5 Grundprinzipien zum Schutz von Industriemaschinen

Maschinenschutz bleibt ein sehr wichtiger Aspekt der Automatisierung und Robotik in der Industrie sowie bei kommerziellen Anwendungen der Automatisierung. Maschinen müssen der ersten Regel der Robotik folgen, die Isaac Asimov vor fast 100 Jahren („Runaround“, 1942) aufgestellt hat:„Do No Harm“. Dieser Satz geht auf Hippokrates zurück, der im Jahr 245 n. Chr. einen Eid in der Medizin leistete. Durchdachtes Maschinendesign mit Unterstützung von Sensoren und Steuerungen verhindert, dass Maschinen und Roboter Menschen schaden, sowohl Bedienern als auch Gelegenheitsbesuchern, die sich der von einer Maschine ausgehenden Gefahr möglicherweise nicht bewusst sind. Wir haben Methoden zum Schutz des Menschen in fünf Schlüsselkategorien unterteilt, die hier vorgestellt werden.

1. Mechanische Schutzsysteme

Sicherheitsschutz für Robotergehäuse

Übersicht

Mechanische Schutzsysteme sind physische Barrieren, die den Zugang zu gefährlichen Maschinenteilen verhindern. Diese Barrieren können fest, beweglich oder verriegelt sein und sind für den Schutz der Arbeiter vor gefährlichen Maschinenelementen von entscheidender Bedeutung.

Arten von Schutzsystemen

• Feste Wachen :Fest mit der Maschine verbunden und nicht ohne Werkzeug abnehmbar. Sie sind so konzipiert, dass sie kontinuierlichen Schutz bieten. Sie können aus massivem Metall oder Netz bestehen oder aus durchsichtigen Kunststoffplatten bestehen, die auch „Zäune“ genannt werden
• Bewegliche Wachen :Diese können geöffnet oder entfernt werden, um den Zugang für Wartungs- oder Betriebszwecke zu ermöglichen, müssen jedoch während des Betriebs sicher geschlossen sein.
• Verriegelte Wachen :Diese Schutzvorrichtungen schalten die Maschine automatisch ab, wenn sie geöffnet werden, und stellen so sicher, dass Bediener bei laufender Maschine keinen Zugang zu gefährlichen Bereichen haben.

Allgemeine Anwendungen

• Fertigung :Feste Schutzvorrichtungen werden häufig an Maschinen wie Sägen und Pressen verwendet, um einen versehentlichen Kontakt mit beweglichen Teilen zu verhindern.
• Bauwesen :In Elektrowerkzeugen werden häufig bewegliche Schutzvorrichtungen eingesetzt, die einen sicheren Betrieb ermöglichen und gleichzeitig den Zugang für Einstellungen ermöglichen.
• Lebensmittelverarbeitung :In Fördersystemen werden häufig verriegelte Schutzvorrichtungen verwendet, um sicherzustellen, dass Bediener nicht in die sich bewegenden Geräte greifen können, während diese in Betrieb sind.

Beispiele für mechanische Schutzvorrichtungen in der Prozessindustrie

2. Notstopps (E-Stops)

Übersicht

Not-Aus-Systeme bieten eine schnelle Möglichkeit, den Maschinenbetrieb im Notfall anzuhalten. Diese Systeme sind von entscheidender Bedeutung, um Verletzungen vorzubeugen und Risiken bei unvorhergesehenen Ereignissen zu mindern. Sie bieten eine leicht zugängliche Methode, um die Bewegung einer Maschine sofort zu stoppen

Hauptfunktionen

• Standort :Not-Aus-Schalter sind strategisch rund um die Maschine platziert und für den Bediener leicht zugänglich. Sie können in Form eines Knopfes oder eines Drahtseils neben einer Maschine oder einem Förderband vorliegen.
• Redundante Systeme :Viele Maschinen verfügen über mehrere Not-Aus-Schalter, um sicherzustellen, dass im Notfall immer mindestens einer erreichbar ist. Auch die Kontakte im Inneren des Schalters sind mit Zwangssicherung redundant ausgelegt
• Ausfallsicheres Design :Not-Aus-Schalter sind so konzipiert, dass sie in einem sicheren Zustand versagen. Das bedeutet, dass sie bei einer Fehlfunktion die Maschine stoppen, anstatt ihr den Weiterbetrieb zu ermöglichen.

