Sicherheit bei der Laserbearbeitung Aktive Laserschutzwand verfügt über optische Sensoren

Passive Laserschutzwände müssen sehr aufwändig gestaltet sein (Mehrwandsysteme), um eine ausreichende Schutzwirkung über die angesetzte Inspektionszeit zu gewährleisten. Ein geeigneter

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Der Anstieg der Laserausgangsleistungen, die hervorragenden Strahlparameter, die Kombination mit langen Brennweiten und die Tendenz, aus Platz- und Kostengründen kleine Kabinen zu bauen, führen immer häufiger dazu, dass im Fehlerfall zunehmend höhere Bestrahlungsstärken auf der Vorderseite der Laserschutzwand auftreten können.

Passive Laserschutzwände müssen sehr aufwändig gestaltet sein (Mehrwandsysteme), um eine ausreichende Schutzwirkung über die angesetzte Inspektionszeit zu gewährleisten. Ein geeigneter Lösungsansatz, der bei richtiger Auslegung auch wirtschaftlich vertretbar ist, sind aktive Laserschutzwandsysteme. Sie verfügen über einen oder mehrere Sensoren, die eine Bestrahlung der Schutzwand durch Laserstrahlung detektieren. Durch Integration der Sensoren in eine Sicherheitssteuerung wird innerhalb der passiven Standzeit der Laserschutzwand eine Isolation der Laserstrahlung steuerungstechnisch realisiert.

Normen legen Sicherheitsanforderungen fest

Die technischen Anforderungen an eine aktive Laserschutzwand resultieren aus den entsprechenden Normen. Gemäß der DIN EN 60825-4 muss für aktive Laserschutzwandsysteme gewährleistet sein, dass eine sichere Isolation der Laserstrahlung innerhalb des Zeitraumes ihrer passiven Sicherheit erfolgt, so dass außerhalb der Laserschutzwand die Grenzwerte zugänglicher Strahlung der Laserklasse 1 nicht überschritten werden.

Sicher bedeutet in Verbindung mit der DIN EN 60825-1, dass die Laserstrahlung beim Auftreten von Einzelfehlern ausfallsicher isoliert wird. Dieses wiederum heißt, dass gemäß der DIN EN 954-1 die sicherheitsbezogenen Teile der Steuerung die Anforderungen der Steuerungskategorie 3 oder höher erfüllen müssen.

Schutzeinrichtungen müssen wirtschaftlich bleiben

Beim Umsetzen der Anforderungen und Realisieren des Schutzwandsystems sind Wirtschaftlichkeit und Industrietauglichkeit entscheidende Parameter. Im Vergleich zu anderen Lösungsansätzen wurden optische Sensoren favorisiert, da mit Hilfe einer geringen Anzahl von Sensoren die Schutzwandkassette sicher überwacht werden kann und die Sensoren mit geringem Aufwand auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft werden können. Aus Kostenaspekten erfolgt die Signalübertragung elektrisch/elektronisch, wobei die Modulsysteme über Bussysteme miteinander verknüpft werden, um den Aufwand der Verkabelung zu minimieren.

Das entwickelte Schutzwandsystems sorgt für die Isolierung der Laserstrahlung bei Bestrahlung der Schutzwand innerhalb der passiven Schutzdauer der Wand (Abschaltzeiten < 0,1 s). Es eignet sich für Dioden-, Festkörper-, Faser- und CO2-Laser. Die optische Detektion von Strahlung wird als nachweisbarer Effekt genutzt und die Detektion der Strahlung erfolgt mit innerhalb der Schutzwandkassette gegenüberliegenden Sensormodulen.

Die Statusanzeige für Störung und Alarm ist für jede Schutzwandkassette auslesbar. Die Verknüpfung der Sensormodule erfolgt mittels AS-Interface-Bus-System oder sicherer SPS. Durch den modularen Aufbau ist die Laserschutzwand erweiterbar. rk

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