Integrierte Sicherheitstechnik an Maschinen

Status:

abgeschlossen 12/2000

Zielsetzung:

In hoch automatisierten Fertigungssystemen an Bearbeitungszentren, Drehautomaten, Fräsmaschinen und Robotern ist der direkte Eingriff des Menschen, beispielsweise im Einrichtbetrieb, notwendig. Die aus unzulässigen Maschinenbewegungen resultierenden Gefahren müssen durch die Funktionen "Sicherer Stillstand", "Sicherer Halt", "Sichere Geschwindigkeit", "Sichere Nocken" etc. verhindert werden. Bei konventionellen Maschinensteuerungen werden die Positionen und Bewegungen der Maschinenachsen durch externe Schaltgeräte (Drehzahlwächter, Stillstandswächter und Positionsschalter) überwacht. Bei neueren Steuerungskonzepten übernimmt die Maschinensteuerung mit einer entsprechenden Sicherheitssoftware mit weitgehend vorhandener Hardware diese Überwachungsaufgaben. Auf Initiative des Fachausschusses "Eisen und Metall II" ist nachzuweisen, dass derartige Steuerungen vergleichbar sicher zu konventionellen Konzepten sind.

Aktivitäten/Methoden:

Da es keine Regeln zur Beurteilung dieser neuen Technologie gab, wurden anhand verschiedener Projekte Prüfgrundlagen und Beurteilungskriterien erarbeitet. Hierzu wurden Maschinensteuerungen verschiedener deutscher Hersteller bereits in der Konzeptphase untersucht und bis zur Serienreife durch zahlreiche Untersuchungsschritte begleitet. Eine Spezifikation durchlief beispielsweise bis zu zehn einzelne Audits. Mit Abnahme der Spezifikation (Konzeptbeurteilung) durch das Berufsgenossenschaftliche Institut für Arbeitssicherheit - BIA erfolgte die Freigabe zur weiteren Entwicklung, bei der jeder Entwicklungsschritt (Grobentwurfsphase, Feinentwurfsphase, Softwareerstellung, Hardwareerstellung etc.) überwacht wurde. Neben erweiterten Tests an funktionsfähigen Prototypen wurden auch Gespräche mit Maschinenherstellern geführt und die Steuerung an ausgesuchten Pilotprojekten erprobt.

Ergebnisse:

Durch die Nutzung von in modernen Maschinensteuerungen bereits vorhandenen Rechnereinheiten für die redundante sicherheitsbezogene Signalverarbeitung kann eine vergleichbare Sicherheit wie mit konventionellen externen Überwachungsgeräten erreicht werden. Die integrierte Sicherheitstechnik hat neben geringem Installationsaufwand enorme Vorteile aufgrund einer gegenüber konventioneller Technik verringerten Reaktionszeit. Durch die Integration der sicherheitsrelevanten Funktionen in die Standardsteuerung steigt zusätzlich die Akzeptanz beim Anwender.

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