Waren es bisher mehrere Normen, die für die verschiedenen Typen von Drehmaschinen die notwendigen Bedingungen für die Sicherheitstechnik vorgaben, ist es jetzt nur noch eine einzige, die EN ISO 23125 (Werkzeugmaschinen – Sicherheit – Drehmaschinen). Mit der Einführung dieser Norm gelten im Wesentlichen für alle Typen von Drehmaschinen dieselben Anforderungen. Und dies auch in allen Ländern, die diese ISO in ihre nationalen Normen übernommen haben. Zudem ist die EN ISO 23125 in der EU unter der Maschinenrichtlinie gelistet. Dies bedeutet somit automatisch, dass auf eine Konformität zum Gesetz, also der Maschinenrichtlinie, geschlossen werden darf, sofern alle Anforderungen beachtet und erfüllt wurden.

Ganz einheitlich ist die Sicherheitstechnik für die verschiedenen Arten von Drehmaschinen dann aber doch nicht geworden. Man unterscheidet 4 Typen von Maschinen: die Bauarten 1 bis 4. Bauart 1 sind komplett handgesteuerte Maschinen, die überhaupt keine numerische Steuerung haben. Die Bauart 2 beschreibt ebenfalls handgesteuerte Drehmaschinen, nun aber mit begrenzten numerischen Steuerungsfähigkeiten. Diese beiden Maschinentypen sind bezüglich der Anwahl einer Betriebsart nicht kritisch, denn es ist nur manueller Betrieb bzw. eingeschränkter automatischer Betrieb möglich. Zur Anwahl dieser beiden Betriebsarten sind keine besonderen Anforderungen an die zu verwendende Sicherheitstechnik gestellt. Unabhängig davon müssen natürlich auch hier alle anderen gewohnten sicherheitstechnischen Details, wie die Absicherung durch Schutzverdecke oder der Schutz gegen unerwarteten Anlauf der Maschine, beachtet werden.

Interessanter im Zusammenhang mit einer Betriebsartenanwahl sind die Bauarten 3 und 4. Dies sind numerisch gesteuerte Drehmaschinen und Drehzentren bzw. Einzel- oder Mehrspindel-Drehautomaten. Diese Art von Maschinen wird natürlich vorwiegend im Automatikbetrieb genutzt. Deshalb ist dann ein Einrichtbetrieb laut Norm obligatorisch.

Die unterschiedlichen Betriebsarten

Die Betriebsart 0 ist der manuelle und die Betriebsart 1 ist der automatische Betrieb. Bei der Betriebsart 2 handelt es sich um Einrichtbetrieb und bei der vierten definierten Betriebsart handelt es sich um die Betriebsart Service. Leider haben sich die Normensetzer nicht zu einer Nummerierung der Betriebsart Service durchringen können, andererseits wird so die Besonderheit dieser Funktion deutlich gemacht. Sie ist übrigens bei keiner Maschine obligatorisch sondern immer nur eine optionale Lösung.

Die Betriebsart Einrichten dagegen muss bei den Maschinen der Bauart 3 oder 4 immer vorhanden sein. Eine Erklärung zum Einrichtbetrieb selbst ist sicherlich nicht notwendig, auch wenn diese Betriebsart noch nicht an allen Maschinen verwirklicht ist, dürfte der Nutzen für den Anwender aus der Benennung klar hervorgehen. Der Servicemode ist dazu gedacht, dass das Servicepersonal des Herstellers eine ganz besondere Betriebsart einstellen kann und damit eben auch die unumgänglichen Wartungsarbeiten unter Umständen unter Abschaltung nahezu der gesamten Sicherheitstechnik erledigen kann.

