WO2009010511A1 - Verfahren zum schutz von personen bei ihrer arbeit an einer servopresse sowie servopresse mit personenschutzeinrichtung - Google Patents

Verfahren zum schutz von personen bei ihrer arbeit an einer servopresse sowie servopresse mit personenschutzeinrichtung Download PDF

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WO2009010511A1
WO2009010511A1 PCT/EP2008/059242 EP2008059242W WO2009010511A1 WO 2009010511 A1 WO2009010511 A1 WO 2009010511A1 EP 2008059242 W EP2008059242 W EP 2008059242W WO 2009010511 A1 WO2009010511 A1 WO 2009010511A1
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servo press
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holding brake
servo
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Georg KÖNIG
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Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/08—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body in connection with the locking of doors, covers, guards, or like members giving access to moving machine parts
    • F16P3/10—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body in connection with the locking of doors, covers, guards, or like members giving access to moving machine parts in which the operation of locking the door or other member causes the machine to start

Definitions

  • the invention relates to a method for protecting persons during their work on an electrically driven servo press, wherein a danger zone of the servo press is secured by means of a structural protective device surrounding it with a lockable access possibility for persons.
  • the invention further relates to a servo press with a personal protection device, the servo press comprising a press ram, an electric motor for driving the press ram, an electric drive for feeding the electric motor on the basis of a predefined desired drive value and a structural protection device surrounding the servo press with a lockable access possibility Securing a danger zone of the servo press has.
  • a service brake is dispensed with. Instead, a holding brake is used, and the operator of the press is separated by a protective fence from the danger area of the press.
  • the service brake is technically designed to be able to decelerate the servo press during operation
  • the holding brake is essentially designed to be able to hold the press jerk as a "suspended load" or at comparatively very low shock speeds, eg in the region of 30 mm / s to 50 mm / s, therefore the service brake is considerably more voluminous, heavier and more expensive compared to the holding brake.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a method for protecting people in their work on an electrically driven servo press with holding brake, the person security in a mode with access to the
  • the invention encompasses the following aspects:
  • the danger zone of the press, in machine feed modes, is provided by a safety fence and accessibility with a release device, such as e.g. secured by a mechanical locking of a guard.
  • a holding brake which can brake the mass of the press pusher as a suspended load of the servo press and a certain kinetic energy of the buffing ice.
  • unbalanced press weight is meant that weight which, in the case of a release from an eccentric disk driving the press butt, such as, for example, the press bump. in the event of a breakage in the impact pad. In this case, a corresponding weight compensation of the press pusher, which would make it easier, so to speak, no longer works.
  • the maximum permissible speed is assumed to be a speed that is slightly greater than a set-up speed for manual setup of the press.
  • the servo press is provided for a loading ⁇ diener that it can process in a set-up for example by means of the control keys Pressenindustrialel manually.
  • this setup speed is less than 50 mm / s, such as 30 mm / s. It is thus compared to the operating speed of up to several meters per second only a fraction of it.
  • the sum of potential and kinetic energy is usually added to a safety margin, such as in the amount of 50%.
  • a safety margin such as in the amount of 50%.
  • a test for correct functioning takes place on said request for entry into the danger area.
  • the shock rate is monitored for an allowable value. If it is exceeded, a torque release is carried out in accordance with the following section and the plunger is brought to a standstill by the holding brake.
  • the holding brake is capable of holding or braking a defined kinetic energy of the press bump and the bump itself.
  • An additional energy which was delivered to the ram via a possible moment of the drive or motor, was to overload the holding brake in terms of power and energy.
  • the greatest possible degree of safety eg category 4 in accordance with DIN EN 954 is required to enable the torque to be released for the drive.
  • the inventive area protection dene modes of operation of the press are different possible such as a brieflyli ⁇ cher production mode or a setup mode. Furthermore, it represents a mechanical protection of a person with respect to the potential danger spot. According to a variant of the method, the electric drive is released in a negative holding brake test. As a result, a continued operation of the servo press is effectively prevented.
  • the shock speed of the press pusher is monitored to a maximum permissible speed for the set-up operation. It is at exceeding the Stoßelgeschwmdtechnik then the drive frge ⁇ switches and the holding brake is controlled to decelerate the press pusher.
  • an end position of the press pusher is approached for testing the holding brake.
  • this end position is the top dead center of the pressed over an eccentric press pusher.
  • the press ram is free at the lower end of the press nip in order to be able to insert new workpieces there by the operator.
  • the end position can be achieved, for example, by a reduced drive setpoint or braking setpoint for the drive. It can be output as drive setpoint for this case, the value "0", so that the servo press expires, which can be selectively braked toward the end of the expiry, to reach the end position.
  • a rotary encoder or position sensor connected to the press ram or to the drive is evaluated.
  • a reduced drive test setpoint for starting the press pusher against the holding brake is now activated.
  • drive test setpoint is meant that only a relatively small driving force or a relatively small drive torque is applied by the drive via the at least one electric motor, wherein the resulting force or the resulting torque is such that the braking force of the (proper) holding brake not can be overcome.
  • It is now monitored a current Stoßelposition and unlocked when changing the Stoßelposition the drive. In other words, we detected a no longer adequate braking or holding force of the brake at a Ver ⁇ change of Stoßelposition. Em safe operation of the servo press is no longer guaranteed in such a case.
  • the object of the invention is achieved by a servo press with personal protection device corresponding to the method according to the invention.
  • the erfmdungsgespecializede servo press has a Pressenurbanel, an electric motor for driving the Pressenurbanels, an electric drive for feeding the electric motor value based on a predetermined Ant ⁇ ebssoll- and a servo press surrounding structural protective ⁇ device having a lockable regardssmogzier for safeguarding a hazardous area, the servo press.
  • an electric motor can also several, in particular parallel electric motors are used to drive.
  • the electric motor can be connected, for example via a mechanical Ge ⁇ gear with an eccentric disc, via which the press pusher is driven. Alternatively, it may be in the electric motor is a linear motor which the Pressenurbanel repeated upward and downward ver ⁇ ride.
  • a holding brake which is designed to brake the mass of the press pusher plus a ki ⁇ netic energy of the press pusher.
  • a brake test device for testing the holding brake is available on request for entry into the danger zone.
  • the servo press has a torque release for disconnecting the electric drive and a monitoring device for monitoring a bump speed for exceeding an admissible speed and for activating the torque release and the holding brake if the permitted speed is exceeded when the access option is enabled.
  • the maximum permissible speed is related to a reduced set-up speed with the access option enabled, in particular to a speed for setup work on the servo press.
  • the torque release is realized via a first and second shutdown path in the drive.
  • the double shutdown path prevents the drive from continuing to run if one of the two shutdown paths fails and can not be stopped.
  • the two shutdown paths can already be integrated in an electric drive, in particular in a converter.
  • a converter can be, for example, a converter of the type SINAMICS from the company Siemens, which already has the SI category 3 according to the European standard DIN EN 954.
