工業(yè)機(jī)械選擇安全光幕應(yīng)用要求

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摘要：安全光幕是一種可以防止機(jī)械事故發(fā)生的光電設(shè)備，將安全光幕應(yīng)用到工業(yè)機(jī)械中，可起到對(duì)工作人員人身保護(hù)和設(shè)備安全使用的重要作用。文章分析了安全光幕的安全檢查與工作狀態(tài)，介紹了安全光幕的應(yīng)用狀況、選擇性能，并提出了幾點(diǎn)要求，以供相關(guān)人士借鑒。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)械；安全光幕；應(yīng)用要求

1安全光幕的安全檢查與工作狀態(tài)

1.1安全檢查

（1）安裝期間。使用安全光幕時(shí)對(duì)安裝有一定的要求，不允許出現(xiàn)人員繞過(guò)光幕而進(jìn)入到危險(xiǎn)區(qū)域的情況，也不允許在光幕附近有反射光線的表面，使接收器接收反射過(guò)來(lái)的光線而無(wú)法輸出安全開關(guān)信號(hào)。另外，對(duì)光幕的使用環(huán)境也有要求，如果環(huán)境中粉塵太大，會(huì)影響光線的發(fā)射，從而影響光幕和光幕的使用。（2）安全調(diào)試期間。在安全光幕安全調(diào)試期間必須對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，并做好相應(yīng)的記錄工作，檢查安全光幕是否被緊緊固定在所使用的工業(yè)機(jī)械設(shè)備上；檢查安全光幕的發(fā)射器和接收器是否在同一個(gè)平面中；檢查安全光幕的發(fā)射器和傳感器是否與各自的電纜線準(zhǔn)確地串聯(lián)在一起；檢查電纜線的接線端口是否與電源進(jìn)行了準(zhǔn)確的串聯(lián)。（3）開機(jī)使用前。在安全光幕傳感器開機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)后，每次在實(shí)際使用之前，為了保證操作人員的人身安全，應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)流程步驟通過(guò)測(cè)試觸碰安全光幕對(duì)其是否停機(jī)進(jìn)行檢查，并做好記錄登記在冊(cè)。

1.2工作狀態(tài)

（1）當(dāng)保護(hù)區(qū)域內(nèi)沒有物體侵入時(shí)，安全光幕的傳感器和接收器會(huì)處于受光狀態(tài)，此時(shí)接收器的指示燈應(yīng)當(dāng)為熄滅模式，發(fā)射指示燈為點(diǎn)亮模式，按下設(shè)備的工作開關(guān)便可以實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）當(dāng)保護(hù)區(qū)域內(nèi)有物體侵入時(shí)，接收器的指示燈會(huì)呈點(diǎn)亮模式，此時(shí)被保護(hù)設(shè)備處于受控且強(qiáng)制停頓的工作狀態(tài)。（3）當(dāng)物體撤離保護(hù)區(qū)域時(shí)，安全光幕回歸到正常工作狀態(tài)下，此時(shí)，使用最小直徑的測(cè)試棒分別按照順時(shí)針和逆時(shí)針的方向在保護(hù)區(qū)域內(nèi)做平行移動(dòng)試驗(yàn)，安全光幕的傳感器會(huì)一直有紅色指示燈點(diǎn)亮，受控設(shè)備也就無(wú)法進(jìn)入到正常工作狀態(tài)中。（4）具備muting功能的安全光幕。muting功能指的是安全光幕中的屏蔽功能。通常情況下這一功能被應(yīng)用在物料頻繁進(jìn)出的場(chǎng)所中。同時(shí)，具有在保證工作人員安全的情況下臨時(shí)覆蓋光幕狀態(tài)但不中斷加工的功能。安全光幕的屏蔽功能只有在滿足特定的條件時(shí)才能實(shí)現(xiàn)操作，當(dāng)條件滿足時(shí)，安全光幕始終保持“ON”的狀態(tài)，待特定操作結(jié)束之后光幕的屏蔽功能就會(huì)被復(fù)位。

