冲压机床是金属加工行业中最常见且危险性较高的设备之一，被广泛应用于汽车零部件、家电外壳、五金制品等生产过程中。它的工作过程是利用模具和滑块在极短时间内完成金属板材的切割、冲孔或成型。由于冲压速度快、冲击力大，一旦操作员的手或其他身体部位进入模具闭合区，很可能在瞬间发生严重夹伤甚至致残事故。现实生产中，冲压伤害事故并不少见，原因包括操作员误操作、反应时间不足、设备制动失效、安全意识淡薄等。尤其是在需要频繁人工上料、取料的生产模式下，传统的机械护罩、防护门等措施往往要么影响效率，要么存在被人为绕过的风险。
在这样的背景下，安全光栅应运而生，并逐渐成为冲压机床防护的主流解决方案之一。安全光栅又叫安全光幕，是一种基于红外光束检测的无接触式安全防护装置。它由发射端和接收端组成，两端相对安装形成一片由多束平行红外线构成的“光幕”。当操作过程中任何物体进入光幕区域、阻断光束时，光栅会在毫秒级时间内将信号传递给机床的安全控制系统，立即触发紧急停机，从而避免滑块继续下行造成伤害。安全光栅的分辨率决定了它的检测精度，例如14毫米的分辨率可检测到手指大小的物体，30毫米的分辨率可检测到手掌或手臂进入危险区。
在冲压机床防护中，安全光栅的第一大作用就是实时监测危险区。当模具处于工作状态时，光栅持续扫描模具闭合区域，一旦有人体部位或其他异物闯入，立即切断驱动回路。这种反应速度远远超过人的反应速度，可以在危险动作发生之前阻止事故。第二大作用是实现无接触防护，既保障安全又不影响效率。与传统机械护罩不同，光栅不需要物理接触就能感应，操作员在正常的取放工件动作中不会受到阻碍，非常适合自动化冲压生产线或节拍要求高的作业场景。第三个作用是灵活适应不同的防护需求。根据设备和操作方式的不同，可以选择不同高度、不同分辨率的光栅，例如覆盖整个操作窗口的高光幕防止跨越进入，或高精度低分辨率光栅用于手指防护。
除了检测和拦截，安全光栅在冲压机床中还承担着安全联锁的功能。它通常直接接入机床的安全回路，通过安全继电器或安全PLC控制，确保当光幕被阻断时，即使操作员误踩脚踏开关，滑块也不会继续下行。这种硬件级别的安全保护可靠性很高，避免了完全依赖人工判断和反应的局限。更重要的是，现代安全光栅普遍符合ISO 13849、IEC 61496等国际安全标准，具备高安全等级（如Type 4、SIL 3、PLe），不仅能保障人员安全，也有助于企业减少因安全措施不到位而引发的法律风险与经济损失。
在实际应用中，安全光栅的安装位置和调试非常关键。首先必须确保光幕完全覆盖危险区域的进入路径，同时考虑人员可能从侧面或上方探入的情况。安装距离需要结合机床的停止距离公式计算，保证光束一旦被阻断，滑块能在到达危险区前停下。其次，光栅的响应时间要与机床的制动性能匹配，如果机床制动时间过长，即便光栅反应再快，也可能无法避免危险。还要注意避免误触发，例如避免强光直射、反光物体干扰或振动导致的光束遮挡，可以通过加装防护罩、遮光板等方式解决。
安全光栅虽然可靠，但并不是安装上去就一劳永逸。它需要定期检测与维护，每班开机前应进行遮挡测试，确保其能正常动作；定期清洁发射端和接收端的镜面，避免灰尘、油污影响光束传输；并根据厂家要求定期校验光栅的分辨率和响应时间。此外，还要配合安全培训，让操作员明白光栅的作用以及不能随意绕过、短接光栅电路的重要性。
在安全管理理念中，单一防护措施不能保证绝对安全。光栅的作用是实时感应与紧急停机，但应与其他防护手段形成互补，例如使用双手操作按钮防止单手伸入危险区，配置冲程限制器和模具保护装置，增加自动送料与自动取料系统，配合设备巡检制度等。通过机械防护、光电检测和控制系统安全逻辑的多层防护架构，才能最大限度降低冲压机床的安全风险。
