Sistemi di comando a due mani Criteri di scelta Precauzioni di … · 2011-12-27 · 1. Criteri generali di scelta 2 2. Precauzioni di montaggio, procedure di verifica 4 2.1. Precauzioni

Dossiersicurezza macchine

Sistemi di comando a due maniCriteri di sceltaPrecauzioni di montaggio

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Scopo del documento è di fornire una guida alla corretta applicazione della DirettivaMacchine; per ciascun punto, quando necessario, vengono fornite delle precisazioniche ne facilitano l’interpretazione o dei rimandi agli articoli della/e norma/e applicabili.

Si tratta comunque di libere scelte Schneider, prevalentemente concentrate sui casi cheprevedano applicabilità di propri prodotti, che non possono essere considerate a valenzalegale. Per una completa analisi dei requisiti della norma e dell’esigenza della macchinapotrebbe essere necessaria la consultazione dell’edizione ufficiale di essa

Sistemi di comandoa due maniCriteri di sceltaPrecauzionidi montaggio

1. Criteri generali di scelta 2

2. Precauzioni di montaggio,procedure di verifica 4

2.1. Precauzioni di montaggio 4

2.2. Procedure di verifica 5

3. Esempi pratici 7

3.1. Presse idrauliche perstampaggio materie plastiche 7

3.2. Presse meccanichee presse idrauliche 9

4. Esempi di applicazione Schneider 12

4.1. Comando a due mani“tipo I” secondo EN 574 12

4.2. Comando a due mani“tipo III A” secondo EN 574 12

4.3. Comando a due mani“tipo III C” secondo EN 574 13

4.4. Circuiti di controllo incategoria 4 per le funzioniausiliarie al comando a due mani 14

Dossier Sicurezza Macchine n°5Redatto a cura della

Attività Controllo Industriale

Questa pubblicazione fa parte della collana "Dossier Sicurezza Macchine" coordinatadai Servizi Tecnici Centrali di Schneider Electric S.p.A.

I Dossier Sicurezza rappresentano un agile strumento di lavoro frutto del patrimoniodi esperienze e competenze aziendali.

La collezione ha lo scopo di fornire informazioni più approfondite ed essere unvalido strumento di riferimento nei campi specifici delle apparecchiatureelettromeccaniche, dell'elettronica industriale, del trasporto e della distribuzionedell'energia elettrica.

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SCHNEIDER Dossier Sicurezza Macchine n° 5

Al capitolo 3 del precedente Dossier,avevamo esaminato i tre diversi tipidi comando a due mani I, II, III(quest'ultimo suddiviso ancora in A, Be C) come previsti dalla EN 574 ed ivischematizzati nella tabella 1, da noiriportata, e verificato inoltre che i tretipi di comando si differenziano tra loroin base al grado di affidabilità in casodi eventuale guasto o manomissione.Come scegliere quindi quale tipo dicomando usare?La scelta dipenderà innanzitutto dallatipologia dei rischi presenti e valutati,dalla necessità di prevenire o no casidi manomissione e/o manovreaccidentali, dall'esperienza nell'utilizzo

tecnologico (affidabilità per evitareguasti).Quindi, se per esempio abbiamo unamacchina in cui i pezzi da lavorarevengono caricati e scaricati a mano,si eviterà l'uso del comando a duemani del tipo I che potrebbe essereadoperato solo per operazioni dimessa a punto. Sulle macchine arischio ridotto potremmo impiegareil comando a due mani di tipo II,mentre quello di tipo III, che è il piùraccomandabile, potrà venire installatosulle macchine più pericolose, comele presse (1).In qualità di dispositivo di sicurezza,il comando a due mani è regolato

dalla norma EN 954-1 che esaminale "parti dei circuiti di comando (2)relativi alla sicurezza - principi generalidi progettazione" (e non l'insieme delcircuito di comando di una macchina)e che prevede classificazioni incategorie (3) a seconda del gradodi affidabilità di una funzione nelprevenire pericoli anche in seguitoa guasti.Per evitare ad esempio che, a seguitodi un guasto non rilevato, l'operatorepossa lavorare con una sola mano,occorrerà scegliere un dispositivo chenon lo permetta come da Categoria 4,realizzabile sul Tipo III, o da Categoria3 sul Tipo II.

Categoria Riassunto delle prescrizioni Comportamento del sistema

Le parti del sistema di comando relative alla sicurezza Il verificarsi di un guasto può condurre allae/o i loro dispositivi di protezione, così come i loro perdita della funzione di sicurezza.

B componenti devono essere concepiti, realizzati,selezionati, montati e combinati secondo le normepertinenti al fine di far fronte alle influenze esternepreviste.

Le prescrizioni della categoria B devono essere applicate. La presenza di un guasto può causare la perditadella funzione di sicurezza ma la probabilità che

1 Devono essere utilizzati dei componenti di provata ciò avvenga è minore rispetto alla categoria B.affidabilità e dei principi di sicurezza di provataaffidabilità.

Le prescrizioni della categoria B e l’uso di principi La presenza di un guasto può generare la perditadi sicurezza approvati devono essere applicati. della funzione di sicurezza nell’intervallo tra due

2 controlli.La funzione di sicurezza deve essere controllataad intervalli adeguati dal sistema di comando della La perdita della funzione di sicurezza è rilevatamacchina. dal controllo.

Le prescrizioni della categoria B e l’uso di principi Quando un guasto unico si verifica, la funzionedi sicurezza approvati devono essere applicati. di sicurezza è in ogni caso assicurata.

Le parti del sistema di comando relative alla sicurezza Certi difetti sono rilevati ma non tutti.3 devono essere progettate in modo che:

■ un guasto unico, in qualsiasi sua parte, non deve L’accumulo di più guasti non rilevati puòcondurre alla perdita della funzione di sicurezza; condurre alla perdita della funzione di sicurezza.■ se la cosa è ragionevolmente fattibile, il guasto unicodeve essere rilevato.

Le prescrizioni della categoria B e l’uso di principi Quando i guasti si verificano la funzionedi sicurezza approvati devono essere applicati. di sicurezza è comunque assicurata.

