安全光幕即光電安全保護裝置，安全光幕對于工作人員人身安全至關重要。缺少安全光幕的應用，人身安全與機器安全將受到一定威脅。為增進大家對安全光幕的了解，本文特地帶來工業安全光幕技術對安全保障的相關內容，一起來了解下吧。

提高全球競爭力推動了通過“及時”和“精益制造”等技術不斷降低制成品生產成本的努力。但是，無論工廠和工廠是否有組織，但是經常重組，安全不會受到影響。

保護人員免受機器危害不一定是昂貴的事情，但它確實需要高度可靠的設備。隨著功能強大且成本低廉的LED的出現，以及易于編程的控制電子設備，安全光幕可以方便地配置以匹配各種機器，并在必要時進行有效的重新配置。

本文將概述安全光幕的最新技術進展。更高的光強度，更小的封裝和易于控制是重要的方面，但可變的范圍/分辨率，長壽命，高可靠性，特別是低成本，使安全光幕成為許多應用中更引人注目的選擇。

具體參考歐姆龍自動化和歐姆龍的F3SG系列型號。松下工業自動化銷售部的安全性和SF4B系列。

隱形燈

工業安全光幕最簡單的形式包括光學發射器和接收器，用于快速檢測任何破壞光柵的物體。發送信號以立即停止受保護區域內的任何危險機器運動。

光幕通常采用紅外LED形式的光電發射器，將一系列同步的，平行的不可見(紅外)光束投射到接收器單元。對光束進行排序并調制為特定頻率的脈沖。接收器被編程為僅檢測以指定頻率發射的脈沖，從而避免來自其他光源的干擾。

安全光幕可配置為滿足各種應用，提供不同級別的保護不同的距離和分辨率。有三大類：操作點或夾點(保護機器的特定機器或操作區域);周邊防護裝置(例如保護機器人工作單元);和區域防護(實際上是一個光柵欄)。

圖1：安全光幕控制進入工業環境中潛在危險區域的途徑。最高分辨率(中心)將檢測手指的存在。中等分辨率(右)將感知手，而更低的分辨率可以設置為感知手臂或整個人。 (圖片來源：歐姆龍STI)

工業機械用安全光幕的構造通常符合IEC61496-1或-2國際標準要求，并描述為2型或4型。類型2適用于事故可能導致輕微傷害的低風險應用。其中包括小型裝配設備的保護，自動化生產設備，如拾放機，臺式機器人工作站和小型包裝機。

對于可能導致嚴重傷害或死亡的高風險應用，需要4型光幕。這些光幕通過冗余和持續監控以及許多其他安全功能具有高水平的容錯性，并且通常構造在更堅固的外殼中。典型應用包括機械和液壓動力壓力機，模壓機，沖壓，成型，鉚接和其他自動裝配機械。

一旦確定了適當的標準，就必須考慮許多其他因素。例如，從感應場到危險的最小間隔距離由手/體速度，機器響應時間，安全光幕檢測能力和響應時間確定。

待檢測物體的大小決定了光學系統的分辨率，這是光束直徑和相鄰光束間距的函數(圖1)。例如，可以指定高分辨率系統以可靠地檢測手指，而可以設置中等分辨率屏幕以發信號通知手臂或腳/腳踝。低分辨率系統將用于周邊和訪問防護應用程序，檢測何時有人直接穿過窗簾。雖然高分辨率和中等分辨率的窗簾可以在任何方向上定向，但低分辨率系統通常只能以垂直方向配置。

特性和靈活性

早期的光幕設計存在缺陷。對于某些類型的設備，它們可能難以有效安裝。今天的設計在安裝選項方面更加靈活。可以使垂直和水平配置的較小窗簾適合機器框架內更緊湊的空間。這不僅有助于避免盲點和死區，還可以使操作員更容易接近設備，同時還可以防止危險。

某些機器需要操作員在某些區域或特定時間間歇訪問。許多系統都提供屏蔽功能，允許在機器處于周期的非危險部分(例如上行程)時繞過光幕或屏幕的各個部分或禁用傳感器單元。

圖2：具有靜音控制功能，松下工業光幕將允許特定尺寸的物體通過，但會檢測到手，例如，機器會立即停止。

在某些中等分辨率的應用中，可能需要通過光幕將材料或工具送入機器而不停止機器。消隱特征可以允許光幕被編程為忽略預定尺寸的物體，或永久靜止物體，例如阻礙一部分場地的工具或輸送機。

