EP4059678B1 - Verfahren und schneidemaschine mit sicherheitsüberwachtem reversieren der gefahrbringenden schneidemesserbewegung im gefahrenfall - Google Patents

Verfahren und schneidemaschine mit sicherheitsüberwachtem reversieren der gefahrbringenden schneidemesserbewegung im gefahrenfall Download PDF

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EP4059678B1
EP4059678B1 EP21163050.4A EP21163050A EP4059678B1 EP 4059678 B1 EP4059678 B1 EP 4059678B1 EP 21163050 A EP21163050 A EP 21163050A EP 4059678 B1 EP4059678 B1 EP 4059678B1
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EP
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cutting
drive motor
cutting blade
machine
safety
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
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    • B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/01—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work
    • B26D1/04—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a linearly-movable cutting member
    • B26D1/06—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a linearly-movable cutting member wherein the cutting member reciprocates
    • B26D1/08—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a linearly-movable cutting member wherein the cutting member reciprocates of the guillotine type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/08—Means for actuating the cutting member to effect the cut
    • B26D5/086—Electric, magnetic, piezoelectric, electro-magnetic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/22—Safety devices specially adapted for cutting machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/22—Safety devices specially adapted for cutting machines
    • B26D7/24—Safety devices specially adapted for cutting machines arranged to disable the operating means for the cutting member

Definitions

  • Such a method and an associated cutting machine are, for example, by the EP 2 591 897 A1 known.
  • the known cutting machine comprises a table for receiving the material to be cut, a portal frame arranged above the table and a cutting blade mounted in the portal frame that can be raised and lowered by means of a drive.
  • An opening for the material to be cut is formed between the table and the portal frame, light barrier housings for receiving a light barrier being arranged on both sides of the opening.
  • the light barrier housings have a pivoted cover element, which is arranged outside the light barrier housing and is arranged in a first pivoted position between the two light barrier housings and thereby interrupts the light beam of the light barrier, and in a second pivoted position is pivoted out of the area between the two light barrier housings and this does not interrupt the light beam of the light barrier.
  • EP 0 723 841 A1 a cutting machine with a table for receiving material to be cut, with a cutter bar which is movably mounted in a machine stand and which accommodates a cutting blade in the region of its lower end, and with a drive for raising and lowering the cutter bar known.
  • the drive has a drive motor, a gear that can be driven by the latter, a crank drive connected to the gear outlet, and a connecting rod that is connected to the crank drive and acts on the cutter bar.
  • a rotary encoder which controls an evaluation unit, interacts with the gear output.
  • U.S. 5,488,886 A discloses a method for optimizing the cutting process in a cutting machine in which, before cutting stacked, sheet-like material to be cut on a table, a press beam is lowered onto it and a cutting knife arranged adjacent to the press beam is lowered perpendicularly to the table surface receiving the material to be cut, thereby separating the material to be cut , furthermore, after the cut, the cutting knife and the press beam are raised again.
  • the lower edge of the press beam follows the cutting edge of the cutting blade.
  • a defined distance between the cutting blade and the level of the surface of the material to be cut is recorded and the movement of the cutting blade is stopped at the height of the distance level or at a slightly higher level.
  • the smaller cutting machines occupy a certain special position, since the forces required to actuate the pressing of the cuttings are not as high as in larger machines, so that the operator's muscle strength is often sufficient and no motor support is necessary. These machines are often not production machines that the operator works with all day long. Such machines are typically used in copy shops, for example. Partial or full electrification is often used primarily for increased comfort, since the operator's effort is reduced and work can also be done faster in the long term. Since the segment of small machines is particularly price-sensitive, the focus here is on the manufacturing costs for the respective functional principle and must not be too high in relation to the manual machine variant. Therefore, only simple electrification systems are used here, sometimes only the blade drive is motor-driven. If the clippings pressing device is also driven by a motor, the pressing pressure is generally not adjustable.
  • Cutting machines of the medium machine group size have a very wide use, starting from the professional copy shop to in-house printers to professional printers. These machines are particularly suitable for small and medium-sized paper formats, which are often used in digital printing processes. For this reason, this medium-sized machine size group has gained in market importance and the required level of professionalism. The market is increasingly demanding equipment features and working speeds that were previously reserved primarily for machines in the large machine size group. However, the equipment features in the medium machine group segment can usually not be realized using the techniques of the large machine group size. Reasons for this are, for example, the size, the complexity and the price for the realization of the equipment features. Machines in medium-sized machine groups should be able to be operated on the standard secured single-phase power grid, as this is available at almost all desired locations.
  • the energy efficiency of such machines is important for several reasons.
  • One reason is that, as with all electrically operated devices, the required energy consumption should be kept as low as possible from the point of view of environmental protection and operating costs.
  • Another reason is that the desired single-phase domestic installation limits the possible power consumption and thus the performance of the machine. This means that the more energy-efficient the machine works, the more power can be used productively for the actual machine function.
  • the large machine group size includes machines that are mainly developed for large cutting material formats and almost exclusively for professional users. There are many machine features that the operator wants or demands, often even customer-specific adaptations.
  • the machines of this class are traditionally suitable for companies that, for example, process printed matter with long print runs in large formats, which are printed in offset printing machines. The manufacturing costs and the associated sales price for such machines are correspondingly high. The price, but also the mains supply to be provided for the often high connected load required are for the needs and possibilities of the user, that process smaller formats and print runs, often from the digital printing sector, are not suitable.
  • the actual pressing/cutting cycle is always similar.
  • the operator places the clippings on the machine table and positions them under the knife, which is in its safe starting position above the clippings. In this safe starting position, the cutting edge of the knife is usually covered by the press beam, which protrudes downwards in its starting position.
  • the press bar is located directly behind the knife and thus prevents the operator from injuring himself on the knife edge in this knife/press bar position. Since great forces and very sharp knives are sometimes required to cut the material to be cut, and high pressure forces are sometimes also required to fix the material to be cut, appropriately monitored protective devices must be used to ensure that the operator cannot injure himself.
  • Such protective devices can on the one hand be mechanical protective devices, which can consist of metal or plastic, for example.
  • the protective devices can be attached to the machine in a fixed or movable manner, insofar as this is necessary for loading and unloading the clippings.
  • Such movable protective devices must be monitored on the machine side to ensure that a pressing/cutting cycle can only be started if they are properly closed.
  • the necessary access for the operator can also be realized with optoelectronic safety light grids, which monitor the danger area by means of optical sensors and only allow a cut to be triggered if the light grid is not interrupted by objects or body parts.
  • the pressing/cutting cycle can often only be triggered via a two-hand switch, so that the operator's hands are stationary on the operating elements when the cycle is triggered and thus the dangerous machine movement.
  • the arrangement of the controls is designed in such a way that actuation by means of only one hand or by means of auxiliary objects is not possible or at least extremely difficult.
  • the pressing/cutting cycle stops as soon as the operator releases at least one of the operating elements, but at the latest after a cycle has been completed and the press beam and the knife have returned to the safe starting position (return control). Each cycle must be triggered individually by pressing both control elements simultaneously within 0.5 seconds (simultaneity condition).
  • the controls must be enabled between cycles.
  • the design of the safety devices and the monitoring of their various operating states are subject to strict normative specifications that ensure maximum operating safety.
  • the cutting machine should therefore be optimally adapted or be adaptable to the needs of the operator and at the same time offer maximum performance within the scope of the technical possibilities, which can be achieved with the specified, standard secured, single-phase mains supply while complying with all safety regulations. If all the points mentioned are to be optimally implemented, this has hitherto only been possible to a limited extent or requires total manufacturing costs, which have hitherto been reserved for the large machine group size.
  • safety controllers or safety controls programmable logic controllers (PLC)
  • PLC programmable logic controllers
  • programs can be written that link actions with conditions and Boolean operations (AND, OR, NOT, XOR).
  • AND, OR, NOT, XOR Boolean operations
  • all safety-related signals must be routed to the central controller, which is usually located in a control cabinet. This generally requires long assembly and commissioning times, which in turn leads to increased costs.
  • the advantages of the safety controller are that safety programs that have already been created can be copied and used several times for machines of the same type and it is relatively easy to expand the security functions.
  • the safety applications can be displayed graphically on HMIs (Human Machine Interface) and all information such as settings and statuses, etc. provided by the machine can be conveniently called up at any time.
  • Information and signals reach the controller both from the controller to the PLC and from the PLC to the controller.
  • the operators also program the control application with the help of a graphic interface and ready-made modules for classic safety components using the copy function (drag and drop) without programming code.
  • a simulation functionality is also integrated, as well as various data export options for later documentation. Programs can be copied and transferred to other controllers using mobile data carriers such as USB sticks. As a result, many of the safety programs can be designed and tested offline, ie without a cutting machine, on the PC and later uploaded to the application in the cutting machine.
  • the actual wiring must be done on site at the machine using classic point-to-point connections.
  • the complex wiring during commissioning is often one of the major disadvantages of the central safety architecture.
  • An interim solution can then be local contactor boxes in which the controllers are installed decentrally.
  • the bus cycle times must be taken into account, particularly in the case of linked systems or messages. Longer response times may have to be taken into account here.
  • the longer reaction times of the control mean that between the recognition of a dangerous situation, such as the intrusion of the operator into the protected area of the pressing/cutting functional unit while it is moving dangerously, and the necessary reaction of the machine, in this case the immediate one Stopping the dangerous movement, a longer reaction time elapses.
  • the corresponding protective devices must be attached further away from the source of danger so that the operator is not endangered. This is often technically not possible or at least not desirable, since the cutting machine usually grows in its external dimensions and working is made more difficult or no longer ergonomically possible.