  • the torque release for disconnecting the electric drive is additionally realized via a motor protection as a third disconnecting path for disconnecting the electric drive from a power supply.
  • the brake test device has means for approaching an end position of the press pusher on request for entry into the danger area, means for controlling the holding brake, means for connecting a drive test setpoint, means for detecting the impact position of the press pusher and means for controlling the torque release, if a change in the impact position is detectable when the drive is switched on.
  • the brake tester has means for mounting a motor current. If, contrary to expectations, no motor current can be detected, the triggering of the torque release takes place.
  • the motor current detection is typically carried out by means of a so-called current transformer or motor current transformer.
  • the torque release for disconnecting the electric drive has a security level of at least category 4 according to the standard DIN EN 954. Characterized an extremely high Si ⁇ eherheitshack is satisfied in terms of personal safety.
  • the detection of a press jerk position and / or the detection of the state of the release device takes place at least two channels.
  • an electronic controller in particular in a fail-safe electronic controller with two-channel inputs and outputs.
  • a control can be a PLC (for memory programmable control) of the type SIMATIC from Siemens.
  • PLC for memory programmable control
  • F-CPU for fail-safe operation, for which the PLC may have two or more CPUs.
  • FIG. 1 shows a servo press with a personal protection device according to the prior art
  • FIG. 2 shows, by way of example, a sequence for the access of a person
  • FIG 5 shows a schematic representation of the sub-aspect "holding brake”
  • FIG 6 is a schematic representation of the partial aspect
  • the servo press 1 shows a servo press 1 with a Popetikein ⁇ direction according to the prior art.
  • the servo press 1 shown is shown only schematically. It has an electric motor 3 for driving a press pusher 2.
  • the movement of the press pusher 2 is indicated by an arrow up and un ⁇ th.
  • the reference numeral 6 denotes a danger ⁇ range of the servo press 1. In particular, this area is the area below the press stem feed of the press pusher 2.
  • the reference numeral 10 shows a rotary encoder which, by way of example, is in connection with the electric motor 3 for detecting the rotational movement.
  • the rotary encoder 10 may be connected to a mechanical gear arranged between the electric motor 3 and the press pusher 2 or an eccentric disk arranged there.
  • the entire servo press 1 is separated from a protective fence 5 for the protection of persons against the enclosed danger area 6.
  • a closable guard 7 is provided as a gateway, symbolized by a lock.
  • the access option may alternatively be a gate, a turnstile, a barrier or the like.
  • the servo press 1 can be switched off, for example, via an externally accessible emergency-off switch 8, and the protective door 7 can be unlocked.
  • an electric drive 4 is switched off for the electrical supply of the electric motor 3.
  • NL is an associated emergency stop connection line, which connects the emergency stop switch 8 to the electric drive 4, respectively.
  • ⁇ br/> ⁇ br/> B denotes an exemplary communication bus via which the drive control unit 9 can transmit, inter alia, a drive setpoint to the electric drive 4.
  • the drive control unit 9 detects the control and for controlling the electric drive 4 also transmitted via the encoder signal line DL encoder signals.
  • step S1 a request for entry into the danger area 6 of the servo press 1 is requested. If there is a request, then in the subsequent step S2 for approaching an end position of the press pusher 2 of the servo press 1, a drive setpoint value is set to the value "0". In other words, the servo press 1 runs until this end position is reached. Optionally or alternatively, the drive setpoint may be negative to selectively decelerate the press pusher 2 until reaching this end position. In step S3, a query is made as to whether this end position has been reached.
  • step S5 a holding brake for holding the servo press is switched on in the following step S4. Subsequently, in step S5, the holding brake is tested when the drive test setpoint is applied.
  • the drive test setpoint is designed so that a driving torque characterized felicitgeru ⁇ Fenes a brake acting braking torque of the holding can not overcome.
  • step S6 it is checked in step S6 whether the current impact position has changed. If this is not the case, a secure torque release and access authorization of an operator to the servo press takes place. The end of the sequence is designated by step S10. If, on the other hand, the impact position has changed, then a branch is made to a step S8 and, in turn, a secure torque release is effected.
  • gegebe ⁇ appropriate, an error is output to indicate an operator or Uber- wachungspersonal that the servo press for Em-straightening work can no longer be made accessible.
  • T0 denotes a start step of the sequence of operations.
  • a reduced speed is specified. This can be, for example, a reduced set-up pusher speed intended for set-up operation. speed values in a range of 30 mm / s to 50 mm / s.
  • the Stoßelgeschwindig ⁇ ness vS is reliably detected. The value detected therefor is compared in step T3 with a maximum permissible speed value vMax.
  • vMax is dimensioned such that the holding brake can still reliably decelerate the press pusher before the press pusher can reach its bottom dead center.
  • Stoßelgeschwmdtechnik vS is less than this additional maximum speed vMax, is branched back to step T2. Otherwise he ⁇ follows in step T4 a secure torque enable. In other words, the electric drive for the servo press is released before, due to a technical error, the shocking speed vS can increase such that safe braking of the press jerk by means of the holding brake is no longer possible.
  • the holding brake is reliably actuated, thereby bringing the press pusher safely to a standstill.
  • T7 denotes the end of the sequence according to FIG.
  • a protective door 7 is provided as an access option for securing the danger zone 6.
  • the guard 7 is part of a surrounding the servo press 1 structural protection device 5.
  • the protective device 5 may be, for example, a fence or a wall.
  • the guard 7 has a tumbler 14 for locking this. This guard locking 14 can be released via a controller 11, in particular via a fail-safe controller.
  • the reference character FL designates an enable line
  • FR designates a release acknowledge line.
  • the controller 11 shown in the example of FIG 4 is designed to safely run the functionality of the release device shown.
  • the controller 11 has preferably redundant, ie two-channel, executed Signalein ⁇ gange and / or signal outputs on.
  • the tumbler 14 can be released for opening of the Schutztur 7 after Auffor ⁇ alteration for access to the danger zone 6 via printing of the switch or button 8 shown.
  • AL a request line AL is indicated, via which the control ⁇ tion 11 a request for access is signaled.
  • a release line FR the controller 11 is reported back that the guard 7 is safely released.
  • the release device shown preferably fulfills category 3 of the safety standard according to the standard DIN EN 954.
  • the holding brake 12 shown acts, for example, directly for braking or for holding the electric motor 3. It may alternatively be connected to a mechanical gear or to an eccentric disk of the servo press 1.
  • the activation of the holding brake 12 takes place by means of the control 11 via two brake activation lines BL.
  • BR is a corresponding Bremsruckmelde effet designated.
  • the controller 11 outputs a drive test ⁇ target value TM via the communication bus B to the electric drive 4. This converts the drive test setpoint TM into a corresponding, for example three-phase, motor current for feeding the downstream electric motor 3.
  • a not further designated current transformer is provided.
  • WL designates a corresponding transducer lead, which is fed back to the controller 11.
  • the controller 11 outputs a corresponding error message.
