Jste zde

Bezpečné uzamčení stroje: jak na to

Antonín Vojáček, 27. Červenec 2015 - 0:00

Každé bezpečnostní ohrazení musí mít vstupy, které je však nutno spolehlivě zajistit proti otevření za běhu stroje. K tomu slouží speciální zámky, které se používají nejen k bezpečnému uzamčení stroje, ale i k jeho automatickému zastavení po odemčení. Vícenásobné zámky pak umožňují i funkci zřetězeného odemčení a vícenásobného jištění. 

Úvod do problematiky bezpečného uzamčení stroje

Ať již jde o ochranné zakrytování kompaktního výrobního stroje, bezpečnostní ohrazení či oplocení výrobní linky nebo pracovního prostoru robota, vždy je nutné do něj umístit otevírací vstupy pro obsluhu, údržbu nebo servis stroje a další potřebné úkony vykonávané lidskou obsluhou. Tyto vstupy je však nutné zajistit proti náhodnému, neuváženému či neoprávněnému otevření, které by mohlo zpřístupnit nebezpečný pracovní prostor nezaškolené obsluze a způsobit ji úraz. Nemusí jít přitom vždy čistě jen o mechanicky se pohybující nebo rotující části, ale i například na dotyk nebezpečné elektrické, statickou elektřinou nabité, vyhřívané či naopak chlazené komponenty a plochy.

Základním spolehlivým a trvanlivým řešením vyznačujícím se dlouhodobou trvanlivostí a nevyžadující žádné zvláštní elektrické napájení, je použití k tomu určených speciálních mechanických zámků odemykatelných klíči. Používání bezpečnostních klíčů je založeno na předpokladu, že jeden klíč se nemůže současně nacházet ve 2 bezpečnostních zámcích (např. u dveří a u spouště). Klíč může být z bezpečnostního zámku vyjmut pouze v případě, že je pracoviště zabezpečeno (dveře jsou zavřeny a zámek je zajištěn a zamknut). Výhoda tohoto systému je zahrnutí celé sekvence požadovaných kroků, které musí následovat bezpodmínečně v předem daném správném pořadí. Součástí prvního zámku, který je součástí spouště, je bezpečnostní elektrický rozpínací kontakt použitelný pro přímé vypnutí stroje, nebo jako signál pro bezpečnostní relé či bezpečnostní PLC. Kontakt je rozepnutý po celou dobu odemčení zámku a bez uzavření a zamčení dveří či krytu nelze exponovanou část stroje aktivovat / spustit. Po elektrické stránce je funkce podobná jako například u všeobecně známého nouzového stop tlačítka.

V tomto hierarchickém systému je však možné jít i dále a vytvořit i složitější přístupové struktury, které jsou přitom stále zcela mechanické. U zařízení s více přístupy lze například použít první stupeň v podobě zámku, který ještě nejistí samotný stroj, ale pouze zajišťuje vyjmutí klíčů ze skříňky, které jsou nutné pro odemčení jednotlivých krytů.

Z pohledu splnění norem zabezpečení strojů, například EN ISO 13849, je u mechanického zabezpečení nutné do návrhu a výpočtu úrovně zabezpečení použít výrobcem poskytované hodnoty B10d (střední počet cyklů do doby, kdy 10 % součástí nebezpečně selže).

Bezpečnostní zámky HAAKE

Bezpečnostní zámky HAAKE představují rozsáhlý ucelený systém bezpečného uzamčení stroje umožňující vytvářet i vícenásobné nebo vícestupňové přístupové systémy podle potřeby náročnosti zajištění přístupu a nebezpečnosti zařízení pro lidskou obsluhu. Dosahuje se tak větší úrovně bezpečnosti a ochrany před manipulací.

Mezi základní stavební kameny, které lze vzájemně kombinovat, a ze kterých lze výsledný systém sestavit, patří:

  • ochranné zajišťovací / blokovací mechanismy pro kryty / dveře (HST-TS a HST-TZ),
  • vypínací jednotky vestavné nebo v krabičce (HST-S),
  • vypínací jednotky s časovacím mechanismem vestavné nebo v krabičce (HST-M),
  • blokovací jednotky kontaktů jističů, odpojovačů nebo uzemňovacích zařízení (HST-B),
  • jednotky výdeje klíčů (HST-W).

