Sicherheitslösung für Prototyp mit Kraftmessung

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Sicherheitslösung für Prototyp mit Kraftmessung

Neuer Beitragvon krambambuli am Dienstag 9. Oktober 2018, 14:24

Hallo zusammen,

ich habe ein Problem und komme nicht weiter, daher freue ich mich über jede gute Idee :)

Die Ausgangssituation: Aktuell entwickle ich einen Prototypen für eine Messeinrichtung. Dazu fahren Elektrozylinder aus. Dabei verformen sie einen Prüfkörper. Gleichzeitig wird der Weg (inkrementeller Wegaufnehmer im Motor) und die Kraft (Kraftmessdose mit integrierter Signalverarbeitung, 4-20mA Ausgang) gemessen. Es werden Wege zwischen 0-100mm und Kräfte zwischen 0-1000N aufgebracht. Während der Messung können die Prüfkörper evtl. brechen und splittern. Daher ist Oberhalb der Zylinder eine Schutzabdeckung die nur geöffnet werden kann, wenn die Motoren still stehen. Dies wird über Endschalter, Sicherheitsrelais mit zwangsgeführten Kontakten und Magnetventilen zur Verriegelung realisiert (funktioniert). Die Messwerte erfasse ich mittels IPC.

Das Problem: Nach Ablauf einer Zeit möchte der Benutzer die Haube öffnen um die Prüfkörper zu wechseln. Die Elektrozylinder sind zu dem Zeitpunkt teilweise noch ausgefahren. Nun kann es passieren, dass ein Prüfkörper in dem Moment erst bricht und splittert. Zwar sind die Splitter nicht besonders schmerzhaft, aber unter ganz ungünstigen Umständen könnten sie ins Auge kommen. Um das zu verhindern müsste sichergestellt werden, dass alle Kraftmessdosen ca. 0N melden (Anlage Kraftlos). Das kann ich natürlich mit meinem IPC Abfragen und die Haube erst dann freigeben... der IPC ist aber natürlich keine Safety Steuerung und daher kommt es hier bei einer späteren CE Prüfung sicherlich zu Problemen!

Habt ihr Ideen wie man das sicher und günstig lösen kann? Aktuell ist meine beste Idee die Nutzung von Grenzwertrelais (auch Messrelais genannt). Diese lösen aus wenn alle Messdosen Werte < 4,5mA liefern (fast keine Kraft). Allerdings habe ich 20 Messplätze und würde dann 20 Messrelais a ~100€ benötigen... das ist wirklich sehr viel Geld. Dazu kommt, dass ich auch hier nicht weiß, ob der Einsatz der Relais überhaupt eine geeignete Lösung wäre :-/
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Re: Sicherheitslösung für Prototyp mit Kraftmessung

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Dienstag 9. Oktober 2018, 14:47

Wo ist das Problem die Verriegelung erst freizugeben, wenn sich der Zylinder in der obersten Position befindet? Unsere Väter waren auch nicht auf den Kopf gefallen und haben so eine Verriegelung schlicht und einfach mechanisch gelöst!
Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
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Re: Sicherheitslösung für Prototyp mit Kraftmessung

Neuer Beitragvon BernhardS am Dienstag 9. Oktober 2018, 17:12

Einen Strom im Milliamperebereich kann man recht einfach mit einem Optokoppler messen.
Die "Sender"-Seite ist einfach eine Infrarot-LED. Da leitet man den Strom von 4-20mA drüber und mißt auf der Schalter-Seite den ohmschen Widerstand.
Den Meßbereich kann man sich noch etwas passend machen, indem ein Widerstand von hundert bis ein paar hundert Ohm parallel geschaltet wird.
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Re: Sicherheitslösung für Prototyp mit Kraftmessung

Neuer Beitragvon Kleinspannung am Dienstag 9. Oktober 2018, 22:29

krambambuli hat geschrieben: unter ganz ungünstigen Umständen könnten sie ins Auge kommen. Um das zu verhindern müsste

Der jenige welche einfach ne Schutzbrille tragen. :idea:
Oder wär das zu einfach? :roll:
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Re: Sicherheitslösung für Prototyp mit Kraftmessung

Neuer Beitragvon krambambuli am Mittwoch 10. Oktober 2018, 05:35

der mit den kurzen Armen hat geschrieben:Wo ist das Problem die Verriegelung erst freizugeben, wenn sich der Zylinder in der obersten Position befindet? Unsere Väter waren auch nicht auf den Kopf gefallen und haben so eine Verriegelung schlicht und einfach mechanisch gelöst!


Ja das hatte ich auch überlegt. Allerdings werden unterschiedliche Prüfkörper eingesetzt welche sich auch unterschiedlich verformen können. Das heisst, teilweise ist die "Kraftlose" Position dann bei 5mm, 1mm oder auch bei 15mm... Daher kommen Endschalter oder eine Lichtschranke hier leider nicht in Frage. Softwaretechnisch kann man das natürlich abfragen und dann erst freigeben, allerdings ist das - wie gesagt - keine ausreichende Lösung

BernhardS hat geschrieben:Einen Strom im Milliamperebereich kann man recht einfach mit einem Optokoppler messen.
Die "Sender"-Seite ist einfach eine Infrarot-LED. Da leitet man den Strom von 4-20mA drüber und mißt auf der Schalter-Seite den ohmschen Widerstand.
Den Meßbereich kann man sich noch etwas passend machen, indem ein Widerstand von hundert bis ein paar hundert Ohm parallel geschaltet wird.


Gute Idee, Optokoppler hatte ich noch nicht bedacht. Ich werde später mal sehen ob ich was gutes finde. Ich hoffe die liegen preislich nicht zu hoch?

Kleinspannung hat geschrieben:Der jenige welche einfach ne Schutzbrille tragen.
Oder wär das zu einfach?


Das wird definitiv in der Anleitung stehen und auch bei der Inbetriebnahme mehrmals erwähnt! Aber ich weiss leider nicht ob ein paar schriftliche Hinweise und Aufkleber als Sicherheitseinrichtung reichen?
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Re: Sicherheitslösung für Prototyp mit Kraftmessung

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Mittwoch 10. Oktober 2018, 14:27

Noch einmal : Wenn sich der Behälter nur in der oberen Entstellung öffnen lässt ist die Sicherheit gegeben. Unabhängig von der elektrischen Verriegelung sollte das Teil auch rein mechanisch verriegelt sein! Oder damit du es begreifst nur wenn der Druckstempel sich in der oberen Endlage befindet wird eine Feder betätigte Entriegelung freigegeben. Ansonsten bleibt der Deckel zu !
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Re: Sicherheitslösung für Prototyp mit Kraftmessung

Neuer Beitragvon BernhardS am Mittwoch 10. Oktober 2018, 17:43

krambambuli hat geschrieben:Gute Idee, Optokoppler hatte ich noch nicht bedacht. Ich werde später mal sehen ob ich was gutes finde. Ich hoffe die liegen preislich nicht zu hoch?

Nein, die liegen unter 1€. Die Meßschaltung muss natürlich kalkuliert werden. Aber vielleicht kann auch die vorhandene Steuerung noch einige Spannungen messen.
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