  • the controller 11 further checks whether the current position of the press bump 2 has changed. This is done via a two-channel In the example of the present FIG. 5, the associated rotary encoder lines DL are looped through to the controller 11 by the electric drive 4 and furthermore by the drive control device 9.
  • the reference numeral 13 denotes a motor protection, via which the motor lines ML for feeding the electric motor 3 can be separated.
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of the partial aspect "monitoring of the kinetic energy".
  • the encoder signals via the two encoder signal lines DL two channels are detected by the controller 11.
  • the controller 11 can have a safety-related software module which continuously calculates a corresponding impact torque of the press pusher 2 by calculation.
  • the rotary encoder 10 is here a two-channel analog rotary encoder.
  • the electric drive 4 is preferably a drive which already satisfies the security requirement of category 3, such as e.g. a converter of the SINAMICS type from Siemens.
  • the motor protection 13 is additionally provided as the third shutdown path. This can likewise be controlled by the controller 11 via two protection drive lines SL, ie once again in two channels.
  • a corresponding protective pressure signaling line SR signals to the controller 11 that the contacts of the motor protection for interrupting the motor Electricity has been opened. Typically, this is done via a forced guided auxiliary contact of the motor protection 13.
  • the shown torque release according to the category 4 allows a torque release at an extremely high level of security. As a result, setup work for operators on such a servo press 1 are possible without further requirements.
  • FIG 8 shows a schematic representation of the overall concept for a personal protection means for Ar- WORK ON of a servo press 1 Em large part of the safety and monitoring functions ⁇ is then taken over by the designed for a fail-safe mode controller. 11

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Schutz von Personen bei ihrer Arbeit an einer elektrisch angetriebenen Servopresse (1), wobei ein Gefahrenbereich (6) der Servopresse (1) mittels einer diese umgebenden baulichen Schutzvorrichtung (5) mit einer verriegelbaren Zugangsmöglichkeit (7) absichert ist und wobei eine Haltebremse (8) für die Servopresse (1) vorgesehen ist, welche zum Abbremsen eines Pressenstössels (2) plus einer kinetischen Energie des Pressenstössels (2) für einen manuellen Einrichtbetrieb ausgelegt ist. Es wird eine Anforderung zum Eintritt in den Gefahrenbereich (6) abgefragt und dann die Haltebremse (12) auf ihre Funktion getestet. Bei einem positiven Haltebremsentest wird die Zugangsmöglichkeit (7) freigegeben.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Schutz von Personen bei ihrer Arbeit an einer Servopresse sowie Servopresse mit Personenschutzeinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz von Personen bei ihrer Arbeit an einer elektrisch angetriebenen Servopresse, wobei ein Gefahrenbereich der Servopresse mittels einer diese umgebenden baulichen Schutzvorrichtung mit einer ver- riegelbaren Zugangsmoglichkeit für Personen absichert ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Servopresse mit Personenschutzeinrichtung, wobei die Servopresse einen Pressensto- ßel, einen Elektromotor zum Antreiben des Pressenstoßels, ei- nen elektrischen Antrieb zum Speisen des Elektromotors auf Basis eines vorgegebenen Antriebssollwertes sowie eine die Servopresse umgebende bauliche Schutzvorrichtung mit einer verriegelbaren Zugangsmoglichkeit zur Absicherung eines Gefahrenbereichs der Servopresse aufweist.
Aus ökonomischer Sicht wird bei bekannten Servopressen, die nicht von Hand einer Person bestuckt werden, sondern bei denen die Zufuhr maschinell geschieht, auf eine Betriebsbremse verzichtet. Stattdessen wird eine Haltebremse verwendet, und der Bediener der Presse wird durch einen Schutzzaun vom Gefahrenbereich der Presse getrennt. Wahrend die Betriebsbremse technisch dazu ausgelegt ist, die Servopresse im laufenden Betrieb abbremsen zu können, ist die Haltebremse im Wesentlichen dazu ausgelegt, den Pressenstoßel als „schwebende Last" halten zu können bzw. diesen bei vergleichsweise sehr kleinen Stoßelgeschwindigkeiten, wie z.B. im Bereich von 30 mm/s bis 50 mm/s, abbremsen und halten zu können. Die Betriebsbremse ist folglich im Vergleich zu der Haltebremse erheblich voluminöser, schwerer und teuerer.
Hierbei stellt sich das Problem, bei Betriebsarten, die einen Zugang zur Presse erfordern (z.B. beim Einrichtbetrieb), die Personensicherheit weiterhin zu gewahrleisten. Dies kann durch den Schutzzaun natürlich dann nicht mehr sichergestellt werden, wenn die Person sich in den Gefahrenbereich begibt. Hierfür sind dann alternative Sicherungsmaßnahmen erforderlich. Ein gefahrloser Betrieb einer Servopresse mit Halte- bremse und offenem Schutzbereich ist derzeit nicht möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schutz von Personen bei ihrer Arbeit an einer elektrisch angetriebenen Servopresse mit Haltebremse anzugeben, wobei die Personensicherheit bei einer Betriebsart mit Zugang zur
Presse, insbesondere bei einem Einrichtbetrieb, weiterhin gewahrleistet ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine geeignete Servopresse mit Personenschutz anzugeben.
Die Aufgabe wird für das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelost. In den abhangigen Ansprüchen sind 2 bis 4 sind vorteilhafte Verfahrensvarianten angegeben.
Die Aufgabe wird für die Servopresse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelost. Vorteilhafte Ausfuhrungsformen sind in den abhangigen Patentansprüchen 6 bis 13 angegeben.
Die Erfindung umfasst dabei folgende Aspekte:
BereichsabSicherung :
Der Gefahrenbereich der Presse wird, bei Betriebsarten mit maschineller Beschickung, durch einen Schutzzaun und einer Zugangsmoglichkeit mit einer Freigabeeinrichtung, wie z.B. durch eine mechanische Verriegelung einer Schutztur, abgesichert .
Bei Betriebsarten mit Zugang des Bedieners zur Presse, wie z.B. in einem Einrichtbetrieb, erfolgt ein Test der Halte¬ bremse auf Anforderung auf Eintritt in den Gefahrenbereich der Presse. Nach positivem Test wird z.B. eine Zuhaltung der Schutztur, freigegeben.
Haltebremse :
Es wird anstelle einer aufwandigen Betriebsbremse eine Halte- bremse vorgesehen, welche die Masse des Pressenstoßels als hangende Last der Servopresse und eine bestimmte kinetische Energie des Stoßeis bremsen kann.
Die kinetische Energie des Pressenstoßels wird hierbei uber- wacht (siehe folgender Abschnitt) . Für die aufzunehmende
Energie wird vorzugsweise die maximale potentielle Energie des gewichtsmaßig unausgeglichenen Pressenstoßels in seiner oberen Endlage angenommen. Mit unausgeglichenem Pressensto- ßelgewicht ist dasjenige Gewicht gemeint, welches der Pres- senstoßel bei einer Loslosung aus einer den Pressenstoßel antreibenden Exzenterscheibe, wie z.B. bei einem Bruch der Sto- ßelaufhangung, aufweist. In diesem Fall wirkt eine entsprechende Gewichtskompensation des Pressenstoßels, welche diesen sozusagen leichter machen wurde, nicht mehr.
