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工業(yè)安全守護(hù)神-美國(guó)邦納安全光幕系統(tǒng)

前言：

隨著工業(yè)自動(dòng)化越來(lái)越重視，出于對(duì)“安全"設(shè)計(jì)和安全裝置的考慮，工業(yè)生產(chǎn)逐漸積淀了深入人心的工業(yè)人文精神和“以人為本"的思想精髓。機(jī)械工業(yè)是母工業(yè)，是所有產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。機(jī)械安全關(guān)系到生產(chǎn)人員的人身安全、企業(yè)的財(cái)產(chǎn)安全，是可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，受到廣大機(jī)械技術(shù)人員和管理人員的高度重視。安全產(chǎn)品成為了企業(yè)保護(hù)生產(chǎn)的關(guān)鍵守護(hù)神。
 
為什么要采用安全的產(chǎn)品？先來(lái)看一看安全的反面：事故。事故會(huì)導(dǎo)致高額成本或者人員損失。事故的損失通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們的想象，可見事故的所有成本就如一座漂浮的冰山。由于科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，機(jī)械安全技術(shù)也發(fā)展迅速，許多方面已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。如安全繼電器、急停裝置、安全PLC、安全接觸器、安全變頻器、安全運(yùn)動(dòng)控制器、安全網(wǎng)絡(luò)、安全光幕等等安全產(chǎn)品在電力、化工、冶金、印刷、汽車等行業(yè)中被廣泛使用。與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)及安全工程設(shè)計(jì)方法相比，如今的機(jī)械安全技術(shù)更具有系統(tǒng)性、綜合性、科學(xué)性。 接下來(lái)，以機(jī)械安全zui常用的安全光幕為例，向讀者介紹一下邦納安全光幕在汽車行業(yè)的應(yīng)用。

安全光幕介紹：

安全光幕由投光器和受光器兩部分組成。投光器發(fā)射出調(diào)制的紅外光，由受光器接收，形成了一個(gè)保護(hù)網(wǎng)，當(dāng)有物體進(jìn)入保護(hù)網(wǎng)，或者在保護(hù)網(wǎng)的覆蓋范圍內(nèi)有光線被物體擋住，通過(guò)內(nèi)部控制線路，受光器電路馬上作出反應(yīng)，信號(hào)立即傳到相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，例如機(jī)床、沖床等，一旦有人員的肢體進(jìn)入，就產(chǎn)生中斷信號(hào)，相應(yīng)的高危機(jī)器緊急停止運(yùn)行，以保護(hù)人身安全。
另外，光幕還有著非常廣泛的應(yīng)用，比如在需要不斷送取料的沖壓設(shè)備上，如果安裝接觸式安全防護(hù)門，則需要操作人員頻繁地開關(guān)防護(hù)門，這樣不但增加了操作人員的工作量，而且降低了生產(chǎn)效率。在這種情況下，采用光柵和光幕就是*的選擇。在操作人員送取料時(shí)，只要有身體的任何一部分遮斷光線，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)器進(jìn)入安全狀態(tài)而不會(huì)給操作人員帶來(lái)傷害。
光束的密度多少?zèng)Q定了體積多大的身體部分能通過(guò)光幕才被檢測(cè)。按照人體工程學(xué)的數(shù)據(jù)，成年人的手指直徑應(yīng)不少于14mm,手掌厚度不少于30mm,手腕直徑不少于40mm，舉例：如果使用的光幕的光軸間距是40mm,光軸直徑是20mm，它的分辨率是40+20=60mm,那么手值，手掌，手腕及手臂都有可能通過(guò)光幕而不會(huì)被發(fā)現(xiàn)。因此，如果想獲得更高的安全性，便需使用較高分辨率的光幕.
使用光柵和光幕時(shí)，對(duì)安裝有一定的要求，不允許出現(xiàn)人員能夠繞過(guò)光柵和光幕而進(jìn)入到危險(xiǎn)區(qū)域的情況，也不允許在光柵和光幕附近有反射光線的表面，使接收器能夠接收到反射過(guò)來(lái)的光線而無(wú)法輸出安全開關(guān)信號(hào)。另外，對(duì)光柵和光幕的使用環(huán)境也有一定的要求，如果環(huán)境中粉塵太大，會(huì)影響到光線的發(fā)射，從而影響光柵和光幕的使用。
安全光幕的種類及參數(shù)：
安全光幕一般分為對(duì)射式和反射式兩種類型。
對(duì)射式安全光幕是指發(fā)光單元、受光單元分別在發(fā)光器、受光器內(nèi)，發(fā)光單元發(fā)出的光直射到受光單元，從而形成保護(hù)光幕的安全光柵裝置。對(duì)射式安全光柵由控制器、發(fā)光器、受光器及發(fā)光傳輸線和受光傳輸線五部分組成。
反射式安全光幕是指發(fā)光單元、受光單元都在同一傳感器內(nèi)，發(fā)光單元發(fā)出的光通過(guò)反射器反射回受光單元，從而形成保護(hù)光幕的安全光柵裝置。發(fā)光器及反射器兩部分之間形成安全保護(hù)屏。每當(dāng)在安全保護(hù)屏受干擾或設(shè)備工作不正常時(shí)，發(fā)光器都發(fā)射信號(hào)，傳送給壓力機(jī)控制系統(tǒng)以防止可能發(fā)生的危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)，停止錘頭下行的危險(xiǎn)。反射式光安全光柵由控制器、傳感器、反射器、傳輸線四部分組成。

