安全光幕也就是光电安全保护装置(也称安全保护器、冲床保护器、红外线安全保护装置等)。在现代化工厂里,人与机器协同工作,在一些具有潜在危险的机械设备上,如冲压机械、剪切设备、金属切削设备、自动化装配线、自动化焊接线、机械传送搬运设备、危险区域(有毒、高压、高温等),容易造成作业人员的人身伤害。

 

安全光幕简介概况

安全光幕是经过安全认证的光幕产品,由两部分组成。投光器发射出调制的红外光,由受光器接收,形成了一个保护网,当是有物体进入保护网,当从中有光线被物体挡住,通过内部控制线路,受光器电路马上作出反应,即在输出部分输出一个信号用于机床如冲床,压力机等紧急刹车。 光幕有着非常广泛的应用,比如在需要不断送取料的冲压设备上,如果安装接触式安全防护门,则需要操作人员频繁地开关防护门,这样不但增加了操作人员的工作量,而且降低了生产效率。在这种情况下,采用光栅和光幕就是最佳的选择。在操作人员送取料时,只要有身体的任何一部分遮断光线,就会导致机器进入安全状态而不会给操作人员带来伤害。

 

安全光幕细节图及支架电缆

 

光束的密度多少决定了体积多大的身体部分能通过光幕才被检测。按照人体工程学的数据,成年人的手指直径应不少于 14mm,手掌厚度不少于 30mm,手腕直径不少于 40mm,举例:如果使用的光幕的光轴间距是 40mm,光轴直径是 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过光幕而不会被发现。因此,如果想获得更高的安全性,便需使用较高分辨率的光幕.

 

使用光栅和光幕时,对安装有一定的要求,不允许出现人员能够绕过光栅和光幕而进入到危险区域的情况,也不允许在光栅和光幕附近有反射光线的表面,使接收器能够接收到反射过来的光线而无法输出安全开关信号。另外,对光栅和光幕的使用环境也有一定的要求,如果环境中粉尘太大,会影响到光线的发射,从而影响光栅和光幕的使用。

 

安全光幕的工作原理介绍

如图所示是一个用安全光幕检测物体(比如手)进入的测试原理结构示意图。图中,光幕的一边等间距安装有多个红外发射管,另一边相应的有相同数量同样排列的红外接收管,每一个红外发射管都对应有一个相应的红外接收管,且安装在同一条直线上。当同一条直线上的红外发射管、红外接收管之间没有障碍物时,红外发射管发出的调制信号(光信号)能顺利到达红外接收管。红外接收管接收到调制信号后,相应的内部电路输出低电平,而在有障碍物的情况下,红外发射管发出的调制信号(光信号)不能顺利到达红外接收管,这时该红外接收管接收不到调制信号,相应的内部电路输出为高电平。当光幕中没有物体通过时,所有红外发射管发出的调制信号(光信号)都能顺利到达另一侧的相应红外接收管,从而使内部电路全部输出低电平。这样,通过对内部电路状态进行分析就可以检测到物体存在与否的信息。

 

 

安全光幕的红外发射和接收通路数目理论上最大可有无数个,考虑到实际光幕的高度和上下通路之间的间距,一般不会超过 48 个。

 

安全光幕分直线扫描方式和交叉扫描方式,在直线扫描模式下,单片机每次向发送端和接收端发送相同的通路选择信号,即第一路发第一路收、第二路发第二路收、…第十五路发第十五路收、第十六路发第十六路收。而在交叉扫描模式下,单片机每次向发送端和接收端发送不同的通路选择信号。即第一路发第二路收、第二路发第一路收、……第十五路发第十六路收、第十六路发第十五路收。相比之下,交叉扫描模式对物体的高度测量更为精确,且在检测区域中心 1/3 处的检测精度最高。最小检测高度可缩至直线扫描模式下的 2/3。但是考虑到实际需要,现在普遍使用的都是直线扫描方式的安全光幕。

 

安全光幕类型

光幕分为光同步和线同步,光同步指的是光幕的接收和发射不需要有任何通信的线连接,发射按照规定的规律发出红外光,接收器靠接收到光信号后,对比发射器发射的信号,如果一致,表示此时光幕没有被遮挡,输出通光信号。

 

安全光幕选型

第一步:根据您的设备对人造成的危险程度选择安全光幕的安全等级(简言之:重大伤亡,选择四级 or 除去重大伤亡的选二级)。下图是安全等级的选择标准

 

 

 

第二步:根据您的客户需求是选择国外品牌还是国内品牌(或者是选择四级或者二级,四级为进口光幕价格高出二级的国产光幕一大截。)

 

第三步:确定安全距离的大小(安全光栅形成的保护墙到危险源的垂直距离)

 

第四步:选择光轴间距。保护手指,一般选择 10mm 间距;保护手掌一般选择选择 20mm;保护脚或者是身体,一般选择 40mm 间距的。当然安全距离很大的时候,上述原则不适用。以人体到达危险源前,设备能停止为原则。

 

第五步:根据您的保护高度,选择合适数量的光轴(大于 4 的偶数)再选择信号输出(有多种信号输出,PNP*2,NPN*2,继电器,等)

 

第六步:选择对射距离(光幕截面尺寸小的,对射距离一般较近,小于 3 米;光幕截面尺寸大的,对射距离一般较远,大于 3 米。

 

第七步:选择放射器与接收器之间的同步方式(光同步:发射器与接收器之间没有任何连接,线同步:放射器与接受器之间有根线连接。)

 

第八步:选择安全光幕的结构类型,是选择大一点的,还是选择薄一点的,是否需要无盲区安全光幕,

 

第九步:选择安装方式(多种安装方式,L 型侧面安装,L 型上下安装,钢管支架方式,端盖自带安装孔等)

 

第十步:根据您的设备使用环境,考虑是否需要安全光幕抗电磁干扰,抗弧光及激光干扰,以及日光干扰,以及防水防尘等。