Zu der potentiellen Energie kommt eine gewisse kinetische Energie dazu, welche der sich bewegende Pressenstoßel samt vorgeschaltetem Antriebs- und Getriebestrang bei einer be¬ stimmten Geschwindigkeit aufweist. Vorzugsweise wird als ma- ximal zulassige Geschwindigkeit eine Geschwindigkeit angenommen, die etwas großer ist als eine Einrichtgeschwindigkeit zum manuellen Einrichten der Presse. Hierzu ist für einen Be¬ diener der Servopresse vorgesehen, dass er in einem Einrichtbetrieb z.B. mittels Steuertasten den Pressenstoßel manuell verfahren kann. Typischerweise liegt diese Einrichtgeschwindigkeit bei weniger als 50 mm/s, wie z.B. bei 30 mm/s. Sie betragt somit im Vergleich zur Betriebsgeschwindigkeit mit bis zu mehreren Metern pro Sekunde nur einen Bruchteil davon.
Auf die Summe aus potentieller und kinetischer Energie kommt üblicherweise ein Sicherheitszuschlag dazu, wie z.B. in Hohe von 50%. Hinsichtlich der Bremskraft erfolgt die Auslegung der Haltebremse derart, dass der Pressenstoßel unter allen Umstanden in einem Fehlerfall seinen unteren Totpunkt nicht erreicht. Unter Umstanden konnte sich dort der Bediener der Servopresse Verletzungen wie Fingerquetschungen zuziehen.
Ein Test auf korrekte Funktionsweise findet auf genannte Anforderung auf Eintritt in den Gefahrenbereich statt.
Überwachung der kinetischen Energie des Pressenstoßels :
Um die kinetische Energie des Pressenstoßels bei Betriebsarten mit Zugang zur Presse auf einen maximalen Wert zu überwachen, wird die Stoßelgeschwmdigkeit auf einen zulassigen Wert überwacht. Bei einer Überschreitung wird gemäß folgendem Abschnitt eine Momentenfreischaltung durchgeführt und der Stößel durch die Haltebremse zum Stillstand gebracht.
Momentenfreischaltung :
Die Haltebremse ist, wie zuvor beschrieben, in der Lage, eine definierte kinetische Energie des Pressenstoßels und die Stoßelmasse selbst zu halten bzw. zu bremsen. Eine zusätzliche Energie, die über ein eventuelles Moment des Antriebes bzw. Motors an den Stößel abgegeben wurde, wurde die Haltebremse krafte- und energiemaßig überlasten. Deshalb ist zum Errei- chen ein größtmögliches Maß an Sicherheit (z.B. Kategorie 4 nach DIN EN 954) für eine Momentenfreischaltung des Antriebs erforderlich.
Erfmdungsgemaß ist nun eine Haltebremse für die Servopresse vorgesehen, welche zum Abbremsen eines Pressenstoßels plus einer kinetischen Energie des Pressenstoßels bei einem manu¬ ellen Einrichtbetrieb ausgelegt ist. Es wird eine Anforderung zum Eintritt in den Gefahrenbereich abgefragt, wobei die Haltebremse auf ihre Funktion getestet wird, und wobei die Zu- gangsmoglichkeit bei einem positiven Haltebremsentest freige¬ geben wird. Mit anderen Worten wird der Gefahrenbereich für einen Bediener der Servopresse erst dann freigegeben, wenn die Funkti- onsfahigkeit der Haltebremse gewährleistet ist. Dadurch kann ein Bediener Einrichtarbeiten direkt im Gefahrenbereich der Servopresse vornehmen. Durch die Lehre der vorliegenden Erfindung kann zudem eine ökonomische Haltebremse anstatt einer aufwandigen und teueren Betriebsbremse verwendet werden.
Durch die erfindungsgemaße Bereichsabsicherung sind verschie- dene Betriebsmodi der Presse möglich, wie z.B. ein betriebli¬ cher Produktionsmodus oder ein Einrichtbetrieb. Weiterhin stellt sie eine mechanische Absicherung einer Person in Bezug auf die potentielle Gefahrenstelle dar. Nach einer Verfahrensvariante wird der elektrische Antrieb bei einem negativen Haltebremsentest freigeschaltet . Dadurch wird vorteilhaft ein Weiterbetrieb der Servopresse wirksam unterbunden.
Nach einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante wird nach Freigabe der Zugangsmoglichkeit die Stoßelgeschwmdig- keit des Pressenstoßels auf eine für den Einrichtbetrieb maximale zulassige Geschwindigkeit überwacht. Es wird bei Überschreitung der Stoßelgeschwmdigkeit dann der Antrieb freige¬ schaltet und die Haltebremse zum Abbremsen des Pressenstoßels angesteuert .
Durch die nach Freigabe der Zugangsmoglichkeit standige Überwachung der Stoßelgeschwmdigkeit wird der Fehlerfall über¬ wacht, dass der Antrieb für den Einrichtbetrieb, aus welchen Gründen auch immer, einen überhöhten Antriebssollwert erhalt. Die damit verbundene Zunahme der Stoßelgeschwindigkeit wurde dazu fuhren, dass ein rechtzeitiges Abbremsen des Pressensto¬ ßels durch die hierfür nicht ausgelegte Haltebremse nicht mehr rechtzeitig bzw. überhaupt nicht mehr möglich ist.
Einer weiteren Verfahrensvariante zur Folge wird zum Testen der Haltebremse eine Endstellung des Pressenstoßels angefahren. Vorzugsweise ist diese Endstellung der obere Totpunkt des über einen Exzenter angetriebenen Pressenstoßels. In die- ser Position ist der Pressenstempel am unteren Ende des Pres- senstoßels frei, um dort gegebenenfalls neue Werkstucke durch den Bediener einlegen zu können. Die Endstellung kann z.B. durch einen reduzierten Antriebssollwert bzw. Bremssollwert für den Antrieb erreicht werden. Es kann als Antriebssollwert für diesen Fall auch der Wert "0" ausgegeben werden, so dass die Servopresse auslauft, wobei gegen Ende des Auslaufens gezielt abgebremst werden kann, um die Endstellung zu erreichen. Zur Erfassung der Endstellung wird ein mit dem Pressen- Stößel bzw. mit dem Antrieb verbundener Drehgeber bzw. Positionsgeber ausgewertet.
