R E. Sistemi di sicurezza. Sicurezza

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1 EZ-GUARD Grid BANNER ENGINEERING CORP., USA E E D D M M SCAN CODE 1 L 2 L R BEAMS ES E ON S A U S S A U S Sistemi di sicurezza 176

2 Indice generale Principi di funzionamento Applicazioni di sicurezza Sistema Pico-Guard Sistema EZ-SCREEN Sistema MICRO-SCREEN Sistema MINI-SCREEN Modulo di Muting Comando bimanuale di sicurezza Duo-ouch Panoramica moduli di sicurezza Panoramica degli interruttori di interblocco di sicurezza Guida alla selezione: panoramica...234! IMPORANE AVVISO DI SICUREZZA Le informazioni contenute in questa sezione del catalogo sono fornite unicamente a scopo indicativo e NON devono essere intese per l installazione o l uso di prodotti Banner specifici. A tale scopo, fare riferimento alle istruzioni fornite. Banner Engineering 177

3 S A U S Principi di funzionamento dei sistemi di sicurezza delle macchine Glossario dei termini Protezioni dell accesso Normalmente usate per proteggere un punto di accesso a macchine automatizzate, come robot o palettizzatori, nei quali è necessario assicurare la massima accessibilità e visibilità. In tali applicazioni, la distanza di sicurezza è relativamente elevata, quindi è possibile usare una risoluzione ODC bassa. Vedere Figura 1. Vedere inoltre il paragrafo Protezione del perimetro. Funzione Auto Power-up Funzione che, se attivata, permette al dispositivo di sicurezza di essere alimentato (e ripartire dopo un interruzione dell alimentazione) senza la necessità di effettuare una manovra di ripristino con chiave (Key Reset). Se la funzione Auto Power-up è attiva, il dispositivo di sicurezza esegue automaticamente una diagnosi interna e, se il risultato è positivo, ripristina il sistema. Con la funzione Auto Power-up disattivata è necessario effettuare un ripristino manuale. Contatto ausiliario di monitoraggio o d allarme Contatto di relè, con ridotta capacità di carico e non di sicurezza, il cui compito principale è quello di trasmettere lo stato del sistema ad un PLC. Modulo di controllo Comprende i circuiti che alimentano il sistema, comanda i dispositivi sensibili, riceve ed elabora le informazioni da tali unità e dai dispositivi di monitoraggio di sicurezza e fornisce le uscite per l'interfacciamento con la macchina. In alcuni prodotti i circuiti di controllo sono integrati (es. i sistemi EZ-SCREEN). Affidabilità di controllo Metodo per garantire la prestazione del sistema. I circuiti di controllo sono progettati e costruiti in modo che un singolo guasto all interno del sistema non impedisca che una normale azione d arresto venga applicata alla macchina quando richiesto, non genera movimenti involontari della macchina, ma impedisce l'avvio di un successivo ciclo della macchina fino a quando il guasto non è stato eliminato. Zona di rilevamento La cortina luminosa generata dalla barriera ottica di sicurezza. Quando la zona di rilevamento è interrotta da un oggetto opaco avente una sezione trasversale uguale o superiore a quella prevista, si determinerà un arresto o un blocco del sistema. Funzione Blanking Vedere Fixed Blanking e Floating Blanking. Figura 1: Protezione dell'accesso Figura 2: Ripari fissi o impedimenti meccanici 178

