С середины 2018 года стандарт DIN EN ISO 19085-3 требует безопасного контроля скорости шпинделя при работе с деревообрабатывающими станками. Если это превышено более чем на 10%, приводной двигатель должен быть остановлен в течение определенного времени и приведен в безопасное состояние. Стандарт теперь явно определяет уровень производительности c (значение вероятности опасного сбоя). В Reichenbacher Hamuel GmbH было предвидено время, когда стандарт C для конкретной машины станет на практике актуальным для вашей собственной электрической конструкции.
Компания из Дёрфлес-Эсбаха в Верхней Франконии производит обрабатывающие центры с ЧПУ для торговли и промышленности, включая деревообработку. До настоящего времени задача контроля скорости шпинделей была реализована с помощью энкодеров и отдельных технологий безопасности, таких как мониторы простоя.
Картинная галерея
Дополнительная информация по теме индивидуальных решений для высокоэффективной обработки с ЧПУ
Hamuel Reichenbacher является одним из ведущих в мире поставщиков обрабатывающих центров с ЧПУ для широкого спектра применений, начиная с размера 1 партии и заканчивая серийным производством. Верхне-Франконская компания давно развивается далеко за пределы классической деревообработки и уже более 60 лет внедряет индивидуальные производственные решения для обработки алюминия, пластмасс и сложных композитных материалов с ЧПУ. Машиностроитель имеет более чем трехдесятилетний опыт работы в 5-осевой и многоосной технике. Конечные клиенты включают в себя ведущие компании из автомобильной, авиационной, фасадной, мебельной, дверных, оконных и лестничных конструкций, а также из многих других отраслей промышленности. Reichenbacher Hamuel GmbH является частью группы компаний Hamuel Reichenbacher и компании международной группы Scherdel, в которой в настоящее время работает около 6000 человек по всему миру.
Перед Верхней Франконией возникли особые проблемы, когда известная немецкая фортепианная фабрика заказала обрабатывающий центр с ЧПУ из серии Eco. Давний клиент Reichenbacher хотел найти решение с двумя машинными столами для параллельной обработки и настройки компонентов для фортепиано и роялей. Сердцем обработки должен быть проверенный карданный 5-осевой фрезерный станок от Reichenbacher с (прилагаемым) шпинделем без датчика, который пользователь определил в качестве стандарта до вступления в силу стандарта C.
Для этого шпинделя необходимо было разработать стандартное, простое в использовании и максимально экономичное решение для безопасного контроля скорости. В идеале, это больше не должно вступать в силу всего за несколько определенных этапов, как предыдущие подходы, а должно использоваться гибко во всем диапазоне скоростей. В первом проекте максимальная скорость до 18 000 мин -1.
7-я встреча пользователей машины безопасности
Безопасность от подержанных машин до ИИ
Сохранить с интегрированной безопасностью
Reichenbacher традиционно решает связанные с безопасностью задачи практически на всех своих станках с ЧПУ с помощью интегрированного программного обеспечения Safety Safety Integrated своей системы ЧПУ Sinumerik 840 от Siemens. После очередного шага в области инноваций компания Siemens представила на Emo 2017 новую версию своего программного обеспечения для обеспечения безопасности: Safety Integrated plus. При этом используется встроенный отказоустойчивый ПЛК (F-PLC) Sinumerik и, в дополнение ко всем предыдущим функциям безопасности, теперь также поддерживается безопасное ограничение скорости на шпинделях без датчика (Safely-Limited Speed / SLS encoderless), контроль безопасного направления вращения (Safe Direction / SDI) и безопасный Положение (Safe Position / SP).
Причиной тестирования нового программного обеспечения было, с одной стороны, конкретное требование стандарта безопасности машины. «С другой стороны, мы хотели выяснить, в какой степени проектирование, аппаратное обеспечение и проводка могут сэкономить время и усилия в будущем», - объясняет программист Доминик Лангхойер из Reichenbacher.
Подсказка для семинара
Семинар «Базовые знания Директивы по машиностроению» дает производителям и операторам необходимые базовые знания о текущих разработках и требованиях к безопасности продукции.
Эффективное проектирование на портале TIA
Фундаментальное новшество в Safety Integrated plus состоит в том, что все функции безопасности выполняются в интегрированном F-PLC Sinumerik и теперь настраиваются и программируются только в инженерной среде Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal). Это само вдвое уменьшает усилия и полностью устраняет ошибки передачи. Контроль движения во время работы выполняется в приводной системе Sinamics S120. Это означает, что две отдельные программы безопасности для ядра NC (NCK) и ПЛК Sinumerik больше не создаются и не координируются, а только одна для F-PLC. Графический интерфейс пользователя Simatic Step 7 Professional на портале TIA, который поддерживает программиста удобными редакторами во всех вопросах, также экономит время,быстро и безопасно ведет к исполняемой программе безопасности.