Es wird nun ein reduzierter Antriebstestsollwert zum Anfahren des Pressenstoßels gegen die Haltebremse aufgeschaltet . Mit Antriebstestsollwert ist gemeint, dass nur eine vergleichsweise kleine Antriebskraft bzw. ein vergleichsweise kleines Antriebsdrehmoment durch den Antrieb über den zumindest einen Elektromotor aufgebracht wird, wobei die resultierende Kraft bzw. das resultierende Drehmoment derart bemessen ist, dass die Bremskraft der (ordnungsgemäßen) Haltebremse nicht überwunden werden kann. Es wird nun eine aktuelle Stoßelposition überwacht und bei einer Veränderung der Stoßelposition der Antrieb freigeschaltet. Mit anderen Worten wir bei einer Ver¬ änderung der Stoßelposition eine nicht mehr ausreichende Brems- bzw. Haltekraft der Haltebremse erkannt. Em sicherer Betrieb der Servopresse ist in einem solchen Fall nicht mehr gewährleistet .
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine zum erfmdungsgema- ßen Verfahren korrespondierende Servopresse mit Personenschutzeinrichtung gelost. Die erfmdungsgemaße Servopresse weist einen Pressenstoßel, einen Elektromotor zum Antreiben des Pressenstoßels, einen elektrischen Antrieb zum Speisen des Elektromotors auf Basis eines vorgegebenen Antπebssoll- wertes sowie eine die Servopresse umgebende bauliche Schutz¬ vorrichtung mit einer verriegelbaren Zugangsmoglichkeit zur Absicherung eines Gefahrenbereichs der Servopresse auf. Anstelle eines Elektromotors können auch mehrere, insbesondere parallel geschaltete Elektromotoren zum Antrieb verwendet werden. Der Elektromotor kann z.B. über ein mechanisches Ge¬ triebe mit einer Exzenterscheibe verbunden sein, über welche der Pressenstoßel angetrieben wird. Alternativ kann es sich bei dem Elektromotor um einen Linearmotor handeln, welcher den Pressenstoßel wiederholt nach oben und nach unten ver¬ fahrt.
Es ist in kennzeichnender Weise eine Haltebremse vorgesehen, die zum Abbremsen der Masse des Pressenstoßels plus einer ki¬ netischen Energie des Pressenstoßels ausgelegt ist. Weiterhin ist eine Bremsentestemrichtung zum Testen der Haltebremse auf Anforderung zum Eintritt in den Gefahrenbereich vorhanden. Es ist weiterhin eine Freigabeeinrichtung zum Freigeben der Zugangsmoglichkeit bei einem positiven Haltebremsentest vorhanden. Schließlich weist die Servopresse eine Momenten- freischaltung zum Freischalten des elektrischen Antriebs und eine Uberwachungseinπchtung zur Überwachung einer Stoßelge- schwindigkeit auf Überschreitung einer zulassigen Geschwin- digkeit und zum Ansteuern der Momentenfreischaltung und der Haltebremse auf, falls bei freigegebener Zugangsmoglichkeit die zulassige Geschwindigkeit überschritten wird.
Nach einer Ausfuhrungsform ist die maximal zulassige Ge- schwindigkeit auf eine reduzierte Einrichtgeschwindigkeit bei freigegebener Zugangsmoglichkeit bezogen, insbesondere auf eine Geschwindigkeit für Einrichtarbeiten an der Servopresse.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausfuhrungsform ist die Momentenfreischaltung über einen ersten und zweiten Abschalt- pfad im Antrieb realisiert. Durch den doppelten Abschaltpfad wird verhindert, dass bei Ausfall eines der beiden Abschaltpfade der Antrieb weiterlauft und nicht gestoppt werden kann. Die beiden Abschaltpfade können bereits in einem elektrischen Antrieb, insbesondere in einen Umrichter, integriert sein. Em derartiger Umrichter kann z.B. ein Umrichter des Typs SINAMICS von der Firma Siemens sein, welcher bereits die Si- cherheitsstufe der Kategorie 3 gemäß der europaischen Norm DIN EN 954 erfüllt.
Um eine Sicherheitsstufe der Kategorie 4 für einen noch si- chereren Betrieb zu erreichen, ist die Momentenfreischaltung zum Freischalten des elektrischen Antriebs zusatzlich über ein Motorschutz als dritten Abschaltpfad zur Abtrennung des elektrischen Antriebs von einer Energieversorgung realisiert.
Nach einer Ausfuhrungsform weist die Bremsentesteinrichtung Mittel zum Anfahren einer Endstellung des Pressenstoßels auf Anforderung zum Eintritt in den Gefahrenbereich, Mittel zum Ansteuerung der Haltebremse, Mittel zum Aufschalten eines Antriebstestsollwertes, Mittel zur Erfassung der Stoßelposition des Pressenstoßels und Mittel zur Ansteuerung der Momenten- freischaltung auf, falls eine Veränderung der Stoßelposition bei aufgeschaltetem Antrieb detektierbar ist.
Zur sicheren Erkennung, dass der Antrieb eingeschaltet und auch ein entsprechendes Antriebsdrehmoment zum Testen der
Haltebremse aufbringt, weist die Bremsentesteinrichtung Mittel zur Fassung eines Motorstroms auf. Ist wider Erwarten kein Motorstrom detektierbar, so erfolgt die Ansteuerung der Momentenfreischaltung . Die Motorstromerfassung erfolgt typi- scherweise mittels eines sogenannten Stromwandlers oder Motorstromwandlers .
Im Besonderen weist die Momentenfreischaltung zum Freischalten des elektrischen Antriebs eine Sicherheitsstufe mindes- tens der Kategorie 4 nach der Norm DIN EN 954 auf. Dadurch wird hinsichtlich des Personenschutzes ein extrem hohes Si¬ eherheitsmaß erfüllt.
Nach einer weiteren Ausfuhrungsform der Servopresse erfolgen die Erfassung einer Pressenstoßelposition und/oder die Erfassung des Zustands der Freigabeeinrichtung zumindest zweikana- lig. Schließlich sind zumindest Teile der Funktion der Bremsen- testemπchtung, der Freigabeeinrichtung, der Momentenfrei- schaltung und der Uberwachungsemπchtung in einer elektronischen Steuerung, insbesondere in einer fehlersicheren elek- tronischen Steuerung mit zweikanalig ausgeführten Ein- und Ausgangen, zusammengefasst . Eine solche Steuerung kann eine SPS (für Speicher programmierbare Steuerung) vom Typ SIMATIC der Fa. Siemens sein. Typischerweise weist eine derartige „SPS" eine sogenannte F-CPU für einen fehlersicheren Betrieb auf. Hierzu kann die SPS zwei oder mehrere CPUs aufweisen.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausfuhrungsformen der Erfindung sind nachfolgend am Beispiel von Figuren erläutert. Dabei zeigen:
FIG 1 eine Servopresse mit einer Personenschutzeinrichtung nach dem Stand der Technik, FIG 2 beispielhaft eine Ablauffolge für den Zugang eines
Bedieners zu einer Servopresse entsprechend dem er- fmdungsgemaßen Verfahren,
FIG 3 beispielhaft eine Ablauffolge zur fortlaufenden
Überwachung der Stoßelgeschwindigkeit entsprechend dem erfmdungsgemaßen Verfahren,
FIG 4 eine schematische Darstellung des Teilaspekts "Be- reichsabsicherung" ,
FIG 5 eine schematische Darstellung des Teilaspekts "Haltebremse", FIG 6 eine schematische Darstellung des Teilaspekts
"Überwachung der kinetischen Energie des Pressen- stoßeis",
FIG 7 eine schematische Darstellung des Teilaspekts "Mo¬ mentenfreischaltung" und FIG 8 eine schematische Darstellung des Gesamtkonzepts.