4 Principi di funzionamento dei sistemi di sicurezza delle macchine Ridondanza diversificata Funzione per cui due componenti di diversa concezione, funzionanti per mezzo di diverse istruzioni operative (nel caso di componenti programmabili), controllano costantemente tutti i componenti del sistema, e si controllano a vicenda Pulsante di emergenza Funzione offerta da alcuni tipi di moduli di controllo, che genera una condizione di blocco quando viene azionato un pulsante di emergenza. ale pulsante deve possedere certi requisiti elettrici e meccanici. Emettitore Componente di una barriera ottica di sicurezza costituito da una fila di LED che emettono luce infrarossa modulata e sincronizzata. L emettitore, contrapposto al ricevitore, genera una cortina di luce denominata zona di rilevamento. Funzione Fixed Blanking Funzione che permette alla barriera ottica di sicurezza di essere impostata in modo adeguato, allo scopo di ignorare oggetti (es. staffe, elementi di fissaggio, ecc.) che risiedono in modo permanente all interno della zona di rilevamento. La funzione evita che la presenza di questi oggetti causi l'intervento dell'uscita di comando. Se uno qualsiasi di questi oggetti viene spostato o rimosso dalla zona di rilevamento, il sistema va in blocco. Interruttore finale (FSD) Costituito dai due relè d uscita (FSD1 e FSD2) del sistema di sicurezza che intervengono quando la zona di rilevamento viene violata. In questo caso, viene interrotta la continuità del circuito verso gli elementi di comando primari (MPCE) della macchina protetta. Ripari fissi o impedimenti meccanici Schermi, barre o altri ostacoli meccanici che impediscono ad una persona di passare sopra, sotto o intorno al punto pericoloso della macchina protetta. Vedere la Figura 2. Funzione Floating Blanking Funzione che permette alla barriera ottica di sicurezza di essere programmata per produrre un raggio luminoso intenzionalmente inibito all'interno della barriera ottica, che appare come mobile ("floating"). L'inibizione del raggio ha lo scopo di permettere il passaggio di un oggetto attraverso la barriera (zona di rilevamento) in qualsiasi punto della stessa, senza provocare alcun intervento o blocco del sistema. Alcuni sistemi permettono di inibire uno o due raggi per consentire il passaggio attraverso la zona di rilevamento di più oggetti (di solito pezzi in lavorazione) senza provocare l'intervento degli FSD, a seconda delle configurazioni. Vedere la Figura 3. Figura 3: Floating Blanking Banner Engineering 179

5 Principi di funzionamento dei sistemi di sicurezza delle macchine Analisi dei tipi di guasto e loro effetti (FMEA) Procedura di verifica tramite la quale vengono analizzati i tipi di guasto di un sistema per determinare gli effetti sul sistema stesso. Sono tollerati guasti di componenti che non producono effetti o condizioni di blocco; non sono tollerati guasti che causano una condizione pericolosa. utti i sistemi di sicurezza Banner sono stati sottoposti ad intense verifiche FMEA. Dispositivi a ciclo completo Dispositivo d azionamento di una macchina che, una volta avviato, permette l arresto della macchina solo dopo il completamento del ciclo di lavoro, come ad esempio, frizioni ad innesto positivo e meccanismi simili. Normalmente, le barriere ottiche di sicurezza non possono essere impiegate con questo tipo di dispositivi. Macchina protetta Macchina il cui punto pericoloso è protetto dal sistema di sicurezza e i cui elementi MPCE ed MSCE sono collegati ai relè FSD del dispositivo di sicurezza. Blocco interno Condizione di blocco dovuta ad un problema interno del sistema. Viene normalmente segnalata tramite l'accensione del solo LED di stato rosso lampeggiante. Ripristino con chiave Interruttore a chiave impiegato per ripristinare e poter riavviare i dispositivi FSD e SSD dopo una condizione di blocco totale. Riferito anche ad un azione di ripristino del sistema utilizzando tale interruttore. Condizione di blocco Nei modelli con uscite ritentive, stato in cui si trovano le uscite FSD quando un oggetto con un diametro uguale o maggiore a quello del cilindro di prova varca la zona di rilevamento. Quando si verifica una condizione di blocco, le uscite vanno a riposo simultaneamente e aprono i rispettivi contatti. Il blocco può essere eliminato dopo che la zona di rilevamento è stata liberata tramite la momentanea chiusura del contatto dell interruttore di reset. Condizione di blocco totale Situazione in cui si trova il sistema quando: (1) l alimentazione elettrica viene interrotta ed in seguito ripristinata; (2) in risposta a determinati segnali di guasto. Quando si verifica una condizione di blocco totale, è necessario effettuare una manovra di ripristino con chiave per riportare il sistema in modalità RUN. Organo di comando primario della macchina (MPCE, Machine Primary Control Element) Dispositivo alimentato elettricamente, che comanda direttamente il movimento delle parti mobili della macchina e interviene per ultimo (in ordine di tempo) per azionare l avviamento o l arresto del moto. empo di risposta della macchina empo che intercorre dal momento in cui i dispositivi FSD comandano l interruzione dell alimentazione elettrica agli elementi MPCE della macchina e l istante in cui le parti pericolose della macchina raggiungono una condizione di sicurezza arrestandosi. In posizione di lavoro In posizione di riposo Contatti di sicurezza Contatti di monitoraggio Alta Risoluzione Media Risoluzione Bassa Risoluzione Figura 4: Risoluzione (ODC) Figura 5: Contatti a guida positiva 180