以下以邦納EZ-SCREEN安全光幕系統(tǒng)在某汽車廠實(shí)際實(shí)用為例：
 
圖一：汽車廠焊裝車間
1.在汽車廠焊裝線四周，人員需要進(jìn)出的地方，安裝激光掃描儀AG4、EZ-SCREEN 系列四級(jí)光幕，在四周立體空間范圍里采取隔離原則，將人和危險(xiǎn)源隔離。EZ- SCREEN系列安全光幕和激光掃描儀AG4時(shí)刻偵測(cè)，當(dāng)線體處于輸送工況時(shí)，一旦有人員進(jìn)入的四周立體掃描區(qū)域范圍內(nèi)，安全光幕和激光掃描儀將會(huì)檢測(cè)到信息，發(fā)出信號(hào)到安全控制器，使線體立即停止，達(dá)到保護(hù)人身安全防范作用。
 
圖二：汽車零部件沖壓設(shè)備
2.圖二在沖壓設(shè)備中，邦納EZ-Screen四級(jí)安全光幕系統(tǒng)和OTB光電觸摸式按鈕系統(tǒng)的靈活應(yīng)用保護(hù)了操作人員安全可靠的加工汽車零部件，實(shí)際應(yīng)用中，沖壓設(shè)備外安裝固定的光幕防護(hù)裝置，采取隔離原則，將人的手指和危險(xiǎn)源隔離，一旦安全光幕檢測(cè)人指進(jìn)入，將發(fā)出信號(hào)到安全繼電器，使機(jī)器立即停止，防止意外發(fā)生，只有在操作員將零部件放置于沖壓設(shè)備之后，EZ-Screen安全光幕檢測(cè)到手指離開，機(jī)器隨后才能通電，操作員觸摸OTB按鈕，沖壓設(shè)備確認(rèn)啟動(dòng)，進(jìn)行加工操作。
 
圖三：鍛壓設(shè)備
3.圖三的鍛壓設(shè)備兩側(cè)裝有一對(duì)邦納EZ-SCREEN安全光幕，當(dāng)汽車的底盤放置到鍛壓設(shè)備之下，此時(shí)EZ-SCREEN將對(duì)鍛壓機(jī)器旁邊的人員檢測(cè)，確認(rèn)人員都不在的時(shí)候，鍛壓機(jī)器才會(huì)通電等待啟動(dòng)鍛壓機(jī)器的指令發(fā)出后開啟，以保證人員在極其危險(xiǎn)的環(huán)境下生命安全。
邦納EZ-SCRENN四級(jí)安全光幕的選型特點(diǎn)：
1. 14mm和25mm分辨率；
2. 保護(hù)高度270到1810mm（140 mm遞增）；
3. 兩件式，調(diào)制紅外光；
4. “無(wú)盲區(qū)"（保護(hù)高度等同外殼高度）；
5. 保護(hù)距離（兩根光幕之間的距離）：100mm到7m；
6. 可選標(biāo)準(zhǔn)形式產(chǎn)品或串聯(lián)形式產(chǎn)品；
7. 通過(guò)指示燈和數(shù)字顯示方便了解遮擋的光幕位置及數(shù)量，可以顯示光幕的診斷信息；
8. 抗EMI、RFI干擾，抗周圍光、防靜電和焊接弧光及閃光燈等光源干擾；
9. 可選1通道、2通道或屏蔽外圍設(shè)備監(jiān)控功能（EDM）；
10. 輔助輸出可選監(jiān)視OSSD輸出或光幕發(fā)射器、接收器的故障監(jiān)視；
11. 可選發(fā)射器測(cè)試功能來(lái)模擬光幕被遮擋的動(dòng)作；
12. Dip開關(guān)設(shè)置復(fù)位模式、掃描方式、EDM和反向顯示；
13. 固定盲區(qū)通過(guò)Teach設(shè)置；
14. 抗震動(dòng)，高可靠的內(nèi)置線路；
15. 通過(guò)FMEA測(cè)試，安全可靠；
16. 光幕可以串聯(lián)，zui多4套；
17. 2個(gè)PNP OSSD輸出，與安全PLC兼容；
18. 響應(yīng)時(shí)間: 8 ～43 ms；

總結(jié)：
目前中國(guó)的安全設(shè)備市場(chǎng)中，71%的產(chǎn)品應(yīng)用于機(jī)械點(diǎn)保護(hù)，29%的產(chǎn)品應(yīng)用于通道入口及危險(xiǎn)周邊區(qū)域保護(hù)。其中安全光幕廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)、包裝行業(yè)及橡塑行業(yè)，用于通道出入口、危險(xiǎn)區(qū)域保護(hù)、大型設(shè)備外圍區(qū)域保護(hù)、特定區(qū)域進(jìn)出保護(hù)等等；邦納公司的安全產(chǎn)品都有非常成熟的應(yīng)用，操作簡(jiǎn)便，同時(shí)集合了邦納的光電、視覺(jué)、PLC、HMI等等一系列的產(chǎn)品，為用戶提供完整的綜合解決方案，邦納專注于新產(chǎn)品新技術(shù)的研發(fā)，這種專注能確保邦納在技術(shù)、研發(fā)和產(chǎn)品等方面均處于地位，做到專業(yè)而深入，為不同的用戶提供快捷周到的服務(wù)，靈活響應(yīng)客戶的定制需求。
特別在2010年，美國(guó)邦納成功開始實(shí)施從“傳感器專家"向以“傳感為核心的綜合自動(dòng)化方案提供商"整體戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，在短短的幾年里，不光光是安全產(chǎn)品，邦納的產(chǎn)線擴(kuò)大至無(wú)線產(chǎn)品、HMI觸摸屏及PLC產(chǎn)品線等等，邦納將先進(jìn)的的產(chǎn)品技術(shù)和研發(fā)，融入到產(chǎn)品應(yīng)用中，打造更適用于中國(guó)用戶的產(chǎn)品應(yīng)用解決方案。