Funktionale Sicherheit in Werkzeugmaschinen

Status:

abgeschlossen 02/2011

Zielsetzung:

Mit Ablösung der Norm DIN EN 954-1 für sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen durch DIN EN ISO 13849-1 bestand bei den Konstrukteuren und Herstellern Unterstützungsbedarf bei der Umsetzung von Anforderungen der neuen Norm. Die Realisierung einer Maschinensteuerung nach DIN EN ISO 13849-1 ist aufgrund der Betrachtung der Ausfallwahrscheinlichkeit (Probabilistik) der sicherheitsbezogenen Teile einer Steuerung aufwendiger als bisher. Um eine Hilfestellung für seine Mitgliedsunternehmen zu bieten, hatte der Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e. V. (VDW) das Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) beauftragt, Musterbeispiele für Werkzeugmaschinen zu bewerten. In Zusammenarbeit mit den Herstellerfirmen wurden praxisnahe Beispiele betrachtet und typische Sicherheitsfunktionen von Werkzeugmaschinen berechnet. Daraus wurde den Herstellern eine Bibliothek mit Sicherheitsfunktionen an die Hand gegeben, mit der firmenspezifische Lösungen leicht umsetzbar sind. Maschinenhersteller können durch kleinere Veränderungen, z. B. den Austausch von Bauteilkennwerten, eine Anpassung an eigene Maschinensteuerungen vornehmen. Die Hersteller erhalten dadurch eine Hilfestellung, um die geltenden Normen und Anforderungen der Maschinenrichtlinie zu erfüllen.

Aktivitäten/Methoden:

Die Aktivitäten und Arbeiten im Rahmen des Projekts fanden in Arbeitskreisen aus Vertretern der Firmen, des VDW, des zuständigen Fachausschusses und des IFA statt. Das Projekt war in Arbeitspakete unterteilt. Ein Arbeitspaket für jede Sicherheitsfunktion bestand aus den folgenden Arbeitsschritten. An erster Stelle stand die Definition der Sicherheitsfunktion und des erforderlichen Performance Levels (durch ehemalige Fachausschüsse Maschinenbau Fertigungssysteme Stahlbau, Metall und Oberflächenbehandlung, Maschinenbau Hebezeuge Hütten- und Walzwerksanlagen), die Erstellung eines Prinzipschaltbildes sowie die entsprechende Funktionsbeschreibung des betrachteten Beispiels. Die bearbeiteten Sicherheitsfunktionen wurden von den jeweiligen Arbeitskreisen festgelegt. Im nachfolgenden Schritt wurde ein sicherheitsbezogenes Blockdiagramm erstellt und der Performance Level mithilfe von SISTEMA bestimmt und bewertet. Abschließend wurde die Dokumentation der konstruktiven und funktionalen Merkmale der Sicherheitsfunktion erstellt.

Ergebnisse:

Es wurden 39 Sicherheitsfunktionen für Werkzeugmaschinen modelliert, berechnet und dokumentiert. Damit stehen typische Sicherheitsfunktionen für unterschiedliche Arten von Werkzeugmaschinen mit Dokumentation und SISTEMA-Datei zur Verfügung. Maschinenhersteller können diese Unterlagen als Vorlage verwenden und Anpassungen an die eigene Maschine vornehmen.

Stand: