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Steuerung Mit Safety-Technologie zum richtigen Schliff

| Autor / Redakteur: Steffen Horn, Markus Gerster* / Dipl. -Ing. Ines Stotz

In den Werkzeugschleifmaschinen der Ulmer Werkzeugschleiftechnik sollen die sicherheitsgerichteten Funktionen ohne zusätzliche sichere Steuerung ausgeführt werden. Mit der Safety-Bridge-Technologie von Phoenix Contact steht eine flexibel konfigurier- und einfach handhabbare Lösung zur Verfügung, die diese und weitere Anforderungen erfüllt.

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Schleifen ist in der Industrie ein wichtiger Arbeitsschritt. Es muss zuverlässig, präzise - und mit der richtigen Sicherheitsstrategie erfolgen.
Schleifen ist in der Industrie ein wichtiger Arbeitsschritt. Es muss zuverlässig, präzise - und mit der richtigen Sicherheitsstrategie erfolgen.
(Bild: Phoenix Contact)

Ulmer Werkzeugschleiftechnik entwickelt und fertigt Schleifmaschinen, mit denen sich Präzisionswerkzeuge herstellen lassen. Das seit 1999 in Ulm-Einsingen ansässige Unternehmen, das aus der 1859 gegründeten Firma J.E. Reinecker hervorgegangen ist, hat sich seit vielen Jahren auf leistungsfähige Mehrachs-Werkzeug- und Rundschleifmaschinen spezialisiert. Die Maschinen der Typen WZS (Werkzeugschleifmaschine), RS (Rundschleifmaschine) und SF (Endbearbeitungsmaschine) werden unter einem Dach konstruiert, gefertigt, zusammengebaut und in Betrieb genommen. Die Produktion von Fertigteilen und die Montage der Maschinen übernimmt dabei das Schwesterunternehmen Ulmer Maschinenteile. Neueste CAD-Technologien und CNC-Maschinen kommen zum Einsatz, um schnell marktgerechte Lösungen zu realisieren. Der Service und anwendungstechnische Support werden ebenfalls direkt von Ulm-Einsingen aus durch die 55 Mitarbeiter geleistet. Nationale und internationale Vertriebsbüros sorgen für eine große Nähe zu den Kunden.

Das Hochgeschwindigkeits-Schälschleifen ist durch die Verwendung von 5 mm breiten super abrasiven Scheiben charakterisiert, deren Schnittgeschwindigkeit bis zu 140 m/s beträgt. Das Werkstück wird in der Regel zwischen Spitzen gespannt, sodass die gesamte Länge in einer Aufspannung im Konturzugverfahren bearbeitet werden kann. Weitere Vorteile des Verfahrens liegen in den hohen Abtragsleistungen bei minimalen Taktzeiten, dem geringen Scheibenverschleiß und der großen Flexibilität bei der Erstellung der Geometrien mit einer Standard-Scheibenform.

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Nicht-sichere und sichere Signale in der Standard-Steuerung sichtbar

In allen Maschinentypen wird die CNC-Steuerungsplattform der NUM AG genutzt. Daher suchten die Konstrukteure von Ulmer nach einem Konzept zur Umsetzung sicherheitsgerichteter Funktionen ohne zusätzliche Safety-Steuerung. Dabei sollten die Sicherheitssignale über das vorhandene Standard-CAN-Bussystem übertragen werden. Eine andere Anforderung war, dass sowohl die sicheren als auch die nicht-sicheren Signale in der Standard-Steuerung von NUM sichtbar sind.

Vor diesem Hintergrund bietet sich die Safety-Bridge-Technology (SBT) von Phoenix Contact an, die ihre Vorteile schon seit einigen Jahren in zahlreichen Applikationen unter Beweis gestellt hat. SBT erfüllt die höchsten Sicherheitsanforderungen der aktuellen Normen IEC 61508 Ed2, IEC 62061 und EN 13849-1. Da sie alle sicherheitsgerichteten Aufgaben ohne zentrale Safety-Steuerung gemäß der neuen Maschinenrichtlinie ausführen kann, eignet sich die Lösung insbesondere für Applikationen, in denen die netzwerkfähige Sicherheitstechnik von der zentralen spezialisierten Steuerung – wie der CNC-Steuerung von NUM – getrennt werden soll.

Flexible Konfiguration über das Safeconf-Tool

Die Safety-Bridge-Technologie wird zur Absicherung in allen Maschinentypen eingesetzt. Die SBT-Komponenten übernehmen hier sämtliche sicherheitsrelevanten Funktionen. Neben den typischen Not-Halt-Überwachungsfunktionen müssen Schutztüren sicher überwacht sowie ver- und entriegelt werden. Darüber hinaus sind Einricht- und Service-Funktionen sicher anzuwählen sowie Ladetüren zu überwachen.

Eine weitere Anforderung besteht in verschiedenen Freigaben für die Pneumatik und Hydraulik sowie Kühlmittel. Weil diese sicherheitsrelevanten Funktionen teilweise in zeitlichem oder zeitlich verzögertem Zusammenhang stehen, gestaltet sich die flexible Konfiguration über das Software-Tool Safeconf deutlich einfacher als eine hart verdrahtete Lösung mit Sicherheitsschalt-Komponenten. Für die zusätzliche potentialfreie Abschaltung der Versorgungsspannung der Servoantriebe, Hydraulik und Kühlmittel verwendet Ulmer ein dezentrales Ausgangsmodul mit eingebautem Sicherheitsrelais.

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