen

Die Übergabestellen in den Anfragen lassen sich nach ihrer Art ordnen. Ein Stapler stellt Ware auf eine Rollenbahn, eine Auflage oder in eine Station und holt sie dort wieder ab. Ein FTS fährt durch ein Tor oder Portal in einen Bereich, lädt dort ab oder auf und fährt wieder hinaus. An Wechselplätzen schließlich bringt ein Bediener Ware zu Fuß, mit dem Hubwagen oder auf einem Wagen, während ein Roboter oder Portal an einer zweiten Stelle arbeitet.

Allen drei ist gemeinsam, dass sich die Gefahrstelle mit dem Ablauf ändert. Solange die Anlage fördert, greift oder stapelt, sollen Menschen draußen bleiben; während der Übergabe steht ein Teil der Anlage still oder ist getrennt. Welche Teile wann anhalten, wie weit Schutzfelder reichen und welche Zustände geprüft werden, ergibt sich aus der Risikobeurteilung und der Validierung der Anlage.

In diesen Anfragen stehen vor allem drei Gerätearten: Sicherheits-Laserscanner der Modellreihe SZ-V, Sicherheitslichtvorhang der Modellreihe GL-R und Kleiner und robuster Sicherheitslichtvorhang der Modellreihe GL-V, an einer Stelle auch ein Sicherheitsschalter.

Stapler an Rollenbahn und Station: was anhält und was nicht

Für Lichtvorhänge an Staplerübergaben ziehen die Benutzerhandbücher eine klare Grenze. GL-R und GL-V sind nicht dafür vorgesehen, Züge, Autos und andere Transportfahrzeuge zu kontrollieren, also etwa ihre Vorwärtsbewegung zu stoppen. Der Lichtvorhang an der Übergabe wirkt auf die Anlage: Rollenbahn, Station oder Roboter halten an, der Stapler nicht.

In einer Anfrage aus einem anderen Markt stehen Paletten auf Schwerkraftrollenbahnen in einem Ladebereich. Auf der Empfangsseite arbeiten Menschen, die nicht in den Fahrbereich der motorisierten Flurförderzeuge gelangen sollen. In einer frühen Anfrage fährt ein Stapler eine Palette in einen Roboterbereich, ein FTS wird ebenfalls genannt, und die Zelle ist von außen zugänglich.

Beide Anfragen zeigen dieselbe Planungsaufgabe. Festzulegen ist, an welcher Linie Menschen und Fahrzeugbereich getrennt werden, was beim Eingreifen in diese Linie anhält und wie der Stapler seine Position meldet. Der Ablauf an einer Staplerübergabe ergibt sich aus der Risikobeurteilung und der Validierung der Anlage.

FTS an Tor und Portal: Sicherheits-Laserscanner im mobilen Einsatz

Für fahrerlose Transportsysteme ist der Sicherheits-Laserscanner dokumentiert. Der Katalog des SZ-V nennt den Betrieb von FTS und die Verarbeitung von Gebersignalen des Fahrzeugs, das Benutzerhandbuch hat einen Abschnitt zur Montage an einem FTS. Wie das Fahrzeug im Einzelnen abgesichert wird, ergibt sich aus der Risikobeurteilung und der Validierung der Anlage.

An der Schnittstelle zur Anlage gibt es zwei Blickrichtungen. Der Scanner am Fahrzeug überwacht den Fahrweg; Scanner an Tor oder Portal überwachen den Bereich, in den das Fahrzeug einfährt. Der Hauptbeitrag nennt ein Rolltor und Portale mit zwei Scannern je Tor als Beispiele. In der Planung sind beide Seiten zusammen zu betrachten: Welche Einrichtung erkennt eine Person im Tor, und was hält dann an? Führt ein Tor nach außen, etwa an eine Laderampe, gilt ein weiterer Hinweis. Laut den Anleitungen gehört der Außenbereich zu den Einsätzen, die vorher mit KEYENCE abzustimmen sind.

Behälterbahnhof: leer, bevor er schließt

In einer Anfrage wird ein Behälterbahnhof automatisch von FTS bestückt. Die Anforderung ist klar formuliert: Während des Bestückens darf niemand darin sein, und auch bevor die Station schließt, muss der Bereich leer sein. Angefragt waren „sichere“ Kamerasysteme; betrachtet wurde ein Sicherheits-Laserscanner.

Die Unterscheidung ist grundsätzlich. Eine Kamera, ein Vision-System oder ein Lichttaster übernimmt in diesem Zusammenhang keine Sicherheitsfunktion. Schutzeinrichtungen sind die Sicherheitsgeräte, und welche Fläche ein Scanner im Behälterbahnhof überwachen muss, ergibt sich aus der Risikobeurteilung und der Validierung der Anlage. Eine Kamera kann im selben Bahnhof Behälter zählen oder Codes lesen; das bleibt eine Erkennungsaufgabe.

Wenn ein Seitenteil für jede Palette abgebaut wird

Ein besonderer Zugang zeigt sich in einer Anfrage für eine Anlage, in die Produktpaletten eingefahren werden. Ein Seitenteil wird dort wiederholt abgenommen. Einen Lichtvorhang nach jedem Abbau neu auszurichten, hält der Anfragende für kritisch, und er bevorzugt deshalb einen Laserscanner, der den Durchgang aus festem Montageort überwacht.

Ob das Seitenteil an seinem Platz ist, soll ein Sicherheitsschalter melden. Damit sind zwei Aufgaben getrennt: Der Scanner überwacht den Bereich, der Schalter die Stellung des abnehmbaren Teils. Wie beide Signale ausgewertet werden und was bei offenem Seitenteil anhält, ergibt sich aus der Risikobeurteilung und der Validierung der Anlage.

