Світлова завіса безпеки створює між передавачем і приймачем захисне поле з невидимих інфрачервоних променів. Коли кисть, рука або людина перетинає це поле, виходи безпеки змінюють стан, а система керування машиною зупиняє небезпечний рух. Можливість захищати точки частого доступу без фізичних дверей забезпечує значні переваги щодо ергономіки та продуктивності під час подавання заготовок у прес, у роботизованих комірках, на ділянках пакування, палетування та переміщення матеріалів. Водночас результат визначають не лише правильно вибраний виріб, а й безпечна відстань, геометрія доступу та фактичний час зупинки машини.
Цей каталог і посібник із вибору розглядає сімейство світлових завіс безпеки SICK deTec як конкретну продуктову платформу. deTec2 Core, deTec4 Core та розширені функціональні пакети deTec4 під спільною назвою мають різні можливості щодо безпеки та функціональності. Роздільну здатність, висоту захисного поля, дальність дії, час реагування, підключення та сертифікацію слід вибирати відповідно до коду замовлення. Технічні характеристики одного варіанта не можна поширювати на все сімейство; остаточний проєкт необхідно перевірити за актуальним технічним паспортом, інструкцією з експлуатації, оцінкою ризиків і результатами валідації.
Розрізняйте світлову завісу безпеки та світлову решітку для автоматизації
Офіційний технічний блог SICK пояснює: хоча термін «світлова завіса» використовується як загальне поняття, у продуктовому портфелі світлові завіси безпеки та світлові решітки для автоматизації виконують різні завдання. Світлову решітку для автоматизації можна використовувати для вимірювання об’єктів, визначення висоти або контролю потоку продукції. Натомість світлова завіса безпеки як електрочутливий захисний пристрій є частиною функції безпеки, що виявляє людину та захищає її від небезпечного руху. Висока роздільна здатність стандартної вимірювальної решітки не робить її пристроєм безпеки.
Оцінка ризиків машини насамперед визначає ситуацію, від якої потрібен захист. Наближення пальців до небезпечної точки, доступ кистю або рукою, вхід людини в комірку та автоматичне проходження палети потребують різної роздільної здатності й різного розташування. Тип пристрою, рівень ефективності захисту або вимогу SIL не вибирають лише за назвою машини. Оцінюють параметри ризику, зокрема тяжкість небезпеки, тривалість і частоту впливу та можливість уникнення; визначають цільову ефективність усієї функції безпеки.
Платформа deTec: від базового захисту до інтелектуального потоку матеріалів
SICK представляє сімейство deTec як масштабовану платформу, яка, окрім захисту небезпечних точок і контролю доступу, здатна розрізняти людей та матеріали в автоматизованому потоці матеріалів. На актуальній сторінці продукту функціональний пакет Core із deTec2 Core та deTec4 Core призначений для економічного захисту простих застосувань. Системні роз’єми SP1 і SP2 у певних варіантах deTec4 дають змогу активувати без програмного забезпечення такі функції, як кодування променів і Smart Box Detection. Модулі розширення DMM4 та DCM4 додають такі функції, як налаштовувані muting, blanking і розпізнавання шаблону об’єкта.
В офіційній публікації SICK про deTec4 наведено такі характеристики: висота захисного поля від 300 до 2.100 mm, роздільна здатність 14 або 30 mm, Type 4, PL e, SIL 3, IP65/IP67 і діапазон температур від −30 °C до +55 °C. Ці дані стосуються відповідного асортименту deTec4; їх не слід автоматично застосовувати до deTec2 або варіантів зі спеціальним корпусом. Роздільну здатність, висоту, дальність дії та час реагування вибраної пари передавач–приймач необхідно повторно перевірити в актуальному конфігураторі.
Визначайте роздільну здатність і висоту захисту за геометрією доступу
Роздільна здатність пов’язана з мінімальним розміром об’єкта, який захисне поле здатне надійно виявити. Для захисту пальців можна використовувати менше значення, а для захисту кистей — більше. Менше значення роздільної здатності не завжди автоматично є кращим вибором; слід разом оцінювати вплив на дальність дії, час реагування, вартість і монтажні допуски. Вибрана роздільна здатність впливає на врахування можливості проникнення під час розрахунку безпечної відстані.