Le parti del sistema di comando relative alla sicurezza I guasti saranno rilevati in tempo per evitaredevono essere progettate in modo che: la perdita della funzione di sicurezza.

4 ■ un guasto unico, in qualsiasi sua parte, non devecondurre alla perdita della funzione di sicurezza;■ il guasto unico sarà rilevato prima e all’atto dellasuccessiva sollecitazione della funzione di sicurezza.Se ciò non è possibile un accumulo di guasti non deveportare alla perdita della funzione di sicurezza.

(1) Vedremo più avanti in dettaglio leprescrizioni specifiche per tali macchine.

1. Criteri generali di scelta

Dalla Tabella 2 dalla EN 954-1

(2) Indipendentemente dal tipo di energiautilizzata, elettrico, idraulico, meccanico,pneumatico.

(3) Le esaminiamo con attenzione perchè,come vedremo nel terzo capitolo, sonodi fondamento per molte prescrizionidi sicurezza.

3SCHNEIDER Dossier Sicurezza Macchine n° 5

La tabella 2 della EN 954-1 (di seguitoparzialmente riportata) riassumee schematizza le prescrizioni,il comportamento del sistemaed i principi cui attenersi perraggiungere la sicurezza in relazionealle varie categorie.Relativamente a quest'ultimi, perle categorie B, 1 e 2 puntanoprincipalmente sulle caratteristiche deicomponenti, mentre per le categorie3 e 4, puntano principalmente sullastruttura.L'allegato B della EN 954-1 descrivein vari punti una "Guida di selezionedei parametri S, F e P per laestimazione del rischio" daconsiderarsi parte integrativa diquanto prescritto sulla valutazionedel rischio (dalla EN 1050) e lariassume nella Figura B.1:"Selezioni possibili di categorie"(B, 1, 2, 3, 4 - Categorie per le parti deisistemi di comando relativi allasicurezza).Nel B.2.1 vediamo la gravità di unalesione S1 e S2. In relazione allastima di rischio vengono previstelesioni leggere o gravi comeconseguenza di uno o più guastidelle parti di un sistema di comandodi sicurezza.Per determinare S1 ed S2 sivaluteranno le conseguenzedell'incidente ed i processi diguarigione più comuni. Per esempio,ecchimosi e ferite senza conseguenzesaranno S1, amputazione o mortesaranno S2.In B.2.2 è esaminata la frequenza e/odurata dell'esposizione al fenomenopericoloso F1 e F2.È impossibile stabilire con precisioneun tempo valido per il caso F1 ed unoper F2 ma si dovrà valutare di volta involta a seconda della frequenzae della durata dell'esposizione alpericolo. Sarà selezionato F2 sela persona è esposta al pericolo perlungo tempo od in continuazione maanche se per breve tempo mafrequentemente (per es. se lamacchina funziona anche per esserecaricata e scaricata manualmente).Al punto B.2.3 è considerata lapossibilità di evitare il fenomenopericoloso P. In presenza di unfenomeno pericoloso è moltoimportante sapere se può essereindividuato ed evitato prima cheprovochi un incidente ma anche sepuò essere percepito direttamenteo solo con mezzi tecnici (indicatori).Per selezionare il parametro Poccorre inoltre tenere presente

Figura B.1 dalla EN 954-1, Selezioni possibili delle categorie

Punto di partenza nella stima di rischio per la partedel sistema di comando relativa alla sicurezza

S1

F1

F2

P1

P2

P1

P2

Categorie

B 1 2 3 4

La EN 1050 ci fornisce una serie dimetodologie per analizzare fenomenipericolosi e per stimare rischi presentisulla macchina così da potersuccessivamente individuare, con laEN 954-1, le scelte tecniche da attuareper ridurne l'entità.Secondo la EN 1050 il RISCHIO è ilrisultato di un calcolo i cui valori sonodati dal "peso" degli addendi, costituitida:n gravità del danno (leggeroe reversibile, serio e irreversibile,mortale);n frequenza con cui l'operatore siespone al pericolo (rara, frequente,continua);n probabilità che si verifichino lecondizioni in cui si genera il danno(bassa, media, alta);n possibilità di evitare o menoil danno.Nelle norme di tipo C (recentementeemesse) relative a determinatetipologie di macchine l'analisi deidiversi rischi è già stata effettuata dainormatori applicando i criteri di talenorma.

altri fattori quali:

n il funzionamento con o senzasorveglianza;

n la conduzione con personalequalificato o no;

n a quale velocità il fenomenopericoloso si genera (se rapidamenteo lentamente);

n possibilità di evitarlo (per es. con lafuga o con aiuto di altre persone);

n esperienze pratiche di sicurezzalegate al procedimento.

Conviene comunque selezionare P1solo se esiste una reale possibilità dievitare l'incidente o di ridurne in modosignificativo gli effetti.

Il metodo fornito dalla EN 954-1 miraa guidare nella scelta di una categoriabasandosi sul comportamento delsistema in caso si difetto. È peròimportante che sia la concezione delsistema di comando che la selezionedella categoria siano basate suuna valutazione dei rischi conformealla EN 1050 e nel quadro di unavalutazione globale del rischiodella macchina.

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2.1. Precauzioni dimontaggioAbbiamo già visto che il comandoa due mani è un dispositivo disicurezza che richiede l'azionamentocontemporaneo dei due attuatoriche va mantenuto fino a quandopermangono le condizionidi pericolo.Nel precedente dossier abbiamo vistocome la EN 574 dà istruzionisul modo di collocare correttamentei due organi di comando (anchecon l'uso di ostacoli e protezioni conrequisiti antropometrici) per evitareche l'uso della due mani non vengasostituito con l'uso di una sola manoo di una mano ed un'altra parte delcorpo.Per raggiungere la sicurezzala stessa norma dedica l'interocapitolo 9 allo studio di precauzionidi ordine ergonomico, ambientale,di montaggio ecc., che ci accingiamoad esaminare.La progettazione di un comandoa due mani che deve impedirela manomissione e/o l'azionamentoaccidentale deve essere l'equilibratorisultato della necessità sia diapplicare principi ergonomici che difornire le misure idonee per evitarele suddette manomissioni (fornendocomunque una sicurezza adeguataal rischio considerato). Al momentodella scelta, dell'installazione e delcollegamento tra loro delle parti diun comando a due mani occorreconsiderare quanto può influirel'ambiente e le condizionidi funzionamento. Devono infattiresistere a vibrazioni, urti,temperature, umidità, corpi estranei(influenze prevedibili dell'ambiente),alle sollecitazioni di funzionamentoprevedibili e rispettare le esigenzedelle norme pertinenti.Il punto 9.3 prevede e regolala realizzazione e l'uso di involucri,coperchi e i loro mezzi di fissaggio.