  • decentralized safety installations are available which, if necessary, are also available with high IP protection levels.
  • decentralized architectures are also becoming increasingly popular in safety technology. A distinction must be made here between two types: on the one hand, decentralized concepts that collect safe signals on I/O modules and bring them to the central safety controller via fieldbuses or safe Ethernet protocols, and on the other hand, fully decentralized installations that control safety applications directly in the field on safety controllers . Which is the more suitable alternative is decided on a case-by-case basis. Both decentralized architectures offer the advantage of efficient, singular wiring using Ethernet cables and standard connectors.
  • the present invention is based on the object of further increasing the safety in a method of the type mentioned at the outset, and of specifying an associated cutting machine.
  • this object is achieved by a cutting machine having the features of claim 1 .
  • the drive motor moves the cutting knife back to the upper safety position, which does not represent a dangerous movement.
  • the invention monitors whether the cutting blade actually moves up after stopping. In the event of danger, e.g. in the event of a dangerous downward movement of the cutting blade, the movement of the cutting blade is safely stopped.
  • a height-adjustable press bar can be arranged behind the cutting blade for pressing down the material to be cut, which covers the blade edge in the upper safety position.
  • the actual travel direction of the knife is evaluated for travel direction monitoring only after a reversal time (e.g. 180 ms) required for the direction reversal of the motor control after the cutting knife has stopped moving down.
  • a reversal time e.g. 180 ms
  • the safety monitoring can take place in different ways, for example optically via a light barrier monitoring along the cutting knife travel path or via a rotary encoder on the motor shaft.
  • the actual travel direction of the cutting blade is particularly preferably determined using a rotating field of the phase currents present at the drive motor. If a downward movement of the cutting blade is determined based on the rotating field, the rotating field that generates the torque-forming currents is switched off, causing the drive motor to stop.
  • the rotary field of the phase currents present at the drive motor is generated by at least a first of at least two mutually monitoring processors by means of control signals, in particular PWM signals, that the phase currents actually present at the drive motor are detected by both processors and that in order to stop the drive motor, at least one, preferably both, processors interrupt at least some of the control signals or no longer change them over time. If the rotary field indicates a downward movement of the cutting knife, the two processors can independently trigger a separation of the control signals. As a result, the drive motor no longer receives any torque and the knife drive is in a safe state.
  • a mechanical brake can be controlled at the same time as the descending cutting blade is stopped, to brake the drive motor to a standstill and to block it, provided this control is not completed within the activation time of the brake by determining that the actual travel direction of the cutting blade is upwards. will be annulled.
  • the invention also relates to a cutting machine with a horizontal cutting support for material to be cut, with a horizontal knife that can be moved vertically above the cutting support for cutting the material to be cut resting on the cutting support, with a drive motor for moving the knife vertically, with a drive motor that switches the drive motor Manual operation, in particular two-hand operation, with a protective device protecting the working area of the cutting machine and with a machine drive control that controls the cutting process and is programmed to control the drive motor according to the method described above.
  • the drive motor is particularly preferably a multi-phase three-phase motor
  • the machine drive control has at least one processor (microcontroller) which outputs the control signals required to generate the phase currents of a rotating field for the drive motor, in particular pulse width modulation (PWM) signals, and detects the phase currents actually present at the drive motor and, in order to stop the drive motor, interrupts at least some of the control signals or no longer changes them in time.
  • processor microcontroller
  • the machine drive controller can advantageously have two mutually monitoring processors, with at least one of the two processors generating the control signals, in particular PWM signals, with both processors detecting the phase currents actually present at the drive motor and with at least one of the two processors, preferably both processors, Stopping the drive motor interrupts at least some of the control signals or no longer changes in time.
  • At least one processor has a monitoring unit which uses the detected phase currents of the drive motor to determine the actual direction of travel of the blade and stops the drive motor if a downward movement of the cutting blade is detected.
  • a power driver (output stage) can be arranged downstream of the at least one processor, which generates the phase currents for the drive motor using the control signals, in particular PWM signals, of the processor.
  • the signal lines of the control signals each have a switch, in particular an optocoupler, controlled by the at least one processor, in order to switch through or interrupt the signal lines. All signal-relevant inputs and outputs of the at least one processor are preferably protected by means of galvanic isolation, in particular by means of optocouplers.
  • the machine drive control is in the form of a frequency converter with a functional and safety-oriented control.
  • a required performance level "e” (PLe) can be achieved without resorting to a combination of expensive standard individual systems, and on the other hand, the special safety and functional requirements of a cutting machine can be taken into account.
  • a cutting machine drive motor can be regulate in the desired manner.
  • a maximum performance level "d" (PLd) can be achieved without additional safety elements.
  • the performance level is a measure of the reliability of a safety function and describes the extent to which individual components or safety functions contribute to risk reduction.
  • a performance level PLe is prescribed for cutting machines of the type described, which is achieved with the frequency converter according to the invention without any additional, external safety elements that would otherwise be necessary.
  • the maximum electrical machine power is limited. It is therefore all the more important that the maximum electrical power available can be used as effectively as possible when required and that the cutting machine can also be automatically adjusted or manually adjusted within specified limits to different house installation fuses and mains voltage fluctuations and dips. For this it is necessary that the drive motor can be controlled in such a way that it does not draw high current peaks from the mains, as they typically occur when starting up and when uncontrolled capacitor motors are blocked. These current peaks may only be present for a short time (starting current), but they can already trigger the house installation fuse.
  • Such a motor-control combination could only be designed in such a way that the drive motor would have to stay below its potential at the actual operating point due to its starting current.
  • the drive motor can also be controlled gently during startup, so that there are no high current peaks.
  • the drive motor can thus be controlled in any operating state in such a way that a predetermined, adjustable maximum current or maximum power is not exceeded. If the maximum current/power value set at the factory by the respective operator cannot be provided by the respective house installation are recognized and the operator is able to adjust the value to his requirements via the HMI.
  • Voltage dips under load which can occur in unstable electrical networks due to the power required during the pressing/cutting cycle, are also recognized by the machine and compensated for by the control technology. Compensation is achieved by automatically reducing the control frequency for the three-phase motor that drives the cutting machine within defined and reasonable limits until the motor torque required for the pressing/cutting cycle can be provided. Analogously to the control frequency, the speed of the drive motor is also reduced and thus the traversing speed of the cutting knife and the press beam during the pressing/cutting cycle.
  • the customer can thus make optimum use of his individually available house installation performance and work at the maximum possible speed without the cutting machine having to be "electrically throttled” at the factory so that it can run even under poor mains connection conditions or would no longer be able to produce a complete cut compared to uncontrolled machines.
  • the machine control can also use the frequency converter with functional and safety-related control to start and stop the motor in forward and reverse motion in all other possible operating states in the desired control measure.
  • Undesirable overload peaks in the drive train, which result from a blockage, for example, can be detected and mitigated and, if necessary, communicated to the operator via the HMI.
  • a potentially dangerous, but always necessary, operation with cutting machines of the type described is changing a blunt blade for a sharp one. This is necessary after more or fewer pressing/cutting cycles, depending on the material to be cut and the requirements for the cutting result.
  • the cutting blade must be removed from the cutting machine, usually with the help of a blade changing device, and reinstalled after replacement.
  • the cutting machine can support the operator by a corresponding, programmed knife change routine is stored in the machine control system, which the operator activates when required and visualizes via the HMI.
  • the cutting machine moves the cutting knife or the press beam to the safe lower end position so that the operator is protected as best as possible from danger and injury from the knife edge when changing the cutting knife. After the knife change has been completed, the function is acknowledged by the operator.
  • the cutter performs the next operator-triggered crimping/cutting cycle at a greatly reduced speed (set-up cycle) and with severely limited drive power, so that any errors made by the operator during the knife change, such as an incorrect depth setting of the cutting knife or a forgotten tool in the work area, cannot lead to a severe blockage with possible damage to the cutting blade or other machine parts.
  • the cutting machine In order to be able to design the cutting machine as cost-effectively and compactly as possible, it makes sense to design the built-in assemblies in such a way that they are thermally optimized for the average load profile of the operator and the average environmental conditions. At the same time, however, it must be ensured that the cutting machine is not damaged even when operated outside of the standard operating conditions with regard to the load profile and ambient temperatures and, in the best case, adapts to the corresponding requirements.
  • This is achieved with the frequency converter according to the invention with functional and safety-related control in that all temperature-critical assemblies, such as the drive motor, the power output stages, but also assemblies such as a hydraulic unit for the pressing process or a single-board computer, are temperature-monitored.
  • the corresponding temperature values are monitored in the frequency converter with functional and safety-related controls.
  • the preset temperature limit values of one or more monitored assemblies are reached, the maximum speed is reduced via the control logic long enough to ensure continuous work without interruptions to cool down. This usually happens to an extent that is not perceived negatively by the operator, and of course only until the respective load case allows the machine to be operated at optimum speed again.
  • the frequency converter according to the invention with functional and safety-related control represents the central control and logic unit of the cutting machine, where all the information from the built-in sensors and switches as well as the operator's inputs via the HMI converge, can from the large number of existing data for the Operators or information for any service or repair work that may be required can be processed and output via the HMI.
  • the frequency converter output frequency for the drive motor and thus the motor speed or the speed of the cutting cycle can be adjusted depending on the respective voltage stability of the mains supply.
