Anbauen, anschließen, ansteuern – und vergessen

Heute ist die vollständige Kapselung von Werkzeugmaschinen wie Fräs-, Dreh- oder Schleifmaschinen, Stanzen und Pressen gängiger Standard. Sie dient der Prozessoptimierung sowie der Sicherheit des Bedienpersonals. Ähnliches gilt auch für andere Maschinen, bei denen eine Absicherung durch Lichtschranken, Schutzgitter, -zäune oder vergleichbare Vorrichtungen nicht ausreicht. Teil jeder Einhausung ist stets eine Maschinenschutztür. Jede Inbetriebnahme, Einrichtung und Messung, jeder Werkzeug- oder Werkstückwechsel und jede Wartung erfordert ein Öffnen dieser Tür. Personen, die zu diesen Zwecken bei offener Schutztür in die Maschine greifen oder darin arbeiten, müssen vor Verletzungen durch die Maschine bewahrt werden. Hierzu sind durch den Hersteller entsprechende Maßnahmen zu ergreifen, wie beispielsweise Drehzahl- oder Geschwindigkeitsbegrenzung, Schutz- und Trennbleche usw., sowie eine Unterweisung über die Gefahren. Doch das Maschinenpersonal ist in der Regel sehr \’kreativ\‘: Teile werden entfernt, um schneller an die Maschine heranzukommen, oder der Türkontakt wird überbrückt und die Tür bleibt offen. Daher müssen eine Manipulation erschwert und gefährliche Anlagen wie Stanzen mit mehreren redundanten Sicherheitseinrichtungen versehen werden, die unabhängig voneinander arbeiten. Doch nicht nur von der Maschine selbst, auch von automatisch betätigten Maschinenschutztüren gehen Gefahren aus. Wenn eine Person zwischen Tür und Maschine eingeklemmt wird, kann es im glimpflichsten Fall zu Quetschungen und Prellungen, im schlimmsten Fall zu Knochenbrüchen oder zum Tod kommen. Der Einsatz eines entsprechenden Türantriebssystems kann diese Gefahren jedoch eliminieren. Dabei muss jedoch die gesamte oder teilweise Übernahme der Schutzfunktion durch den Türantrieb detailiert mit dem Hersteller der Maschine geklärt und speziell auf die jeweilige Anlage abgestimmt werden. Komplexe Maschinenrichtlinie 2006/42/EG Die neue europäische Maschinenrichtlinie 2006/42/EG und weitere untergeordnete Normen verdeutlichen die Wichtigkeit des Themas Sicherheit und das Risikobewusstsein bei Anwendern. Die Richtlinie hält sich bei Normvorgaben und -verweisen an die internationale Struktur der Normenreihe (Bild 1). Dennoch oder gerade deswegen stellen die komplizierte Struktur und Vernetzung der Normen untereinander viele Maschinenhersteller vor große Herausforderungen. Dann ist es hilfreich, wenn sich die Anwender auf Komponentenlieferanten verlassen können, die sie mit einfach zu implementierenden Lösungen bei der Erfüllung der Richtlinie unterstützen. Besonders, da im Hinblick auf das Auslaufen der Verlängerungsfrist für die alte EN954-1 (parallel zur neuen EN ISO13849-1) seit dem 31.12.2011 dringender Handlungsbedarf besteht. Komplettlösung für Maschinenschutztüren Die Grundsätze der Richtlinie und die erläuterte Bewertung nach EN ISO13849-1 gelten auch für sogenannte \’unvollständige Maschinen\‘, wie beispielsweise für Antriebe von Maschinenschutztüren. Aus diesem Grund entwickelte Siei-Areg einen Türantrieb, der sämtliche Forderungen der Maschinenrichtlinie erfüllt. Das Komplettpaket für Maschinenschutztüren besteht aus dem integrierten Antriebssystem KFM05a, einem Getriebe sowie einem vollständigen Zubehörsatz. Der KFM05a vereint Asynchronmotor, Frequenzumrichter und Netzfilter sowie Drehzahl- und Positioniergeber, Sicherheitsrelais, Bremse, Getriebe, Feldbus und Software in einem kompakten Gehäuse. Die komplette Einheit ist kleiner als ein durchschnittlicher Schuhkarton. Das spart Platz an der Maschine und im Schaltschrank, minimiert den Verkabelungsaufwand und erleichtert die Integration in bestehende Applikationen. Der Zubehörsatz zum Nachrüsten bestehender Maschinentüren umfasst Zahnriemen, Umlenkzahnriemenscheibe und sämtliche erforderliche Kleinteile sowie eine spezielle Firmware, die alle notwendigen Sicherheitsfunktionen realisiert. Zudem können mit nur einem Antriebssystem sowohl Einzel- als auch Doppeltüren bewegt werden. Software garantiert Sicherheit In puncto Sicherheit spielt die Antriebssoftware die Hauptrolle. Über einen Sensor auf der Motorwelle erhält die Software die Bewegungsinformationen und erkennt daran, ob der KFM05a festgehalten bzw. blockiert wird. Die Software kann zum Öffnen das volle Drehmoment des Antriebs freigeben (kurze Öffnungszeit), begrenzt es jedoch beim Schließen zur Sicherheit auf 150N. Damit die Bewegungsenergie des Türblattes dabei nicht zu groß wird, errechnet die Software aus der zuvor einprogrammierten Masse der Tür die maximale Geschwindigkeit. Neben der Steuerung von Blockadereaktionen erzeugt sie das Drehfeld und die Spannung für den Motor und regelt die I/O-Logik sowie den Datenaustausch. Ohne dieses Programm wäre ein sicherer Türantrieb nicht denkbar. Neben der Software sorgen eine modifizierte Schaltung sowie eine umfassende, nach den Regeln der Richtlinie 2006/42/EG erstellte Dokumentation dafür, dass alle Vorgaben der neuen Vorschrift eingehalten werden. Der Kunde baut den Antrieb ein, schließt und steuert ihn an und braucht sich danach nicht mehr darum zu kümmern. Die Inbetriebnahme erfolgt mithilfe einer PC-Software oder über ein Bedienterminal und ein Programm zur selbständigen Optimierung. Dieses sorgt dafür, dass der Antrieb die Türbreite automatisch erkennt und seine Kräfte eigenständig erlernt. Die Tür lässt sich nicht so leicht manipulieren, wie ein Türkontakt. Auch das ist ein Vorteil im Hinblick auf die Sicherheit. Der KFM05a ist nicht nur in der Lage, die Energie der Türbewegung und die maximale Kraft (150N) zu begrenzen, sondern erkennt auch Hindernisse auf dem Weg. Diese merkt er sich, fährt beim nächsten Schließvorgang bis an das Hindernis heran und prüft automatisch, ob es noch vorhanden ist. Damit erreicht der KFM05a die Sicherheitsfunktionen STO, SS1, SS2, SOS und SBC nach DIN EN61800-5-2 und einen Sicherheitslevel bis zur Kategorie 3 PLd.