安全光幕也就是光電安全保護裝置(也稱安全保護器、沖床保護器、紅外線安全保護裝置等)。在現代化工廠里,人與機器協同工作,在一些具有潛在危險的機械設備上,如沖壓機械、剪切設備、金屬切削設備、自動化裝配線、自動化焊接線、機械傳送搬運設備、危險區域(有毒、高壓、高溫等),容易造成作業人員的人身傷害。
安全光幕簡介概況
安全光幕是經過安全認證的光幕產品,由兩部分組成。投光器發射出調制的紅外光,由受光器接收,形成了一個保護網,當是有物體進入保護網,當從中有光線被物體擋住,通過內部控制線路,受光器電路馬上作出反應,即在輸出部分輸出一個信號用于機床如沖床,壓力機等緊急剎車。 光幕有著非常廣泛的應用,比如在需要不斷送取料的沖壓設備上,如果安裝接觸式安全防護門,則需要操作人員頻繁地開關防護門,這樣不但增加了操作人員的工作量,而且降低了生產效率。在這種情況下,采用光柵和光幕就是最佳的選擇。在操作人員送取料時,只要有身體的任何一部分遮斷光線,就會導致機器進入安全狀態而不會給操作人員帶來傷害。
安全光幕細節圖及支架電纜
光束的密度多少決定了體積多大的身體部分能通過光幕才被檢測。按照人體工程學的數據,成年人的手指直徑應不少于14mm,手掌厚度不少于30mm,手腕直徑不少于40mm,舉例:如果使用的光幕的光軸間距是40mm,光軸直徑是20mm,它的分辨率是40+20=60mm,那么手指,手掌,手腕及手臂都有可能通過光幕而不會被發現。因此,如果想獲得更高的安全性,便需使用較高分辨率的光幕.
使用光柵和光幕時,對安裝有一定的要求,不允許出現人員能夠繞過光柵和光幕而進入到危險區域的情況,也不允許在光柵和光幕附近有反射光線的表面,使接收器能夠接收到反射過來的光線而無法輸出安全開關信號。另外,對光柵和光幕的使用環境也有一定的要求,如果環境中粉塵太大,會影響到光線的發射,從而影響光柵和光幕的使用。
安全光幕的工作原理介紹
如圖所示是一個用安全光幕檢測物體(比如手)進入的測試原理結構示意圖。圖中,光幕的一邊等間距安裝有多個紅外發射管,另一邊相應的有相同數量同樣排列的紅外接收管,每一個紅外發射管都對應有一個相應的紅外接收管,且安裝在同一條直線上。當同一條直線上的紅外發射管、紅外接收管之間沒有障礙物時,紅外發射管發出的調制信號(光信號)能順利到達紅外接收管。紅外接收管接收到調制信號后,相應的內部電路輸出低電平,而在有障礙物的情況下,紅外發射管發出的調制信號(光信號)不能順利到達紅外接收管,這時該紅外接收管接收不到調制信號,相應的內部電路輸出為高電平。當光幕中沒有物體通過時,所有紅外發射管發出的調制信號(光信號)都能順利到達另一側的相應紅外接收管,從而使內部電路全部輸出低電平。這樣,通過對內部電路狀態進行分析就可以檢測到物體存在與否的信息。
安全光幕的紅外發射和接收通路數目理論上最大可有無數個,考慮到實際光幕的高度和上下通路之間的間距,一般不會超過48個。
安全光幕分直線掃描方式和交叉掃描方式,在直線掃描模式下,單片機每次向發送端和接收端發送相同的通路選擇信號,即第一路發第一路收、第二路發第二路收、…第十五路發第十五路收、第十六路發第十六路收。而在交叉掃描模式下,單片機每次向發送端和接收端發送不同的通路選擇信號。即第一路發第二路收、第二路發第一路收、……第十五路發第十六路收、第十六路發第十五路收。相比之下,交叉掃描模式對物體的高度測量更為精確,且在檢測區域中心1/3處的檢測精度最高。最小檢測高度可縮至直線掃描模式下的2/3。但是考慮到實際需要,現在普遍使用的都是直線掃描方式的安全光幕。
安全光幕類型
光幕分為光同步和線同步,光同步指的是光幕的接收和發射不需要有任何通信的線連接,發射按照規定的規律發出紅外光,接收器靠接收到光信號后,對比發射器發射的信號,如果一致,表示此時光幕沒有被遮擋,輸出通光信號。
安全光幕選型
第一步:根據您的設備對人造成的危險程度選擇安全光幕的安全等級(簡言之:重大傷亡,選擇四級or除去重大傷亡的選二級)。下圖是安全等級的選擇標準
第二步:根據您的客戶需求是選擇國外品牌還是國內品牌(或者是選擇四級或者二級,四級為進口光幕價格高出二級的國產光幕一大截。)
第三步:確定安全距離的大小(安全光柵形成的保護墻到危險源的垂直距離)
第四步:選擇光軸間距。保護手指,一般選擇10mm間距;保護手掌一般選擇選擇20mm;保護腳或者是身體,一般選擇40mm間距的。當然安全距離很大的時候,上述原則不適用。以人體到達危險源前,設備能停止為原則。
第五步:根據您的保護高度,選擇合適數量的光軸(大于4的偶數)再選擇信號輸出(有多種信號輸出,PNP*2,NPN*2,繼電器,等)
第六步:選擇對射距離(光幕截面尺寸小的,對射距離一般較近,小于3米;光幕截面尺寸大的,對射距離一般較遠,大于3米。
第七步:選擇放射器與接收器之間的同步方式(光同步:發射器與接收器之間沒有任何連接,線同步:放射器與接受器之間有根線連接。)
第八步:選擇安全光幕的結構類型,是選擇大一點的,還是選擇薄一點的,是否需要無盲區安全光幕,
第九步:選擇安裝方式(多種安裝方式,L型側面安裝,L型上下安裝,鋼管支架方式,端蓋自帶安裝孔等)
第十步:根據您的設備使用環境,考慮是否需要安全光幕抗電磁干擾,抗弧光及激光干擾,以及日光干擾,以及防水防塵等。
審核編輯:符乾江
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