電動ドライブにおける機能セーフティとは何ですか？
電動アクチュエータにおける機能セーフティは故障時や危険な状況において、モーション制御システムが予測可能な方法で安全に動作することを保証します。 ISO 13849-1 によれば、セーフティ機能は危険な動作によるリスクを低減し、作業者を保護し、機械安全規制への準拠を確保するために設計されるものである。 サーボドライブの場合、これは特定の条件に達した際に、動作を確実に停止、制限、または制御する機構を組み込むことを意味します。
機械設計において、機能セーフティはなぜ重要なのでしょうか？
効果的な機能セーフティはエンジニアにとって次のようなメリットをもたらします：
- 意図しない動きによる怪我のリスクを削減
- 故障や異常動作が発生した場合、機械の損傷の防止
- パフォーマンスレベルに関するISO 13849-1の要件への準拠
- セーフティ関連機能の検証と文書化を簡易化
- コミッショニング、操作、保守が容易な機械の製造
モーション制御システムにおける主要なセーフティ機能の動作
STO – 安全トルクオフ： 即座にトルクを解除し、迅速かつ安全な状態を実現します。
瞬時にトルクを遮断し、モータを自然に減速させて停止させることで、ドライブによるそれ以上の動きを防止します。 STOはベーシック、スタンダード、アドバンスの各安全仕様を備えたFestoのすべてのサーボドライブで利用可能です。
SBC – 安全制動制御： ドリフトや負荷低下を防ぐための制御された制動。
STO後に、垂直負荷または吊り荷を安定させるため、安全に定めた手順に従ってメカ式保持ブレーキを作動させます。 SBCは標準および高度なセーフティ機能を備えたサーボドライブで利用可能です。
SS1 – 安全停止 1: 安全な状態に移行する前に、制御された減速を行う。
トルクが遮断される前に軸の回転を制御された方法で減速させることで、機械的負荷を軽減し、予測可能な停止を実現します。 SS1はサーボドライブ上で、スタンダードや高度なセーフティ機能が利用可能です。
SOS – 安全運転停止： アクチュエータを安全に制御された状態で停止させます。
サーボドライブに通電している間、モータを所定の位置に保持するため、再‑ホーミング動作を行うことなく、安全に一時停止し、素早く再始動することができます。 SOSには高度なセーフティ機能を備えたサーボドライブが搭載されています。
SS2 – 安全停止 2: 位置精度を確保するための通電保持機能付制御停止。
SS1と同様に動作を制御された状態で停止させますが、精度が求められる用途において、サーボドライブへの通電を維持し、位置を正確に保持します。 SS2は高度なセーフティ機能を備えたサーボドライブに搭載されています。
SLS – 安全限界速度： 特定の安全な速度制限を超える動きを防止します。
モータの回転速度を常時監視し、軸が許容限界を超えた場合に安全措置を講じることで、安全なセットアップやオペレーターとの連携を可能にします。 SLSは高度なセーフティ機能を備えたサーボドライブに搭載されています。
SMS – 安全最高速度： 動きを所定の機械的範囲内に収めます。
モータを制御し、オーバートラベル、衝突、または機器の損傷や安全性の低下を招く恐れのある過大な力を防ぎます。 SMSは高度なセーフティ機能を備えたサーボドライブのモデルで利用可能です。
FAQ – よくある質問
電動ドライブにおける機能セーフティとは何ですか？
機能セーフティは故障、意図しない動作、あるいは安全装置の作動など、危険な状況下においても、電動アクチュエータが予測可能な動作を行うことを保証する。 ISO 13849-1に準拠した特定のセーフティ機能を採用することで、リスクを低減します。
Festoの電動アクチュエータのうち、ISO 13849-1の認証を取得しているのはどれですか？
FestoはISO 13849-1の要件に準拠した、ベーシック、スタンダード、およびアドバンスドの各安全レベルに対応したサーボドライブを提供しています。 認証の詳細は製品および安全レベルによって異なります。適合性に関する情報は各製品バリエーションの技術データに記載されています。
Festoの電動アクチュエータにはどのようなセーフティ機能が搭載されていますか？
Festoのサーボドライブは安全基準に準拠した安全なモーションシーケンスを設計できるよう、さまざまなセーフティ機能をサポートしています。安全レベルは機種によって異なります。
- 基本的な安全対策(S0)： STO
- 標準安全(S1)： STO、SBC、SS1
- 高度な安全性(S3)： STO、SBC、SS1、SOS、SS2、SLS、SMS
パフォーマンスレベルdとは何ですか？また、なぜそれが重要なのでしょうか？
パフォーマンスレベル d(PL d)はISO 13849-1において高いリスク低減レベルを表します。 これは これは中～高リスクの用途において、セーフティ機能が確実に危険を低減できることを示しています。
ISO 13849‑1ではセーフティ機能がリスクをどの程度確実に低減するかを分類するために、PL a(最低)からPL e(最高)までの5つのパフォーマンスレベルを定義しています。
Festoのドライブは既存の安全システムに組み込むことは可能ですか？
はい FestoのドライブはPROFINET/PROFIsafeなどの汎用的で安全な通信ネットワークに対応しており、これにより既存の機械アーキテクチャへの統合が容易になります。 オールインワンの接続機能により、これらのドライブは追加のハードウェアを必要とせずに、複数のFieldbusおよび安全プロトコルに対応しています。
これらのドライブには別途安全コントローラが必要ですか？
多くのアプリケーションではサーボドライブに組み込まれたセーフティ機能でセーフティ関連のタスクを処理できるため、これが必要となることはありません。 より複雑なセーフティコンセプトの場合、専用の安全コントローラが必要となる場合があります。
資料や安全証明書はどこで入手できますか？
安全証明書、特性値、および関連文書はFestoのウェブサイトやリソースライブラリ( VDMA Sistema特性値ライブラリなど。 詳細については各製品に付属のアプリケーションノートをご参照ください。