工业机械选择安全光幕应用要求

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摘要：安全光幕是一种可以防止机械事故发生的光电设备，将安全光幕应用到工业机械中，可起到对工作人员人身保护和设备安全使用的重要作用。文章分析了安全光幕的安全检查与工作状态，介绍了安全光幕的应用状况、选择性能，并提出了几点要求，以供相关人士借鉴。

关键词：工业机械；安全光幕；应用要求

1安全光幕的安全检查与工作状态

1.1安全检查

（1）安装期间。使用安全光幕时对安装有一定的要求，不允许出现人员绕过光幕而进入到危险区域的情况，也不允许在光幕附近有反射光线的表面，使接收器接收反射过来的光线而无法输出安全开关信号。另外，对光幕的使用环境也有要求，如果环境中粉尘太大，会影响光线的发射，从而影响光幕和光幕的使用。（2）安全调试期间。在安全光幕安全调试期间必须对其进行严格的检查，并做好相应的记录工作，检查安全光幕是否被紧紧固定在所使用的工业机械设备上；检查安全光幕的发射器和接收器是否在同一个平面中；检查安全光幕的发射器和传感器是否与各自的电缆线准确地串联在一起；检查电缆线的接线端口是否与电源进行了准确的串联。（3）开机使用前。在安全光幕传感器开机进入工作状态后，每次在实际使用之前，为了保证操作人员的人身安全，应当按照相关流程步骤通过测试触碰安全光幕对其是否停机进行检查，并做好记录登记在册。

1.2工作状态

（1）当保护区域内没有物体侵入时，安全光幕的传感器和接收器会处于受光状态，此时接收器的指示灯应当为熄灭模式，发射指示灯为点亮模式，按下设备的工作开关便可以实现正常运转。（2）当保护区域内有物体侵入时，接收器的指示灯会呈点亮模式，此时被保护设备处于受控且强制停顿的工作状态。（3）当物体撤离保护区域时，安全光幕回归到正常工作状态下，此时，使用最小直径的测试棒分别按照顺时针和逆时针的方向在保护区域内做平行移动试验，安全光幕的传感器会一直有红色指示灯点亮，受控设备也就无法进入到正常工作状态中。（4）具备muting功能的安全光幕。muting功能指的是安全光幕中的屏蔽功能。通常情况下这一功能被应用在物料频繁进出的场所中。同时，具有在保证工作人员安全的情况下临时覆盖光幕状态但不中断加工的功能。安全光幕的屏蔽功能只有在满足特定的条件时才能实现操作，当条件满足时，安全光幕始终保持“ON”的状态，待特定操作结束之后光幕的屏蔽功能就会被复位。

2安全光幕的应用

调查显示：在目前的安全光幕市场中，有71%的产品被应用到机械行业领域中，剩余29%的产品则被应用到通道入口和危险区域的保护等方面。从各大竞争厂商的市场业务销售数据来看，一些欧美国家的企业主要是通过相关的项目来推广安全光幕，因此安全光幕被广泛应用到了汽车、包装和塑胶行业中。而在日本、韩国以及我国的一些企业中，则主要是通过与机械设备生产商合作开发安全光幕业务，注重安全光幕的开发备件和售后工作。在中国光幕市场中，二级光幕占据着将近一半的市场份额（总光幕市场约4亿元人民币）。在此背景下，欧美国家也调整了安全光幕的应用模式，着重推出性价比较高的二级产品，并取得了比较理想的成绩。