Infatti:■ "gli involucri ed i loro mezzi difissaggio devono essere progettatiin modo tale da resistere allesollecitazioni di funzionamentoed ambientali prevedibili";■ per evitare inutili ferimenti nondevono esserci spigoli e gli angoli,i bordi ecc. saranno smussati,arrotondati ecc.;■ se i coperchi e i pezzi sono statiprogettati per essere smontati o apertidevono essere realizzati in modo checiò possa avvenire solo con l'uso diutensili e gli elementi di fissaggiodevono essere di tipo imperdibile;■ i supporti su cui sono montati gliinvolucri devono garantire la sicurezzadel fissaggio sia al suolo cheall'involucro;■ "gli involucri devono essere montatie posizionati in modo tale che, dopoaver rilasciato un attuatore, l'operatorenon possa accedere ad una zonapericolosa durante una fasepericolosa";■ "se l'involucro che porta gli attuatoriè regolabile, deve essere equipaggiatodi mezzi di bloccaggio in posizione";■ "per i dispositivi di comando a duemani mobili, gli attuatori ed il loroinvolucro devono essere resi stabilidurante l'uso normale, conzavorramento o altri mezzi appropriati".Per evitare posizioni scomode, sforzidi manovra, movimenti inadatti equindi eccessiva fatica (4) gli attuatoridebbono essere opportunamentescelti, progettati ed installati; nondevono, inoltre, essere di colore rosso(per quelli elettrici valgono leprescrizioni della EN 60204-1).Andrà pure posta attenzione affinchégli organi di servizio non vadanoa generare con altri elementi deipericolosi punti di schiacciamentoe/o cesoiamento.La categoria selezionata secondola EN 954-1 deve essere analoga peril dispositivo di comando a due mani,

2. Precauzioni di montaggio, procedure di verifica

Figura 4 della EN 574

per il sistema di comando corrispondentee il/i suo/loro collegamento/i.

Le forze di accelerazione conseguentia impatti accidentali, ribaltamento, urtisul dispositivo di comando a due maninon devono generare segnali di uscita.

Durante la normale manutenzionedella macchina che comanda, sia essamobile o portatile, non devono avvenireazionamenti intempestivi del comandoa due mani che dovrà essere quindiprogettato in questo senso.

"Il dispositivo di comando a due manideve essere progettato in modo taleche azioni separate e differenti sugliattuatori siano richieste per liberareil segnale d'ingresso che comandala messa in moto del movimentopericoloso della macchina.La presenza di due attuatori suimpugnature separate non soddisfaquesta esigenza tranne che sia diversoil loro modo di funzionare.L'uso di un mezzo di bloccaggioautomatico di uno degli attuatorifornisce un più alto livello diprotezione" (punto 9.6).

(4) A tal proposito è allo studio di pr EN 894-3


Quando sono in funzione, i dispositividi comando a due mani mobilinon devono subire spostamentie quindi dovranno essere dotatidimezzi appropriati. Resta validoquanto descritto a proposito dellastabilità (zavorramento, guidelucchettabili ecc... ).

È opportuno prevedere protezioniper cavi, tubature e raccordi controi deterioramenti.

Per mantenere e verificare la distanzadi sicurezza richiesta tra gli attuatorie la zona pericolosa dovranno disporsimezzi idonei quali, ad esempio, cerchid'allontanamento.

Ma quale atteggiamento assumereper rispettare le distanze di sicurezzatra gli attuatori e la zona pericolosa?Ce lo dice il punto 9.8.

Per determinare la distanza disicurezza minima occorre tenerepresenti vari elementi:

■ velocità mano/braccio (pr EN 999)appresso descritta;

■ forma e disposizione del dispositivodi comando a due mani relativamentealla macchina od all'area pericolosa;

■ tempo di risposta del dispositivo dicomando a due mani nella fase dirilascio degli azionatori;

■ tempo massimo tra l'interruzione delsegnale di uscita del dispositivo dicomando a due mani e l'arresto dellamacchina o la sparizione del rischio;

■ uso prevedibile della macchinacomprese manovre anomaleprevedibili (secondo EN 292-1 e 2);■ norme di tipo C corrispondenti.

Il pr EN 999 "stabilisce gli elementida considerare per valutare il tempodi ottenimento dell'arresto ed il tempodi accesso agli elementi mobili di unamacchina in funzione dei dispositividi protezione installati nel quadrodelle disposizioni normativein vigore in materia di prevenzionedegli incidenti sul lavoro".Il progetto di norma prevede la propriaapplicazione anche ai comandi a due

mani che, in quanto dispositivi disicurezza, devono essere posizionatiopportunamente dopo aver identificatoi pericoli e valutato i rischi, dopoaver calcolato la distanza minimarispetto alla zona pericolosa (in basealla formula generale ivi fornita)necessaria anche ai fini dellaprogettazione della macchina.Bisogna precisare che essa vaapplicata solo se non esiste la normadi tipo C relativa alla macchina inesame, o se la detta norma nonda indicazioni sul posizionamentodei dispositivi.

La formula generale di cui sopraè la seguente:

S = (K x T) + Cdove:

S è la distanza di sicurezza minimain mm tra la zona pericolosa ed ilpunto, l'asse o il piano di rilevamento.

K è la costante in mm al secondo,calcolata a partire dalle velocità diavvicinamento del corpo o di unaparte di esso.

