提高全球競(jìng)爭(zhēng)力推動(dòng)了通過(guò)“及時(shí)”和“精益制造”等技術(shù)不斷降低制成品生產(chǎn)成本的努力。但是，無(wú)論工廠和工廠是否有組織，但是經(jīng)常重組，安全不會(huì)受到影響。

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

本文將概述安全光幕的最新技術(shù)進(jìn)展。更高的光強(qiáng)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(zhǎng)壽命，高可靠性，特別是低成本，使安全光幕成為許多應(yīng)用中更引人注目的選擇。

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

隱形燈

工業(yè)安全光幕最簡(jiǎn)單的形式包括光學(xué)發(fā)射器和接收器，用于快速檢測(cè)任何破壞光柵的物體。發(fā)送信號(hào)以立即停止受保護(hù)區(qū)域內(nèi)的任何危險(xiǎn)機(jī)器運(yùn)動(dòng)。

光幕通常采用紅外LED形式的光電發(fā)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(duì)光束進(jìn)行排序并調(diào)制為特定頻率的脈沖。接收器被編程為僅檢測(cè)以指定頻率發(fā)射的脈沖，從而避免來(lái)自其他光源的干擾。

安全光幕可配置為滿足各種應(yīng)用，提供不同級(jí)別的保護(hù)不同的距離和分辨率。有三大類：操作點(diǎn)或夾點(diǎn)（保護(hù)機(jī)器的特定機(jī)器或操作區(qū)域）;周邊防護(hù)裝置（例如保護(hù)機(jī)器人工作單元）;和區(qū)域防護(hù)（實(shí)際上是一個(gè)光柵欄）。

圖1：安全光幕控制進(jìn)入工業(yè)環(huán)境中潛在危險(xiǎn)區(qū)域的途徑。最高分辨率（中心）將檢測(cè)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(shè)置為感知手臂或整個(gè)人。 （圖片來(lái)源：歐姆龍STI）

工業(yè)機(jī)械用安全光幕的構(gòu)造通常符合IEC61496-1或-2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求，并描述為2型或4型。類型2適用于事故可能導(dǎo)致輕微傷害的低風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)用。其中包括小型裝配設(shè)備的保護(hù)，自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，如拾放機(jī)，臺(tái)式機(jī)器人工作站和小型包裝機(jī)。

對(duì)于可能導(dǎo)致嚴(yán)重傷害或死亡的高風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)用，需要4型光幕。這些光幕通過(guò)冗余和持續(xù)監(jiān)控以及許多其他安全功能具有高水平的容錯(cuò)性，并且通常構(gòu)造在更堅(jiān)固的外殼中。典型應(yīng)用包括機(jī)械和液壓動(dòng)力壓力機(jī)，模壓機(jī)，沖壓，成型，鉚接和其他自動(dòng)裝配機(jī)械。

一旦確定了適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，就必須考慮許多其他因素。例如，從感應(yīng)場(chǎng)到危險(xiǎn)的最小間隔距離由手/體速度，機(jī)器響應(yīng)時(shí)間，安全光幕檢測(cè)能力和響應(yīng)時(shí)間確定。

待檢測(cè)物體的大小決定了光學(xué)系統(tǒng)的分辨率，這是光束直徑和相鄰光束間距的函數(shù)（圖1）。例如，可以指定高分辨率系統(tǒng)以可靠地檢測(cè)手指，而可以設(shè)置中等分辨率屏幕以發(fā)信號(hào)通知手臂或腳/腳踝。低分辨率系統(tǒng)將用于周邊和訪問(wèn)防護(hù)應(yīng)用程序，檢測(cè)何時(shí)有人直接穿過(guò)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(tǒng)通常只能以垂直方向配置。

特性和靈活性

早期的光幕設(shè)計(jì)存在缺陷。對(duì)于某些類型的設(shè)備，它們可能難以有效安裝。今天的設(shè)計(jì)在安裝選項(xiàng)方面更加靈活。可以使垂直和水平配置的較小窗簾適合機(jī)器框架內(nèi)更緊湊的空間。這不僅有助于避免盲點(diǎn)和死區(qū)，還可以使操作員更容易接近設(shè)備，同時(shí)還可以防止危險(xiǎn)。

某些機(jī)器需要操作員在某些區(qū)域或特定時(shí)間間歇訪問(wèn)。許多系統(tǒng)都提供屏蔽功能，允許在機(jī)器處于周期的非危險(xiǎn)部分（例如上行程）時(shí)繞過(guò)光幕或屏幕的各個(gè)部分或禁用傳感器單元。