  • the cutting machine 1 shown comprises a horizontal cutting support 2 for material to be cut, a cutting blade 3 that can be moved vertically above the cutting support 2 for cutting the material to be cut, a Drive motor 4 for adjusting the height of the cutting blade 3, manual operation (e.g. two-hand operation) 5 for the drive motor 4, a protective device protecting the working area of the cutting machine 1 (designed here as a light barrier, for example) 6 and a machine drive controller 7 controlling the cutting process. Behind the cutting blade 3 there is also a height-adjustable press beam 8 for pressing down the material to be cut, with a press drive (not shown here) for moving the press beam 8 in height being actuated manually or being driven electrically.
  • the machine drive control 7 is preferably formed by a frequency converter with a functional and safety-oriented control.
  • the operator places the material to be cut on the cutting support 2 and positions it under the cutting blade 3 , which is above the material to be cut in a safe, upper starting position in which the cutting edge of the blade is usually covered by the press beam 8 .
  • the cutting blade 3 moves down to the cutting support 2 .
  • the protective device 6 is interrupted in the process, the downward movement of the cutting blade 3 is stopped and immediately thereafter the cutting blade 3 is reversed in a safety-monitored manner into the non-hazardous, upper starting position.
  • the safety monitoring includes determining the actual travel direction of the cutting blade 3 and, if a downward movement of the cutting blade 3 is detected, stopping the drive motor 4.
  • the machine drive control 7 has two processors (CPUs) 9a, 9b , which monitor each other at the input and output signal level, as indicated by the dashed double arrow.
  • the two processors 9a, 9b are both connected to the manual control 5 and to the protective device 6, respectively.
  • the one, first processor 9a has the main task of controlling the drive motor 4 close to the tilting moment; the other, second processor 9b is a designated one Safety CPU with monitoring function. All security functions are evaluated and monitored by both processors 9a, 9b. Both processors 9a, 9b can initiate safety-related processes independently of one another.
  • the first processor 9a generates PWM control signals on six signal lines 10 1 to 10 6 , which are connected to a power driver (output stage) 13 via three PWM Hi optocouplers 11 and three PWM Lo optocouplers 12 .
  • the PWM-Hi optocoupler 11 is controlled by the first processor 9a and the PWM-Lo optocoupler 12 by the second processor 9b via lines 14 in order to either switch the signal lines 10 1 to 10 6 through or interrupt them.
  • the power driver 13 is connected to the drive motor 4 via three output lines 15 and generates three phase currents according to the PWM control signals, which generate a rotating field for the drive motor 4 .
  • phase currents actually applied to the drive motor 4 are tapped off at two of the three output lines 15 at 16 and routed via lines 17 to the two processors 9a, 9b.
  • the two processors 9a, 9b jointly control lines 18 --via an AND operation 19 --in each case a brake 20 in order to mechanically brake and block the drive motor 4.
  • All signal-relevant inputs and outputs of the two processors 9a, 9b are electrically isolated by means of optocouplers that are not shown.
  • the first processor 9a stops the downward movement of the cutting blade. So that the blade edge does not remain open and thus secondary injuries to the operator are avoided, the machine drive control 7 reverses so that the drive motor 4 moves the cutting blade 3 back into the upper starting position.
  • the rotating field is monitored in a monitoring unit 21a, 21b of the two processors 9a, 9b (after the timer for reversing has expired, 180 ms) by using the detected phase currents to determine the actual travel direction of the cutting blade 3 becomes.
  • the complex PWM pattern required to generate the rotating field is generated by at least one of the two processors 9a, 9b , Interrupted, so that the drive motor 4 no longer receives torque and the blade drive is in a safe state of rest.
  • the voltage of the three PWM-Hi optocouplers 11 is switched off by the first processor 9a or the voltage of the three PWM-Lo optocouplers 12 by the second processor 9b, which results in the safe STO (Safe Torque Off) for the drive motor 4 corresponds.
  • the brake 20 is activated at the same time as the descending cutting blade 3 is stopped in order to brake the drive motor 4 to a standstill and block it, provided this activation is not within the activation time of the brake 20 by determining that the actual travel direction of the cutting blade 3 is directed upwards is cancelled.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schneiden von Schnittgut mittels einer Schneidemaschine, die eine horizontale Schneideauflage für zu schneidendes Schnittgut (z.B. Papierstapel), ein oberhalb der Schneideauflage höhenverfahrbares, horizontales Schneidemesser zum Schneiden des auf der Schneideauflage aufliegenden Schnittguts, einen Antriebsmotor zum Höhenverfahren des Schneidemessers, eine den Antriebsmotor schaltende Handbedienung, insbesondere Zweihandbedienung, und eine den Arbeitsbereich der Schneidemaschine absichernde Schutzeinrichtung (Sicherheitssensoren wie beispielsweise Lichtschranken oder mechanische Schutzeinrichtung) aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten:
    • Herunterfahren des Schneidemessers bei nicht-unterbrochener Schutzeinrichtung durch Betätigen der Handbedienung, und
    • Stoppen des herunterfahrenden Schneidemessers, wenn die Schutzeinrichtung unterbrochen wird.
  • Ein derartiges Verfahren und eine zugehörige Schneidemaschine sind beispielsweise durch die EP 2 591 897 A1 bekannt geworden.
  • Die aus EP 2 591 897 A1 bekannte Schneidmaschine umfasst einen Tisch zur Aufnahme des Schnittguts, einen oberhalb des Tischs angeordneten Portalrahmen und ein im Portalrahmen gelagertes, mittels eines Antriebs heb-und senkbares Schneidmesser. Zwischen Tisch und Portalrahmen ist eine Öffnung für das Schnittgut gebildet, wobei beidseitig der Öffnung Lichtschrankengehäuse zur Aufnahme einer Lichtschranke angeordnet sind. Die Lichtschrankengehäuse weisen ein schwenkbar gelagertes Abdeckelement auf, das außerhalb des Lichtschrankengehäuses angeordnet ist und in einer ersten Schwenkstellung zwischen den beiden Lichtschrankengehäusen angeordnet ist und hierbei den Lichtstrahl der Lichtschranke unterbricht, sowie in einer zweiten Schwenkstellung aus dem Bereich zwischen den beiden Lichtschrankengehäusen herausgeschwenkt ist und hierbei den Lichtstrahl der Lichtschranke nicht unterbricht.
  • Außerdem ist aus EP 0 723 841 A1 eine Schneidmaschine mit einem Tisch zur Aufnahme von Schneidgut, mit einem in einem Maschinenständer verschieblich gelagerten Messerbalken, der im Bereich seines unteren Endes ein Schneidmesser aufnimmt, sowie mit einem Antrieb zum Heben und Senken des Messerbalkens bekannt. Der Antrieb weist einen Antriebsmotor, ein von diesem antreibbares Getriebe, einen mit dem Getriebeabgang verbundenen Kurbeltrieb sowie ein mit dem Kurbeltrieb verbundenes Pleuel auf, das am Messerbalken angreift. Um auf das Schneidmesser bezogene Betriebsparameter erfassen zu können, wirkt mit dem Getriebeabgang ein Drehgeber zusammen, der eine Auswerteeinheit ansteuert.
  • US 5 488 886 A offenbart ein Verfahren zum Optimieren des Schneidevorganges bei einer Schneidemaschine, bei der vor dem Schneiden von auf einem Tisch befindlichem gestapeltem, blattförmigem Schneidgut ein Pressbalken auf dieses abgesenkt sowie ein benachbart zum Pressbalken angeordnetes Schneidmesser senkrecht zur das Schneidgut aufnehmenden Tischfläche abgesenkt wird und dabei das Schneidgut trennt, ferner nach dem Schnitt das Schneidmesser und der Pressbalken wieder angehoben werden. Beim Anheben läuft der Pressbalken mit seiner Pressbalkenunterkante der Schneidkante des Schneidmessers nach. Beim Anheben des Schneidmessers nach dem Schnitt wird ein definierter Abstand des Schneidmessers zum Niveau der Schneidgutoberfläche erfasst und die Bewegung des Schneidmessers auf Höhe des Abstandsniveaus oder auf geringfügig höherem Niveau beendet.
  • Es gibt heute bei elektrisch angetriebenen Schneidemaschinen sowohl für die Schnittgutpressung als auch für den Schneidemesserantrieb verschiedene Funktionsprinzipien. Diese lassen sich teilweise bestimmten Maschinengrößengruppen zuordnen, da sie dort den jeweils besten Kompromiss aus Funktion und Kosten darstellen.
  • Die kleineren Schneidemaschinen nehmen eine gewisse Sonderstellung ein, da die notwendigen Kräfte für die Betätigung der Schnittgutpressung im Vergleich zu größeren Maschinen nicht so hoch sind, so dass oft die Muskelkraft des Bedieners ausreicht und keine motorische Unterstützung notwendig ist. Diese Maschinen sind oftmals keine Produktionsmaschinen, mit denen der Bediener den ganzen Tag arbeitet. Eine typische Anwendung finden solche Maschinen beispielsweise in Copy-Shops. Die Teil- oder Vollelektrisierung dient hier oftmals vor allem dem gesteigerten Komfort, da der Kraftaufwand des Bedieners verringert wird und auch dauerhaft schneller gearbeitet werden kann. Da das Segment der kleinen Maschinen besonders preissensitiv ist, stehen hier die Herstellkosten für das jeweilige Funktionsprinzip im Vordergrund und dürfen im Verhältnis zur manuellen Maschinenvariante nicht zu hoch ausfallen. Deshalb finden hier in der Regel nur einfache Systeme der Elektrifizierung Verwendung, teilweise wird nur der Messerantrieb motorisch angetrieben. Sofern die Schnittgutpresseinrichtung ebenfalls per Motor angetrieben wird, so ist der Pressdruck in aller Regel nicht einstellbar.