T è il tempo di risposta globale insecondi.C è la distanza supplementarein mm, calcolata a partire daun'intrusione verso la zonapericolosa prima dell'eccitazionedel DPES.

Nel punto 3 della norma si definisceil tempo di risposta globale come"tempo necessario tra l'intervento deldisposistivo di protezione e l'arrestodel movimento pericoloso o che lamacchina assuma una condizione disicurezza". Normalmente è compostodalla somma di due fasi; il tempomassimo di reazione del dispositivoed il tempo massimo necessario allamacchina per arrestarsi o rimuovereil rischio.

Le istruzioni su come utilizzarela suddetta formula generale inpresenza di comando a due manisono al punto 8; più precisamenteper calcolare la distanza di sicurezzaminima tra la zona pericolosa e

l'azionatore più vicino i parametridovranno leggersi:K = 1600 mm./s.C = 250 mm.e quindiS = (1600 x T) + 250Nella misura in cui il rischiodi trascinamento delle mani o diparti d'esse verso la zona pericolosaè eliminato durante la fasedi azionamento del dispositivo,con l'aiuto ad esempio di uno schermoadeguato, C può essere uguale a zerocon una misura minima accettabileper S di 100 mm. Da notare che vienesottolineato che, benché nella EN 574esistano consigli sulle modalità d'usodi schermi protettivi contro le frodi, talimisure possono non essere sufficientiper impedire il trascinamento dellemani o parti di esse verso la zonapericolosa.

2.2. Procedure di verificaCome già anticipato nel precedentedossier (Sistemi di comando a duemani. Requisiti e tipologie.) bisognaverificare che le caratteristiche deldispositivo di comando a due manisiano corrispondenti a quantoidentificato tramite l'analisi del rischio;le verifiche previste sono siavalutazioni teoriche sui dati progettualiche esami pratici. Il criterio è diriscontrare la corretta applicazionedelle prescrizioni derivanti dalleesigenze descritte nei punti 5, 6, 9e 11 della EN 574. Le proceduredi verifica esaminano, di regola, soloil dispositivo senza tenere contodel comportamento del sistemadi comando; se però il dispositivoè concepito per trattare dei segnalidi ritorno dalla macchina essi vannosimulati.Riportiamo di seguito i requisiti,così come riassunti nella tabella 2della EN 574, ed i relativi esami chebisogna effettuare relativamente adalcune (5) fondamentali caratteristiche.È in pratica un riepilogo di tutte leoperazioni da fare prima di metterein servizio un sistema di comandoa due mani.

(5) Rammentiamo che i punti 5 e 11,e parte delle procedure di verifica, sonostati ampiamente trattati nel precedentedossier rispettivamente nei capitoli 3 e 4.

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Requisito. Esame visivo. Controllo Misure Noteprestazioni Punto della EN 574

relativo al requisto.

Condizioni di funzionamento.Influenze ambientali. ■ ■ Applicare le norme di riferimento.

Punto 9.2

Esigenze degli involucri. ■ ■ Esame di tipo.Punto 9.3

Scelta, concezioneed installazione degli organidi comando. ■ ■ ■ Punto 9.4

Segnale d'uscita involontariocausato da forzed'accelerazione. ■ ■ Punto 9.5

Manovra di comando involontaria. ■ ■ Per macchine mobili o portatili.Punto 9.6

Stabilità. ■ Per dispositivi di comandoa due mani portatili.Punto 9.7

Tempo di risposta. ■ Punto 9.8

Marcatura. ■ Punto 12

Uso delle due mani. ■ ■ Punto 5.1

Relazione tra segnaled'ingresso e d'uscita. ■ Punto 5.2

Interruzione del segnale d'uscita. ■ Punto 5.3

Manovre accidentali. ■ ■ ■ Punto 5.4

Manomissione. ■ ■ ■ Punto 5.5

Re-inizializzazione. ■ Controllo delle condizioni di riarmo.Punto 5.6

Manovra simultanea. ■ ■ Punto 5.7

Categoria 1 ■ Per identificazione.Punto 6.1

Categoria 3. ■ ■ Simulazione difetto.Punti 6.2 e 10.2

Categoria 4. ■ ■ Simulazione difetto.Punti 6.3 e 10.2

Alcune considerazioni sulle esigenzedi sicurezza relative alle categorie delsistema di comando. Come già vistonelle pagine precedenti, la normadi riferimento per la selezioneè la EN 954; il comportamento deldispositivo dovrà quindi essereconforme alle prescrizioni di talenorma per la categoria selezionata.In linea generale la categoriadel dispositivo non deve essereinferiore a quella selezionata perla parte di circuito corrispondente.Riassumendo le esigenze specificheprescritte per ciascuna categoria:

■ nella categoria 1, cui appartengonoi dispositivi di tipo I e III A, bisognausare componenti rispettosi dellenorme pertinenti, che siano di provataaffidabilità installati secondo principiaffidabili;■ nella categoria 3, comandi di tipo IIe III B, oltre a quanto sopra, un guastosingolo non deve far perdere lafunzione di sicurezza. Detto guasto,in particolare, non deve permetternel'uso con una sola mano né generareun segnale d'uscita intempestivo.Non è però garantito il rilevamentodi tutti i guasti ed un accumulo d'essipotrebbe eliminare la funzione di

sicurezza ed emettere un segnaled'uscita intempestivo;■ il tipo III C è in categoria 4; ciòcomporta la rilevazione del guasto almomento dell'impiego del dispositivo(o prima ancora) ed, in tal caso, nondovrà emettere un segnale d'uscita.La comparsa di un difetto non dovrànecessariamente arrestareimmediatamente il segnale d'uscita,ma dovrà farlo se uno (od entrambi)dei pulsanti venga rilasciato.È tollerabile la mancata rilevazione diun difetto ma un eventuale accumulod'essi non deve far perdere la funzionedi sicurezza.


3. Esempi praticiVediamo le prescrizioni, relativeal comando a due mani, di alcunenorme di tipo C.

3.1. Presse idraulicheper stampaggio materieplasticheLa EN 289, come abbiamo visto inun precedente dossier, "specificai requisiti di sicurezza per laprogettazione di presse idraulichecon movimento di chiusura verticaleper lo stampaggio a compressionee per trasferimento di materie plastichee gomma".

