安全光幕作为现代工业自动化设备中一种重要的安全防护装置被广泛地应用在冲床,折弯机,自动化装配线以及各类高危的机械设备旁边。它利用光束探测人或物进入危险区域的情况,及时触发停机信号以防意外。光幕选型的合理性直接关系到安全性以及生产效率。本文拟从关键参数的角度对购买安全光幕时需要注意的重点进行详细分析。
一、防护类型和分辨率
防护类型等
安全光幕一般按保护范围及精度来划分:
手指防护型(Finger Type)具有小于14mm的分辨率,能够有效防止手指误入高风险区域,特别适用于冲床、切割机等对手指安全有严格要求的设备。
手掌防护型(Hand Type)具有20~30mm的分辨率,专为保护手掌不进入高风险区域而设计,特别适用于大型工件或机械操作场合。
身体防护型(Body Type)具有超过30mm的分辨率,主要用于保护人们免受进入高风险区域的风险,尤其适用于大型机械设备或高风险区域的全面防护。
在选型时须综合考虑设备类型,危险源特性和操作习惯等因素,保证光幕对目标对象的遮挡,做到无冗余和无遗漏。
分辨率很重要
分辨率是指光幕光束间距是否准确,它直接决定了防护是否灵敏。随着分辨率的提高,检测的精确度也随之增加,但这也可能导致成本上升和误触发的风险上升。在选型时,应在安全需求和生产效率之间权衡。
二、响应时间(Response Time)
光幕响应时间是指从发现障碍物至输出停机信号所经历的一段时间,一般用毫秒(ms)来表示。响应时间愈短,设备停机愈为及时且安全性愈高。
选择光幕响应时间时,应结合设备的**危险动作速度(K,mm/s)和停机时间(T,ms)**进行计算:
S=K×T+CS=K\times T+CS=K×T+C公式中,SSS为安全距离,CCC为安全裕度。响应时间太长会造成即使光幕被触发也有可能使装置持续移动一定距离的隐患。
三、光幕的高度和安装长度
防护高度高
下沿高度应根据保护对象(手指、手掌或身体)确定
上部沿高应为设备危险区最高点
安装的长度
光幕长度需视危险区域宽度而定。对长距离或者特殊形状危险区可以使用多段光幕进行组合。在安装的时候一定要确保光束布满危险区以防死角。
四、安装方式及结构参数等
安装方式:光幕既可以垂直安装也可以水平安装,其安装方法要与设备的结构及操作流程相匹配。
关于外壳的防护等级(IP等级):在工业环境中,可能会有灰尘、油雾或水蒸气的存在,因此建议选择IP54或更高的防护等级,以确保设备能够长时间稳定运作。
抗震性及材料:装置旁边震动较大,应选用金属支架及防震型光幕以保证光轴的稳定性,以免误触发。
五、输出信号的类型
光幕一般提供如下的输出方式:
继电器输出(Relay)是一个经典的解决方案,具有良好的兼容性,但其响应速度相对较慢。
半导体输出(Transistor/Solid State):反应迅速,适用于高速设备,但是对电流的承载能力受到限制。
安全总线输出(Safety Bus,PROFIsafe,EtherCAT):适合现代自动化系统,可实现远程监控和集成,安全级别高。
在选型时,需要根据设备控制系统的兼容性来选择适当的输出类型。
六、认证和安全等级
在购买安全光幕的时候一定要注意它的安全认证与级别:
ISO 13849-1(PL等级):这是一个用于评估安全相关组件可靠性和风险防范能力的标准。
IEC 61496:光电保护装置国际标准,包括Type 2(一般防护)、Type 4(高安全)等。
CE认证:满足欧盟的安全指令。
随着认证等级的提高,光幕在高风险环境中的稳定性也随之增强,但这也导致了成本的上升。
七、辅助功能等
现代光幕一般都有一些额外的功能可以增加安全性,提高生产效率:
盲区补偿:避免了支架或者固定件产生死角
多光束逻辑:仅在多光束同时遮挡时触发停止,降低误触发的发生
LED指示灯:光束状态直观展示,方便调试及日常检修
诊断功能:支持故障报警、远程监控等功能,提升维护效率
八、环境适应性强
光幕选型还要考虑工作环境条件的影响:
温度范围:在温度高或者温度低的环境下选用耐温型光幕
湿度和防水:在潮湿的环境中选择防水光幕
灰尘和油雾:工业车间应选择IP等级较高,防尘防油的产品
环境适应性不强,可能造成误触发或者光幕损坏等问题,从而影响到安全与生产。