如何将工业安全理念与六足位移台相结合

自动化生产流程中的手指、手或身体防护

严格规定适用于制造环境中的人员安全性。当进行快速运动且存在较大的作用力时,有必要采取特别的安全措施。通常,障碍物(例如将人员与机器在空间上隔开的栅栏)是一种常见且相对易于集成的解决方案。然而,如果无法安装机械系统或工作流程受到机械系统的影响,则应采用非接触式安全理念(如光栅或光幕)。光幕构成一道密网式保护场,因此可以防止进入危险区域。

在六足位移台运行期间,何时使用安全设备是有用且必要的?

六足位移台是工作区有限的>>六轴并联运动定位系统,因此通常可以安全地集成到工业装置中。动态运动六足位移台的情况因其高速度和高加速度而有所不同,因此对于在其当前工作区作业的人员可能构成危险。这主要是因为人类反应时间有限,无法在给定危险下迅速移开有危险的身体部位。当发生碰撞时,会由于质量惯性而产生高脉冲力,并且可能会导致肢体压伤。安全系统可以保护人员并较大限度地降低这种受伤的风险。

根据版本的不同,PI六足位移台控制器具有运动停止输入。该输入用于连接外部硬件(例如按钮或开关),并且可以停用或激活六足位移台驱动器的电源。但是,根据适用的标准(例如IEC 60204-1、IEC 61508或IEC 62061),运动停止插座不提供任何 直接的安全功能。

为此,可以选择将(根据EN/IEC 61508和EN/IEC 61496-1/-2批准的)>> PILZ光幕集成到六足位移台控制系统中。

安全光幕如何工作?

安全光幕由发射(发送)和接收单元组成。在发射单元中,向接收单元发射光线的光源的布置方式为彼此之间的距离相等(例如 LED)。接收单元配备具有相同布置方式的探测器(例如光电二极管),每个探测器负责检测其相对的光源。分辨率(即光源之间的距离)决定了所提供的防护级别(手指、手或身体防护)。

如果其中一条光束中断,则光栅会通过两个所谓的OSSD(输出开关信号设备)输出来输出该信息。在标准状态下,出于自我监控之目的,输出为24伏,并且彼此之间短暂且异步地降至0伏。为了能够解释输出信号,需使用合适且经过认证的安全继电器,从而在发生故障时可以关闭机器或停止机器运动。

光幕的设计 – 安全等级、最小距离和安装的定义

根据EN ISO 13849-1进行的风险评估可用于评估危险情况,从而评估安全系统的要求。安全设备与危险区域之间的最小距离是根据EN ISO 13855标准计算得出的。此尺寸对于能够定义光栅必须监控的最大范围至关重要。应该注意的是,不同的接近速度适用于不同的防护等级(人、手或手指)。

选择分辨率为30毫米的密网式光幕作为六足位移台的安全设备,并假定六足位移台的运动速度为100毫米/秒时所需的停止距离为3毫米

使用以下公式(适用于分辨率< 40毫米的光幕),可以计算得出316毫米的安全距离

S = 安全距离,v = 接近速度,t1和t2 = 电控的触发时间和机器的制动时间,d = 光栅的分辨率

根据基本参数和假设,实现了机械设置,如下图所示。实现这一安全功能时,是以Python编程语言为例编写的。然而,始终可以选择其他软件解决方案或使用PLC连接六足位移台,例如通过EtherCAT。





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Doris Knauer

Global Campaign Manager, Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG

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