  • Schneidemaschinen der mittleren Maschinengruppengröße haben eine sehr breite Verwendung, angefangen vom professionellen Copy-Shop über Hausdruckereien bis hin zur professionellen Druckerei. Diese Maschinen sind besonders geeignet für kleinere und mittlere Papierformate, welche im Digitaldruckverfahren häufig eingesetzt werden. Aus diesem Grund hat diese mittlere Maschinengrößengruppe an Marktbedeutung und an geforderter Professionalität zugelegt. Der Markt fordert hier zunehmend Ausstattungsmerkmale und Arbeitsgeschwindigkeiten, die bisher vornehmlich Maschinen der großen Maschinengrößengruppe vorbehalten sind. Die Ausstattungsmerkmale können aber im mittleren Maschinengruppensegment meist nicht durch die Techniken der großen Maschinengruppengröße realisiert werden. Gründe hierfür sind beispielsweise die Baugröße, die Komplexität und der Preis für die Realisierung der Ausstattungsmerkmale. Maschinen der mittleren Maschinengruppengröße sollen am standardmäßig abgesicherten Einphasen-Stromnetz betrieben werden können, da dieses nahezu an allen gewünschten Einsatzorten zur Verfügung steht. Die Energieeffizienz solcher Maschinen ist aus mehreren Gründen wichtig. Ein Grund ist, dass der benötigte Energieverbrauch aus Umweltschutz- und Betriebskostensicht, wie bei allen elektrisch betriebenen Geräten, so gering wie möglich gehalten werden sollte. Ein weiterer Grund ist, dass die wunschgemäß genutzte elektrische Einphasen-Hausinstallation die mögliche Leistungsaufnahme und damit die Leistungsfähigkeit der Maschine begrenzt. Das heißt, je energieeffizienter die Maschine arbeitet, desto mehr Leistung kann produktiv für die eigentliche Maschinenfunktion genutzt werden.
  • Die große Maschinengruppengröße umfasst Maschinen, die vor allem für große Schnittgutformate und nahezu ausschließlich für professionelle Anwender entwickelt werden. Hier gibt es viele Maschinenausstattungsmerkmale, die sich der Bediener wünscht oder fordert, oftmals sogar kundenspezifische Anpassungen. Die Maschinen dieser Klasse sind traditionell für Betriebe geeignet, die beispielsweise Drucksachen mit hohen Druckauflagen in großen Formaten verarbeiten, welche in Offset-Druckmaschinen bedruckt werden. Dementsprechend hoch sind auch die Herstellkosten und der damit verbundene Verkaufspreis für solche Maschinen. Der Preis, aber auch die bereitzustellende Netzversorgung für die oftmals hohe benötigte Anschlussleistung sind für die Bedürfnisse und Möglichkeiten der Anwender, die kleinere Formate und Druckauflagen, oft aus dem Digitaldruckbereich, verarbeiten, nicht passend.
  • Im Folgenden liegt der Fokus vor allem auf der mittleren Maschinengruppengröße, wobei die technischen Ausführungen natürlich auch bei der kleinen und großen Maschinengruppengröße Anwendung finden können.
  • Prinzipiell läuft der eigentliche Press-/Schneidezyklus immer ähnlich ab. Der Bediener legt das Schnittgut auf dem Maschinentisch ab und positioniert es unter dem Messer, welches sich oberhalb des Schnittguts in seiner sicheren Ausgangsposition befindet. In dieser sicheren Ausgangsposition wird die Messerschneide in der Regel vom Pressbalken abgedeckt, der dieses in seiner Ausgangsposition nach unten überragt. Der Pressbalken befindet sich direkt hinter dem Messer und verhindert somit in seiner Ausgangsposition, dass sich der Bediener in dieser Messer-/Pressbalkenstellung an der Messerschneide verletzten kann. Da für das Schneiden des Schnittguts teilweise große Kräfte und sehr scharfe Messer notwendig sind und auch für das Fixieren des Schnittgutes teilweise hohe Druckkräfte benötigt werden, muss über entsprechend überwachte Schutzeinrichtungen gewährleistet werden, dass der Bediener sich nicht verletzen kann. Solche Schutzeinrichtungen können einerseits mechanische Schutzeinrichtungen sein, die beispielsweise aus Metall oder aus Kunststoff bestehen können. Die Schutzeinrichtungen können fest oder beweglich an der Maschine befestigt sein, soweit dies zum Be- und Entladen des Schnittguts notwendig ist. Solche beweglichen Schutzeinrichtungen müssen maschinenseitig entsprechend sicher überwacht werden, um zu gewährleisten, dass nur dann ein Press-/Schneidzyklus gestartet werden kann, wenn diese ordnungsgemäß geschlossen sind. Anderseits kann der notwendige Zugang für den Bediener auch mit optoelektronischen Sicherheitslichtgittern realisiert werden, welche mittels optischer Sensoren den Gefahrbereich überwachen und nur dann eine Schnittauslösung erlauben, wenn das Lichtgitter nicht durch Gegenstände oder Körperteile unterbrochen wird. Zusätzlich kann der Press-/ Schneidezyklus oft nur über eine Zweihandschaltung ausgelöst werden, sodass die Hände des Bedieners beim Auslösen des Zyklus und damit der gefahrbringenden Maschinenbewegung ortsgebunden an den Bedienelementen sind. Die Anordnung der Bedienelemente ist so gestaltet, dass eine Betätigung mittels nur einer Hand oder mittels Hilfsgegenständen nicht möglich oder zumindest maximal erschwert ist. Der Press-/Schneidezyklus stoppt, sobald der Bediener mindestens eines der Bedienelemente loslässt, spätestens jedoch, nachdem ein Zyklus komplett durchlaufen und damit der Pressbalken und das Messer wieder in der sicheren Ausgangsposition angekommen sind (Rückstellkontrolle). Jeder Zyklus muss einzeln ausgelöst werden, indem beide Bedienelemente gleichzeitig innerhalb 0,5 Sekunden betätigt werden (Gleichzeitigkeitsbedingung). Zwischen den Zyklen müssen die Bedienelemente freigegeben werden. Die Ausgestaltung der Sicherheitseinrichtungen sowie die Überwachung ihrer verschiedenen Betriebszustände unterliegen strikten normativen Vorgaben, die eine maximale Bediensicherheit sicherstellen.
  • Neben der Bediensicherheit sind aber aus Bedienersicht natürlich auch der Bedienkomfort und die Arbeitsgeschwindigkeit sehr wichtig, damit ein flexibles, maximal effizientes und ergonomisches Arbeiten möglich ist. Die Schneidemaschine soll sich also optimal an die Bedürfnisse des Bedieners anpassen bzw. anpassen lassen und gleichzeitig die im Rahmen der technischen Möglichkeiten maximale Performance bieten, die sich mit der vorgegebenen, standardmäßig abgesicherten, Einphasennetzversorgung unter Einhaltung aller Sicherheitsvorschriften darstellen lässt. Sollen alle genannten Punkte optimal umgesetzt werden, so ist dies bisher nur eingeschränkt möglich bzw. bedingt Gesamtherstellkosten, die bisher der großen Maschinengruppengröße vorbehalten sind.
  • Wie oben bereits ausgeführt, ist das notwendige Sicherheits-, Steuer- und Antriebskonzept für Schneidemaschinen von elementarer Bedeutung. Hersteller müssen das Risiko eines Produktes im Rahmen der Maschinenrichtlinie bewerten, um Personen zu schützen, die mit der Maschine in Kontakt kommen. Das Ziel hierbei ist immer, die Gefährdung in dem Maß zu minimieren, dass ein vertretbares Restrisiko existiert. Dabei wird in der Regel einem dreistufigen Prozess gefolgt:
    1. Stufe: Risiken soweit wie möglich konstruktiv verhindern;
    2. Stufe: Verbleibende Risiken durch technische Schutzmaßnahmen reduzieren;
    3. Stufe: Restrisiken und Handlungsempfehlungen zum sachgemäßen Umgang durch die Erstellung von Benutzerinformationen wie Betriebs- und Aufstellanleitungen beschreiben.
  • Das Schlagwort Maschinensicherheit bezieht sich meist auf die 2. Stufe. Wie die technischen Schutzmaßnahmen allerdings ausgelegt werden müssen, ist jedoch meist nicht exakt spezifiziert. Aus diesem Grund haben sich die folgenden drei Sicherheitskonzepte etabliert, mit jeweils spezifischen Vor- und Nachteilen.
  • Bei zentralen, kontaktbehafteten Sicherheitssystemen mit Sicherheitsrelais basiert die klassische Automatisierung von Sicherheitsfunktionen ursprünglich auf sicherer Relaistechnik. Diese wird auch heute noch eingesetzt, unter anderem auch in Schneidemaschinen. Die Logik wird dabei über hartverdrahtete Kontakte abgebildet, die oft zwangsgeführt sind. Der Vorteil dieser Installationen ist, dass sie bauteilseitig relativ kostengünstig umgesetzt und aufgrund der geringen Komplexität weltweit eingesetzt und repariert werden können. Software kommt hierbei nicht zum Einsatz. Ihr Einsatz ist heute meist auf nur wenig komplexe Maschinen, wie sie oftmals in der kleinen Maschinengruppengröße anzutreffen sind, beschränkt. Bei Maschinen mit komplexeren Sicherheitsaufgaben, wie sie typischerweise in der mittleren, aber auch in der großen Maschinengruppengröße vorkommen, wird die Relaistechnik allerdings recht schnell unübersichtlich. Suche und Diagnose von Fehlern sind sehr aufwändig, und eine Selbstprüfung des Systems ist nicht bzw. nur sehr schwer möglich.