3安全光幕的选择

3.1安装选项

安全光幕必须安装于工业机械危险区域和操作人员之间，且同时要符合国际公认标准（IEC61496）的要求，也只有这样才能帮助操作人员在触及危险时排除设备的危险与安全隐患。由于我国安全光幕起步晚、终端应用较少和安全意识较低等，国内安全光幕市场依然处于发展阶段。安全的遥感区域和危险区域之间的距离必须由经过操作人员的手部、身体、安全光幕的响应时间、检测能力等综合因素而决定。安全光幕的外罩、尺寸和强度应当成为安全光幕选择过程中的重要因素。对于横截面较小、低轮廓以及无死角区域的安全光幕非常适合安装在无缝隙的机器框架之中；对于大型、高强度的安全光幕则可以安装到可以承受金属皮等工作部件的区域内。在安装安全光幕的过程中，还需要参照工作人员进入检测区域内和危险区域之前机器停止运行的安全距离，可以参考《机械安全性—保护设备相对于人体部位接近速度的定位》（DINENISO13855-2010）。这个国际标准提供了基于手/手臂和接近速度，从而确定从保护设备的感应或操作装置到危险区域最小安全距离的计算方法，即：人体的检测：S=K×T+C，40<d≤70（1）式中，S为安全距离，mm；K为接近速度（假定为人的步行速度），取值1600mm/s；T为机器停止所需的最长时间+安全光栅（安全光幕）响应时间，s；C为穿过距离（与人手臂标准长度相符的值），mm；d为传感器探测直径，mm。手和手指的检测：S=K×T+8（d-14），d≤40（2）式中，K为接近速度（假定为手的穿过速度），取值2000mm/s。如果S≥500mm，则以K值=1600再次进行计算；如果再次计算得出的S值≤500mm，则将S值设置为500mm。例如，有一台设备的停止时间为60ms。设备前方需垂直安装一套光幕进行保护，传感器探测直径为14mm，响应时间为30ms。在这个例子中，人员的身体部位没有机会越过光栅（安全光幕），因为分辨率d=14mm＜40mm。再计算手和手指的安全距离：S=2000×T+8（d-14），因T=（60+30）ms=90ms，则S=2000×0.09+8（14-14）=180mm。

3.2其他使用性能

（1）输出模式。不同使用功能的安全光幕相互结合使用以满足不同的需求。比如安全光幕的输出模式可以设置为释放模式或闭锁模式。释放模式通常用于单个物体的持续感应，一旦光线出现中断或者从遥感区域消失，安全光幕就会自动复位；闭锁模式通常被用于操作人员从遥感区进入到警戒区域的实际应用场合，此时一旦光线中断或从遥感区消失，需要通过人工手动复位安全光幕。其实，不论是自动复位还是手动复位，一旦安全光幕复位，机械依然能够通过重新启动的方式实现继续运转。（2）扫描速率。大部分的安全光幕都有同一个功能——扫描速率，即允许使用者更改红外线扫描速率或者扫描编码，其目的是防止其他红外线的干扰。比如：不同类型的安全光幕所产生的红外线有可能会造成工业机械间歇性中断现象。因此，使用者在开启这项功能之前必须确定是否会增加安全光幕的响应时间，因为响应时间增加会在一定程度上引起安全光幕隔离距离的增加。（3）消隐。安全光幕中的消隐功能主要包括固定消隐和浮动消隐2种形式。固定消隐指的是通过降低分辨率的方式使每隔1束光或者两束光之间就会有1束光被拦截；而浮动消隐只拦截一束光或者两束光，也就是拦截指定数目的光线。在固定消隐功能中，拦截或关闭的是某一个固定区域中的光线，浮动消隐与固定消隐有着大致类似的情况，不同的是浮动消隐拦截和关闭的是精确数量的光束，而不单指的是光束的区域位置。

4使用或安装安全光幕的要求

安装安全光幕前，应考虑身体接近机器的速度、安全光幕的灵敏度和保护方式、设备停机的时间，以此合理确定最小安全距离，从而在安装上确保使用者的安全。使用安全光幕时，在安全光幕开机进入工作状态之前，要对其进行严格的安全检查，并做好相应的记录工作，此外应做好以下几项工作：（1）光幕的检测方法。使用最小检测尺寸测试，侵入保护区内，按照顺时针或者逆时针的方向在保护区内做平移运动，红色的指示灯被点亮，说明受控设备无法工作。（2）设备应在安全光幕正常工作的情况下运行。（3）当安全光幕发生异常情况时，应关闭安全光幕后检查线路有没有异常，当安全光幕无法正常工作时，要与厂家及时联系，不得私自拆除。

5结语

综上所述，工业机械选择了安全光幕有利于提高生产效率、降低生产成本，更重要的是对操作人员实现了人身安全的保护。

参考文献

[1]习磊.新型安全光幕保障物流装备安全[J].现代制造，2018（11）：89-92.

作者：张雅灵 单位：上海安合环境检测技术有限公司