L’implementazione delle funzioni di sicurezza su nuovi macchinari CNC è una tendenza del mercato delle macchine per la lavorazione dei metalli, come affermano in NUM (www.num.com), fornitore di controlli per macchine CNC. Nel 2015, il 100% dei clienti NUM che stanno sviluppando nuove macchine usano l’ultima piattaforma di controllo Flexium+ e adottano anche un certo livello di sicurezza. Questo cambio di passo nella tecnologia è alla base di un tasso di crescita del 300% circa all’anno per quel che riguarda il sistema di sicurezza certificata e NUM si aspetta un’ulteriore importante crescita nel 2016.
“Il sistema di sicurezza è sempre più importante nella progettazione delle macchine CNC”, sottolinea Peter Hutter, vice presidente Customer Solutions & Quality di NUM. “Nei nostri mercati, le funzioni di sicurezza vengono inevitabilmente implementate sulle nuove macchine. Elementi fondamentali sono la facilità di implementazione e la semplicità della programmazione delle funzioni di sicurezza”.
Le tecniche per semplificare i problemi progettuali sono critiche nell’ampio spettro di mercato dei costruttori di macchine CNC: la filosofia su cui si fonda il sistema di sicurezza NUMSafe è basata sull’utilizzo di un PLC di sicurezza dedicato, soluzione specificatamente progettata per ridurre la complessità dello sviluppo e il tempo richiesto per implementare funzioni “safe motion” conformi alle normative EN ISO 13849-1 ed EN 62061.
Introdotta come un’opzione della piattaforma CNC di ultima generazione Flexium+ di NUM, NUMSafe è una completa soluzione per le funzioni di sicurezza che soddisfa la complessità del sistema di controllo delle macchine CNC. Essa include un PLC di sicurezza, moduli di sicurezza per ingressi e uscite digitali (I/O), servodrive digitali con caratteristiche integrate di monitoraggio per un movimento in sicurezza e servomotori brushless compatibili.
Tale architettura, a livello di sistema, permette ai progettisti di macchine di includere funzioni di sicurezza dove sono necessarie, con una minima aggiunta di componenti e cablaggi. Essa rappresenta una semplice ed economica soluzione per tutte le tipologie di applicazioni CNC, dalle macchine semplici a 3 assi fino a quelle complesse con più di cento assi.
Un numero sempre maggiore di clienti NUM, principalmente nel segmento dei costruttori di macchine di fascia alta, hanno iniziato a utilizzare NUMSafe per la costruzione di nuove macchine e per gli aggiornamenti di quelle vecchie. Nel 2015, il 20% circa dei sistemi Flexium+ CNC spediti da NUM incorpora NUMSafe. Un numero destinato a crescere.
La funzione di sicurezza più comune usata per soddisfare i requisiti base di sicurezza secondo le normative EN ISO 13849-1 è l’implementazione della funzione “Safe Torque Off” (STO). Questa funzione assicura che uno o più azionamenti non possano fornire corrente ai motori, in modo che si possano fermare all’istante. Anche la funzione “Safely-limited Speed” (SLS) è molto utile, specialmente quando è necessario effettuare lavori manuali sulla macchina mentre le sue porte sono aperte.
Nelle macchine multiassi, una condizione di sicurezza può richiedere che alcuni assi siano azionati fino a raggiungere determinate posizioni, oppure che conservino la coppia di mantenimento senza movimento. Inoltre, ogni tipologia di macchina avrà diversi dispositivi di protezione, come le porte protettive, i sistemi d’interblocco e le barriere luminose. Tutto ciò richiede una specifica logica di sicurezza e funzioni di sicurezza dedicate. Se in questi casi viene utilizzato un PLC di sicurezza esterno, si può arrivare ad avere schemi di controllo inutilmente complessi, causando un significativo aumento dei costi generali per il setup e la programmazione dell’intera macchina CNC.
NUMSafe supera tali limiti in quanto tutti i dispositivi di sicurezza come il PLC di sicurezza e i relativi moduli I/O di sicurezza sono integrati nel sistema CNC. Tutte le comunicazioni tra il sistema di controllo della macchina e i servodrive avvengono tramite il bus di campo EtherCAT, usando un protocollo Fail Safe over EtherCAT (FSoE) per assicurare l’integrità dei dati relativi alla sicurezza.
Il PLC di sicurezza di NUMSafe viene programmato usando lo stesso tool di sviluppo software che viene usato per la messa in servizio di tutto il sistema, compresi il CNC, il PLC di automazione della macchina, gli azionamenti e i moduli di I/O. Questo ambiente di sviluppo unificato minimizza il tempo di apprendimento e riduce i costi.
Gli ultimi servodrive digitali NUMDrive X, che sono disponibili nelle versioni a singolo asse oppure biasse, offrono un modulo opzionale per il monitoraggio dei movimenti in sicurezza, che opera con il PLC di sicurezza di NUMSafe per sorvegliare e controllare tutti gli aspetti relativi alla sicurezza nel comportamento degli azionamenti e dei motori. Questo approccio modulare aiuta a ridurre i costi del sistema, permettendo di implementare funzioni di sicurezza su assi individuali delle macchine, e solo dove richiesto.
Le due versioni di NUMSafe disponibili permettono ai progettisti di combinare le loro necessità in modo molto preciso e, infine, va ricordato che NUM offre anche un’estesa gamma di servomotori brushless compatibili con NUMSafe.