  • Ab einem gewissen Komplexitätslevel ist es sinnvoller und günstiger, zentral verdrahtete Applikationen mit Sicherheits(Safety)-Controllern oder Sicherheitssteuerungen (Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS)) zu realisieren. In Controllern oder Sicherheitsteuerungen können Programme geschrieben werden, die Aktionen mit Bedingungen und Booleschen Operationen (UND, ODER, NICHT, XOR) verknüpfen. Die Verdrahtung ist zwar einfacher als bei Relaistechnik, aber alle sicherheitsgerichteten Signale müssen zum zentralen Controller geführt werden, der sich meist in einem Schaltschrank befindet. Dies bedingt in der Regel lange Montage- bzw. Inbetriebnahmezeiten, was wiederum zu erhöhten Kosten führt. Vorteile der Sicherheits-Controller sind allerdings, dass bereits erstellte Sicherheitsprogramme kopiert und mehrfach für gleichartige Maschinen eingesetzt werden können und Erweiterungen der Sicherheitsfunktionen relativ einfach möglich sind. Zudem lassen sich die Sicherheitsapplikationen grafisch auf HMIs (Human Machine Interface) darstellen und sämtliche Informationen, wie Einstellungen und Zustände etc., welche die Maschine bereitstellt, jederzeit komfortabel abrufen. Informationen und Signale gelangen sowohl vom Controller zur SPS als auch von der SPS in den Controller. Auch die Programmierung der Steuerungsapplikation nehmen die Bediener mit Hilfe einer grafischen Oberfläche und von vorgefertigten Bausteinen für klassische Sicherheitskomponenten per Kopierfunktion (Drag and Drop), ohne Programmiercode, vor. Meist ist zusätzlich eine Simulationsfunktionalität integriert, sowie diverse Datenexportmöglichkeiten für die spätere Dokumentation. Programme können kopiert und auch mit mobilen Datenträgern wie USB-Sticks auf andere Controller übertragen werden. Dadurch lassen sich viele der Sicherheitsprogramme offline, d.h. ohne Schneidemaschine, am PC entwerfen, testen und später auf die Applikation in der Schneidemaschine aufspielen. Die eigentliche Verdrahtung muss vor Ort an der Maschine über klassische Punkt-zu-Punkt Verbindungen erfolgen. Die aufwändige Verdrahtung bei der Inbetriebnahme, vor allem bei größeren und komplexeren Maschinen, ist oft einer der großen Nachteile der zentralen Sicherheitsarchitektur. Eine Zwischenlösung können dann lokale Schützkästen sein, in denen die Controller dezentral verbaut werden. Vor allem bei verketteten Systemen oder Nachrichten müssen die Buszykluszeiten berücksichtigt werden. Hier müssen dann evtl. längere Reaktionszeiten einkalkuliert werden. Die längeren Reaktionszeiten der Steuerung bedeuten in der Schneidemaschine, dass zwischen dem Erkennen einer Gefahrensituation, wie beispielsweise dem Eindringen des Bedieners in den Schutzbereich der Press-/Schneidefunktionseinheit, während diese sich gefahrbringend bewegt, und der notwendigen Reaktion der Maschine, in diesem Fall das sofortige Stillsetzen der gefahrbringenden Bewegung, eine längere Reaktionszeit vergeht. Als Konsequenz müssen die entsprechenden Schutzeinrichtungen weiter entfernt von der Gefahrenquelle angebracht werden, damit der Bediener nicht gefährdet wird. Dies ist oftmals technisch nicht möglich oder zumindest nicht erwünscht, da die Schneidemaschine dadurch meist in ihren Außenabmessungen wächst und das Arbeiten erschwert wird bzw. nicht mehr ergonomisch möglich ist.
  • Um den Aufbau von Schutzgehäusen zentral oder dezentral zu minimieren und um Maschinen schnell verdrahten und in Betrieb nehmen zu können, bieten sich dezentrale Sicherheitsinstallationen an, die auch, soweit notwendig, mit hohen IP-Schutzgraden erhältlich sind. Wie in der Automatisierungstechnik setzen sich auch in der Sicherheitstechnik zunehmend dezentrale Architekturen durch. Dabei sind zwei Typen zu unterscheiden, nämlich einerseits dezentrale Konzepte, die sichere Signale auf I/O-Modulen sammeln und über Feldbusse oder sichere Ethernet-Protokolle zur zentralen Sicherheitssteuerung bringen, und andererseits volldezentralisierte Installationen, die Sicherheitsapplikationen direkt im Feld auf Safety-Controllern steuern. Welches jeweils die geeignetere Alternative ist, entscheidet sich im Einzelfall. Beide dezentrale Architekturen bieten den Vorteil effizienter, singulärer Verdrahtung per Ethernet-Leitungen und Standard Steckverbindern. Die hohe Informationsdichte und die Möglichkeit der Kommunikation von Metainformationen erleichtern sowohl die Inbetriebnahme als auch Diagnose. Alle Signale diverser Sensoren laufen über eine Schnittstelle, sowohl die sicherheitsgerichteten als auch die betriebsmäßigen. Eine Variante der dezentralen Sicherheitskonzepte ist die sogenannte passive Sicherheit. Diese Applikationen sind in der Relation preiswert und bieten eine Kombination der Vorteile zentraler und dezentraler Sicherheitsarchitekturen. Passive Sicherheitsapplikationen versorgen im Unterschied zu der klassischen Sicherheitstechnik nicht jeden Aktor über einen separaten, sicheren Signalausgang. Die passive Sicherheit stellt lediglich sicher, dass die Spannung einer Aktorengruppe in kritischen, das heißt den Bediener gefährdenden Situationen, sicher abgeschaltet wird. Dazu trennen die eingesetzten I/O-Gruppen die Sensorspannung galvanisch konsequent von der Aktorspannung. Die Aktorik der Maschine, im vorliegenden Fall der Antrieb der Press-/Schneideeinheit, wird unabhängig von ihrem aktuellen Zustand abgeschaltet.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die Sicherheit weiter zu erhöhen, sowie eine zugehörige Schneidemaschine anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schneidemaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Damit die Messerschneide bei einem Eingriff in den Sicherheitsbereich oder nicht vollständig ausgeführten Schneidezyklus nicht offen stehen bleibt und somit Sekundärverletzungen des Bedieners vermieden werden, fährt erfindungsgemäß der Antriebsmotor das Schneidemesser zurück in die obere Sicherheitslage, was keine gefahrbringende Bewegung darstellt. Im Vergleich zu marktüblichen Steuerungen wird erfindungsgemäß überwacht, ob das Schneidemesser nach dem Stoppen auch tatsächlich nach oben fährt. Im Gefahrenfall, also z.B. bei einer gefahrbringenden Abwärtsbewegung des Schneidemessers, wird die Verfahrbewegung des Schneidemessers sicher gestoppt. Hinter dem Schneidemesser kann ein höhenverfahrbarer Pressbalken zum Niederdrücken des zu schneidenden Schnittguts angeordnet sein, der in der oberen Sicherheitslage die Messerschneide abdeckt. Die Drehrichtungsumkehr mit Drehrichtungsüberwachung (Reversieren der Messerverfahrrichtung bei Eingriff des Bedieners in den überwachten Sicherheitsbereich) stellt eine deutlich anspruchsvollere Sicherheitsfunktion dar als heutzutage nur einen Not-Halt oder Abschalten des Motordrehmoments (STO) auszulösen. Erfindungsgemäß wird erst nach einer für die Richtungsumkehr der Motoransteuerung erforderlichen Reversierzeit (z.B. 180 ms) nach dem Stoppen des herunterfahrenden Schneidemessers die Ist-Verfahrrichtung des Messers zur Verfahrrichtungsüberwachung ausgewertet.
  • Die Sicherheitsüberwachung kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen, beispielsweise optisch über eine Lichtschrankenüberwachung entlang des Schneidemesserverfahrwegs oder auch über einen Drehgeber auf der Motorwelle. Besonders bevorzugt wird die Ist-Verfahrrichtung des Schneidemessers anhand eines Drehfeldes der am Antriebsmotor anliegenden Phasenströme bestimmt. Wird anhand des Drehfeldes eine Abwärtsbewegung des Schneidemessers festgestellt, so wird das die momentbildenden Ströme erzeugende Drehfeld abgeschaltet, wodurch der Antriebsmotor stoppt.
  • In einer bevorzugten Verfahrensvariante ist vorgesehen, dass das Drehfeld der am Antriebsmotor anliegenden Phasenströme von mindestens einem ersten von mindestens zwei sich gegenseitig überwachenden Prozessoren mittels Steuersignalen, insbesondere PWM-Signalen, erzeugt wird, dass die am Antriebsmotor tatsächlich anliegenden Phasenströme von beiden Prozessoren erfasst werden und dass zum Stoppen des Antriebsmotors mindestens einer, vorzugsweise beide Prozessoren zumindest einige der Steuersignale unterbrechen oder zeitlich nicht mehr ändern. Zeigt das Drehfeld eine Abwärtsbewegung des Schneidemessers an, kann durch beide Prozessoren unabhängig voneinander ein Trennen der Steuersignale ausgelöst werden. Dadurch erhält der Antriebsmotor kein Drehmoment mehr, und der Messerantrieb ist in einem sicheren Zustand.