FIG 1 zeigt eine Servopresse 1 mit einer Personenschutzein¬ richtung nach dem Stand der Technik. Die gezeigte Servopresse 1 ist nur schematisch dargestellt. Sie weist einen Elektromotor 3 zum Antreiben eines Pressenstoßels 2 auf. Die Bewegung des Pressenstoßels 2 ist durch einen Pfeil nach oben und un¬ ten gekennzeichnet. Mit dem Bezugszeichen 6 ist ein Gefahren¬ bereich der Servopresse 1 bezeichnet. Insbesondere handelt es sich bei diesem Bereich um den Bereich unterhalb des Pressen- stempeis des Pressenstoßels 2. Mit dem Bezugszeichen 10 ist ein Drehgeber dargestellt, welcher beispielhaft in Verbindung mit dem Elektromotor 3 zur Erfassung der Drehbewegung steht. Alternativ kann der Drehgeber 10 mit einem zwischen dem Elektromotor 3 und dem Pressenstoßel 2 angeordneten mechani- sehen Getriebe bzw. einer dort angeordneten Exzenterscheibe verbunden sein. Mit DL ist eine entsprechende Drehgebersig- nalleitung bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen ML sind die Mo- torleitungen bezeichnet. Die gesamte Servopresse 1 ist von einem Schutzzaun 5 zur Absicherung von Personen gegenüber dem eingeschlossenen Gefahrenbereich 6 abgetrennt. Im Schutzzaun 5 ist eine verschließbare Schutztur 7 als Zugangsmoglichkeit vorgesehen, symbolisiert durch ein Schloss. Die Zugangsmoglichkeit kann alternativ ein Tor, ein Drehkreuz, eine Schranke oder ahnliches sein. Im Normalbetrieb der Servopresse 1, wie z.B. bei einer Fertigung, kann eine Person nicht in diesen Gefahrenbereich 6 gelangen. Um gegebenenfalls Einrichtarbeiten an der Servopresse 1 vornehmen zu können, kann die Servopresse 1 z.B. über einen von außen zuganglichen Not-Aus- Schalter 8 abgeschaltet und die Schutztur 7 aufgesperrt wer- den. Bei Betätigung des Not-Aus-Schalters 8 wird ein elektrischer Antrieb 4 zur elektrischen Speisung des Elektromotors 3 abgeschaltet. Mit NL ist eine zugehörige Not-Aus-Verbindungs- leitung, welche den Not-Aus-Schalter 8 mit dem elektrischen Antrieb 4 verbindet, bezeichnet. Zur Ansteuerung ist weiter- hin ein Antriebssteuergerat 9, insbesondere eine sogenannte „Motion Control", vorhanden. Mit B ist ein beispielhafter Kommunikationsbus bezeichnet, über welchen das Antriebssteuergerat 9 unter anderem einen Antriebssollwert zum elektrischen Antrieb 4 übertragen kann. Das Antriebssteuergerat 9 erfasst zur Steuerung und zur Regelung des elektrischen Antriebs 4 zudem die über die Drehgebersignalleitung DL übertragenen Drehgebersignale. FIG 2 zeigt beispielhaft eine Ablauffolge für den Zugang ei¬ nes Bedieners zu einer Servopresse 1 gemäß dem erfindungsge- maßen Verfahren. Mit SO ist ein Startschritt der Ablauffolge bezeichnet. Im Schritt Sl wird eine Anforderung zum Eintritt in den Gefahrenbereich 6 der Servopresse 1 abgefragt. Liegt eine Anforderung vor, so wird im darauffolgenden Schritt S2 zum Anfahren einer Endstellung des Pressenstoßels 2 der Servopresse 1 ein Antriebssollwert auf den Wert "0" gesetzt. Mit anderen Worten lauft die Servopresse 1 aus, bis diese End- Stellung erreicht ist. Gegebenenfalls oder alternativ kann der Antriebssollwert negativ sein, um den Pressenstoßel 2 bis zum Erreichen dieser Endstellung gezielt abzubremsen. Im Schritt S3 wird abgefragt, ob diese Endposition erreicht wurde. Ist dies der Fall, so wird im darauffolgenden Schritt S4 eine Haltebremse zum Halten der Servopresse eingeschaltet. Anschließend wird im Schritt S5 die Haltebremse bei aufgeschaltetem Antriebstestsollwert getestet. Der Antriebstestsollwert ist dabei so ausgelegt, dass ein dadurch hervorgeru¬ fenes Antriebsdrehmoment ein wirkendes Bremsmoment der Halte- bremse nicht überwinden kann. Anschließend wird im Schritt S6 überprüft, ob sich die aktuelle Stoßelposition verändert hat. Ist dies nicht der Fall, so erfolgt eine sichere Momenten- freischaltung und eine Zugangsfreigabe eines Bedieners zu der Servopresse. Mit dem Schritt SlO ist das Ende der Ablauffolge bezeichnet. Hat sich dagegen die Stoßelposition verändert, so wird zu einem Schritt S8 verzweigt und wiederum eine sichere Momentenfreischaltung bewirkt. Im Schritt S9 erfolgt gegebe¬ nenfalls eine Fehlerausgabe, um einen Bediener oder dem Uber- wachungspersonal anzuzeigen, dass die Servopresse für Em- richtarbeiten nicht mehr zuganglich gemacht werden darf.
FIG 3 zeigt eine beispielhafte Ablauffolge zur Überwachung der kinetischen Energie eines Pressenstoßels bei Freigabe des Gefahrenbereichs entsprechend dem erfmdungsgemaßen Verfah- ren. Mit TO ist ein Startschritt der Ablauffolge bezeichnet. Im Schritt Tl wird eine reduzierte Stoßelgeschwindigkeit vorgegeben. Diese kann z.B. eine für den Einrichtbetrieb vorgesehene, reduzierte Einrichtstoßelgeschwmdigkeit mit Ge- schwindigkeitswerten in einem Bereich von 30 mm/s bis 50 mm/s sein. Im nachfolgenden Schritt T2 wird die Stoßelgeschwindig¬ keit vS sicher erfasst. Em dazu erfasster Wert wird im Schritt T3 mit einem maximal zulassigen Geschwindigkeitswert vMax verglichen. Dieser Wert vMax ist so bemessen, dass die Haltebremse den Pressenstoßel noch sicher abbremsen kann, be¬ vor der Pressenstoßel seinen unteren Totpunkt erreichen kann. Für den Fall, dass die erfasste Stoßelgeschwmdigkeit vS kleiner ist als diese zusatzliche maximale Geschwindigkeit vMax, wird zum Schritt T2 zuruckverzweigt . Anderenfalls er¬ folgt im Schritt T4 eine sichere Momentenfreischaltung. Mit anderen Worten wird der elektrische Antrieb für die Servo- presse freigeschaltet, bevor aufgrund eines technischen Fehlers sich die Stoßelgeschwmdigkeit vS derart erhohen kann, dass keine sichere Abbremsung des Pressenstoßels mittels der Haltebremse mehr möglich ist. Zugleich wird im darauffolgenden Schritt T5 die Haltebremse sicher angesteuert und dadurch der Pressenstoßel sicher zum Stillstand gebracht. Anschlie¬ ßend erfolgt im Schritt T6 eine Fehlerausgabe, um den Uberwa- chungspersonal bzw. dem Bediener das fehlerhafte und nicht mehr zulassige Verhalten der Servopresse anzuzeigen. Mit T7 ist das Ende der Ablauffolge gemäß FIG 3 bezeichnet.