Готовые, сертифицированные модули для общих функций безопасности способствуют этому. Их можно было легко добавить в программу с помощью перетаскивания, и Райхенбахер смог очень удобно решить такие задачи, как управление двумя руками, аварийный останов, безопасные реле и одноканальная обратная связь. То, что не является сборным, просто создается самим пользователем, чтобы он мог быстро получить доступ к индивидуальной программе безопасности. Больше нет никаких различий в создании программ последовательности и безопасности в Портале TIA, процедура идентична.
Досье безопасности машины 2019
Функциональная безопасность во всех аспектах
Строгое разделение функциональности компонентов управления и привода обычно улучшает обзор. «Все четко и однозначно назначено, что также значительно упрощает диагностику», - говорит программист. Обширные справочные тексты также поддерживали вступление в новые процессы.
Ввод в эксплуатацию через меню экономит время
Safety Integrated plus можно использовать со всеми доступными в настоящее время NCU системы ЧПУ Sinumerik 840 (начиная с версии 4.8 с пакетом обновления 2) и удобно вводить в эксплуатацию через пользовательский интерфейс Sinumerik Operate. Интуитивно понятные входные маски доступны для параметризации функций безопасности. Это также позволило легко параметризовать функцию без кодера Safely-Limited Speed (SLS). С помощью всего лишь нескольких записей, таких как время задержки, уровни скорости / скорости и соответствующая реакция на останов при превышении предельного значения, контроль был легко реализован.
Новое в Safety Integrated plus - расширенное переопределение SLS на уровне SLS 1, если оно задано протоколом Profisafe, которое легко активировать. Здесь пользователь имеет возможность почти непрерывно изменять предел SLS от 0 до 100% через встроенный F-PLC. С помощью безопасного останова 1 (SS1) и последующего перехода к безопасному останову (Safe Torque Off / STO) шпиндель безопасно останавливается при превышении указанной скорости. Также использовалась функция Safe Speed Monitor (SSM), которая выдает сигнал, связанный с безопасностью, при условии, что привод работает ниже или выше определенной скорости.
По словам Сименса, процедура с использованием меню также ускоряет ввод в эксплуатацию до 20%. «После определенного периода согласования и с должным образом структурированным рабочим процессом это, безусловно, // вполне достижимо», - говорит Доминик Лангхойер. Особенно, если вы можете быстро получить деньги из фонда своей собственной библиотеки на портале TIA. И чем больше доля работы на портале TIA, тем больше отдача от разработки с управлением, периферией, HMI (здесь Sinumerik Operate) и технологией привода. «Это говорит о первом опыте работы с Simatic WinCC в области наших станков с ЧПУ», - продолжает программист.
Подсказка для семинара
Стандарт ISO 13849 описывает новые методы оценки функций безопасности. Семинар «Применение стандарта безопасности DIN EN ISO 13849 при настройке органов управления машиной» показывает, как следует соблюдать этот стандарт.
В дополнение к безопасному ограничению скорости шпинделя без датчика, он также реализовал все другие функции безопасности для обрабатывающего центра с ЧПУ ECO с Safety Integrated plus. Среди прочего, скоординированное отключение интерполирующих осей (Safe Stop 2 external / SS2e) и передача значений безопасного положения в систему управления (Safe Position / SP). Все функции были также проверены в Sinumerik Operate в - по словам программиста - «дополнительно улучшен приемочный тест». Для изготовителя автоматически сгенерированный отчет о приемке является доказательством проверенной функциональной безопасности его машины.
Чтобы создать своего рода стандарт, производитель станков также хочет реализовать контроль скорости с помощью Safety Integrated plus на шпинделях с энкодерами. Кодер, который может быть доступен для управления приводом, не должен соответствовать требованиям безопасного кодера. При последовательной программной реализации всех функций безопасности дополнительное аппаратное обеспечение и связанные с ним проводные работы не требуются, что в конечном итоге также экономит расходы.
Еще двойной трек
Siemens предлагает приводную систему Safety Integrated plus для Sinumerik 840 в дополнение к установленной версии, которая все еще доступна. Та же самая безопасность может быть достигнута с обоими. Инструмент оценки безопасности (SET) также доступен бесплатно для обеих версий, что упрощает соблюдение соответствующих стандартов. В частности, SET помогает вам при расчете уровня производительности (PL) в соответствии с DIN EN ISO 13849 и уровня целостности безопасности (SIL) в соответствии с DIN EN 62061. Инструмент надежно направляет пользователя на всех этапах расчета и постепенно определяет достигнутый уровень производительности и достигнутую целостность безопасности. - от определения структуры системы до выбора компонентов. Результатом является стандартный отчет,который служит доказательством безопасности для документации. (Уд)
SPS 2019: зал 11, стенд 100
* Даниэла Джек, Интегрированная безопасность управления продуктами, Siemens AG