Lo stampaggio a compressioneè quello in cui il materiale dastampaggio viene immessonello stampo ed il procedimentodi stampaggio è eseguito sotto l'azionedella pressione e del calore quandolo stampo si è chiuso.

Lo stampaggio per trasferimento(transfer) è quello in cui "il materialeda stampaggio è inserito in unacamera separata nello stampo e vienestampato nell'impronta dello stamposotto la pressione del pistone transfer.La forza per il pistone transfer puòessere prevista direttamente dallaforza di chiusura o da un cilindroidraulico separato".

I principali pericoli sono:

■ schiacciamento e cesoiamento;

■ urto (parti che, a causa della velocitàdi movimento, possono causarelesioni a chi si trova sulla traiettoria);

■ contatto (parti affilate, abrasive,calde o accidentalmente sottotensione);

■ proiezione di materiali o pezzidella macchina;

■ conseguenze di perdite;

■ rumore;

■ gas, polveri, vapori.

Alcune delle zone pericolose sonole seguenti:

■ tra stampo e piani;

■ sistema di carico e scarico;

■ meccanismi di espulsione;

■ piano mobile superiore. Figura 4a della EN 289

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4

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8



L'accesso alle zone pericolose deveessere impedito da uno o più deiseguenti dispositivi.■ ripari fissi;■ ripari mobili con interblocco;■ sistemi di sicurezza fotoelettrici(6.2.EN 289);■ comandi a due mani (6:3 EN 289).Ecco le prescrizioni basilari perl'impiego dei comandi a due mani:■ devono essere distanti daimovimenti pericolosi quel tantoda rendere impossibile all'operatore,dopo il loro rilascio, di raggiungerei suddetti movimenti prima che sisiano arrestati. (Tale distanza è parial prodotto tra la velocità massimadi avvicinamento ed il tempo d'arrestodel movimento pericoloso);■ se entrambi i comandi non vengonoazionati a distanza di mezzo secondol'uno dall'altro, si deve rendereimpossibile l'innesco di ulteriorimovimenti pericolosi;■ per ridurre la possibilità di accessoall'area dello stampo alle persone chenon siano l'operatore, i comandi a duemani devono essere posizionati difronte all'area stessa e si possonoinstallare, se necessario, ripari fissisupplementari;■ se la macchina può essere azionatada più di un lato, ogni operatore deveavere sul proprio lato, un dispositivo dicomando a due mani. "I movimentipericolosi non devono verificarsi primache tutti i comandi siano stati azionati.Non deve essere possibile cambiareil numero dei dispositivi di comandoa due mani, a meno che sianoprevisti i mezzi per proteggereautomaticamente il lato in cui ildispositivo di comando a due maniè disinserito. Ciò deve essere ottenutomediante un riparo mobile o conun sistema di sicurezza fotoelettrico";■ su quelle macchine in cui sononecessari più operatori sullo stessolato, non devono essere usatidispositivi di comando a due mani;■ in caso di azionamento con usodi comandi a due mani si deveprevedere l'installazione di un sensoredi posizione che rileva quando lostampo è sufficientemente chiusotanto da impedire i pericoli (≤ 4 mm)e solo allora il comando a duemani potrà essere rilasciato.

Il sensore dovrà essere controllatoalmeno una volta per ogni ciclo.(La messa a punto del sensore verràverificata e se necessario modificataogni volta che si cambia lo stampo).In alternativa al sensore di posizionesi può utilizzare un'interruttoredi pressione.L'appendice B della EN 289 "contienei requisiti prescritti per i dispositividi comando a 2 mani, finchénon saranno disponibili regoleinternazionalmente riconosciute,o dove non esistono normeo legislazioni nazionali" (6).

Devono quindi essere conformia quanto segue:■ devono essere posizionati e protettiin modo tale da rendere impossibileil loro azionamento sia con una solamano che con una sola mano edun'altra parte del corpo e/o la lorofacile estromissione;■ se uno o entrambi i comandi manualivengono rilasciati, i movimentipericolosi devono arrestarsi,o arrestarsi ed invertirsi;■ non deve essere possibile innescareulteriori movimenti pericolosi, fino aquando entrambi i comandi manualinon sono stati rilasciati.

Figura 4b della EN 289

(6) Le prescrizioni della EN 574 vannoquindi oggi a sostituirsi a queste; vediamoche comunque sono praticamenteanaloghe.

1 e 3

2


3.2. Presse meccanichee presse idraulicheSempre nell'ottica di vedere comepossono venire utilizzati i comandia due mani esamineremo qui diseguito, a titolo esemplificativo,due tipologie di macchine diversema oggetto di norme analoghe traloro, la EN 692 ed il prEN693.

La EN 692 esamina le pressemeccaniche e la loro sicurezza;specifica le esigenze tecniche disicurezza e le disposizioni chedevono essere rispettate daiprogettisti, dai costruttori di pressemeccaniche per la lavorazionea freddo di metallo o di materialeparzialmente costituito da metallifreddi, o che sono utilizzate nellastessa maniera per lavorare materialiin fogli (cartone, plastica, caoutchouo cuoio) e di polvere metallica.

La principale zona pericolosa di unapressa meccanica è la zona degliutensili ed occorre quindi adottarepreventivamente delle misure disicurezza per fronteggiare i fenomenipericolosi corrispondenti.

I punti da 5.3 e 5.5 della EN 692indicano come assicurare laprotezione in questa zona ed in quelleassociate prevedendo, per evitarerischi meccanici, anche l'utilizzodei comandi a due mani che, inriferimento ai punti 5.3.14 devono:

■ essere conformi al tipo III C dellaTabella 1 della EN 574:1996;■ il numero dei dispositivi di comandoa due mani in funzione devonocorrispondere al numero deglioperatori indicati sul sistema diselezione;

■ l'emissione dei segnali di uscitadeve avvenire esclusivamente conl'utilizzo di entrambe le mani e devonoessere disposti in modo chel'operatore non abbia il tempo diraggiungere la zona a rischio primache il movimento pericoloso degliutensili nella zona pericolosa stessasia cessato.