6 Principi di funzionamento dei sistemi di sicurezza delle macchine Organo di comando secondario della macchina (MSCE) Dispositivo alimentato elettricamente, indipendente dagli MPCE, in grado di interrompere, in caso d emergenza, l alimentazione dell attuatore che muove la parte più pericolosa della macchina. Distanza minima di sicurezza Vedere Distanza di sicurezza. Sezione trasversale minima degli oggetti rilevabili Vedere Risoluzione (ODC). Moduli di controllo con comando di ripristino automatico (non-latching) Vedere Condizione di interruzione. Risoluzione (ODC) Diametro minimo di un oggetto che una barriera ottica è in grado di rilevare con sicurezza. Gli oggetti di questo diametro o di diametro maggiore devono poter essere rilevati in ogni punto dell area sensibile della barriera. Un oggetto più piccolo potrà attraversare la barriera ottica se passa esattamente tra due fasci di luce adiacenti. Vedere anche Cilindri di prova. Vedere la Figura 4. Relè di uscita Dispositivi utilizzati per generare un segnale d arresto d emergenza. I relè d uscita (FSD1, FSD2 e SSD) impiegano contatti a guida positiva. Punto pericoloso Area di una macchina protetta dove viene posizionato il pezzo da lavorare e dove viene compiuta l operazione di lavorazione (es. taglio, stampaggio, assemblaggio, saldatura, tranciatura, ecc.). Contatti a guida positiva Contatti di un relè che sono meccanicamente collegati insieme, in modo che, quando la bobina del relè viene alimentata o disalimentata, tutti i contatti si muovono contemporaneamente. Se una serie dei contatti del relè si blocca, nessun altro contatto dello stesso relè potrà muoversi. La funzione dei contatti a guida positiva è di permettere al circuito di sicurezza di controllare lo stato del relè. I contatti a guida positiva sono anche conosciuti come contatti controllati, contatti di blocco, contatti a guida forzata o relè di sicurezza. Vedere la Figura 5. Avviamento tramite un dispositivo sensibile di presenza (PSDI) Applicazione nella quale viene impiegato un dispositivo sensibile di presenza per avviare direttamente il ciclo di lavoro della macchina. Nella situazione tipica, l operatore depone manualmente il pezzo da lavorare nella macchina. Quando l operatore esce dalla zona pericolosa, il dispositivo sensibile di presenza comanda l avvio della macchina (non viene impiegato alcun pulsante di marcia). La macchina esegue le operazioni e alla fine del ciclo di lavorazione l operatore può introdurre un nuovo pezzo. Quindi, la macchina avvia un nuovo ciclo. Il dispositivo sensibile sorveglia continuamente la macchina. La modalità di arresto singola viene utilizzata quando il pezzo in lavorazione viene espulso automaticamente dalla macchina dopo aver effettuato la lavorazione. La modalità di arresto doppia è utilizzata quando il pezzo in lavorazione viene caricato (all inizio della lavorazione) e scaricato (dopo la lavorazione) dall operatore. Ricevitore Componente del sistema costituito da una serie di fototransistor sincronizzati. Il ricevitore, contrapposto all emettitore, genera una barriera ottica denominata zona di rilevamento. Banner Engineering 181

7 Principi di funzionamento dei sistemi di sicurezza delle macchine Distanza di sicurezza Per l'avvicinamento normale la normativa di riferimento ISO/DIS (EN 999) riporta la seguente formula: S = K x + C dove: S = Distanza minima di sicurezza in mm tra la zona pericolosa e l asse centrale della zona di rilevamento. La distanza di sicurezza minima è di 100 mm (175 mm per applicazioni non industriali), indipendentemente dal valore calcolato. K = Velocità massima di avvicinamento di una parte del corpo dell operatore (mm/s), secondo la normativa ISO/DIS (EN 999). K = 2000 mm/s per valori di S compresi tra 100 mm e 500 mm. Se S > 500 mm, il valore K può essere ridotto a 1600 mm/s ma S deve rimanere > di 500 mm. = empo di risposta totale della macchina. E l intervallo di tempo che trascorre tra l attivazione fisica del dispositivo di sicurezza e l arresto degli elementi pericolosi della macchina o la cessazione del rischio. Il tempo è la somma dei tempi s e r : = s + r s =empo di risposta della macchina. E il tempo che trascorre tra il comando di arresto generato dal sistema e l arresto effettivo della macchina o la cessazione del rischio. Il tempo s viene rilevato, solitamente, con un dispositivo di misura che calcola il tempo di arresto. r =empo di risposta del dispositivo di sicurezza. C = Distanza aggiuntiva, espressa in mm, che tiene conto del tempo di penetrazione della mano dell operatore o di introduzione di un oggetto verso la zona pericolosa prima di essere intercettati dal dispositivo di sicurezza. Se la risoluzione ODC non è superiore a 40 mm: C = 8 (d - 14). Consultare sempre il manuale per ottenere informazioni dettagliate sul calcolo della distanza di sicurezza! Fare riferimento alla Figura 6. Dispositivo di comando secondario (SSD, Secondary Switching Device) Dispositivo d uscita il quale, in una condizione di blocco, interrompe il circuito che lo connette agli elementi MSCE. Autodiagnostica (circuito) Circuito in grado di verificare elettronicamente che sia i componenti critici che quelli ridondanti funzionino correttamente. Presse con disinnesto della frizione solo al termine della corsa Vedere Dispositivi a ciclo completo. Cilindro di prova Oggetto opaco il cui diametro è il minimo previsto che, se inserito in un punto qualsiasi della zona di rilevamento della barriera, pone il sistema in una condizione d interruzione o blocco (latch). Vedere anche Risoluzione (ODC). Zona pericolosa Distanza minima di sicurezza Fasci Figura 6: Distanza di sicurezza Figura 7: Modulo di sicurezza a due mani 182

