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激光扫描器保障车间安全

作者:Brad Raven, Sick Safety Systems2010.12.07阅读 3325

        为车间设计安全方案需要在厂房空间、安装简易性、生产效率、安全性、初始和持续维护成本之间取得平衡。当决定一个适当的机器安全方案时,把一些偶尔的操作考虑在内很重要,如安装、清洁、维护和调整。
        欧洲的法律和规章要求设备生产商必须随机器交付必要的安全设备。然而在美国,安全防护的责任落在了最终用户身上,他们要给自己的雇员提供一个没有伤害和危险的环境。只有当雇员不需要担心受到伤害时,他们才会工作得更有效率。
        由于对机器进行安全防护的方法很多,因此我们应该先做一份风险评估。这能找出机器本身可能产生的伤害,或者在与设备相互作用的过程中潜在的危险。考虑到彻底让操作人员与危险隔绝通常是不实际的,尤其是当提升的生产效率被更多地用于资金的节省和(或)利润的增加的情况下,做好风险评估就显得越发重要。
        比较原始和常见的硬保护措施是进入危险区域时采用特别程序。尽管硬保护会在危险区域作出明显标示,但是在很多需要频繁出入的危险动作区域,硬保护的作用就显得不那么有效了。
        安全激光扫描器工作原理
        安全激光扫描器根据飞行时间测量方法开展工作。扫描器发射红外线激光束到某个单一平面来确定一个探测区域。当一个物体被探测到,光束被反射回激光扫描器。扫描器通过发射和回收到激光束的时间间隔来计算与目标的距离。

        在开放访问的区域安全 设计中,一对垂直安装 的安全光幕是安全停止 的第一步,缩短了安全 距离,操作员进入装卸 站(上图)需要的步数 更少。复位按键位置 (右图)必须位于危险 区域之外。


        有两种用户定义的区域:安全区域(也称作保护区或保护领域)和警告区(也称作警告领域)。如果有人进入警告区,扫描器会输出一个信号,并可以随之启动一个声音或视觉报警器。如果有人进入安全区,扫描器会产生另一个输出信号,可以停止机器的危险动作。
        安全激光扫描器不阻止人员进入,但是它会通过一个安全可靠的控制电路来探测人员的进入。由于几乎所有扫描器的激光都是肉眼不可见的,因此实际应用上可以用胶带对安全防护区域做出视觉标示,并利用警告区的声光报警来警告接近危险的人员。这都能减少不熟悉安全区域的员工或来访者的误入。
        激光扫描器有数个优势:首先,由于这是个无接触的方法,所以不会对机器运行产生影响。其次,它安装在机器的底部,对设备操作没有妨碍控制工程网版权所有,从而充分利用工作区域。
        激光扫描器很容易配置,使车间改造设计变得简单。其它的优点包括,诊断功能可以减少故障查找的工作量;较少的返回控制器的电缆可以减少接线问题;部件无机械循环的问题控制工程网版权所有,因此相对于机电类型的安全设备而言维护成本更低;一般人员很难避开或干扰扫描器的工作,因此即使是在容易忽视安全的高度重复性工作区域,它也能提供一个持续安全的工作环境。
        安全工作车间的设计
        对车间实施安全防护的两个主要目标:其一,在有危险的机械进行工作的时候,阻止人员进入该区域;其二,人员进入危险区域后立刻停止有危险的机械动作。就像先前所提到的,当频繁的人机接触无法避免时CONTROL ENGINEERING China版权所有,如在生产操作中加载或卸载零件,仅仅阻止进入生产区域就不能适应公司的需要了。
        在一个开放进入的设计中,最初让机器停止的是一套垂直安装的安全光栅,可以允许较短的安全距离,这样也要求加载/卸载点的位置必须在这个距离内,操作员只要几步就能到达。这个动作可以让机器处于安全状态,另外还需要额外的安全措施阻止机器潜在的重启危险动作的可能。传统的做法是需要手动复位安全设备才能重新启动机器。
        复位按钮必须设置在危险区域以外,并且在危险区域内不能触及。此外,在复位按钮处,操作人员必须有能无障碍地观察到整个危险区域的视野,并在复位前确认没有安全隐患。
        有一些观点认为不应该依赖操作人员来具体完成重要的安全功能,如装载或卸载后频繁复位安全设备。因为这些完全可以由一个安全激光扫描器来完成,它能阻止危险动作意料外的重启,也能避免频繁的复位。所以即使安全光栅的复位按钮被按下,而有人还在危险区域,危险动作也不会被启动。
        如果厂房面积允许,安全激光扫描器能用于最初停止和防止机器的意外复位。与硬防护入口或需要复位的垂直光栅不同CONTROL ENGINEERING China版权所有,激光扫描器能够持续地监视车间以及周围的安全CONTROL ENGINEERING China版权所有,再加上取消了每一次操作后都必须按复位按钮的动作,生产效率得到有效的提升。
        安全激光扫描器已经成为几乎每一个工厂自动化设施的永久固件。安全激光扫描器配置的简便性、灵活的警告和安全区域布局、多重区域,以及良好的可靠性,使它们能够在广泛的领域——从车辆到机器人焊接车间——发挥作用。
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