Sicherheitsmaßnahmen zur Achsinbetriebnahme

Zur Achsinbetriebnahme gehören:

Insbesondere die Kenntnis und Nutzung der NC‑Sicherheitsfunktionalitäten,
das Ergreifen der notwendigen Sicherheitsvorkehrungen sowie
die Einhaltung einer bestimmten Reihenfolge der Inbetriebnahmeschritte.

GEFAHR

Lebensgefahr oder Gefahr von schweren Verletzungen oder Sachschäden durch unbeabsichtigte Bewegungen einer Achse

Bei der Inbetriebnahme von Achsen kommt es zu einer Bewegung von diesen und der an ihnen gekoppelten Mechanik, wodurch eine Gefahr für den Menschen und die Gefahr einer Beschädigung der Maschine besteht. Die nachfolgenden Sicherheitsmaßnahmen geben Anhaltspunkte für eine sichere Inbetriebnahme. Die tatsächlich zu ergreifenden Maßnahmen hängen von der Achse und deren Umgebung ab.

Grundsätzlich gilt: „Führen Sie keine Aktion aus, deren Folge Sie nicht einschätzen können.“

Allgemeine Sicherheitsvorkehrungen

Informieren Sie sich über die Sicherheitshinweise und Inbetriebnahmeschritte Ihres Antriebs, wie z. B.: AX8000 und die NC-Sicherheitsfunktionalitäten und nutzen Sie diese.

Die Behandlung des Not-Aus-Falls gehört zu den wichtigsten und sicherheitsrelevantesten Situationen an einer Maschine. Aus diesem Grund wird üblicherweise nach allen logischen (logische Achsfreigaben) und softwaretechnischen Freigaben (SPS: Regler- und Vorschubfreigaben) ein weiterer Sicherheitskreis in Form von Hardware aufgebaut. Für die Reaktion und hardwaretechnische Implementation des Not-Aus existieren umfangreiche gesetzliche Vorschriften, auf die hier nur verwiesen wird.

Oftmals gibt es über diesen gesetzlichen Vorgaben noch Freiräume, wie z. B. NC-Achsen im Not‑Aus‑Fall in den Stillstand versetzt werden. Hierbei ist es teilweise aufgrund der mechanischen Eigenschaften einer Maschine nicht immer möglich, Achsen aus einer Bewegung heraus abrupt still zu setzen (z. B. bei einem Analog-Interface abrupt 0.0 Volt auszugeben). Somit werden häufig NC-Achsen in einer Not-Aus-Situation auf speziellen Bremsrampen heruntergefahren, bevor sie dann elektrisch und mechanisch festgesetzt werden.

Eine der ersten Maßnahmen bei der Inbetriebnahme einer Maschine ist es, den Not-Aus-Kreis zu testen. Zuerst beginnt man hierbei mit harmlosen Standardsituationen (Achsen befinden sich im Not-Aus Fall im Stillstand, allerdings muss hier besondere Aufmerksamkeit auf vertikal verfahrende Achsen verwendet werden) und steigert sich dann weiter zu komplizierteren Fällen (Achsen erst in langsamer dann schneller Fahrt).

Zu schnellen Test- und Inbetriebnahmezwecken ist es möglich, die logischen Achsfreigaben (Regler- und Vorschubfreigaben) sowie den Geschwindigkeitsoverride der Achsen aus der TwinCAT Entwicklungsumgebung über den Achse-Online-Dialog für die jeweilige Achse zu setzen*. Dies ist allerdings nur möglich, wenn sich das Achsinterface nicht im zyklischen Austausch mit der SPS befindet (Mapping zwischen NC- und SPS-Task). Andernfalls würde das einmalige Schreiben diese Information aus der Entwicklungsumgebung sofort wieder durch den zyklischen Datenaustausch überschrieben. Es sei aber an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass diese Vorgehensweise sehr gefährlich sein kann, weil hierdurch die üblichen Sicherheitsüberwachungs- und Eingriffsmöglichkeiten der SPS außer Kraft gesetzt werden. Deshalb kann diese Eigenschaft gefahrlos an einem Achsenteststand mit Endlosachsen benutzt werden.
*Für eine reale Maschine ist von dieser Möglichkeit dringend abzuraten.

Notwendige Voraussetzungen

Die nachfolgende Beschreibung gibt die Inbetriebnahme einer Achse in allen Schritten wieder. Es werden mehrere Achs-Typen und eine Reihe von unterschiedlichen Situationen abgedeckt. Jeder Schritt nennt alle vorzunehmenden Einstellungen, auch wenn diese mit den Einstellungen des vorhergehenden Schrittes identisch sind. In der Praxis werden bei einer Achse tatsächlich nur ein Teil der aufgelisteten (Teil-)schritte ausgeführt.

Bevor die eigentliche Inbetriebnahme beginnen kann, sind einige Vorarbeiten zu leisten:

Überprüfen Sie die Vollständigkeit und Richtigkeit aller elektrischen Verbindungen.
Alle Bestandteile der Achse (Encoder, Antrieb, Regler, SPS-Interface) müssen typenrichtig angelegt und mit den richtigen Ressourcen (SPS-Variablen, E/A-Hardware im Feldbus usw.) verbunden sein.
Die NC-Architektur muss nicht nur erzeugt, sondern auch in die Registry geschrieben werden und TwinCAT muss damit gestartet worden sein.

Sicherheitsvorkehrungen

Die folgenden Sicherheitsvorkehrungen müssen getroffen werden:

Sichern der Anlage gegen Betreten oder Hineingreifen: Die Maschine kann während der Inbetriebnahme unvorhersehbares Verhalten zeigen.
Isolieren Sie den Teil der Anlage, den Sie gerade bearbeiten. Was nicht benötigt wird, muss sicher stillgesetzt werden, da es stören oder ablenken kann.
Weisen Sie alle Personen in der Umgebung darauf hin, dass erhöhte Unfallgefahr besteht und sie den nötigen Abstand zur Maschine bewahren müssen.
Sorgen Sie dafür, dass Sie alleine im Gefahrenumfeld sind. Nur notwendige und eingewiesene sowie sachkundige Personen sollten im Bedarfsfall anwesend sein.

Reihenfolge

Da die einzelnen Schritte der Achs-Inbetriebnahme logisch aufeinander aufbauen, ist grundsätzlich eine bestimmte Reihenfolge einzuhalten. Diese Reihenfolge kann -abhängig von der jeweiligen Achs-Zusammensetzung- unterschiedlich sein, also von der Kombination von Encoder-, Regler- und Antrieb-Typ abhängen.