Zwei Plätze im Wechsel: einer wird beladen, einer arbeitet

An Be- und Entladeinseln soll die Anlage nicht stehen, während ein Bediener Paletten tauscht. In der Planung einer solchen Insel arbeitet ein Dreiachsportal über zwei Palettenplätzen. Während das Portal an einem Platz arbeitet, wechselt der Bediener am anderen die Palette und legt Kartonzwischenlagen ein. Er darf sich im Bereich seiner Palette aufhalten, aber nicht über den mittleren Zaun zur Fördertechnik gelangen. Vorgesehen ist ein Laserscanner je Platz.

Eine Anfrage aus einem Automatisierungsprojekt beschreibt eine Materialschleuse für Europaletten mit zwei Bahnen. Ein Lichtvorhang an der Vorderseite soll beide Schleusenbahnen unabhängig voneinander überwachen. Die jeweils andere Bahn ist zum Roboter hin durch eine Rolltür geschlossen, sodass eine Station beladen wird, während der Roboter an der anderen arbeitet.

Wagen ein- und ausrollen: Freigabe, Fixierung, bodennahe Kanten

Ein erster Entwurf für einen Roboter, der auf drei Wagen stapelt, zeigt die Fragen beim Wagenwechsel. Der Bediener fordert die Einfahrt eines Wagens an, und der Roboter bleibt für diesen Platz gesperrt, bis die Palette eingeschoben ist. Säulen fixieren die Wagen, als Alternative sind Bodenschienen genannt. Leitbleche an der Unterkante der Wagen unterbrechen den Erkennungsbereich des Lichtvorhangs knapp über dem Boden.

Jeder dieser Punkte ist eine Planungsfrage. Die Freigabe legt fest, wann ein Platz als belegt und wann als frei gilt. Die Fixierung bestimmt, wo der Wagen genau steht. Teile des Wagens, die in den Erkennungsbereich ragen, müssen in Anordnung und Ablauf berücksichtigt werden. Wie das geschieht, ergibt sich aus der Risikobeurteilung und der Validierung der Anlage.

Förderband vor dem Roboter: nicht bei jeder Beladung anhalten

In einer Anfrage aus einem anderen Markt versorgt ein Förderband einen Roboter. Ein einzelner Lichtvorhang an der Einspeisung bedeutet, dass der Roboter bei jeder Beladung anhält. Gewünscht ist eine Schleuse, damit der Roboter weiterarbeiten kann, während Material aufgelegt wird. Wie eine Schleuse aus zwei Lichtvorhängen an einer Palettierzelle aufgebaut ist, beschreibt der Beitrag zur Roboter-Palettierung am Linienende. Für die Förderstrecke gilt wie beim Wechselplatz: Die Länge des Bandes, die Lage der Einspeisung und der Arbeitsbereich des Roboters gehören zusammen ins Layout.

Häufige Fragen

F Hält ein Lichtvorhang an der Staplerübergabe den Stapler an?

Nein. Laut den Benutzerhandbüchern der Modellreihen GL-R und GL-V sind diese Sicherheitslichtvorhänge nicht dafür vorgesehen, Transportfahrzeuge zu kontrollieren. An der Übergabe wirkt der Lichtvorhang auf die Anlage: Rollenbahn, Station oder Roboter halten an. Der Ablauf ergibt sich aus der Risikobeurteilung und der Validierung der Anlage.

F Gehört der Sicherheits-Laserscanner an das FTS oder an das Tor?

Beides kommt vor. Katalog und Benutzerhandbuch des Sicherheits-Laserscanners der Modellreihe SZ-V beschreiben den Einsatz an FTS; an Toren, Portalen und Behälterbahnhöfen überwachen Scanner den Bereich, in den das Fahrzeug einfährt. Welche Seite welche Aufgabe übernimmt, wird gemeinsam geplant.

F Kann eine Kamera einen Behälterbahnhof als Schutzeinrichtung überwachen?

Nein. Eine Kamera oder ein Vision-System übernimmt keine Sicherheitsfunktion. In einer dokumentierten Anfrage nach sicheren Kamerasystemen für einen Behälterbahnhof wurde ein Sicherheits-Laserscanner betrachtet; Zählen oder Codelesen im selben Bahnhof bleibt eine Erkennungsaufgabe.

F Wie kann ein Bediener Paletten wechseln, während das Portal weiterarbeitet?

In dokumentierten Planungen hat die Insel zwei Plätze: An einem arbeitet das Portal, am anderen wechselt der Bediener die Palette, und je Platz ist ein Laserscanner vorgesehen. Ob und wie die Plätze getrennt überwacht werden, ergibt sich aus der Risikobeurteilung und der Validierung der Anlage.

F Was ist bei Wagen zu beachten, die in einen abgesicherten Bereich eingeschoben werden?

Zu planen sind die Freigabe der Einfahrt, die Fixierung des Wagens, etwa durch Säulen oder Bodenschienen, und Teile des Wagens, die knapp über dem Boden in den Erkennungsbereich ragen. Diese Punkte gehören früh in Layout und Risikobeurteilung.

Weiterführende Artikel

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Hauptartikel zum Thema: Absicherung im Materialfluss: Förderstrecken, Lager und Übergabestellen, an denen Ware durch muss und Menschen nicht

Weiterer Artikel im Thema: Muting am Paletten- und Förderdurchgang: Eingang, Auslauf und Übergabe planen