Il calcolo della distanza di sicurezzadeve essere basato sul tempo dirisposta globale della pressa perfermarsi e sulla velocità di movimentodell'operatore che riporta alla formuladella EN 999 prima presa in esame.

Figura 1 della EN 692

Quando il comando a due mani èutilizzato solo in quelle fasi che sonodiverse dal normale funzionamentoproduttivo se sopraggiunge un guastoagli elementi del dispositivo dicomando o del dispositivo diprotezione il sistema deve risponderealle disposizioni del punto 5.4.1.3:■ non deve essere possibile la messain moto intempestiva;■ deve essere mantenuta la funzionedi sicurezza del dispositivo diprotezione;■ deve essere possibile fermare lamacchina durante il movimentopericoloso;■ il dispositivo di comando devebloccare la macchina immediatamentese si trova nella fase pericolosa dellacorsa di chiusura o, in altri casi (7),al più tardi alla fine del ciclo difunzionamento;

■ il sistema di comando deve impedirel'avvio del ciclo di produzionesuccessivo fino a quando non è statoeliminato il guasto.Per soddisfare queste prescrizionile funzioni d'arresto e di messa inmoto nelle parti del sistema dicomando della pressa relative allasicurezza devono essere conformialla categoria 4 della EN 954-1e cioè devono essere ridondanti,auto-controllate ed in logica cablata.Per proteggere l'operatore in tuttii casi in cui il sistema di protezionenon gli impedisce di accedere allazona pericolosa prima che la slittasia ferma (come nel caso di comandoa due mani) occorre che i sistemidi comando del freno/frizionesiano ridondanti ed autocontrollati.Le macchine ad alimentazionemanuale con comando a due mani

(7) Altri casi possono essere il guasto di unsolo canale di un sistema ridondante o unguasto che si presenta in fasi del ciclodiverse dalla fase pericolosa.

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2

1

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1 Slitta2 Flangia della slitta portastampo3 Piastra portastampo inferiore4 Tavola5 Pedale6 Cinghia7 Puleggio del motore8 Volano9 Gruppo freno/frizione10 Riparo del volano

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devono avere inoltre un dispositivodi rilevamento della sovracorsa chegarantisca l'emissione immediata delsegnale di arresto e l'impossibilità cheinizi un nuovo ciclo se si è superatala posizione normale d'arresto.Il dispositivo di comando a due manipuò essere soggetto ad inibizione,cioè la sospensione automatica etemporanea attraverso parti delsistema di comando relative allasicurezza, durante il normalefunzionamento della macchina.L'inibizione può avvenire solo in unpreciso punto della corsa di aperturao quando la fase pericolosa dellacorsa di chiusura è superata e quandogli utensili non rischiano più di ferire.Il controllo del segnale d'iniziodell'inibizione deve essere automaticoed il sistema di protezione devetornare attivo all'inizio o primadell'inizio della successiva corsa dichiusura. Solo personale abilitato

e dotato dei mezzi necessari (utensilispecifici, chiavi ecc.) può effettuareregolazioni dell'inibizione.Occorre inoltre predisporre protezionifisse per prevenire rischi supplementariche possano crearsi durante la corsad'apertura.Se nella pressa è possibile scegliereil modo di funzionamento, il modo dicomando ed il sistema di sicurezza(ad es. colpo singolo per impulsio marcia continua, avanti-indietro,anteriore e posteriore ecc..) ènecessaria la presenza di un selettore.I circuiti devono prevedere contatti adapertura positiva, logica cablata,ridondanza ed autocontrollo perassicurare un completo isolamentodelle posizioni non utilizzate. Se ilselettore permette l'uso di più comandia due mani la pressa dovrà funzionaresolo nel caso in cui venga selezionatala combinazione esattamentecorrispondente a quella fisicamente

collegata alla pressa stessa (principiovalido anche per le presse idraulichee che viene ribadito dalla EN 693).Sono previste varie disposizionisupplementari per permetterd'effettuare le operazioni diregolazione degli utensili,manutenzione e lubrificazione; fraqueste sono previsti i comandi adue mani disposti in maniera tale chenon possono essere utilizzati durantela produzione (per es. con almeno trearresti durante un ciclo). I comandi adue mani utilizzati in tale fase devonoalmeno essere conformi al tipo IIdella EN 574 e non devono esserecomandabili con una sola mano o unamano ed il gomito dello stesso braccio.Un dispositivo così concepito, seprevisto per le sole fasi di regolazione,deve essere disposto in modo taleda essere inadeguato ad un utilizzonormale. Inoltre il collegamento deldispositivo con le parti attive del

Figura 1 della pr EN 693


(8) La tabella 2 riepiloga tutte le prescrizionirelative alla protezione dell’operatore neivari modi di funzionamento.

sistema di comando non deve essererealizzato con un solo relé.Nell'installazione dei comandi a duemani devono essere rispettati i principiergonomici e la loro zona deve essereadeguatamente illuminata.Il pr EN 693 si applica alle presseidrauliche per la lavorazione a freddodei metalli o di materiali parzialmentecostituiti da metalli o che sonougualmente utilizzate per lalavorazione di altri materiali in fogli(cartone, plastica, cuoio ecc.) edi polvere metallica. Come in quellameccanica, anche nella pressaidraulica la zona più pericolosa èquella degli utensili e l'area associata(eiettori dei pezzi, matrici, protettoriecc.). La norma prevede ed elencavarie misure di sicurezza e tra questevengono annoverati i comandi a duemani che, se vengono utilizzati peri modi di produzione, colpo singolo,carico o scarico manuale, dovranno

essere conformi al punto 5.3.14ed alla tabella 2 (8), mentre perla regolazione degli utensili,manutenzione e lubrificazione al punto5.5.7; essendoci forti analogie tra lapressa meccanica e quella idraulica ilpunto 5.3.14 stabilisce gli stessi criteridescritti nella EN 692 (come per es.che devono essere conformi al tipo IIIC della EN 574/96 e che occorrecalcolare la distanza di sicurezza conla medesima formula della EN 999/96)aggiungendo che delle protezionicomplementari devono impedirel'accesso lateralmente eposteriormente; ed il punto 5.5.7ripete e conferma gli stessi principigià esaminati nella EN 692 cuioccorre attenersi durante la fasedi regolazione degli utensili,manutenzione ecc. (come per es.la conformità minima al tipo IIdella EN 574/96). Le prescrizionigenerali portano a esigere anche

in questo caso la conformità dei circuitialla categoria 4 della EN 954-1;la sua applicazione è però esclusanelle presse utilizzate unicamentecon alimentazione o scarico manualeo lavoranti in ciclo automaticoed equipaggiate di protezioniinterbloccate e bloccate.