重要的是，今天的紅外LED更可靠，更好地理解散熱問題，延長了元件的使用壽命。微處理器控制和LED可編程的簡易性使得更多安全功能成為幕簾系統的一部分。這些包括內置冗余，自檢和重啟互鎖，從而改善故障安全操作，同時提供更大的靈活性和更低的成本。

歐姆龍自動化&安全性在其F3SG-R系列安全光幕中提供多種型號，符合Type 4和Type 2規格。手指防護型號范圍從15個橫梁和160毫米的保護高度到207個橫梁，保護高度為2.08米。光束間隙為10 mm，物體分辨率為14 mm。操作范圍為30厘米至10米(長)和30厘米至3米(短)。

中等分辨率手/臂保護裝置的范圍從8個190 mm的光束到124個光束，保護高度為2.51 m。光束間隙為20 mm，物體分辨率為30 mm直徑。操作范圍為30厘米至20米(長)和30厘米至7米(短)。

從開啟到關閉的響應時間通常為8至18毫秒，具體取決于型號，或它可以設置為16至36毫秒的慢速模式。關閉響應時間為40到90毫秒。 4型單元的有效孔徑角為+/- 1.5 o ，發射器和接收器的工作范圍為3 m或更大，而2型單元的+/- 5 o 。

與早期版本相比，這些裝置安裝在更堅固的外殼中，可在惡劣條件下長期使用，并可承受工具或材料沖擊產生的沖擊。外殼更緊湊，但抗扭曲。快速連接電纜和連接器可縮短布線和設置所需的時間。發射器和接收器之間的光學同步現在只需要一根電纜。使用先進的電子控制裝置和智能靜音執行器等設施，可以輕松配置和重新配置系統，以適應不同的生產線和/或工件。

高級靜音功能可以檢測工件在傳送帶上通過的區域，并且可以承受振動，只會禁用相關的光束直到物體通過。在不同尺寸的物體在同一條線上傳遞的情況下，可以自動執行部分靜音。

其他功能旨在減少意外停機次數，同時保持安全。例如，復位開關可以僅被編程為在滿足某些條件時操作(即，除去所有檢測到的物體)。降低分辨率的功能允許系統區分物體，例如自動運輸車輛，以及人腳的潛在危險進入。

典型型號包括F3SG-4RA0240-14，一個手指保護裝置，有23個橫梁，保護高度為240毫米;和F3SG-4RA0910-30手/臂保護系統，44個橫梁，保護高度為910 mm。

三種分辨率

松下工業自動化銷售部最近也升級了其范圍光幕。例如，Type 4 SF4B型號采用新型外殼，結構無縫，接頭極小，可提高耐環境性，易于安裝和操作。改進的自檢電路使系統能夠不斷檢查正確的操作并識別故障情況，例如電纜布線斷開，短路和干擾。

無論光束通道數，軸間距數或并聯連接的單元數如何，響應時間均為14 ms。其他功能包括易于設置的靜音控制功能，手持控制器可控制特定的光軸。因此，可以對單元進行編程，以允許物體通過線而不是人。固定和浮動消隱也是可以實現的。

安全機制包括用于平滑重啟和內置外部設備監控的覆蓋。通過自動掃描定時偏移和雙掃描/重試功能，可以最大限度地減少潛在的光干擾。

該公司提供三種分辨率的手指，手部和手臂/腳部檢測單元。 SF4B-F79(V2)高分辨率型號，檢測手指的感應距離為14 mm，在10 mm光束間距上有79個光束，保護高度為790 mm。對于手部保護，中等分辨率SF4B-H12-01(V2)是一個緊湊的單元，在20 mm光束間距上只有12個光束通道，保護高度為230 mm。可提供高達1.9米保護高度的單元。

對于手/腳檢測，SF4B-A系列在40 mm光束間距上提供16到48個光束，感測45 mm直徑的物體，保護高度從630毫米到1.9米。SF4B-A24(V2)是一個典型的例子。

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