Висота захисного поля — це не лише номінальний розмір отвору машини. Необхідно перевірити можливість досягнення небезпеки під завісою, над нею або збоку. На кресленні позначають початок і кінець активних зон передавача та приймача, торці корпусів і місце для кронштейнів. Якщо для широкого отвору заплановано дзеркала або захисні колони, зменшення оптичної дальності, юстування та вплив сліпих зон розраховують за документацією виробу. Випробуванням перевіряють, чи не створюють відбивні поверхні машини небезпечного оптичного обходу захисного поля.
Безпечна відстань: самого часу реагування датчика недостатньо
Світлову завісу слід установлювати на відстані, яка забезпечує перехід машини в безпечний стан до того, як людина досягне небезпеки. У розрахунку разом враховують швидкість наближення, додаткову відстань залежно від вибраної роздільної здатності, час реагування світлової завіси, контролера або реле безпеки, засобів зв’язку, вихідних елементів і механічний час зупинки машини. У разі каскадного з’єднання кількох світлових завіс або використання таких опцій, як кодування променів, сумарний час реагування може змінюватися.
Час зупинки машини не слід оцінювати за каталогом — його потрібно вимірювати за найгірших робочих умов. На зупинку можуть впливати максимальна швидкість, найважчий інструмент або вантаж, нагріте гальмо та можливі відхилення параметрів живлення. Оскільки виміряне значення з часом може змінюватися через зношення гальма, необхідно скласти план технічного обслуговування та повторних вимірювань. Подальше наближення світлової завіси до небезпеки, зміна налаштувань програмного забезпечення або збільшення швидкості процесу можуть зробити попередній розрахунок безпечної відстані недійсним.
Якщо людина, яка перетнула завісу, після виходу із захисного поля може залишитися в небезпечній зоні, потрібні блокування повторного пуску та ручне скидання. Орган керування скиданням слід розмістити поза небезпечною зоною, у місці, з якого видно всю зону та до якого неможливо дістатися зсередини. Автоматичний повторний пуск розглядають лише тоді, коли це прямо дозволено оцінкою ризиків і стандартом для відповідного застосування.
Muting: не вимикайте захист довільно заради проходження матеріалу
Muting — це контрольоване тимчасове призупинення захисної функції під час проходження палети або коробки через світлову завісу безпеки. Правильна логіка muting має відрізняти матеріал від входу людини за очікуваною послідовністю спрацювання датчиків, напрямком, часовим вікном і геометрією. Постійне утримання сигналу muting в активному стані одним бітом у стандартному PLC або можливість легко активувати датчики вручну можуть створити прогалину в безпеці. Сигнальну лампу muting, контроль часу та поведінку після помилки розглядають відповідно до застосовного стандарту й оцінки ризиків.
На сторінці продукту функціональний пакет DMM4 платформи SICK deTec представлено як рішення для налаштовуваного muting із двома або чотирма сигналами. Придатність схем X, L або T залежить від того, чи матеріал рухається лише на вхід, лише на вихід або в обох напрямках. Відстані між датчиками та послідовність їх спрацювання слід розраховувати з урахуванням найменшого й найбільшого вантажу та швидкості конвеєра. Проміжки між вантажами, звисаюче паковання та нерівномірно розміщений вантаж на палеті можуть порушити послідовність muting.
Blanking, шаблон об’єкта та Smart Box Detection
Blanking — це постійне або контрольоване ігнорування певних променів у визначеній частині захисного поля. Воно може бути корисним для пристосування або матеріалу, що постійно проходить через захисне поле; однак додатковими механічними заходами потрібно забезпечити, щоб утворений отвір не давав людині доступу. У системах із допуском на переміщення об’єкта, як-от floating blanking, слід ретельно оцінювати допустимий розмір об’єкта та вплив на роздільну здатність.