Auswahl der Betriebsarten

In der EN ISO 23125 ist aufgelistet, welche Betriebsarten für die verschiedenen Bauarten verwendet werden müssen bzw. können. Zur Betriebsart 2, dem Einrichtbetrieb und auch zur optionalen Betriebsart Service ist in der Tabelle ausgeführt, dass diese beiden Betriebsarten nur entsprechend ausgebildetem Personal mittels Schlüsselschalter zugänglich sein sollen, wobei der Schlüsselschalter natürlich auch durch entsprechende andere Zugangsmechanismen ersetzt werden kann. Zudem wird erläutert, dass nicht einfach nur ein einziger Schlüssel eingesteckt werden darf, der für jedermann zugänglich ist, sondern dass es unterschiedliche Schlüssel geben soll, damit entsprechend der Ausbildung des Maschinenbedieners auch nur diejenigen Funktionen zur Verfügung stehen, die der entsprechende Besitzer des Schlüssels nutzen darf. Hierin liegt dann auch ein gewisser organisatorischer Aufwand, den der Maschinenbetreiber letztendlich erbringen muss, indem die Schlüssel verwaltet werden.

Die Drehmaschinen-Norm gibt außerdem genauere Erläuterungen zu den Bedingungen zur Anwahl der Betriebsart. Als erstes wird hier die grundsätzliche Forderung der Maschinenrichtlinie aufgegriffen, die dieses Gesetz stellt. Diese Forderung besagt, dass die Maschine mit einem in jeder Stellung abschließbaren Steuerungs- und Betriebsartenwahlschalter ausgestattet sein muss. Darüber hinaus wird noch vorgegeben, dass die Betriebsart klar erkennbar sein muss, was sich bei einem Schlüsselschalter natürlich rein aus der Stellung dieses Schalters ergibt. Wenn eine andere Art der Anwahl gewählt wurde, kann diese in einem Display oder an Leuchten angezeigt werden. In den darauf folgenden Abschnitten der Norm werden dann die Anforderungen an den Schutz des Bedieners aufgelistet.

Elektronisches Schlüsselsystem

Beim Einrichten und im Servicebetrieb sind typischerweise die Schutzeinrichtungen einer Maschine geöffnet. Dies stellt erhöhte Anforderungen an die Anwahl, denn diese Betriebsarten führen zu einer höheren Gefährdung des Bedieners, als ein Betrieb mit geschlossenen Schutzabdeckungen. Aus diesem Grund wird für die Auswahlfunktion der Betriebsart im Abschnitt 5.11 ein Performance Level (PL) nach EN ISO 13849-1 von mindestens c gefordert. Der Grund dafür ist sicherlich, dass die Ausfallswahrscheinlichkeit eines Teils der Sicherheitskette, durch den unter Umständen eine gefährliche Betriebsart permanent angewählt bleiben würde, verringert werden soll.

Electronic-Key-System

Der PL c wird typischerweise durch den Aufbau einer Schaltung entsprechend der Kategorie 1, also einkanalig, erreicht. Hierzu sind laut EN ISO 13849-1 sicherheitstechnisch bewährte Prinzipien, wie das der Zwangsbetätigung zu nutzen. Für die Umsetzung der Anforderungen aus der neuen Norm bietet das Electronic-Key-System (EKS) von Euchner Abhilfe. Die Ausführung für sicherheitstechnische Applikationen, das EKS FSA, bietet sicherheitstechnische Prinzipien, das durch ein Baumusterprüfzeugnis der Berufsgenossenschaft bestätigt ist.

Das Gerät selbst dient nicht zur Anwahl einer Betriebsart, es erlaubt den Zugang zur Betriebsartenanwahl. Trotzdem ist ein großer Teil der Sicherheitstechnik bereits integriert. Das EKS, das bisher vor allem im Automobilbereich zum Einsatz kommt, besteht aus einer Lesestation, in die ein elektronischer Schlüssel in Form eines Chips mit einem Transponder eingesteckt werden kann. Dessen Dateninhalt wird an eine Steuerung mittels Bus oder serieller Schnittstelle übermittelt. Auf dem Schlüssel lassen sich beliebige Daten, die Berechtigungen für einen Benutzer charakterisieren, speichern und in der Steuerung verarbeiten. Das System dient vor allem dazu, Benutzerberechtigungen zu erkennen. Somit ist ein Teil des Auswahlsystems zur Betriebsartenwahl bereits im System integriert; nämlich die Berechtigung eines Anwenders.