Figura 2 della pr EN 693

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Nelle pagine precedenti, o nel dossiern°4, abbiamo visto quali sono i criteridi costruzione e di conseguente sceltadei vari tipi di comando a due manisecondo le varie norme applicabili;adesso vediamo alcuni schemi praticidi applicazione di quanto sopra.

4.1. Comando a due mani"tipo I" secondo EN 574Questo sistema è definito dalla normarealizzato in modo da renderenecessario il comando tramite duepulsanti senza comunque limiti ditempo tra i due azionamenti; èrichiesto però che il comando in uscitasia frutto di un'azione volontaria e nona seguito quindi di difetti. Per fareciò lo schema proposto prevedeil controllo automatico dei due pulsantiad ogni messa sotto tensione delcircuito. Un eventuale difetto rendeimpossibile l'emissione del comandod'avvio. Bisognerà curare al massimola protezione contro le frodio manomissioni tramite una correttadisposizione dei due pulsanti. Non viè ridondanza ne autocontrollo nelcircuito di comando di potenzae quindi l'impiego di questo schemaè estremamente limitato; un possibileutilizzo può essere, se lecaratteristiche della macchinalo consentono, nelle operazioni dimessa a punto di macchine catalogatein categoria 1 secondo EN 954-1.

4.2. Comando a due mani"tipo III A" secondo EN 574In questo esempio vediamo un modulodi sicurezza PREVENTA serie XPSAS/AM "multifunzione"; esso èconcepito per essere utilizzato siaper il controllo di circuiti di arrestod'emergenza, finecorsa su ripari mobilio, come in questo caso, comandoa due mani. La sincronizzazione trai due pulsanti è di circa 300 ms. eil circuito verifica gli eventuali guastiche potessero avvenire nel circuitodei pulsanti o dei contattori in uscita.Il modulo è ridondante edautocontrollato ma il circuito non è ingrado di rilevare la totalità dei difettipoiché la mancata apertura di uncontatto NC nel circuito Y1-Y2 nonpuò essere immediatamente rilevata,anche se come richiesto dalla normanon pregiudica la sicurezza delsistema.La rilevazione avviene all’avviodel ciclo successivo.

4. Esempi di applicazioni Schneider

S1, S2 Pulsanti del comando a due mani


Questo schema realizza la massimasicurezza prevista dalla norma.Il modulo PREVENTA serie XPS BC

K3, K4 contattori o relé a contatti guidatiESC: condizioni di avviamento esterneSTM: misura del tempo d’arresto.

Comando delmovimentopericoloso

è di tipo III C secondo EN 574 ecategoria 4 secondo EN 954-1.La sincronizzazione tra i due comandiè di 500 ms e la ridondanzae l'autocontrollo sono totali.Ogni guasto verrà rilevato e nessuno

di essi potrà ridurre o, peggio,impedire la funzione di sicurezza.I contatti K3 e K4 nel circuito Y1-Y2di controllo permettono di verificareil funzionamento corretto del circuitodi potenza.

4.3. Comando a due mani"tipo III C" secondo EN 574

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I circuiti precedenti illustrano casidi semplice comando direttodell'avviamento; sovente però leesigenze sono ben più complesseed è necessario che il comando a duemani sia in relazione ad altre funzionidi controllo.È il caso ad esempio delle pressemeccaniche o delle presse idrauliche.

4.4. Circuiti di controllo incategoria 4 per le funzioniausiliarie al comando a duemani

In queste ultime, in particolare,è necessario controllare le valvoleidrauliche di comando dei movimentidi apertura e chiusura; solitamentei costruttori di queste valvole dotanoi prodotti di sensori che ne rilevanola posizione.Per interfacciare efficacementequesti segnali con il restante circuitola Schneider ha realizzato i moduliPREVENTA serie XPS PVT chevediamo, in associazione ad unmodulo di comando a due mani XPSBC, nello schema seguente.

Ad esso vanno collegati i sensoridella valvola principale (Y1-Y2) a treposizioni per apertura-chiusura ed ilsensore della valvola di sicurezza Y3(apertura+chiusura).Il modulo è in grado di rilevare ladeviazione di una valvola dalla suaposizione di corretto lavoro per undifetto ed impedirà il riavviamentodel ciclo e l'attivazione del comandoa due mani.Anche la parte elettrica di potenzaviene controllata in tutti i suoicomponenti.

(1) Contatto di sincronizzazione o di bloccaggio per l’apertura(2) Uscite di un comando a due mani o di una barriera di sicurezza

XPS-PVTSchma di collegamento elettrico del modulo XPS-PVT


In altri casi, tramite un selettoremodale, è possibile selezionare tradiversi modi operativi ed in alcunidi essi potrebbe essere previsto dicomandare la macchina o concomando a due mani o con interruttoria pedale.In genere si tratta di macchine chenormalmente lavorano in cicliautomatici o semi-automatici con

i ripari chiusi o con delle barriereimmateriali; in fasi ben determinate,ad esempio per operazioni di messaa punto, essendo ridotti alcuni sistemiprotettivi, può essere necessario l'usodel comando a due mani per impedirel'avvicinamento a parti in movimentopotenzialmente pericolose (9).Lo schema che segue, pur usandosempre un solo modulo XPS BC,

permette di effettuare tutte le fasidi lavorazione in sicurezza.N. B. Il medesimo selettore modaleche seleziona il pedale od il pulpitodovrà contemporaneamente inserireo disinserire gli altri dispositivi diprotezione citati; nello parte di schemariportata vediamo solo i collegamentidel modulo per il controllo di pedalee pulpito.