2安全光幕的應(yīng)用

調(diào)查顯示：在目前的安全光幕市場(chǎng)中，有71%的產(chǎn)品被應(yīng)用到機(jī)械行業(yè)領(lǐng)域中，剩余29%的產(chǎn)品則被應(yīng)用到通道入口和危險(xiǎn)區(qū)域的保護(hù)等方面。從各大競(jìng)爭(zhēng)廠商的市場(chǎng)業(yè)務(wù)銷售數(shù)據(jù)來(lái)看，一些歐美國(guó)家的企業(yè)主要是通過(guò)相關(guān)的項(xiàng)目來(lái)推廣安全光幕，因此安全光幕被廣泛應(yīng)用到了汽車、包裝和塑膠行業(yè)中。而在日本、韓國(guó)以及我國(guó)的一些企業(yè)中，則主要是通過(guò)與機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)商合作開發(fā)安全光幕業(yè)務(wù)，注重安全光幕的開發(fā)備件和售后工作。在中國(guó)光幕市場(chǎng)中，二級(jí)光幕占據(jù)著將近一半的市場(chǎng)份額（總光幕市場(chǎng)約4億元人民幣）。在此背景下，歐美國(guó)家也調(diào)整了安全光幕的應(yīng)用模式，著重推出性價(jià)比較高的二級(jí)產(chǎn)品，并取得了比較理想的成績(jī)。

3安全光幕的選擇

3.1安裝選項(xiàng)

安全光幕必須安裝于工業(yè)機(jī)械危險(xiǎn)區(qū)域和操作人員之間，且同時(shí)要符合國(guó)際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)（IEC61496）的要求，也只有這樣才能幫助操作人員在觸及危險(xiǎn)時(shí)排除設(shè)備的危險(xiǎn)與安全隱患。由于我國(guó)安全光幕起步晚、終端應(yīng)用較少和安全意識(shí)較低等，國(guó)內(nèi)安全光幕市場(chǎng)依然處于發(fā)展階段。安全的遙感區(qū)域和危險(xiǎn)區(qū)域之間的距離必須由經(jīng)過(guò)操作人員的手部、身體、安全光幕的響應(yīng)時(shí)間、檢測(cè)能力等綜合因素而決定。安全光幕的外罩、尺寸和強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)成為安全光幕選擇過(guò)程中的重要因素。對(duì)于橫截面較小、低輪廓以及無(wú)死角區(qū)域的安全光幕非常適合安裝在無(wú)縫隙的機(jī)器框架之中；對(duì)于大型、高強(qiáng)度的安全光幕則可以安裝到可以承受金屬皮等工作部件的區(qū)域內(nèi)。在安裝安全光幕的過(guò)程中，還需要參照工作人員進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域內(nèi)和危險(xiǎn)區(qū)域之前機(jī)器停止運(yùn)行的安全距離，可以參考《機(jī)械安全性—保護(hù)設(shè)備相對(duì)于人體部位接近速度的定位》（DINENISO13855-2010）。這個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提供了基于手/手臂和接近速度，從而確定從保護(hù)設(shè)備的感應(yīng)或操作裝置到危險(xiǎn)區(qū)域最小安全距離的計(jì)算方法，即：人體的檢測(cè)：S=K×T+C，40<d≤70（1）式中，S為安全距離，mm；K為接近速度（假定為人的步行速度），取值1600mm/s；T為機(jī)器停止所需的最長(zhǎng)時(shí)間+安全光柵（安全光幕）響應(yīng)時(shí)間，s；C為穿過(guò)距離（與人手臂標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度相符的值），mm；d為傳感器探測(cè)直徑，mm。手和手指的檢測(cè)：S=K×T+8（d-14），d≤40（2）式中，K為接近速度（假定為手的穿過(guò)速度），取值2000mm/s。如果S≥500mm，則以K值=1600再次進(jìn)行計(jì)算；如果再次計(jì)算得出的S值≤500mm，則將S值設(shè)置為500mm。例如，有一臺(tái)設(shè)備的停止時(shí)間為60ms。設(shè)備前方需垂直安裝一套光幕進(jìn)行保護(hù)，傳感器探測(cè)直徑為14mm，響應(yīng)時(shí)間為30ms。在這個(gè)例子中，人員的身體部位沒有機(jī)會(huì)越過(guò)光柵（安全光幕），因?yàn)榉直媛蔰=14mm＜40mm。再計(jì)算手和手指的安全距離：S=2000×T+8（d-14），因T=（60+30）ms=90ms，則S=2000×0.09+8（14-14）=180mm。