FIG 4 zeigt eine schematische Darstellung des Teilaspekts "Bereichsabsicherung" der Erfindung. Zur Erfassung einer Anforderung auf Zugang in den Gefahrenbereich 6 der Servopresse 1 ist wiederum eine Schutztur 7 als Zugangsmoglichkeit zur Absicherung des Gefahrenbereichs 6 vorhanden. Die Schutztur 7 ist Teil einer die Servopresse 1 umgebenden baulichen Schutz- Vorrichtung 5. Die Schutzvorrichtung 5 kann z.B. ein Zaun oder eine Wand sein. Die Schutztur 7 weist eine Zuhaltung 14 zum Zuhalten dieser auf. Diese Zuhaltung 14 ist über eine Steuerung 11, insbesondere über eine fehlersichere Steuerung, freigebbar. Mit dem Bezugszeichen FL ist eine Freigabeleitung bezeichnet, mit FR eine Freigaberuckmeldeleitung bezeichnet. Die im Beispiel der FIG 4 gezeigte Steuerung 11 ist dazu ausgebildet, sicher die Funktionalität der gezeigten Freigabeeinrichtung auszufuhren. Hierzu weist die Steuerung 11 vor- zugsweise redundant, d.h. zweikanalig, ausgeführte Signalein¬ gange und/oder Signalausgange auf. Dadurch kann nach Auffor¬ derung für einen Zugang zum Gefahrenbereich 6 über ein Drucken des gezeigten Schalters bzw. Tasters 8 die Zuhaltung 14 zum Offnen der Schutztur 7 freigegeben werden. Mit AL ist eine Anforderungsleitung AL bezeichnet, über welche der Steue¬ rung 11 eine Anforderung auf Zugang signalisiert wird. Über eine Freigabeleitung FR wird der Steuerung 11 zuruckgemeldet, dass die Schutztur 7 sicher freigegeben ist. Die gezeigte Freigabeeinrichtung erfüllt vorzugsweise die Kategorie 3 des Sicherheitsstandards gemäß der Norm DIN EN 954.
FIG 5 zeigt eine schematische Darstellung des Teilaspekts "Haltebremse". Die gezeigte Haltebremse 12 wirkt beispielhaft direkt zum Bremsen bzw. zum Halten auf den Elektromotor 3 ein. Sie kann alternativ mit einem mechanischen Getriebe oder mit einer Exzenterscheibe der Servopresse 1 verbunden sein. Zur Erfüllung der Kategorie 3 der zuvor genannten Norm erfolgt die Ansteuerung der Haltebremse 12 mittels der Steue- rung 11 über zwei Bremsansteuerleitungen BL. Mit BR ist eine entsprechende Bremsruckmeldeleitung bezeichnet. Zum Testen der Haltebremse 12 gibt die Steuerung 11 einen Antriebstest¬ sollwert TM über den Kommunikationsbus B an den elektrischen Antrieb 4 aus. Dieser setzt den Antriebstestsollwert TM in einen entsprechenden, beispielhaft dreiphasigen, Motorstrom zur Speisung des nachgeschalteten Elektromotors 3 um. Zur Sicherstellung, dass der Elektromotor 3 auch tatsächlich elek¬ trisch gespeist wird, ist ein nicht weiter bezeichneter Stromwandler vorgesehen. Mit WL ist eine entsprechende Wand- lerleitung bezeichnet, die auf die Steuerung 11 zurückgeführt ist. Für den Fall, dass trotz ausgegebenem Antriebstestsoll¬ wert TM kein Strom erfassbar sein sollte, gibt die Steuerung 11 eine entsprechende Fehlermeldung aus. Zugleich erfolgt eine sichere Momentenfreischaltung des elektrischen Antriebs 4.
Für den Fall, dass ein Motorstrom vorliegt, überprüft die Steuerung 11 weiter, ob sich die aktuelle Position des Pres- senstoßels 2 verändert hat. Dies erfolgt über eine zweikana- lige Auswertung der Drehgebersignale des Drehgebers 10. Im Beispiel der vorliegenden FIG 5 sind die zugehörigen Drehge- berleitungen DL durch den elektrischen Antrieb 4 und weiterhin durch das Antπebssteuergerat 9 zur Steuerung 11 durchge- schleift. Mit dem Bezugszeichen 13 ist ein Motorschutz bezeichnet, über welches die Motorleitungen ML zur Speisung des Elektromotors 3 getrennt werden können.
FIG 6 zeigt eine schematische Darstellung des Teilaspekts "Überwachung der kinetischen Energie". Hierzu werden wiederum die Drehgebersignale über die beiden Drehgebersignalleitungen DL zweikanalig durch die Steuerung 11 erfasst. Die Steuerung 11 kann hierzu ein sicherheitsbezogenes Softwaremodul aufweisen, welches fortlaufend eine korrespondierende Stoßelge- schwmdigkeit des Pressenstoßels 2 rechnerisch ermittelt.
Durch die zweikanalige Ausfuhrung ist eine sichere Erfassung der Drehgebersignale entsprechend der Kategorie 3 der zuvor genannten Sicherheitsnorm möglich. Bei dem Drehgeber 10 handelt es sich hier um einen zweikanaligen analogen Drehgeber.
FIG 7 zeigt eine schematische Darstellung des Teilaspekts "Momentenfreischaltung" . Um eine Momentenfreischaltung gemäß der Kategorie 3 der zur vorgenannten Norm zu bewerkstelligen, ist eine zweikanalige Momentenfreischaltung des elektrischen Antriebs 4 über die beiden Momentenfreischaltleitungen MF vorgesehen. Mit MR ist eine entsprechende Ruckmeldeleitung bezeichnet. Bei dem elektrischen Antrieb 4 handelt es sich vorzugsweise um einen Antrieb bzw. Umrichter, welcher bereits die Sicherheitsanforderung an die Kategorie 3 erfüllt, wie z.B. ein Umrichter vom Typ SINAMICS der Fa. Siemens.
