Safety Überwachung und Steuerung von Bremsen als Teil der funktionalen Sicherheit

Wenn allein Haltebremsen Vertikalachsen mit hohen Lasten sichern, stellen sich von der Konzeption bis zur Konstruktion anspruchsvolle Fragen.

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Die traditionelle Lösung einer sicheren Bremsenansteuerung gestaltet sich auf Grund neuer Sicherheitsnormen problematisch, weil die ausreichende Funktion der Motorbremse periodisch zu testen ist. Dazu kommt auch noch, dass die Einbettung der Testfunktion in die Standardsteuerung im Konflikt steht zu den Anforderungen der Sicherheitsnorm ISO 13849-1. Was ist zu tun? Die Antwort von Kollmorgen ist deshalb einfach, weil sie auf der antriebsbasierenden Sicherheitstechnik beruht – konkret in Form der Sicherheitsfunktion „Safe Brake Control“ mit integriertem Bremsentest.

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Die neue Servoumrichtergeneration AKD2G von Kollmorgen ist ein gutes Beispiel dafür, wie sich mit mehr Sicherheit ein Mehr im Maschinen- und Anlagenbau erreichen lässt. Die vor der Markteinführung stehenden Geräte werden mit Safe Brake Control (SBC) und Safe Brake Test (SBT) reglerseitig wichtige Sicherheitsfunktionen zur Verfügung stellen. Die Innovation, Sicherheitsfunktionen mit der im Antriebsmotor integrierten Haltebremse zu realisieren, setzt vor allem in Einsatzbereichen an, bei denen redundante, zweikanalige Sicherheitsbremsen zu kompliziert oder zu teuer sind. Und diese Einsatzgebiete werden nicht zuletzt durch kollaborierende Produktionen immer häufiger anzufinden sein. Der Mensch rückt dichter an die Fabrikautomation heran – sei es im Einrichtbetrieb, bei der Bestückung oder Wartungen. Solche Tätigkeiten mit einer engen Beziehung zwischen Mensch und Maschine sind nur dann möglich, wenn das Miteinander sicher ist.

Sichere Bremsenüberwachung

Welche Rückschlüsse lassen sich daraus für vertikale Lasten ziehen? Generell gilt, dass die im Antriebsmotor eingebaute Haltebremse so konzipiert sein muss, dass sie in der Lage ist, die vertikal auf eine Achse wirkende Last zu halten. Daraus folgen in der Umsetzung zwei Effekte: Ausreichende Dimensionierung der Haltebremse mit einem Drehmomentüberschuss von 30 Prozent zur Maximallast und eine sichere Erkennung von Fehler oder Verschleiß, die zu einem Unterschreiten des ermittelten Bremsmoments führen. Würde dieser Fall eintreten, ist der Schutz von Personen nicht mehr gewährleistet, weil das Risiko steigt, dass Lasten durchrutschen. Damit so ein Verschleiß sicher erkennbar ist, bringt Kollmorgen mit „Safe Brake Test“ eine wirksame Sicherheitsfunktion in die Antriebsregler der Reihe S700 sowie die 2017 auf den Markt kommende Reihe AKD2G.

Die Safety-Funktion „Safe Brake Test“ (SBT) hat die Aufgabe, die in den Servomotoren der Kollmorgen-Reihen AKM und AKM2G eingebauten Federkraftbremsen regelmäßig zu testen. Das sich aus der Applikation ableitende geforderte Bremsmoment wird in vorgegebenen Intervallen automatisch von der Sicherheitstechnik im Antriebsregler überprüft und die sicherheitsrelevante Funktion damit sichergestellt.

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