8 Principi di funzionamento dei sistemi di sicurezza delle macchine Protezione supplementare Dispositivo elettrosensibile di sicurezza, impiegato congiuntamente ai ripari fissi, usato per impedire ad una persona di passare sopra, sotto o intorno alla zona di rilevamento e di raggiungere il punto pericoloso della macchina protetta. Condizione di interruzione Nei modelli con uscita a ripristino automatico, le uscite FSD sono attive quando un oggetto, con un diametro uguale o maggiore di quello del cilindro di prova, varca la zona di rilevamento. In questa condizione, FSD1 e FSD2 si diseccitano simultaneamente e i loro contatti si aprono. La condizione d interruzione cessa automaticamente quando l'oggetto viene rimosso dalla zona di rilevamento. Vedere anche Modulo di controllo con comando di ripristino automatico (non-latching) Funzione di Muting Sospensione temporanea della funzione di sicurezza per permettere l'ingresso e l'uscita del materiale nella zona protetta della macchina. Modulo di sicurezza a due mani Dispositivo di protezione nel quale l'operatore deve tenere entrambe le mani sui dispositivi di azionamento (es. pulsanti) per avviare il ciclo macchina. Questa è l'unica protezione che impedisce l'inserimento delle mani dell'operatore nella zona pericolosa. Vedere Figura 7. Protezione del perimetro Vedere protezione dell'accesso. Banner Engineering 183

9 Applicazioni per la sicurezza delle macchine ASSEMBLAGGIO BLOCCO MOORE LINEA DI PRODUZIONE HARD DISK Applicazione: fornire una soluzione semplice ed efficiente per il controllo dell'interblocco di porte. Sensori: PICO-GUARD a 4 canali e interruttori con interblocco di sicurezza a fibre ottiche; cavo standard a fibre ottiche in plastica; display remoto e MICRO-SCREEN. Funzionamento: le dimensioni ridotte del display remoto permettono di visualizzare rapidamente lo stato del sistema senza la necessità di aprire un quadro per verificare il funzionamento del modulo di controllo. Un punto di accesso alla macchina protetta dalla MICRO-SCREEN è controllato dall'interfaccia USSI, mentre il modulo di controllo PG è utilizzato per la supervisione centralizzata dell'intero sistema di sicurezza. Pagina: 186 Applicazione: garantire prestazioni di controllo affidabili durante il controllo di più porte di accesso con interruttori PG. Sensori: PICO-GUARD a 4 canali e interruttori; fibra ottica in plastica standard e MICRO-SCREEN. Funzionamento: Gli interruttori PICO-GUARD sono utilizzati per proteggere porte di accesso multiple sulle macchine preposte all'assemblaggio utilizzando solo 1 modulo di controllo. Gli interruttori senza contatto garantiscono una durata superiore rispetto a quelli meccanici. Il modulo di controllo PICOGUARD è in grado di monitorare più sistemi di sicurezza. Un punto di accesso protetto da MICRO-SCREEN è controllato dall'interfaccia USSI (interfaccia di sicurezza universale), mentre il modulo di controllo PICO-GUARD è utilizzato per la supervisione centralizzata dell'intero sistema di sicurezza. Pagina: 186 S A U S FORMAURA DI UBI Applicazione: protezione dell'accesso ad una macchina piegatubi. Barriera ottica: barriera a quattro fasci EZ-SCREEN, tipo SGP Funzionamento: Durante il processo di lavorazione dei tubi l'ez-screen a 4 fasci crea una barriera di sicurezza attorno al perimetro. Il sistema è impostato in modalità latch, ossia ad ogni interruzione del raggio è richiesto il ripristino manuale da parte dell'operatore per poter continuare il processo di lavorazione. Il sistema di sicurezza deve essere completato da ulteriori dispositivi di rilevamento della presenza, come tappeti di sicurezza per rilevare l'eventuale presenza di persone che stazionano nella zona pericolosa. Pagina: PROEZIONE DI SAZIONI PER SAMPAGGIO A INIEZIONE Applicazione: protezione di una porta di accesso automatica per la rimozione dei componenti stampati. Barriera ottica: sistema MICRO-SCREEN. Funzionamento: la porta si apre al termine di ogni ciclo di stampaggio per permettere all'operatore della macchina di rimuovere i vari componenti prima dell'avvio del successivo ciclo. Il nuovo ciclo non potrà iniziare finché la barriera ottica è interrotta. Se la barriera viene interrotta mentre la porta si sta chiudendo, la porta invertirà la sua direzione e l'inizio del ciclo verrà cancellato. Pagina: 206

