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采用2D/3D感测器进行防护的区域--每个维度的安全
 

【作者: 臺灣皮爾磁】2019年05月14日 星期二

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关於工厂与机械设备的区域防护,重要的是要协调安全、易於使用及工作效率。当人们频繁进入危险区块或需要运输物料时,光学安全防护措施适用於区域防护。这样的安全防护措施包含安全光栅及雷射扫描器,也有越来越多人采用安全摄影机系统,还有压力感测安全地垫来进行区域防护。


安全光栅:红外线保护


图1 : 关於工厂与机械设备的区域防护措施,包含安全光栅及雷射扫描器,也有越来越多人采用安全摄影机系统,还有压力感测安全地垫来进行防护。
图1 : 关於工厂与机械设备的区域防护措施,包含安全光栅及雷射扫描器,也有越来越多人采用安全摄影机系统,还有压力感测安全地垫来进行防护。

并非所有程序皆全自动,或是可能会受到产品或组件进出的程序干扰。对这样的程序进行安全相关评估,需要特别考量,因此在这些情况下,通常会使用安全光栅。


安全光栅使用隐形红外线受保护场域防止进出或进入危险机器区域。若光束中断,就会立即触发安全关机命令。依要求而定,安全光栅可提供符合EN/IEC 61496-1/-2「机械设备安全-电感测保护设备」的手指、手部及身体保护。拥有毫秒范围内的反应时间;因此,安全光栅可缩减安全距离,让空间用於生产。



图2 : 安全光栅PSENopt可用於要实现无障碍安全概念的所有工业领域。
图2 : 安全光栅PSENopt可用於要实现无障碍安全概念的所有工业领域。

图3 : PSENopt 可让用户以安全、高效率且经济的方式,保护相关的人员和资产。
图3 : PSENopt 可让用户以安全、高效率且经济的方式,保护相关的人员和资产。

为了维持侦测模式且能引导物料穿越安全光栅,已建立遮蔽、屏蔽或串接等功能。Pilz的安全光栅PSENopt可用於需要实行无障碍安全概念的产业领域。尺寸小巧且安装容易,因此安全光栅可实现适合人员的工作环境。


移动式与固定式区域防护

作为符合IEC/EN 61496的第三类(Category 3)安全产品,安全雷射扫描器可监控二维(2D)区域。应用范围广泛,从固定式区域监控到自导车辆(AGV)以及机器人应用的安全防护。尤其,近年来防止受保护场域内部的侵入已变得更加重要:仅安全防护到危险区块的进出点已不够,例如机器人单体(进出保护)。进出点背後的空间也需进行监控,因为只要有人在危险区块中,就需要防止机器重新启动。与关键转移系统相比,若已净空危险区块,则可无缝恢复操作。



图4 : 安全雷射扫描器PSENscan具备无须设定的防护及警告区域,可轻松整合至应用。
图4 : 安全雷射扫描器PSENscan具备无须设定的防护及警告区域,可轻松整合至应用。

Pilz的安全雷射扫描器PSENscan可同时安全监控三个单独区块。可随意配置警示区块及保护区块,并具备适应现有结构条件的能力,因此能够轻松地将PSENscan整合到各种应用中。PSENscan 具有275。宽广开囗角度,因此与180。扫描仪相比,实行监控机器或AGV的多个邻接侧面的应用所需的装置较少。



图5 : 安全雷射扫描器PSENscan可同时安全监控三个单独区块。
图5 : 安全雷射扫描器PSENscan可同时安全监控三个单独区块。

至於安全雷射扫描器为危险区域的最隹防护,包括:


一、危险区域的静态安全防护:安全雷射扫描器PSENscan会侦测人员是否接近危险运动区域。如果进入警告区域,会对危险运动进行煞车控制;如果进入防护区域,危险运动便会停止。


二、防止後方侵入:针对难以察觉的危险区域,安全雷射扫描器PSENscan会侦测人员目前的位置,并防止危险运动重新启动。


用於安全区域监控的触觉感测器

压力感测安全地垫等触觉感测器适用於安全区域监控。压力感测安全地垫一般指可对接触或压力作出反应,并满足标准EN/ISO 13856-1的要求的压力感测安全装置。透过可靠侦测到地垫已被触发,然後将资讯转送到安全控制器做进一步处理,压力感测安全装置可安全防护危险点及危险区块。压力感测安全地垫可在有人进入危险区块时减慢或停止工厂与机械设备(即进出保护),还可防止受保护场域背後的侵入。不仅要监控危险区块进出,而且要监控背後的区块,才能防止工厂或机器意外启动。