  • Vorteilhaft kann zeitgleich mit dem Stoppen des herunterfahrenden Schneidemessers eine mechanische Bremse angesteuert werden, den Antriebsmotor bis zum Stillstand abzubremsen und zu blockieren, sofern diese Ansteuerung nicht innerhalb der Aktivierungszeit der Bremse durch die Feststellung, dass die Ist-Verfahrrichtung des Schneidemessers nach oben gerichtet ist, aufgehoben wird.
  • Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt auch eine Schneidemaschine mit einer horizontalen Schneideauflage für zu schneidendes Schnittgut, mit einem oberhalb der Schneideauflage höhenverfahrbaren, horizontalen Messer zum Schneiden des auf der Schneideauflage aufliegenden Schnittguts, mit einem Antriebsmotor zum Höhenverfahren des Messers, mit einer den Antriebsmotor schaltenden Handbedienung, insbesondere Zweihandbedienung, mit einer den Arbeitsbereich der Schneidemaschine absichernden Schutzeinrichtung und mit einer den Schneidevorgang steuernden Maschinenantriebssteuerung, die programmiert ist, den Antriebsmotor gemäß dem oben beschriebenen Verfahren anzusteuern.
  • Besonders bevorzugt ist der Antriebsmotor ein Mehrphasendrehstrommotor, und die Maschinenantriebssteuerung weist mindestens einen Prozessor (Mikrocontrolller) auf, der die zum Erzeugen der Phasenströme eines Drehfelds für den Antriebsmotor erforderlichen Steuersignale, insbesondere Pulsweitenmodulation(PWM)-Signale, ausgibt und die am Antriebsmotor tatsächlich anliegenden Phasenströme erfasst und zum Stoppen des Antriebsmotors zumindest einiger der Steuersignale unterbricht oder zeitlich nicht mehr ändert.
  • Vorteilhaft kann die Maschinenantriebssteuerung zwei sich gegenseitig überwachende Prozessoren aufweisen, wobei mindestens einer der beiden Prozessoren die Steuersignale, insbesondere PWM-Signale, erzeugt, wobei beide Prozessoren die am Antriebsmotor tatsächlich anliegenden Phasenströme erfassen und wobei mindestens einer der beiden Prozessoren, vorzugsweise beide Prozessoren, zum Stoppen des Antriebsmotors zumindest einige der Steuersignale unterbricht oder zeitlich nicht mehr ändert.
  • Vorzugsweise weist mindestens ein Prozessor eine Überwachungseinheit auf, die anhand der erfassten Phasenströme des Antriebsmotors die Ist-Verfahrrichtung des Messers bestimmt, wenn eine Abwärtsbewegung des Schneidemessers festgestellt wird, den Antriebsmotor stoppt. Dem mindestens einen Prozessor kann ein Leistungstreiber (Endstufe) nachgeordnet sein, der anhand der Steuersignale, insbesondere PWM-Signale, des Prozessors die Phasenströme für den Antriebsmotor erzeugt. Besonders bevorzugt weisen die Signalleitungen der Steuersignale jeweils einen von dem mindestens einen Prozessor angesteuerten Schalter, insbesondere Optokoppler, auf, um die Signalleitungen durchzuschalten oder zu unterbrechen. Vorzugsweise sind alle signalrelevanten Ein- und Ausgänge des mindestens einen Prozessors mittels galvanischer Trennung, insbesondere mittels Optokopplern, abgesichert.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Maschinenantriebssteuerung durch einen Frequenzumrichter mit funktionaler sowie sicherheitsgerichteter Steuerung ausgebildet. Dadurch kann einerseits ein geforderter Performance Level "e" (PLe) erreicht werden, ohne auf eine Kombination aus teuren Standard-Einzelsystemen zurückzugreifen, und andererseits den speziellen Sicherheits- und Funktionsbedürfnissen einer Schneidemaschine Rechnung getragen werden. Mittels des Frequenzumrichters lässt sich ein Schneidemaschinenantriebsmotor in gewünschter Art und Weise regeln. Mit den am Markt standardmäßig verfügbaren Frequenzumrichtern lässt sich ohne zusätzliche Sicherheitselemente nur ein maximaler Performance Level "d" (PLd) erreichen. Der Performance Level ist ein Maß für die Zuverlässigkeit einer Sicherheitsfunktion und beschreibt dabei die Höhe des Beitrags zur Risikoreduzierung von einzelnen Bauteilen oder Sicherheitsfunktion. Er wird mit PL für Performance Level und einem Buchstaben "a" bis "e" bezeichnet, wobei "e" für die höchste Risikoreduzierung und Zuverlässigkeit steht. Für Schneidemaschinen der beschriebenen Art ist ein Performance Level PLe vorgeschrieben, das mit dem erfindungsgemäßen Frequenzumrichter ohne sonst notwendige, zusätzliche, externe Sicherheitselemente erreicht wird.
  • Da die Schneidemaschinen der kleinen und mittleren Maschinengruppengröße, wie bereits zuvor beschrieben, vom Kunden vorzugsweise an der Standard-Einphasen-Hausinstallation betrieben werden möchten, ist die maximale elektrische Maschinenleistung begrenzt. Umso wichtiger ist somit, dass die zur Verfügung stehende maximale elektrische Leistung bei Bedarf möglichst effektiv genutzt werden kann und die Schneidemaschine sich zusätzlich in vorgegebenen Grenzen auch auf unterschiedlichen Hausinstallationsabsicherungen und Netzspannungsschwankungen sowie -einbrüche automatisch einstellt bzw. manuell einstellen lässt. Hierzu ist es notwendig, dass der Antriebsmotor so geregelt werden kann, dass er keine hohen Stromspitzen aus dem Netz entnimmt, wie sie typischerweise im Anlauf und bei Blockierung von ungeregelten Kondensatormotoren auftreten. Diese Stromspitzen stehen zwar eventuell nur kurz an (Anlaufstrom), können jedoch schon zum Auslösen der Hausinstallationsabsicherung führen. Eine solche Motor-Steuerungskombination könnte nur so ausgelegt werden, dass der Antriebsmotor aufgrund seines Anlaufstroms unter seinen Möglichkeiten im eigentlichen Betriebspunkt bleiben müsste. Wie bei herkömmlichen Frequenzumrichtern allgemein üblich, lässt sich auch mit dem erfindungsgemäßen Frequenzumrichter mit funktionaler sowie sicherheitsgerichteter Steuerung der Antriebsmotor im Anlauf sanft regeln, so dass es zu keinen hohen Stromspitzen kommt. Der Antriebsmotor kann damit in jedem Betriebszustand so geregelt werden, dass ein vorgegebener, einstellbarer maximaler Strom oder eine maximale Leistung nicht überschritten werden. Kann beim jeweiligen Bediener der werkseitig eingestellte maximale Strom-/Leistungswert nicht von der jeweiligen Hausinstallation bereitgestellt werden, so wird dies erkannt und dem Bediener ermöglicht, den Wert über das HMI an seine Anforderungen anzupassen. Auch Spannungseinbrüche unter Last, die in instabilen elektrischen Netzen aufgrund der benötigten Leistung während des Press-/Schneidezyklus auftreten können, werden durch die Maschine erkannt und regelungstechnisch ausgeglichen. Der Ausgleich erfolgt, indem die Ansteuerfrequenz für den Dreiphasendrehstrommotor, der die Schneidemaschine antreibt, soweit automatisch in definierten und sinnvollen Grenzen verringert wird, bis das für den Press-/Schneidezyklus notwendige Motordrehmoment bereitgestellt werden kann. Analog zur Ansteuerfrequenz reduziert sich auch die Drehzahl des Antriebsmotors und damit die Verfahrgeschwindigkeit des Schneidemessers und des Pressbalkens während des Press-/Schneidezyklus. Der Kunde kann damit seine individuell vorhandene Hausinstallationsleistung optimal ausnutzen und mit der maximal möglichen Geschwindigkeit arbeiten, ohne dass die Schneidemaschine werkseitig schon so "elektrisch gedrosselt" werden müsste, dass sie auch unter schlechten Netzanschlussbedingungen lauffähig ist oder gar nicht mehr in der Lage wäre, einen vollständigen Schnitt auszuführen im Vergleich zu ungeregelten Maschinen.
  • Neben der zuvor genannten intelligenten Netzanpassungsfähigkeit, die bei Bedarf zu einer entsprechend angepassten Geschwindigkeit des Press-/Schneidezyklus führt, kann die Maschinensteuerung über den Frequenzumrichter mit funktionaler sowie sicherheitsgerichteter Steuerung auch die Motoran- und -ausläufe im Vorund Rücklauf bei allen anderen möglichen Betriebszuständen im gewünschten Maß steuern. Unerwünschte Überlastspitzen im Antriebstrang, die sich zum Beispiel durch Blockierung desselben ergeben, lassen sich damit detektieren und abmildern sowie bei Bedarf dem Bediener über das HMI mitteilen.