Um eine Erfüllung des Sicherheitsstandards gemäß der Kategorie 4 zu erfüllen, ist zusätzlich als dritter Abschaltpfad das Motorschutz 13 vorgesehen. Dieses kann gleichfalls über zwei Schutzansteuerleitungen SL, d.h. wiederum zweikanalig, durch die Steuerung 11 angesteuert werden. Eine entsprechende Schutzruckmeldeleitung SR signalisiert der Steuerung 11, dass die Kontakte des Motorschutzes zum Unterbrechen des Motor- Stroms geöffnet worden sind. Typischerweise erfolgt diese über einen zwangsgefuhrten Hilfskontakt des Motorschutzes 13. Die gezeigte Momentenfreischaltung gemäß der Kategorie 4 ermöglicht eine Momentenfreischaltung auf einem äußerst hohen Sicherheitsniveau. Dadurch sind Einrichtarbeiten für Bediener an einer solchen Servopresse 1 ohne weitere Auflagen möglich.
FIG 8 zeigt schließlich in einer schematischen Darstellung des Gesamtkonzepts für eine Personenschutzeinrichtung für Ar- beiten an einer Servopresse 1. Em Großteil der Sicherheits¬ und Uberwachungsfunktionen wird dabei durch die für einen fehlersicheren Betrieb ausgelegte Steuerung 11 übernommen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Schutz von Personen bei ihrer Arbeit an einer elektrisch angetriebenen Servopresse (1), wobei ein Ge- fahrenbereich (6) der Servopresse (1) mittels einer diese umgebenden baulichen Schutzvorrichtung (5) mit einer verriegel¬ baren Zugangsmoglichkeit (7) absichert ist und wobei eine Haltebremse (8) für die Servopresse (1) vorgesehen ist, welche zum Abbremsen eines Pressenstoßels (2) plus einer kineti- sehen Energie des Pressenstoßels (2) bei einem manuellen Ein¬ richtbetrieb ausgelegt ist, wobei eine Anforderung zum Eintritt in den Gefahrenbereich (6) abgefragt wird, wobei die Haltebremse (8) auf ihre Funktion getestet wird und wobei die Zugangsmoglichkeit (7) bei einem positiven Haltebremsentest freigegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der elektrische Antrieb (4) bei einem negativen Haltebremsentest freigeschaltet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei nach Freigabe der Zugangsmoglichkeit (7) die Stoßelgeschwmdigkeit (vS) des Pressenstoßels (2) auf eine für den Einrichtbetrieb maximal zulassige Geschwindigkeit (vMax) überwacht wird und wobei bei Überschreitung der Stoßelgeschwmdigkeit (vS) dann der An- trieb (4) freigeschaltet und die Haltebremse (8) zum Abbremsen des Pressenstoßels (2) angesteuert wird.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zum Testen der Haltebremse (8) eine Endstellung des Pressen- Stößels (2) angefahren wird, die Haltebremse (8) angesteuert wird, ein reduzierter Antriebssollwert (TM) zum Anfahren des Pressenstoßels (2) gegen die Haltbremse (8) aufgeschaltet wird, eine aktuelle Stoßelposition überwacht wird und bei einer Veränderung der Stoßelposition der Antrieb (4) freige- schaltet wird.
5. Servopresse mit Personenschutzeinrichtung, wobei die Ser- vopresse einen Pressenstoßel (2), einen Elektromotor (3) zum Antreiben des Pressenstoßels (2), einen elektrischen Antrieb
(4) zum Speisen des Elektromotors (3) auf Basis eines vorge- gebenen Antriebssollwertes sowie eine die Servopresse umgebende bauliche Schutzvorrichtung (5) mit einer verriegelbaren Zugangsmoglichkeit (7) für Personen zur Absicherung eines Gefahrenbereichs (6) der Servopresse aufweist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h - eine Haltebremse (8), ausgelegt zum Abbremsen der Masse des Pressenstoßels (2) plus einer kinetischen Energie des Pressenstoßels (2) ,
- eine Bremsentesteinrichtung zum Testen der Haltebremse (8) auf Anforderung zum Eintritt in den Gefahrenbereich (6), - eine Freigabeeinrichtung zum Freigeben der Zugangsmoglichkeit (7) bei einem positiven Haltebremsentest,
- eine Momentenfreischaltung zum Freischalten des elektrischen Antriebs (4) und
- eine Uberwachungseinπchtung zur Überwachung einer Stoßel- geschwmdigkeit (vS) auf Überschreitung einer zulassigen
Geschwindigkeit (vMax) und zum Ansteuern der Momentenfreischaltung und der Haltebremse (8) , falls bei freigegebener Zugangsmoglichkeit (7) die zulassige Geschwindigkeit (vMax) überschritten wird.
6. Servopresse nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , dass die maximal zulassige Geschwindigkeit (vMax) auf eine reduzierte Einrichtgeschwindigkeit für Einrichtarbeiten an der Servopresse bei freigegebener Zugangs- moglichkeit (7) bezogen ist.
7. Servopresse nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Momentenfreischaltung u- ber einen ersten und zweiten Abschaltpfad im Antrieb (4) rea- lisiert ist.
8. Servopresse nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , dass die Momentenfreischaltung zum Frei¬ schalten des elektrischen Antriebs (4) zusätzlich über einen Motorschutz (13) als dritten Abschaltpfad zur Abtrennung des elektrischen Antriebs (4) von einer Energieversorgung realisiert ist.
9. Servopresse nach einem der Ansprüche 5 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bremsentesteinπchtung Mittel zum Anfahren einer Endstellung des Pressenstoßels (2) auf Anforderung zum Eintritt in den Gefahrenbereich (6), Mittel zum Ansteuern der Haltebremse (8), Mittel zum Aufschalten eines Antriebstestsollwertes (TM) , Mittel zur Erfassung der Stoßelposition des Pressensto- ßels (2) und Mittel zur Ansteuerung der Momentenfreischaltung aufweist, falls eine Veränderung der Stoßelposition bei aufgeschaltetem Antrieb (4) detektierbar ist.
10. Servopresse nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die
Bremsentesteinπchtung Mittel zur Erfassung eines Motorstroms aufweist und dass die Momentenfreischaltung ansteuerbar ist, falls bei aufgeschaltetem Antrieb (4) kein Motorstrom detek¬ tierbar ist.
11. Servopresse nach einem der Ansprüche 5 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Mo¬ mentenfreischaltung zum Freischalten des elektrischen Antriebs (4) eine Sicherheitsstufe mindestens der Kategorie 4 nach der Norm DIN EN 954 aufweist.
12. Servopresse nach einem der Ansprüche 5 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Erfassung einer Pressenstoßelposition und/oder die Erfassung des Zustande der Freigabeeinrichtung zumindest zweikanalig erfolgen .
13. Servopresse nach einem der Ansprüche 5 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest Teile der Funktion der Bremsentestemπchtung, der Freigabeeinrichtung, der Momentenfreischaltung und der Uberwachungs- einπchtung m einer elektronischen Steuerung (11), insbesondere in einer fehlersicheren elektronischen Steuerung mit zweikanalig aufgeführten Ein- und Ausgangen, zusammengefasst sind.
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