Zabezpečení strojů je důležitým krokem k zajištění hladkého chodu každého výrobního zařízení, a to od výroby strojů přes výrobu dílů až po mobilní robotiku.
Bezpečnostní světelné závory a bezpečnostní laserové skenery jsou dvě nejběžnější technologie zabezpečení a obě optické bezpečnostní technologie lze použít pro mnoho bezpečnostních aplikací.
Předpisy týkající se bezpečnostních vzdáleností jsou uvedeny v konkrétních normách C, mezi které patří například norma ČSN EN ISO 16092-1 týkající se mechanických lisů. Není-li žádná konkrétní norma C dostupná, použije se norma ČSN EN ISO 13855.
Jak ale vybrat tu správnou technologii pro vaši aplikaci? Přestože důrazně doporučujeme konzultovat konkrétní požadavky na vaši aplikaci s odborníkem na bezpečnost, přinášíme níže několik obecných úvah, které vám mohou pomoci určit vhodnou bezpečnostní technologii.
Provozní místo
Místem obsluhy se rozumí oblast stroje, kde se provádí práce. Při ochraně míst obsluhy se detekuje přiblížení ve velmi těsné blízkosti nebezpečného místa. Výhodou použití optického zařízení pro ochranu místa obsluhy je, že umožňuje dosáhnout krátké minimální vzdálenosti a obsluha může pracovat ergonomičtěji (například při pracích na lisu).
Jak to řeší světelná závora?
U bezpečnostní světelné závory vysílá vysílací jednotka impulsy infračervených světelných paprsků do přijímací jednotky. Světelná clona pak dokáže detekovat přerušení jednoho nebo více světelných paprsků ve snímacím poli. Bezpečnostní světelné závory, jsou ideální pro ochranu v místě provozu díky svému úzkému profilu, který lze snadno namontovat v blízkosti nebezpečí, a malému rozlišení mezi paprsky. Rozlišení lze například nastavit tak malé, aby bylo možné detekovat ruku nebo dokonce jeden prst. To umožňuje bezpečnostnímu systému rychle reagovat na spuštění snímače.
Jak to řeší bezpečnostní laserový skener?
Bezpečnostní laserový skener by se pro tento typ aplikace s největší pravděpodobností nepoužil, protože laserové skenery obecně vyžadují větší minimální vzdálenost od nebezpečí kvůli delší době odezvy zařízení.
Důležité úvahy
Při výběru bezpečnostní technologie je vždy nutné vzít v úvahu výpočet minimální bezpečnostní vzdálenosti. To je důležité zejména u aplikací v místě obsluhy, protože lidé pracují tak blízko nebezpečí, že musíte zajistit, aby bylo možné stroj zastavit dříve, než dojde ke zranění. Podrobné vysvětlení tohoto výpočtu najdete v našem předchozím příspěvku: Jak určit minimální bezpečnostní vzdálenost.
Důležité je také zvážit velikost a diskrétnost optického bezpečnostního zařízení. Zařízení by mělo být schopno ochránit pracovníka před zraněním a zároveň zachovat ergonomický pracovní prostor.
Ochrana prostoru / ochrana perimetru
V případě ochrany prostoru před nebezpečím je přiblížení osoby detekováno snímáním její přítomnosti v prostoru. Ochrana prostoru je nezbytná u strojů, jejichž nebezpečný prostor nelze z pozice resetovacího zařízení zcela prohlédnout. Pokud dojde ke vstupu do nebezpečné oblasti, spustí se signál zastavení. Ten zastaví stroj a zabrání jeho opětovnému spuštění. Ochrana nebezpečného prostoru je důležitá také u vozidel AGV (automatizovaně řízená vozidla) a jeřábů a zakladačů, aby byly chráněny osoby, když jsou vozidla v pohybu nebo když se připojují k pevnému stanovišti.
I když jsou si ochrana prostoru a ochrana perimetru podobné, existují určité rozdíly, které mohou pomoci určit vhodné optické bezpečnostní zařízení. Ochrana prostoru se obecně vztahuje na ochranu nebezpečného místa na jedné straně stroje, zejména pokud dochází k těsné interakci se strojem, například u robotické buňky. Ochrana perimetru se týká bezpečnostních opatření, která chrání více stran stroje. Obvykle se setkáváme s tím, že bezpečnostní laserové skenery se používají spíše při ochraně prostoru a bezpečnostní světelné závory se používají spíše při ochraně aplikací.
Jak to řeší světelná závora?
Vzhledem k tomu, že světelné závory využívají koncepci vysílače/přijímače, lze je snadno použít ve spojení se zrcadly k ochraně více stran stroje. V závislosti na nastavení lze také potenciálně namontovat světelné závěsy velmi blízko stroje, čímž se ušetří podlahový prostor.
Jak to řeší bezpečnostní laserový skener?
Vzhledem k tomu, že bezpečnostní laserový skener je založen na volně definovaných polích, může být možné jej zasunout do stroje pro diskrétní montáž. Mezi další výhody bezpečnostního laserového skeneru patří možnost přepínání mezi zónami a možnost segmentace typů polí pro různé výstupy (například bezpečnostní ochranné pole nebo výstražné pole).
Důležité úvahy
Stejně jako u všech bezpečnostních aplikací je zásadním krokem výpočet minimální bezpečnostní vzdálenosti. Kromě toho je u plošného i obvodového střežení důležité zvážit, zda je nejvhodnějším bezpečnostním opatřením optické střežení nebo pevné střežení (úplné zamezení přístupu do oblasti).
Měli byste zvážit výhody bezpečnosti bez oplocení a zároveň vzít v úvahu pěší provoz a provoz AGV v oblasti. Například v některých konfiguracích továrních hal s vysokým provozem a úzkými rozestupy mezi ochrannými oblastmi může být ideálnější pevné střežení, které zabrání častému zakopávání o optická bezpečnostní zařízení, což má za následky zastavení strojů.
Vstup / výstup
Jak řeší vstup / výstup světelnou závorou?
Pokud nejsou přístupová místa kryta dveřmi nebo pevnou ochranou, využívá se funkce muting. Tato funkce umožňuje odpojit za určitých okolností optickou závoru, která hlídá nebezpečný prostor pracovního stroje. Umožní například rozpoznat materiál proudící po dopravníku. K tomu lze použít dvou nebo čtyřmístné muting senzory, jako jsou indukční snímače nebo fotoelektrické snímače, které jsou logicky vyhodnoceny a určují pořadí pohybu objektu. Pokud je pořadí správné a všechny ostatní parametry v rámci logiky jsou splněny, objekt projde bezpečnostní světelnou závorou bez zastavení pracovní rutiny.
Dalším způsobem pohybu materiálu do chráněného prostoru se světelnou závorou je aktivní rozlišování mezi osobou a strojem (funkce vstup/výstup). Pro tuto aplikaci se používají horizontálně uspořádané bezpečnostní světelné závory (AOPD). Možnost vyhodnocovat každý světelný paprsek zvlášť se využívá k rozlišení vzoru přerušení materiálu nebo nosiče materiálu (např. palety) od osoby. Tím se liší od funkce muting, protože nejsou zapotřebí muting snímače, takže je zapotřebí méně úsilí na mechanickou montáž a méně kabeláže.
Použitím samoučícího dynamického zaclonění a dalších rozlišovacích kritérií, jako je směr pohybu, rychlost, vstup a výstup v ochranném poli atd., lze rozlišit bezpečnostně relevantní situace. Tímto způsobem lze spolehlivě zabránit nezjištěnému vstupu do nebezpečné zóny.
Jak řeší vstup/výstup bezpečnostní laserový skener?
Aktivní přepínání ochranných polí představuje další způsob přesunu materiálu do chráněného prostoru. Pro tuto aplikaci se obvykle používají bezpečnostní laserové skenery se svislými (nebo mírně nakloněnými) ochrannými poli.
Příslušné ochranné pole z řady předem naprogramovaných ochranných polí se aktivuje odpovídajícími signály z řídicí jednotky stroje a vhodně umístěných snímačů.
Obrys ochranného pole je navržen tak, aby průchod materiálu nezpůsobil aktivaci ochranného zařízení a aby případné nesledované oblasti byly dostatečně malé, aby se zabránilo nezjištěnému přístupu do nebezpečné zóny.
Důležité úvahy
Nejčastěji se s bezpečnostními světelnými závorami setkáváme v aplikacích pro vstup/výstup, protože ve většině případů jde o účinné a ekonomické řešení; existují však určité případy, kdy byste místo nich mohli chtít použít laserový skener. Například pokud nemáte vhodný prostor pro montáž dvou na sebe kolmých zařízení, bude laserový skener schůdnější volbou.
