Produktivitätssteigerung durch Safe Motion (Teil 2 von 3)
Sichere Maschinenchoreografie
Safe Motion-Lösungen sind stark vom Maschinentyp abhängig. Der erste Teil dieser Artikelserie hat die Bedeutung und erste Voraussetzung für ein effizientes Safe Motion-Konzept in den Fokus gestellt: Anwender müssen das Risiko adäquat beurteilen. So können sie für ihre Maschine ein Sicherheitskonzept finden, das nicht zu Lasten der Produktivität geht. In Teil 2 steht das Thema Produktivitätssteigerung mit Safe Motion-Lösungen nach EN61800-5-2 anhand konkreter Bewegungsbeispiele im Fokus. Wie bewegt sich meine Maschine schnell und sicher?
Unzugängliche Maschinen, lange Wartezeiten und schlechtes Handling sind häufig Gründe für eine reduzierte Produktivität. Sie führt zu Manipulationen an den Maschinen, einfach aus dem eigentlich positiven Verlangen heraus, produktiver zu fertigen. Lösungen mit Safe Motion-Funktionen reduzieren den Einsatz trennender Schutzeinrichtungen. Das macht Maschinen zugänglicher, was nicht nur die Produktivität gewährleistet, sondern letztendlich auch Manipulation vermeiden hilft.
Keine Universallösung
Eine Universallösung für Safe Motion gibt es jedoch nicht: Konzepte müssen entsprechend ihrer Mechanik, ihrer Geschwindigkeit und auch mit Blick auf die notwendigen Betriebsarten jeweils angepasst werden. Nichtsdestotrotz gibt es eine Basisfunktion bei Safe Motion: die sichere Momentenabschaltung Safe Torque off (STO). In modernen Frequenzumrichtern oder Servoumrichtern ist diese Funktion bereits integriert. Abhängig von der Ausführung kann die Performance-Ebene PLd oder PLe erzielt werden. Gegenüber der klassischen Abschaltung, über zwei in Reihe geschalteten Schütze, wird der Zwischenkreis nicht abgeschaltet. Das hat in puncto erhöhte Produktivität Vorteile: Die Lebensdauer der Zwischenkreiskondensatoren nimmt beim Einsatz von STO erheblich zu. In Extremfällen kann z.B. an einem im Zehnsekundentakt betriebener Handeinlegeplatz einer Fügevorrichtung die Lebensdauer der Hardware erhöht werden – mindestens um sechs Monate und bis zu einem Jahrzehnt. Auch ist die Achse nach wenigen Millisekunden wieder verfügbar. Gegenüber der typischen Sekunde sind bei einer Abschaltung über Schütze sind bis zu 10 Prozent höhere Takte möglich.
Erhöhte Produktivität und Qualität
Wichtigste Safe Motion-Funktion ist das Sichere Einrichten oder Beobachten, sprich Observing. Anwendungen wie das Einrichten genauer Positionen an einer Steckerbestückungsmaschine erfordern, dass der Bediener seine Beobachtung bei laufender Maschine direkt an der durchgeführten Bewegung macht. Die dazu eingesetzte Funktion SLS (Safe limited Speed), sichere reduzierte Geschwindigkeit, überwacht, dass eine Bewegung so langsam ist, dass der Bediener rechtzeitig reagieren kann. In der Regel sollte die Funktion SLS in Verbindung mit einem Zustimmschalter eingesetzt werden. Effizienz bringt Produktivitätsvorteile. Eine einfache Möglichkeit zur Produktivitätssteigerung ist die Nutzung der Funktion sichere Bewegungsrichtung SDI (Safe direction), wie z.B. bei Handeinlegeplätzen an Pressen. Für eine größtmögliche Produktivität sind diese oft mit Lichtgittern ausgestattet. Hier ist es zulässig, den Zugang in den Schutzbereich bereits wieder freizugeben, wenn die Presse nach dem Formen in der Aufwärtsbewegung ist. Zwingend notwendig ist, dass es keine Gefährdungen wie Fang oder Scherstellen gibt. Durch die schnellere Entnahme und Neubestückung des Werkstücks kann die Produktivität um ein Drittel erhöht werden. In Verbindung mit sicherer Bremsüberwachung kann eine weitere Verbesserung durchgeführt werden, allerdings nur dann, wenn das Sollwert-Signal ebenfalls sicher verfügbar ist. Diese Funktion erkennt, wenn die notwendige Bremsrampe verlassen wird. In diesem Fall erfolgt eine sofortige Abschaltung und eine Bremse stoppt die Anwendung. Resultat ist ein Stillstand der Anwendung so kurz wie möglich. Vorteil hier: Lichtgitter können näher an die Gefahrenquelle. Die Wege zum Be- und Entladen werden kürzer, die Produktivität steigt. Jedoch ist die Wegnahme des Momentes beim Betreten einer Anlage nicht in allen Fällen sinnvoll. So kann insbesondere bei Anwendungen mit einer Bahnspannung, z.B. bei Großdruckern, ein einfaches Abschalten zu einem Ausschuss für alles im Prozess befindliche Material führen. Die Funktion Sicherer Stop 2 SS2 (Safe Stop 2) und sicherer Betriebshalt SOS (Safe operation stop) sind hier richtig: Sie ermöglichen es, die Anwendung kontrolliert zu stoppen und auch die Zuordnung aller Achsen exakt einzuhalten. So lässt sich nicht nur Ausschuss verhindern, es kann ebenso die Zeit zum Entfernen des Ausschussmaterials und des Neuanlaufs reduziert werden.