Allerdings ist dieses im Sinne der Maschinensicherheit nach EN ISO 13849-1 noch nicht sicher. Es lag jedoch nahe, beim EKS zusätzliche Sicherheit in Form eines zweiten Kanals einzubauen. Auf diese Weise ist zwar nicht die Anwahl, sehr wohl aber die Abwahl einer Betriebsart gesichert. Der Unterschied zwischen Anwahl und Abwahl liegt darin, dass zum Anwählen einer Betriebsart das EKS alleine nicht ausreichend ist. Es muss noch ein zweites Element, wie die Steuerung der Maschine dazu kommen. Zum Abwählen dagegen ist das zweikanalige System EKS FSA allein ausreichend.

Einen Mehraufwand für den Einsatz des EKS FSA gibt es typischerweise nicht, da der Steuerung die Wahl einer Betriebsart ohnehin signalisiert werden muss. Nun wird stattdessen die Berechtigung, die auf dem Speicher des EKS FSA hinterlegt ist, mitgeteilt und über die vorhandene Benutzerschnittstelle, also Display und die Tastatur, die tatsächlich gewünschte Betriebsart eingestellt. Somit kann sich ein Benutzer mit seinem elektronischen Schlüssel an der Anlage legitimieren. Die Steuerung gibt ihm dann die entsprechend seinem Kenntnisstand hinterlegte Berechtigung für verschiedene Betriebsarten frei und er wählt die jeweils passende aus, ohne dass der Schlüssel noch einmal ausgesteckt oder gar gegen einen zweiten getauscht werden muss. Dies bildet den ersten Kanal des Systems. Der zweite Kanal ist direkt im EKS FSA integriert. Damit sind zwei unabhängige Kanäle vorhanden, die sicherheitstechnisch einfach ausgewertet werden können, und es kann damit ein System der Kategorie 3 gebildet werden, mit dem dann PL c ohne Probleme erreicht wird.

Weitere Einsatzmöglichkeiten

Das EKS FSA kann aber noch mehr leisten, indem es die von der Norm dargestellten organisatorischen Dinge bezüglich Schulungen eines Mitarbeiters unterstützt. So könnte auf dem Schlüssel auch ein Ablaufdatum für die Gültigkeit des Zugangs hinterlegt werden, sodass eine Schulung regelmäßig wiederholt werden muss, bevor die Berechtigung erneuert wird. Für den Servicemode, der teilweise unter besonders gefährlichen Bedingungen gefahren werden muss, stellt diese Funktion eine gute Möglichkeit dar, Servicetechniker entsprechend zu schulen und erst danach auch für den Servicemode zu berechtigen.

Das EKS ist auch in einer Version verfügbar, bei der die Auswertung des Schlüsselinhaltes teilweise im Gerät erfolgt. Das EKS Light ist ebenfalls in einer Ausführung FSA für sichere Anwendungen verfügbar. Da die Daten weder über einen Bus noch eine Schnittstelle an die Steuerung gesendet werden, setzt das Gerät entsprechend des Schlüsselinhalts direkt bis zu 4 Ausgänge, die eine Berechtigung repräsentieren. Jetzt kann auch ohne den Einsatz einer Steuerung praktisch direkt die Betriebsartenwahl freigegeben werden. Alternativ lässt sich aufgrund der wesentlich einfacheren Auswertung von Eingängen entscheiden, welche Funktionalität freigegeben wird.

Da die verwendeten Schlüssel alle eindeutig identifizierbar sind, kann die eindeutige Schlüsselkennung in der Steuerung mitgeloggt werden. Wird z.B. ein Datumselement programmiert, kann dem Besitzer eines Schlüssels die Verantwortung an der Maschine für einen bestimmten Zeitraum zugewiesen werden, was auch die Manipulation einschränkt.

Nach Informationen von Euchner GmbH + Co. KG in Leinfelden-Echterdingen ( www.euchner.de )