3.2其他使用性能

（1）輸出模式。不同使用功能的安全光幕相互結(jié)合使用以滿足不同的需求。比如安全光幕的輸出模式可以設(shè)置為釋放模式或閉鎖模式。釋放模式通常用于單個(gè)物體的持續(xù)感應(yīng)，一旦光線出現(xiàn)中斷或者從遙感區(qū)域消失，安全光幕就會(huì)自動(dòng)復(fù)位；閉鎖模式通常被用于操作人員從遙感區(qū)進(jìn)入到警戒區(qū)域的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，此時(shí)一旦光線中斷或從遙感區(qū)消失，需要通過(guò)人工手動(dòng)復(fù)位安全光幕。其實(shí)，不論是自動(dòng)復(fù)位還是手動(dòng)復(fù)位，一旦安全光幕復(fù)位，機(jī)械依然能夠通過(guò)重新啟動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）掃描速率。大部分的安全光幕都有同一個(gè)功能——掃描速率，即允許使用者更改紅外線掃描速率或者掃描編碼，其目的是防止其他紅外線的干擾。比如：不同類型的安全光幕所產(chǎn)生的紅外線有可能會(huì)造成工業(yè)機(jī)械間歇性中斷現(xiàn)象。因此，使用者在開啟這項(xiàng)功能之前必須確定是否會(huì)增加安全光幕的響應(yīng)時(shí)間，因?yàn)轫憫?yīng)時(shí)間增加會(huì)在一定程度上引起安全光幕隔離距離的增加。（3）消隱。安全光幕中的消隱功能主要包括固定消隱和浮動(dòng)消隱2種形式。固定消隱指的是通過(guò)降低分辨率的方式使每隔1束光或者兩束光之間就會(huì)有1束光被攔截；而浮動(dòng)消隱只攔截一束光或者兩束光，也就是攔截指定數(shù)目的光線。在固定消隱功能中，攔截或關(guān)閉的是某一個(gè)固定區(qū)域中的光線，浮動(dòng)消隱與固定消隱有著大致類似的情況，不同的是浮動(dòng)消隱攔截和關(guān)閉的是精確數(shù)量的光束，而不單指的是光束的區(qū)域位置。

4使用或安裝安全光幕的要求

安裝安全光幕前，應(yīng)考慮身體接近機(jī)器的速度、安全光幕的靈敏度和保護(hù)方式、設(shè)備停機(jī)的時(shí)間，以此合理確定最小安全距離，從而在安裝上確保使用者的安全。使用安全光幕時(shí)，在安全光幕開機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)之前，要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的安全檢查，并做好相應(yīng)的記錄工作，此外應(yīng)做好以下幾項(xiàng)工作：（1）光幕的檢測(cè)方法。使用最小檢測(cè)尺寸測(cè)試，侵入保護(hù)區(qū)內(nèi)，按照順時(shí)針或者逆時(shí)針的方向在保護(hù)區(qū)內(nèi)做平移運(yùn)動(dòng)，紅色的指示燈被點(diǎn)亮，說(shuō)明受控設(shè)備無(wú)法工作。（2）設(shè)備應(yīng)在安全光幕正常工作的情況下運(yùn)行。（3）當(dāng)安全光幕發(fā)生異常情況時(shí)，應(yīng)關(guān)閉安全光幕后檢查線路有沒有異常，當(dāng)安全光幕無(wú)法正常工作時(shí)，要與廠家及時(shí)聯(lián)系，不得私自拆除。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，工業(yè)機(jī)械選擇了安全光幕有利于提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，更重要的是對(duì)操作人員實(shí)現(xiàn)了人身安全的保護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]習(xí)磊.新型安全光幕保障物流裝備安全[J].現(xiàn)代制造，2018（11）：89-92.

作者：張雅靈 單位：上海安合環(huán)境檢測(cè)技術(shù)有限公司