Цифровые сервоприводы с встроенной функцией безопасности (Industrial Safety) обеспечивают удобство и безопасность работы в станкостроении и машиностроении. Почти любой движущийся механизм в промышленности представляет опасность для рабочего персонала. Сервоприводы с соответствующей сертифицированной функцией, такие как приводы Sigma-7, Sigma-7, V1000, A1000 и GA700 YASKAWA, облегчают соблюдение применяемых требований безопасности: IEC 61508, ГОСТ Р МЭК 61508 “Функциональная безопасность систем”, ГОСТ Р ИСО 12100-2007 “Безопасность машин. Основные понятия, общие принципы конструирования”, ГОСТ ЕН 12415-2006 “Безопасность металлообрабатывающих станков. Станки токарные с числовым программным управлением и центры обрабатывающие токарные“, ГОСТ ЕН 12626-2006 “Станки для лазерной обработки“, ГОСТ ЕН 13128-2006 “ Станки фрезерные (включая расточные)“.
Функции безопасности уже интегрированы в техническую часть сервосистем YASKAWA, что обеспечивает оптимальную защиту для работников в критический момент и снижает требования и стоимость системы управления приводами.
Рис. 1 Портальный станок термической резки.
В штаб-квартире Esab GmbH в Золинген, Германия, и примерно 30 производствах по всему миру, производится оборудование и расходные материалы, пригодное для практически любой сварки и резки металлов. Портальные станки с подвижным порталом (Рис. 1) позволяют использоваться для плазменной, лазерной и газовой резки и раскроя. В зависимости от типа конструкции они могут применятся для широкого спектра листового металла, в частности из конструкционной стали, нержавеющей стали и алюминия. Машина термической резки всегда разрабатывается под определённые технические требования. Esab использует материалы предоставленные пользователем для определения всех параметров резки, т.е. процесс резания, скорость обработки, тип сопла, технологический газ и др.
Защита персонала и оборудования.
Рис. 2 Сервоприводы серии Sigma 5.
При изготовлении оборудования компания всегда ориентируется на безопасность работников и имущества, считая себя пионером комплексных технологий безопасности в промышленности. Сервоприводы, используемые в станке термической резки, показаны на Рис. 2. Компания Esab более 10 лет успешно сотрудничает с YASKAWA в области приводной техники и безопасности (Safety system) успешно применяет привода Sigma-5 и новые привода Sigma-7, благодаря встроенным функциям безопасности и высокой точности, высоким перегрузочным и динамическим характеристикам сервоприводов ЯСКАВА. Со временем директивы безопасности ужесточаются и усложняются, однако это не повод усложнять управление приводом. Сервоприводы Sigma-5 и Sigma-7 (фирмы YASKAWA) вполне могу с этим справится, благодаря опциональным платам, расширяющим стандартные функции безопасности привода и сертифицированные, согласно нормам безопасности EN ISO 13489- 1:2008 “Safety of machinery – Safety-related parts of control systems”. Оценка безопасности производится по уровню эффективности (PL A-E) или уровню безопасности (SIL 1-4). Дополнительный стандарт IEC 61800-5-2 определяет функции безопасности для регулируемых электроприводов.
Безопасность рабочего процесса в ходе работы.
Рис. 3 Диаграммы встроенных функций безопасности.
Esab использует две дополнительных функции безопасности (Рис.3) для машин термической резки: SLS (безопасное ограничение скорости) и SS1 (безопасный останов 1). STO (безопасное отключение крутящего момента, т.е. безопасное отключение от питания серводвигателя) является стандартными для всех сервоприводов серии Sigma-5\Sigma-7. Функции безопасности SS1 и SLS могут быть интегрированы с помощью опциональной карты SGDV-OSA01A. Тоже самое относится к SS2 (безопасная остановка 2, безопасная остановка с контролем позиции). Данная остановка имеет важное значение, например, для прессов, гибочного оборудования и вертикальных осей фрезерных, расточных, координатно-сверлильных станков и обрабатывающих центров. В случае срабатывания контура безопасности, инструмент должен быть не только безопасно остановлен, но и надёжно удерживаться на месте, для исключения травм рабочих и повреждения оборудования.
Рис. 4 Пример использования функции безопасности.
В следующем примере (Рис. 4) показан станок термической резки с встроенной функцией безопасности: если защитное ограждение открыто, для настройки или ремонтных работ, то контроллер ограничивает движение по скорости до безопасного значения. Модуль безопасности сервопривода YASKAWA контролирует соблюдение заданной скорости. Если безопасное ограничение скорости превышено, то привод отключается напрямую через STO. То же самое происходит, если станок выключен из-за ограничения по питанию сети или из-за аварийной остановки. Пример: функция безопасности SS1 контролирует управление закрытием. Функция безопасности STO отключает привода от питающей сети и персонал может безопасно работать с машиной. Все эти функции, относящиеся к безопасности, выполняет контроллер сервопривода Sigma 5; после срабатывания функции безопасности привод не будет реагировать на команды контроллера. В зависимости от размера машины термической резки используется по крайней мере 3 сервопривода. Два привода используются для перемещения портала по оси X, третий для перемещения режущего инструмента по оси Y. Каждый двигатель должен обеспечивать по 400 Вт мощности для небольшой машины термической резки. Однако, для того что бы справится с более высокими моментами инерции, они должны развивать максимальную мощность по 800 Вт. Серия сервоприводов Sigma 5 охватывает мощности от 50 Вт до 55 кВт, что позволяет использовать эти двигатели для больших машин термической резки.
Привода YASKAWA поддерживают открытые полевые шины и могут быть легко подключены ко многим контроллерам, системам ЧПУ и промышленным компьютерам. Подключение происходит по таким сетям, как: Ethernet/IP, EtherCat, Powerlink, ProfiNet, CANopen, и другим. Таким образом сервосистемы и преобразователи частоты YASKAWA Sigma-7, V1000, A1000 и GA700 могут использоваться в различных сферах автоматизации, обеспечивая высокие производственные показатели и безопасность персонала и оборудования.
Лазерный комплекс ЛМ3015 с ЧПУ «Гамма+ 5Е» с сервоприводами YASKAWA Sigma-5.
Семейство сервоприводов переменного тока YASKAWA.
Семейство частотных преобразователей переменного тока YASKAWA.