  • Eine potentiell gefährliche, aber bei Schneidemaschinen der beschriebenen Art immer notwendige Tätigkeit ist der Wechsel eines stumpfen gegen ein scharfes Schneidemesser. Dies ist je nach Schnittgut und Anspruch an das Schnittergebnis nach mehr oder weniger Press-/Schneidezyklen notwendig. Dafür muss das Schneidemesser, in der Regel mit Hilfe einer Messerwechselvorrichtung, aus der Schneidemaschine ausgebaut und nach dem Auswechseln wieder eingebaut werden. Hierbei kann die Schneidemaschine den Bediener unterstützen, indem eine entsprechende, programmierte Messerwechselroutine in der Maschinensteuerung hinterlegt ist, die der Bediener bei Bedarf aktiviert und über das HMI visualisiert bekommt. Die Schneidemaschine verfährt das Schneidemesser bzw. den Pressbalken in die sichere untere Endlage, sodass der Bediener beim Auswechseln des Schneidemessers bestmöglich vor Gefahren und Verletzungen durch die Messerschneide geschützt ist. Nachdem der Messerwechsel vollzogen ist, wird die Funktion vom Bediener quittiert. Die Schneidemaschine führt den nächsten, vom Bediener ausgelösten Press-/Schneidezyklus, mit stark reduzierter Geschwindigkeit (Einrichtungszyklus) und mit stark begrenzter Antriebsleistung aus, so dass eventuelle Fehler des Bedieners während des Messerwechsels, wie eine falsche Tiefeneinstellung des Schneidemessers oder vergessenes Werkzeug im Arbeitsbereich, nicht zum harten Blockierfall mit eventuellen Beschädigungen des Schneidemessers oder anderer Maschinenteile führen können.
  • Um die Schneidemaschine möglichst kostengünstig und kompakt auslegen zu können, macht es Sinn, die verbauten Baugruppen so auszulegen, dass sie für das durchschnittliche Lastprofil des Bedieners und die durchschnittlichen Umgebungsbedingungen thermisch optimiert sind. Jedoch muss gleichzeitig sichergestellt werden, dass die Schneidemaschine auch beim Betrieb außerhalb der Standardeinsatzbedingungen bezüglich Lastprofil und Umgebungstemperaturen keinen Schaden nimmt und sich im optimalen Fall auf die entsprechenden Anforderungen einstellt. Dies wird bei dem erfindungsgemäßen Frequenzumrichter mit funktionaler sowie sicherheitsgerichteter Steuerung dadurch erreicht, dass alle temperaturkritischen Baugruppen, wie beispielsweise der Antriebsmotor, die Leistungsendstufen, aber auch Baugruppen wie eine Hydraulikeinheit für den Pressvorgang oder ein Einplatinencomputer temperaturüberwacht sind. Die entsprechenden Temperaturwerte werden im Frequenzumrichter mit funktionaler sowie sicherheitsgerichteter Steuerung überwacht. Beim Erreichen der voreingestellten Temperaturgrenzwerte einer oder mehrerer überwachten Baugruppen wird über die Regelungslogik die maximale Geschwindigkeit so lange verringert, dass ein durchgängiges Arbeiten ohne Abkühlunterbrechungen sichergestellt wird. Dies geschieht in der Regel in einem Umfang, der vom Bediener nicht negativ wahrgenommen wird, und natürlich nur solange, bis der jeweilige Lastfall wieder den Betrieb der Maschine mit optimaler Geschwindigkeit zulässt.
  • Dadurch, dass der erfindungsgemäße Frequenzumrichter mit funktionaler sowie sicherheitsgerichteter Steuerung die zentrale Steuer- und Logikeinheit der Schneidemaschine darstellt, an der alle Informationen der verbauten Sensoren und Schalter sowie auch die Eingaben des Bedieners über das HMI zusammenlaufen, können aus der Vielzahl der vorhandenen Daten für den Bediener oder aber auch für eventuell notwendige Service- oder Reparatureinsätze Informationen aufbereitet und über das HMI ausgegeben werden.
  • Weiter bevorzugt können die Frequenzumrichter-Ausgangsfrequenz für den Antriebsmotor und damit die Motordrehzahl bzw. die Geschwindigkeit des Schneidzyklus in Abhängigkeit der jeweiligen Spannungsstabilität der Netzversorgung angepasst werden.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
  • Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Schneidemaschine mit einer Maschinenantriebssteuerung zum sicherheitsüberwachten Verfahren eines höhenverfahrbaren Schneidemessers; und
    Fig. 2
    ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Maschinenantriebssteuerung.
  • Die in Fig. 1 gezeigte Schneidemaschine 1 umfasst eine horizontale Schneidauflage 2 für zu schneidendes Schnittgut, ein oberhalb der Schneideauflage 2 höhenverfahrbares Schneidemesser 3 zum Schneiden des aufliegenden Schnittguts, einen Antriebsmotor 4 zum Höhenverfahren des Schneidemessers 3, eine Handbedienung (z.B. Zweihandbedienung) 5 für den Antriebsmotor 4, eine den Arbeitsbereich der Schneidemaschine 1 absichernde Schutzeinrichtung (hier beispielhaft als Lichtschranke ausgeführt) 6 und eine den Schneidevorgang steuernde Maschinenantriebssteuerung 7. Hinter dem Schneidemesser 3 ist noch ein höhenverfahrbarer Pressbalken 8 zum Niederdrücken des zu schneidenden Schnittguts angeordnet, wobei ein hier nicht gezeigter Pressantrieb zum Höhenverfahren des Pressbalkens 8 manuell betätigt wird oder elektrisch angetrieben ist. Vorzugsweise ist die Maschinenantriebssteuerung 7 durch einen Frequenzumrichter mit funktionaler sowie sicherheitsgerichteter Steuerung ausgebildet.
  • Der Bediener legt das Schnittgut auf der Schneideauflage 2 ab und positioniert es unter dem Schneidemesser 3, welches sich oberhalb des Schnittguts in einer sicheren, oberen Ausgangsposition befindet, in der die Messerschneide in der Regel vom Pressbalken 8 abgedeckt wird. Durch Betätigen der Handbedienung 5 bei nicht-unterbrochener Schutzeinrichtung 6 fährt das Schneidemesser 3 bis zur Schneideauflage 2 herunter. Wird dabei die Schutzeinrichtung 6 unterbrochen, wird die Abwärtsbewegung des Schneidemessers 3 gestoppt und unmittelbar daran anschließend das Schneidemesser 3 sicherheitsüberwacht in die nicht gefahrbringende, obere Ausgangsposition reversiert. Die Sicherheitsüberwachung umfasst das Bestimmen der Ist-Verfahrrichtung des Schneidemessers 3 und, wenn eine Abwärtsbewegung des Schneidemessers 3 festgestellt wird, das Stoppen des Antriebsmotors 4.
  • Fig. 2 zeigt schematisch ein Blockschaltbild der Maschinenantriebssteuerung 7 für einen als Dreiphasendrehstrommotor ausgebildeten Antriebsmotor 4. Die Maschinenantriebssteuerung 7 weist zwei Prozessoren (CPUs) 9a, 9b auf, die sich auf Eingangs- und Ausgangssignalebene gegenseitig, wie durch den gestrichelten Doppelpfeil angedeutet, überwachen. Die beiden Prozessoren 9a, 9b sind beide jeweils mit der Handbedienung 5 und mit der Schutzeinrichtung 6 verbunden.
  • Der eine, erste Prozessor 9a hat als Hauptaufgabe die Regelung des Antriebsmotors 4 nahe am Kippmoment; der andere, zweite Prozessor 9b ist eine ausgewiesene Sicherheits-CPU mit Überwachungsfunktion. Sämtliche Sicherheitsfunktionen werden von beiden Prozessoren 9a, 9b ausgewertet und überwacht. Beide Prozessoren 9a, 9b können sicherheitsrelevante Prozesse unabhängig voneinander einleiten.
  • Der erste Prozessor 9a erzeugt PWM-Steuersignale auf sechs Signalleitungen 101 bis 106, die über drei PWM-Hi Optokoppler 11 und drei PWM-Lo Optokoppler 12 mit einem Leistungstreiber (Endstufe) 13 verbunden sind. Die PWM-Hi Optokoppler 11 werden vom ersten Prozessor 9a und die PWM-Lo Optokoppler 12 vom zweiten Prozessor 9b jeweils über Leitungen 14 angesteuert, um die Signalleitungen 101 bis 106 entweder durchzuschalten oder zu unterbrechen. Der Leistungstreiber 13 ist über drei Ausgangsleitungen 15 mit dem Antriebsmotor 4 verbunden und erzeugt entsprechend den PWM-Steuersignalen drei Phasenströme, die ein Drehfeld für den Antriebsmotor 4 erzeugen. Die am Antriebsmotor 4 tatsächlich anliegenden Phasenströme werden an zwei der drei Ausgangsleitungen 15 bei 16 abgegriffen und über Leitungen 17 an die beiden Prozessoren 9a, 9b geleitet. Die beiden Prozessoren 9a, 9b steuern über Leitungen 18 gemeinsam - über eine UND-Verknüpfung 19 - jeweils eine Bremse 20 an, um den Antriebsmotor 4 mechanische abzubremsen und zu blockieren.
  • Alle signalrelevanten Ein- und Ausgänge der beiden Prozessoren 9a, 9b sind mittels nicht gezeigter Optokoppler galvanisch getrennt.
  • Erfolgt ein Eingriff in die Schutzeinrichtung 6, setzt der erste Prozessor 9a die Abwärtsbewegung des Schneidemessers still. Damit die Messerschneide nicht offen stehen bleibt und somit Sekundärverletzungen des Bedieners vermieden werden, reversiert die Maschinenantriebssteuerung 7, sodass der Antriebsmotor 4 das Schneidemesser 3 zurück in die obere Ausgangsposition zurückfährt.
  • Sobald die Schutzeinrichtung 6 unterbrochen wird, wird jeweils in einer Überwachungseinheit 21a, 21b der beiden Prozessoren 9a, 9b (nach Ablauf des Timers für das Reversieren, 180 ms) das Drehfeld überwacht, indem anhand der erfassten Phasenströme die Ist-Verfahrrichtung des Schneidemessers 3 bestimmt wird.