Allgemeine Anwendungen

• Produktionsanlagen :Not-Aus-Schalter werden häufig in Montagelinien und schweren Maschinen eingesetzt, um den Betrieb in Notfällen schnell zu stoppen.
• Materialtransport :In Förderanlagen können Not-Aus-Schalter Unfälle durch Staus oder Bedienfehler verhindern.
• Robotik :Not-Aus-Schalter sind in Umgebungen, in denen Roboter und Menschen in unmittelbarer Nähe arbeiten, unerlässlich, um bei Bedarf eine sofortige Unterbrechung der Roboterbewegung sicherzustellen.

3. Präsenzerkennungsgeräte (PSD)

Übersicht

Präsenzerkennungsgeräte werden verwendet, um die Anwesenheit von Personen in der Nähe gefährlicher Maschinen zu erkennen und entsprechende Maßnahmen zur Verbesserung der Sicherheit zu ergreifen. Diese Geräte nutzen verschiedene Technologien wie Infrarot-, Laser- und Mikrowellensensoren, um den Bereich um die Maschine herum zu überwachen.

Arten von PSDs

• Lichtvorhänge :Dies sind Sicherheitsvorrichtungen, die eine unsichtbare Barriere bilden; Wenn der Strahl unterbrochen wird, stoppt die Maschine.
• Laserscanner :Diese Geräte können eine 2D- oder 3D-Karte des Arbeitsbereichs erstellen, die Anwesenheit von Menschen erkennen und sicherstellen, dass Maschinen nur dann funktionieren, wenn dies sicher ist.
• Näherungssensoren :Diese erkennen die Anwesenheit von Bedienern oder Objekten in der Nähe der Maschine und können bei Bedarf Abschaltungen oder Verlangsamungen auslösen.

Allgemeine Anwendungen

• Automatisierte Fertigung :Lichtvorhänge werden häufig um Roboterarme herum eingesetzt, um zu verhindern, dass Bediener gefährliche Bereiche betreten.
• CNC-Maschinen und Abkantpressen :Eine Hauptanwendung von Sicherheitslichtvorhängen ist der Bereich vor und hinter einer Abkantpresse, um zu verhindern, dass die Presse schließt, während sich ein menschlicher Körperteil in der Nähe der Pressstelle befindet
• Textilindustrie :Laserscanner tragen dazu bei, dass sich Arbeiter nicht im Weg bewegender Maschinen befinden.
• Verpackung und Versand :Sicherheitslichtvorhänge (PSDs) werden häufig für Roboterpalettiersysteme verwendet, um Arbeiter vor der Roboterbewegung zu schützen. Eine weitere Möglichkeit zur Palettierabsicherung sind Sicherheits-Laserscanner (LIDARs). Näherungssensoren in Verpackungsmaschinen helfen, Verletzungen vorzubeugen, indem sie die Anwesenheit von Bedienern erkennen, bevor Maschinen oder Roboter in Betrieb genommen werden.

4. Sicherheitsverriegelungen

Übersicht

Sicherheitsverriegelungen sind Vorrichtungen, die den Betrieb von Maschinen unter unsicheren Bedingungen verhindern. Sie stellen sicher, dass Maschinen nur dann betrieben werden können, wenn bestimmte Sicherheitsbedingungen erfüllt sind, und verringern so das Unfallrisiko.

Arten von Verriegelungen

• Mechanische Verriegelungen :Den Betrieb physisch verhindern, wenn eine Schutzvorrichtung entfernt oder nicht richtig positioniert wird.
• Elektrische Verriegelungen :Verwenden Sie elektrische Signale, um den Betrieb von Maschinen zu verhindern, bis die Sicherheitskriterien erfüllt sind.
• Software-Verriegelungen :Verlassen Sie sich auf programmierte Sicherheitsprotokolle innerhalb der Maschinensteuerung, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.

Allgemeine Anwendungen

• Spritzguss :Verriegelungen verhindern den Betrieb der Maschine, wenn die Schutzvorrichtungen nicht vorhanden sind, und schützen so die Bediener beim Formwechsel.
• Robotik :Wird verwendet, um sicherzustellen, dass Roboter nicht arbeiten können, wenn nicht alle Sicherheitsbedingungen erfüllt sind, wie z. B. die richtige Platzierung im Arbeitsbereich.
• Pressebetrieb :Sicherheitsverriegelungen stellen sicher, dass Pressen nicht betrieben werden können, wenn sich der Bediener nicht richtig und sicher außerhalb der Gefahrenzone befindet.

5. Maschinenschutzsteuerungen