XPS-BCModulo XPS-BC associato ad un posto di comando a due mani e ad un pedale

Selettore S4:0 = Arresto1 = Pulpito2 = PedaleS1-S2: Pulsanti del posto di comando a due maniS3: Pedale

(9) Vedere al proposito le prescrizionia pag. 10 relative alle operazioni dimanutenzione, regolazione e lubrificazione.

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A pag. 8, esaminando la EN 289,abbiamo visto un esempio delleprescrizioni per l'uso di più dispositivisulla stessa macchina in caso dioperatori su più lati. In particolare"I movimenti pericolosi non devonoverificarsi prima che tutti i comandisiano stati azionati. Non deve esserepossibile cambiare il numero deidispositivi di comando a due mani,a meno che siano previsti i mezzi perproteggere automaticamente il latoin cui il dispositivo di comando a duemani è disinserito. ........".

Inoltre nella EN 692, citata a pag. 9, èprescritto che "il numero dei dispositividi comando a due mani in funzionedevono corrispondere al numerodegli operatori indicati sul sistema diselezione". E soprattutto, a pag. 10"Se nella pressa è possibile scegliereil modo di funzionamento............. ènecessaria la presenza di un selettore.I circuiti devono prevedere contatti adapertura positiva, logica cablata,ridondanza ed autocontrollo perassicurare un completo isolamento

delle posizioni non utilizzate. Se ilselettore permette l'uso di più comandia due mani la pressa dovrà funzionaresolo nel caso in cui venga selezionatala combinazione esattamentecorrispondente a quella fisicamentecollegata alla pressa stessa". Unapossibile soluzione studiata dai tecnicidella Schneider è lo schemasuccessivo: l'esempio illustra un casocon due operatori. Abbiamo due pulpitidi comando (X1 ed X2), due moduliXPS BC ed un selettore per definirechi e quanti operatori siano attivi.

XPS-BCModuli XPS-BC associati a due posti di comando a due mani

Selettore S1:1 = Operatore 12 = Operatore 23 = Operatore 3S11-S12, S21-S22: Pulsanti dei posti dicomando a due mani

Quando l’operatore 1 è assente:sostituire la morsettiera X1 con X3e rimuovere fisicamente il posto dicomando a due mani.

Quando l’operatore 2 è assente:sostituire la morsettiera X2 con X3e rimuovere fisicamente il posto dicomando a due mani.


Riprendiamo in sintesi un altropassaggio della EN 692, già vistoampiamente a pag. 9, relativo alleprescrizioni sui sistemi di comandoche si interfacciano con il comandoa due mani.“Per proteggere l'operatore ............occorre che i sistemi di comandodel freno/frizione siano ridondantied autocontrollati.Le macchine ad alimentazionemanuale con comando a due manidevono avere inoltre un dispositivodi rilevamento della sovracorsa chegarantisca l'emissione immediata delsegnale di arresto e l'impossibilità cheinizi un nuovo ciclo se si è superata

la posizione normale d'arresto.Il dispositivo di comando a due manipuò essere soggetto ad inibizione,........., durante il normalefunzionamento della macchina.L'inibizione può avvenire solo in unpreciso punto della corsa di aperturao quando la fase pericolosa dellacorsa di chiusura è superata e quandogli utensili non rischiano più di ferire.Il controllo del segnale d'iniziodell'inibizione deve essere automaticoed il sistema di protezione devetornare attivo all'inizio o primadell'inizio della successiva corsadi chiusura. ................ Occorre inoltrepredisporre protezioni fisse per

prevenire rischi supplementariche possano crearsi durante lacorsa d'apertura."Prescrizioni molto severe comepossiamo vedere, molto impegnative edinoltre relative a macchine sottoposte arigide verifiche da parte degli organismidi controllo. Per questo impiegoSchneider ha sviluppato alcuni prodottispecifici, ridondanti ed autocontrollati,che realizzano tutte le funzionisopraelencate; nel primo schemavediamo il modulo XPS OT inabbinamento al comando a due maniXPS BC, al pulpito ed al modulo XPSPVK e, nello schema successivo, ildettaglio del collegamento del moduloXPS PVK.

XPS-OTSchema di collegamento

(1) Stato di funzionamento del fusibile elettronico interno

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Il modulo XPS OT effettua i seguenticontrolli ad ogni ciclo: comandoautomatico dell'arresto al punto mortosuperiore e verifica dell'arresto dellaslitta al punto morto superiore conmisura della corsa di frenata,inibizione del comando a due maniin fase di risalita, comando d'arrestodella discesa in caso di anomalie dalcircuito del comando a due mani (ad

esempio perché un pulsante è statorilasciato); il modulo XPS PVKgarantisce il controllo dinamico delleelettrovalvole a doppio corpo.Viene verificata in fase d’avviamento,nel punto morto superiore, la posizionedi riposo degli otturatori tramite duesensori montati sulla valvola. Nelpunto di trasferimento del segnale(ripresa) viene verificata la posizione

attiva degli otturatori ed infine nelpunto di sganciamento dell’elettrovalvolasi controlla che il ritorno a riposo deidue sensori sia sincrono in un tempomassimo prestabilito di 100 ms.Questo illustrato è un sistema completo,sicuro e collaudato; omologato daiprincipali organismi internazionali,riassume tutte le prescrizioni dellerigide norme sulle presse meccaniche.

(1) Alimentazione interna n° 1(2) Alimentazione interna n° 2(3) In caso di una versione 24 V: adattatore / integrato

XPS-PVKCollegamento del modulo XPS-PVK con una valvola di sicurezza per presse eccentriche


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L’organizzazione commerciale Schneider 1998

In ragione dell’evoluzione delle Norme e dei materiali, lecaratteristiche riportate nei testi e nelle illustrazioni del presentedocumento si potranno ritenere impegnative solo dopoconferma da parte di Schneider Electric.

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