  • Stellt eine der beiden Überwachungseinheiten 21a, 21b nach Ablauf der Reversierzeit anhand der erfassten Phasenströme noch eine Abwärtsbewegung des Schneidemessers 3 bzw. des Drehfeldes fest, wird durch mindestens einen der beiden Prozessoren 9a, 9b das komplexe PWM Muster, welches zur Erzeugung des Drehfelds erforderlich ist, unterbrochen, sodass der Antriebsmotor 4 kein Drehmoment mehr erhält und der Messerantrieb in einem sicheren Ruhezustand ist. Zum Unterbrechen des PWM-Musters wird die Spannung der drei PWM-Hi Optokoppler 11 durch den ersten Prozessor 9a oder die Spannung der drei PWM-Lo Optokoppler 12 durch den zweiten Prozessor 9b abgeschaltet, was dem sicheren STO (Safe Torque Off) für den Antriebsmotor 4 entspricht.
  • Bei Unterbrechung der Schutzeinrichtung 6 wird zeitgleich mit dem Stoppen des herunterfahrenden Schneidemessers 3 die Bremse 20 angesteuert, um den Antriebsmotor 4 bis zum Stillstand abzubremsen und zu blockieren, sofern diese Ansteuerung nicht innerhalb der Aktivierungszeit der Bremse 20 durch die Feststellung, dass die Ist-Verfahrrichtung des Schneidemessers 3 nach oben gerichtet ist, aufgehoben wird.
  • Im Vergleich zu marktüblichen Steuerungen sind damit deutlich anspruchsvollere Sicherheitsfunktionen möglich, wie die Drehrichtungsumkehr mit Drehrichtungsüberwachung (Reversieren der Press-/Messerverfahrrichtung bei Eingriff des Bedieners in den Sicherheitsbereich) anstatt nur Not-Halt oder Abschalten des Drehmoments (STO). Latenzen durch Signallaufzeiten und daraus resultierende höhere Reaktions- und Nachlaufzeiten werden minimiert, wodurch sich geforderte Sicherheitsabstände zur Gefahrstelle verringern.
  • Die erfindungsgemäße Schneidemaschine 1 erfüllt die folgenden zentralen Anforderungspunkte:
    • Performance Level e (PLe) - Aufbau/ Funktionalität;
    • Maximale Maschinenleistung auch an unterschiedlich abgesicherten, einphasigen Hausinstallationen;
    • Intelligente, variable Steuerung der Schneidegeschwindigkeit;
    • Bedienerunterstützung für einen sicheren Messerwechsel;
    • Regelung der Maschinenfunktion in Abhängigkeit der Temperatur bestimmter Maschinenkomponenten;
    • Ausgabe von Maschinenparametern und sonstigen Informationen wie Wartungsempfehlungen an den Bediener.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Schneiden von Schnittgut mittels einer Schneidemaschine (1), die eine horizontale Schneideauflage (2) für zu schneidendes Schnittgut, ein oberhalb der Schneideauflage (2) höhenverfahrbares, horizontales Schneidemesser (3) zum Schneiden des auf der Schneideauflage (2) aufliegenden Schnittguts, einen Antriebsmotor (4) zum Höhenverfahren des Schneidemessers (3), eine Handbedienung (5), insbesondere Zweihandbedienung, für den Antriebsmotor (4), und eine den Arbeitsbereich der Schneidemaschine (1) absichernde Schutzeinrichtung (6) aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten:
    - Herunterfahren des Schneidemessers (3) bei nicht-unterbrochener Schutzeinrichtung (6) durch Betätigen der Handbedienung (5), und
    - Stoppen des herunterfahrenden Schneidemessers (3), wenn die Schutzeinrichtung (6) unterbrochen wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass unmittelbar nach dem Stoppen des herunterfahrenden Schneidemessers (3) der Antriebsmotor (4) angesteuert wird, das Schneidemesser (3) sicherheitsüberwacht in eine nicht gefahrbringende, obere Sicherheitslage zu reversieren,
    dass die Sicherheitsüberwachung das Bestimmen der Ist-Verfahrrichtung des Schneidemessers (3) und, wenn eine Abwärtsbewegung des Schneidemessers (3) festgestellt wird, das sichere Stoppen des Antriebsmotors (4) umfasst und
    dass erst nach einer für die Richtungsumkehr der Motoransteuerung erforderlichen Reversierzeit nach dem Stoppen des herunterfahrenden Schneidemessers (3) die Ist-Verfahrrichtung des Schneidemessers (3) überwacht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Verfahrrichtung des Schneidemessers (3) anhand eines Drehfeldes der am Antriebsmotor (4) anliegenden Phasenströme bestimmt wird und, wenn anhand des Drehfeldes eine Abwärtsbewegung des Schneidemessers (3) festgestellt wird, das die momentbildenden Ströme erzeugende Drehfeld abgeschaltet und dadurch der Antriebsmotor (4) gestoppt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehfeld der am Antriebsmotor (4) anliegenden Phasenströme von mindestens einem ersten von mindestens zwei sich gegenseitig überwachenden Prozessoren (9a, 9b) mittels Steuersignalen, insbesondere PWM-Signalen, erzeugt wird, dass die am Antriebsmotor (4) tatsächlich anliegenden Phasenströme von beiden Prozessoren (9a, 9b) erfasst werden und dass zum Stoppen des Antriebsmotors (4) mindestens einer, vorzugsweise beide Prozessoren (9a, 9b) zumindest einige der Steuersignale unterbrechen oder zeitlich nicht mehr ändern.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zeitgleich mit dem Stoppen des herunterfahrenden Schneidemessers (3) eine Bremse (20) angesteuert wird, den Antriebsmotor (4) bis zum Stillstand abzubremsen und zu blockieren, sofern diese Ansteuerung nicht innerhalb der Aktivierungszeit der Bremse (20) durch die Feststellung, dass die Ist-Verfahrrichtung des Schneidemessers (3) nach oben gerichtet ist, aufgehoben wird.
  5. Schneidemaschine (1) mit einer horizontalen Schneideauflage (2) für zu schneidendes Schnittgut, mit einem oberhalb der Schneideauflage (2) höhenverfahrbaren, horizontalen Schneidemesser (3) zum Schneiden des auf der Schneideauflage (2) aufliegenden Schnittguts, mit einem Antriebsmotor (4) zum Höhenverfahren des Schneidemessers (3), mit einer Handbedienung (5), insbesondere Zweihandbedienung, für den Antriebsmotor (4), mit einer den Arbeitsbereich der Schneidemaschine (1) absichernden Schutzeinrichtung (6), und mit einer den Schneidevorgang steuernden Maschinenantriebssteuerung (7), die programmiert ist, den Antriebsmotor (4) gemäß dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche anzusteuern.
  6. Schneidemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (4) ein Mehrphasendrehstrommotor ist und die Maschinenantriebssteuerung (7) mindestens einen Prozessor (9a, 9b) aufweist, der die zum Erzeugen der Phasenströme eines Drehfelds für den Antriebsmotor (4) erforderlichen Steuersignale, insbesondere PWM-Signale, ausgibt und die am Antriebsmotor (4) tatsächlich anliegenden Phasenströme erfasst und zum Stoppen des Antriebsmotors (4) zumindest einige der Steuersignale unterbricht oder zeitlich nicht mehr ändert.
  7. Schneidemaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinenantriebssteuerung (7) zwei sich gegenseitig überwachende Prozessoren (9a, 9b) aufweist, wobei mindestens einer der beiden Prozessoren (9a, 9b) die Steuersignale, insbesondere PWM-Signale, erzeugt, wobei beide Prozessoren (9a, 9b) die am Antriebsmotor (4) tatsächlich anliegenden Phasenströme erfassen und wobei mindestens einer der beiden Prozessoren (9a, 9b), vorzugsweise beide Prozessoren (9a, 9b), zum Stoppen des Antriebsmotors (4) zumindest einige der Steuersignale unterbricht oder zeitlich nicht mehr ändert.
  8. Schneidemaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Prozessor (9a, 9b) eine Überwachungseinheit (21a, 21b) aufweist, die anhand der erfassten Phasenströme des Antriebsmotors (4) die Ist-Verfahrrichtung des Schneidemessers (3) bestimmt und, wenn eine Abwärtsbewegung des Schneidemessers (3) festgestellt wird, den Antriebsmotor (4) stoppt.
  9. Schneidemaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem mindestens einen Prozessor (9a, 9b) ein Leistungstreiber (13) nachgeordnet ist, der anhand der Steuersignale, insbesondere PWM-Signale, des Prozessors (9a, 9b) die Phasenströme für den Antriebsmotor (4) erzeugt.
  10. Schneidemaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitungen (101-106) der Steuersignale jeweils einen von dem mindestens einen Prozessor (9a, 9b) angesteuerten Schalter (11), insbesondere Optokoppler, zum Durchschalten oder Unterbrechen der Signalleitung (101-106) aufweisen.
  11. Schneidemaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle signalrelevanten Ein- und Ausgänge des mindestens einen Prozessors (9a, 9b) jeweils mittels galvanischer Trennung, insbesondere mittels Optokopplern, abgesichert sind.
  12. Schneidemaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinenantriebssteuerung (7) durch einen Frequenzumrichter mit funktionaler sowie sicherheitsgerichteter Steuerung ausgebildet ist.
  13. Schneidemaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 12, gekennzeichnet durch eine von der Maschinenantriebssteuerung (7) angesteuerte Bremse (20) zum Abbremsen und Blockieren des Antriebsmotors (4).
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