圖2：具有靜音控制功能，松下工業(yè)光幕將允許特定尺寸的物體通過(guò)，但會(huì)檢測(cè)到手，例如，機(jī)器會(huì)立即停止。

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

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

歐姆龍自動(dòng)化＆amp;安全性在其F3SG-R系列安全光幕中提供多種型號(hào)，符合Type 4和Type 2規(guī)格。手指防護(hù)型號(hào)范圍從15個(gè)橫梁和160毫米的保護(hù)高度到207個(gè)橫梁，保護(hù)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(zhǎng)）和30厘米至3米（短）。

中等分辨率手/臂保護(hù)裝置的范圍從8個(gè)190 mm的光束到124個(gè)光束，保護(hù)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(zhǎng)）和30厘米至7米（短）。

從開啟到關(guān)閉的響應(yīng)時(shí)間通常為8至18毫秒，具體取決于型號(hào)，或它可以設(shè)置為16至36毫秒的慢速模式。關(guān)閉響應(yīng)時(shí)間為40到90毫秒。 4型單元的有效孔徑角為+/- 1.5 o ，發(fā)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(jiān)固的外殼中，可在惡劣條件下長(zhǎng)期使用，并可承受工具或材料沖擊產(chǎn)生的沖擊。外殼更緊湊，但抗扭曲?？焖龠B接電纜和連接器可縮短布線和設(shè)置所需的時(shí)間。發(fā)射器和接收器之間的光學(xué)同步現(xiàn)在只需要一根電纜。使用先進(jìn)的電子控制裝置和智能靜音執(zhí)行器等設(shè)施，可以輕松配置和重新配置系統(tǒng)，以適應(yīng)不同的生產(chǎn)線和/或工件。

高級(jí)靜音功能可以檢測(cè)工件在傳送帶上通過(guò)的區(qū)域，并且可以承受振動(dòng)，只會(huì)禁用相關(guān)的光束直到物體通過(guò)。在不同尺寸的物體在同一條線上傳遞的情況下，可以自動(dòng)執(zhí)行部分靜音。

其他功能旨在減少意外停機(jī)次數(shù)，同時(shí)保持安全。例如，復(fù)位開關(guān)可以僅被編程為在滿足某些條件時(shí)操作（即，除去所有檢測(cè)到的物體）。降低分辨率的功能允許系統(tǒng)區(qū)分物體，例如自動(dòng)運(yùn)輸車輛，以及人腳的潛在危險(xiǎn)進(jìn)入。

典型型號(hào)包括F3SG-4RA0240-14，一個(gè)手指保護(hù)裝置，有23個(gè)橫梁，保護(hù)高度為240毫米;和F3SG-4RA0910-30手/臂保護(hù)系統(tǒng)，44個(gè)橫梁，保護(hù)高度為910 mm。

三種分辨率

松下工業(yè)自動(dòng)化銷售部最近也升級(jí)了其范圍光幕。例如，Type 4 SF4B型號(hào)采用新型外殼，結(jié)構(gòu)無(wú)縫，接頭極小，可提高耐環(huán)境性，易于安裝和操作。改進(jìn)的自檢電路使系統(tǒng)能夠不斷檢查正確的操作并識(shí)別故障情況，例如電纜布線斷開，短路和干擾。

無(wú)論光束通道數(shù)，軸間距數(shù)或并聯(lián)連接的單元數(shù)如何，響應(yīng)時(shí)間均為14 ms。其他功能包括易于設(shè)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(duì)單元進(jìn)行編程，以允許物體通過(guò)線而不是人。固定和浮動(dòng)消隱也是可以實(shí)現(xiàn)的。

安全機(jī)制包括用于平滑重啟和內(nèi)置外部設(shè)備監(jiān)控的覆蓋。通過(guò)自動(dòng)掃描定時(shí)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(cè)單元。 SF4B-F79（V2）高分辨率型號(hào)，檢測(cè)手指的感應(yīng)距離為14 mm，在10 mm光束間距上有79個(gè)光束，保護(hù)高度為790 mm。對(duì)于手部保護(hù)，中等分辨率SF4B-H12-01（V2）是一個(gè)緊湊的單元，在20 mm光束間距上只有12個(gè)光束通道，保護(hù)高度為230 mm?？商峁└哌_(dá)1.9米保護(hù)高度的單元。

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