10 MICRO-SCREEN MODEL NO. USDIN-12 Diagnostic Chart on Reverse Side CAUION Shock hazard may exist. WARNING For control reliable operation always fo low the instructions in the manual. Blocked Clear Reset SEADY Lockout Blanking Alignment FLASHING BANNER ENGINEERING CORP USA (612) Applicazioni per la sicurezza delle macchine BANNER ENGINEERING CORPORAION PROEZIONE DI MACCHINE PER LA LAVORAZIONE DI COMPONENI ELERONICI Applicazione: protezione del punto pericoloso di una macchina di piccole dimensioni progettata per la lavorazione di precisione di piedini ad ala di gabbiano. Barriera ottica: sistema MICRO-SCREEN con tre specchi deviaraggio Serie MSM e quattro supporti Serie MSA. Funzionamento: i quattro lati della piccola macchina sono protetti da una barriera ottica. Sia l'emettitore che il ricevitore sono montati su di un supporto Serie MSA ad angolo retto uno rispetto all'altro. La barriera ottica di sicurezza garantisce la protezione della macchina a 360 grazie all'uso di specchi sui restanti tre lati. Il cablaggio è semplificato grazie alla vicinanza tra emettitore, ricevitore e modulo di controllo. Pagina: 206 PROEZIONE DELL'ACCESSO AD UNA PERFORARICE Applicazione: protezione del punto pericoloso di una stazione di perforazione automatizzata. Barriera ottica: sistema MICRO-SCREEN con modulo di controllo DIN e uno specchio Serie MSM. Funzionamento: due lati della stazione sono protetti dalla barriera ottica e i restanti due lati sono occupati da ripari fissi. Il moto pericoloso viene arrestato quando la barriera ottica è interrotta, o dall'attivazione del pulsante di emergenza integrato. Pagina: 206 PROEZIONE DI UNA PRESSA DI GRANDI DIMENSIONI Applicazione: protezione del punto pericoloso di una pressa di elevato tonnellaggio. Barriera ottica: due coppie di barriere MINI-SCREEN ed un modulo di controllo doppio MINI-SCREEN modello MDSDIN- 12. Funzionamento: per esigenze funzionali è venuto a crearsi uno spazio tra la barriera ottica verticale e la pressa, sufficiente per permettere ad un operatore di sostarvi senza essere rilevato dalla barriera verticale. È stata aggiunta una breve barriera orizzontale per proteggere lo spazio tra quella verticale e la pressa. Sono necessarie ulteriori protezioni sul lato posteriore ed in tutti gli altri punti pericolosi della pressa. Pagina: 212 PROEZIONE DELL'ALIMENAZIONE DELLA PRESSA E DELL'APERURA SUL LAO POSERIORE Applicazione: protezione del perimetro della zona di alimentazione del materiale e del lato posteriore di una pressa. Barriera ottica: MINI-SCREEN a lunga portata (18 m) con modulo MSDIN-1L2; 2 specchi MSM e 4 supporti MSA. Funzionamento: La zona di alimentazione del materiale e l'apertura sul lato posteriore di una pressa ad alto tonnellaggio sono protette da una barriera ottica creata utilizzando degli specchi deviaraggio. Nel modulo di controllo è stata impostata la funzione floating blanking con inibizione di 1 raggio, per permettere l'alimentazione del materiale. L'apertura frontale della pressa è protetta da un sistema DUAL MINI-SCREEN. Pagina: 212 Banner Engineering 185