用於整合式位置侦测的压力感测安全地垫

压力感测安全地垫PSENmat是全新开发:首创可实现全新机器操作概念的整合式位置侦测。例如: 透过所定义的标记地垫区域,操作者可以用脚触发整合式开关功能,无需手动也可运作。除了经典的安全功能之外,PSENmat还具备位置侦测功能,可实现透过整合式虚拟开关开启的机器功能(标准功能)。



图6 : 压力感测安全地垫PSENmat结合压力感测安全地垫(故障安全)与位置侦测(标准)。
图6 : 压力感测安全地垫PSENmat结合压力感测安全地垫(故障安全)与位置侦测(标准)。

地垫可分成40个虚拟开关场域。这些场域中的每一个皆可根据具体情况进行评估,且高度灵活适应机器的操作状态或作业者的移动顺序。因此在任何点上,都能编程操作或重置功能 - 类似於虚拟脚踏开关。


压力感测安全地垫支援完全安全

凭藉安全功能也可创建全新自由度,以往因地垫讯号格式,使用者必须接受安全地垫与评估装置的固定组合。现在 PSENmat提供选择的自由,透过标准化整合式 OSSD 信号将安全信号连接到评估装置或控制器而实现。



图7 : 由於可单独定义的「虚拟开关」,实现高灵活性与动态操作概念。
图7 : 由於可单独定义的「虚拟开关」,实现高灵活性与动态操作概念。

除了具备评估功能的通用组合选项之外,压力感测地垫还有多项优点,例如较简单的缆线与通道诊断。请勿忽略串联连接多个地垫(这在安装程序期间特别重要),以及与可串联连接的其他安全感测器简单组合的能力。


用於较复杂的监控任务的摄影机系统

安全3D摄影机系统适用於监控大规模产业且复杂的应用;可用於随意配置监控区域。与简单感测器相比,安全3D摄影机系统可记录和分析关於整个受监控区域的详细资讯。受监控区域也可在工厂运作期间动态进行切换、启用或停用。在程序中必须满足 EN/IEC 61496 的要求。


依应用而定,需要各种技术才能满足应用的程序及安全相关要求:例如在人员与机器人一起作业的区域中,3D 摄影机适用於实体进出监控。


3D保护系统

Pilz安全3D摄影机系统 SafetyEYE 具有配备高度动态 CMOS 影像感光元件的摄影机,可侦测例如人员或物体等结构。SafetyEYE 可将来自受监控区块的永久影像资讯提供给分析单元,并用於产生几??就像安全茧的三D侦测区块。感测装置位於受监控区块上方。沿着危险区块的范围界定出警示与侦测区块,并会侦测侵入警示或侦测区块的任何物体或人员。分析单元会接收和处理来自感测装置的影像资料,然後将结果传送到安全控制器。如此,这是到机器控制器的介面,可在警示与侦测区块受到侵入时,确保机器移动减慢或停止。



图8 : 这套监测物体运动的感测设备,是由3台不同的摄影机组成。不需对摄影机进行校正。
图8 : 这套监测物体运动的感测设备,是由3台不同的摄影机组成。不需对摄影机进行校正。

图9 : 安全摄影机系统会侦测侵入警告与侦测区域的物体并回报;警告与安全区域也可自由规划。
图9 : 安全摄影机系统会侦测侵入警告与侦测区域的物体并回报;警告与安全区域也可自由规划。

图10 : 以SafetyEYE 配置器轻松配置和诊断3D警告和侦测区域,能让安全监控的复杂应用更省力。
图10 : 以SafetyEYE 配置器轻松配置和诊断3D警告和侦测区域,能让安全监控的复杂应用更省力。

在感测器监控区域以及区块的地方,可为动态安全概念提供全新可能性。不过,凭藉有关机械设备的安全相关设备,重要的不仅是个别组件,而是它们交互作用的方式!若感测器及评估装置来自单一制造商,则组件之间的介面已可完全相容。


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