Základem jsou ochranné zajišťovací / blokovací mechanismy pro kryty / dveře (HST-TS a HST-TZ), které slouží k mechanické blokaci vstupních dveří či otevíracích krytů. Tyto mechanismy mají jeden nebo dva zámky pro vložení klíčů. U jednodušších systémů s jedním zámkem je přístup uvolněn klasicky vložením klíče a odemknutím zámku. Tento klíč však není volně k dispozici, ale je uvolněn ze zámku vypínací jednotky HST-S nebo HST-M, až po elektrickém odpojení stroje.

U systému se dvěma zámky pak první zámek v klidovém stavu blokuje vyjmutí klíče v zámku druhém. Dveře či ohrazení stroje lze pak otevřít až po odemknutí prvního zámku a následně vyjmutí klíče ze zámku druhého. Klíč si ponechává u sebe osoba vcházející do nebezpečného prostoru. Tím je zajištěno, že jiná osoba nemůže pracovníka uvnitř prostoru omylem zavřít a spustit stroj. První zámek totiž nelze zamknout a jeho klíč vyjmout, dokud nebude zpět do zámku vložen druhý klíč. Pro výrobní linky a rozsáhlé stroje s více blokovanými vstupy je pak možné zajistit jejich společné otevření až po celkovém zastavení stroje prostřednictvím jednotky výdeje klíčů (HST-W).

Základní typické konfigurace zámkového systému HAAKE

  • Blokování dveří/krytů zámkem s jedním klíčem je nejjednodušší varianta s jedním klíčem tvořená spínací jednotkou HST-S a jednotkou HST-TS1 nebo HST-TZ1. Vyjmutím klíče z jednotky HST-S dojde k rozepnutí elektrického kontaktu a vypnutí stroje. Klíčem je pak možné otevřít blokovací mechanismus HST-TS a HST-TZ. Opětovné spuštění stroje je možné až po zamčení dveří a opětovném vložení klíče do vypínací jednotky.

  • Blokování dveří/krytů zámkem s dvěma klíči je varianta s dvouzámkovými jednotkami HST-TS2 nebo HST-TZ2, kde prvním klíčem vyjmutým ze spínací jednotky HST-S se uvolní druhý klíč blokovací mechaniky HST-TS2 nebo HST-TZ2. Jeho vyjmutím se otevře zámek a klíč si operátor nechává u sebe. Tím se zajistí, aby nedošlo omylem k zavření obsluhy v chráněném prostoru jinou osobou.

  • Blokování dveří/krytů zámkem s dvěma klíči a funkcí odjištění učícího režimu je rozšířená předchozí varianta s dvouzámkovými jednotkami, kde však uvolněný druhý klíč následně operátor použije k lokální aktivaci / spuštění stroje pro potřeby servisu, testování nebo učení (nastavení). 

  • Zamykací systém s doběhovým časem je systém, kde je nutné nejdříve u jednotky HST-M ručně tlačítkem deaktivovat funkci stroje, přičemž se po jeho stisku začne odpočítávat tzv. doběhový čas, během kterého ještě nelze ze zámku vyjmout klíč k odemčení zámku dveří či krytu. Doběhový čas poskytuje stroji dobu potřebnou k úplnému zastavení, zchladnutí nebo odvedení nebezpečného náboje či dotykového napětí předtím, než bude obsluze umožněn přístup.

  • Systém s více dveřmi/kryty je varianta s dveřmi se zámky HST-TS1 nebo HST-TZ1, kde klíče k jejich otevření jsou přístupny až po odemčení jednotky výdeje klíčů HST-W prostřednictvím klíče uvolněného z vypínací jednotky HST-S.

  • Systém s více dveřmi/kryty a doběhovým časem je předchozí varianta doplněná o jednotku HST-M, která po deaktivaci funkce stroje stiskem tlačítka vydá klíč pro odemčení jednotky výdeje klíčů HST-W až po uplynutí doběhového času.

Příklady zámků HAAKE - zleva: HST-TZ1, HST-TS2, HST-M1, HST-W5.

Závěr

Bezpečnostní zámky HAKKE představují velmi zajímavý "stavebnicový systém" umožňující složit i náročnější víceúrovňový přístupový systém s nutností povolení přístupu do životu nebezpečného prostoru až po úplné zastavení stroje. Navíc všechny komponenty systému HAAKE pracují jen na mechanickém principu a lze je tedy velmi dobře použít i v aplikacích, kde nejsou vhodné elektronické komponenty např. z důvodu nebezpečí výbuchu, z důvodu úspory prostoru a větší ekonomičnosti.

Celý bezpečnostní uzamykací systém společnosti Haake Technik GmbH, stejně tak jako další jejich výrobky, lze v ČR objednávat a nakupovat u společnosti Schmachtl CZ s.r.o.

Odkazy:

Hodnocení článku: