安全光栅,其核心工作原理是测设备运行区域内是否存在人员或物体的侵入状态等数据。
在安全光栅的发射端与接收端内部,内置数排甚至数十排高灵敏度的光电传感器,这种传感器属于红外对射式传感。
当无遮挡时,发射端与接收端之间的红外光束能够正常传输,接收端的光敏元件持续接收到光信号,电路处于导通状态,设备正常运行。
当人员或物体进入检测区域遮挡光束时,接收端的光敏元件无法接收到光信号,电路立即断开,触发安全信号,设备瞬间停止运行。
控制模块则实时的采集每一个光束的通断状态,并通过对应的逻辑运算机制,把光信号变化转换成安全控制指令(如急停信号),并在设备控制系统上以报警或停机等形式执行出来。
当然,除了通过红外对射式传感器进行采集感应,部分品牌还使用激光式传感器或编码式光栅进行采集感应。
安全光栅检测输出的数据一般包括遮挡区域(第几束光被遮挡)、遮挡时长、响应时间、分辨率(光轴间距)、保护高度、检测距离、复位方式、自检状态、安全等级(如PL e级)等数据。
检测完成后,一般通过指示灯或设备人机界面展示状态,也有安全总线协议等格式的数据通信接口。
安全光栅最常见的几大应用:
1、应用在冲压机械、注塑机的安全防护和联锁控制。
比如检测是否存在手部误入、工具遗留、防护门未关、光栅偏移、信号干扰、双光幕协同异常、区域防护缺失等。
2、进行自动化产线运行前的安全诊断和运行中的实时评估。
在设备启动前,进行光栅自检与信号测试,为安全回路提供可靠的运行依据,使得防护系统更加的稳定和合规。
在设备运行中,通过持续监测光束状态,可以判断和评估人员是否误入危险区或者触发对应的急停保护。
3、应用在机器人工作站、码垛设备、AGV小车的安全防护上。
通过光束布局,给予这些设备定制合理的防护区域或者定制安全光幕、安全围栏等,保障人机协作安全。
4、应用在包装机械、装配线的人员防误入保护上。
通过测量光束的遮挡状态和响应速度,可以预判人员的闯入风险,并根据数据进行合理的停机或减速控制,达到预防工伤的目的。
5、应用在安全光栅、安全继电器的选型与系统集成上。
在自动化集成商、设备制造商中,当设计出机械手防护、冲压区隔离、传送带防护、出入口管控等安全需求时,可以根据这些光束分布等数据,设计出对应的安全光栅系统、安全控制回路以及相关防护组件,帮助设备的运行达到合规安全的状态。