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何謂安全光幕 | 台灣

安全光幕(以下簡稱光幕)是一種安全裝置,用於在沒有防護門的出入口處,透過光線檢測人員或物品的通過(如【圖1】所示)。

動作原理

光幕是由投光器與受光器組合使用的裝置。
投光器發出的多條平行光束會被精確地設置,使其能夠全部傳送至受光器(如【圖2】所示)。當兩者之間沒有任何物體遮擋(例如沒有人經過)時,所有光束都能順利抵達受光器,此時會被判定為安全狀態,並將受光側的輸出設定為「開啟」,允許機械運作。
另一方面,當光束的部分或全部因為人的手、身體等物體被遮擋時,系統會判定為危險狀態,將受光側的輸出設定為「關閉」,並停止機械運轉。
此外,光幕的各軸光束會依固定的模式進行投光,只有當受光器按照該模式正常接收光束時,才會將輸出設定為「開啟」。 透過這種機制,即使受光側單元受到強烈的外部干擾光、出現遮光物體、或光軸偏移導致接收順序混亂,受光器的輸出也會自動設為「關閉」。也就是說,不僅在人或物體通過投受光器之間時,機械會停止運作;當發生投受光器位置偏移、外部干擾光影響、投光停止,或系統出現任何異常時,也會自動停止機械運轉,以確保安全性。

光幕的使用範例

以下介紹光幕的具體使用範例:
【圖3】為光幕安裝於沖壓機上的應用。 在操作週期短的沖壓機械中,當操作人員進行工件(待加工物)的投入與取出時,光幕用於檢測手指、手掌或手臂等部位,確保安全。
另外【圖4】為光幕安裝於工業機器人上的應用。 將光幕安裝於工業機器人安全柵的開口處,可作為安全柵的一部分使用。
由於使用光幕後不需再開關門,因此能有效提高從安全柵開口處設置工件的效率。

決定光幕的安裝位置 — 確保最小距離

光幕並非用來阻擋人員或物體進入的柵欄或防護門,因此,必須確保一個安全距離(S:最小距離),以防止人員或物體在光幕偵測到光線被遮斷並啟動機械(活動部件)停止前,接觸到正在運作的危險源。這個最小距離(S)是根據系統的總停機性能(T:總系統停止時間)計算得出的,並以此決定光幕的安裝位置。
首先,需要根據遮光物體的大小,選擇適當光軸間距的光幕。
接著,依照規定的計算公式來計算最小距離(S)(如【圖5】所示)。
除了最小距離(S)外,還需要確認光幕的安裝高度和長度。
必須將光幕安裝在無法繞過其檢測區域而進入危險區域的位置。同時,光幕的長度也應進行考量,以確保進入危險區域時必須通過光幕的檢測區域(如【圖6】所示)。
光幕的長度有多種選擇,從約300 mm到接近2,000 mm不等,可根據安裝場所的需求選擇適合的型號。

使用與安裝注意事項


如前所述,光幕是一種在不使用安全柵或防護門的情況下實現安全性的裝置,因此需要注意以下事項。
此外,作為光學系電子設備,也有相關的注意事項。
■光幕無法遮蔽從機械中飛出的切屑、切削油、輻射線或噪音等。如果需要遮蔽這些因素,則無法使用光幕,需改用防護門與互鎖裝置(安全開關)的組合。
■在蒸氣或粉塵較多的環境中,光束可能會被妨礙,或投光/受光鏡頭可能被汙染,導致檢測錯誤。此外,可能需要定期清潔鏡頭。請務必確認安裝環境是否適合。
■太陽光或閃光燈等對光幕來說是外部干擾光,可能會導致檢測錯誤。安裝時應避免外部干擾光直接照射到受光器的受光面。
■若光幕附近有反射性牆面,即使人或物體遮擋了光束,受光器可能仍會接收到反射光,進而導致檢測錯誤。安裝前請確認是否會發生此類檢測錯誤。