Smart Box Detection і розпізнавання шаблону об’єкта, доступні у відповідних пакетах deTec4, можуть підтримувати потік матеріалів, розрізняючи в активному захисному полі очікуваний шаблон, наприклад прямокутний вантаж або палету. Ця функція не є універсальною системою машинного зору, яка автоматично й безпечно розпізнає будь-які вантажі. Розміри вантажу, рисунок перекриття променів, напрямок руху конвеєра, проміжки та можливі виступи мають залишатися в установлених межах; до валідації слід включити сценарії проходження людини разом із вантажем або позаду нього.
Роль NFC, IO-Link і діагностичних даних
Актуальна сторінка deTec містить опції, що підтримують локальну діагностику через NFC за допомогою застосунку SICK Safety Assistant, а також дистанційну діагностику та передавання даних автоматизації через IO-Link. Ці дані допомагають швидше оцінити якість юстування, визначити причину помилки або потребу в технічному обслуговуванні. Дані променів через IO-Link можна використовувати для технологічних вимірювань або контролю продукції; однак функція безпечного вимкнення й надалі реалізується через сертифіковані виходи безпеки та архітектуру керування.
Доступ до діагностики та право змінювати параметри безпеки слід розмежовувати. Поточний стан, відображений на телефоні або в інженерному програмному забезпеченні, не замінює фізичної валідації. Параметри та конфігурації пристроїв слід зберігати з контролем версій; потрібно фіксувати особу, яка внесла зміни, дату та причину. Під час перенесення налаштувань на замінний пристрій перевіряють сумісність коду виробу, роздільної здатності, висоти та системного роз’єму.
| Застосування | Рішення для розгляду | Критична перевірка проєкту |
|---|---|---|
| Доступ пальців/кисті до небезпечної точки | Варіант deTec2 або deTec4 із відповідною роздільною здатністю | Необхідна ефективність захисту, роздільна здатність, безпечна відстань і доступ знизу/зверху |
| Вхід людини в роботизовану комірку | Захист доступу та блокування повторного пуску | Перебування всередині зони, огляд із місця скидання, бічний доступ і всі небезпечні рухи |
| Проходження палети конвеєром | Відповідний muting із DMM4 або валідована інтелектуальна функція розпізнавання об’єктів | Напрямок, послідовність датчиків, часове вікно, діапазон вантажів і вхід слідом за вантажем |
| Проходження нерухомого пристосування через захисне поле | Відповідна функція blanking і механічне перекриття отвору | Доступ через залишковий отвір, ефективна роздільна здатність і положення деталі |
| Зона миття або хімічне середовище | Варіант deTec з IP69K, HG або для конкретного застосування | Матеріал корпусу/переднього екрана, хімічна речовина, температура та тиск очищення |
| Вибухонебезпечне середовище | Відповідний варіант deTec ATEX | Клас зони, категорія пристрою, монтаж і місцеві нормативні вимоги |
Вибір для складних умов і спеціальних виконань
Ступінь захисту стандартного корпусу не означає автоматичної придатності до інтенсивного миття, агресивних хімічних речовин або вибухонебезпечного середовища. Портфель SICK deTec містить корпуси IP69K для зон миття з гігієнічними вимогами харчового виробництва, варіанти HG із переднім екраном із хімічно зміцненого скла та опції для певних категорій вибухонебезпечних середовищ. Остаточну придатність слід підтверджувати за вибраним кодом виробу, переліком хімічних речовин, класом зони та інструкцією з монтажу.
Вібрація, механічні удари та прогин колон можуть порушити юстування передавача й приймача. Для протяжних захисних полів можуть знадобитися міцні кронштейни та захисні колони. Слід перевіряти встановлені виробником обмеження щодо зварювальних іскор, блискучих поверхонь, інших оптичних пристроїв та інтенсивного зовнішнього освітлення. Лінзи очищують відповідним матеріалом, що не залишає подряпин; зниження рівня сигналу під час юстування можна відстежувати засобами діагностики.
Введення в експлуатацію та періодичні випробування
Під час першого введення в експлуатацію юстування передавача й приймача, кодування променів, каскадну структуру, EDM, скидання та параметри muting і blanking звіряють з електричною схемою. Відповідний тестовий стрижень проводять через верхню, середню, нижню та всі доступні точки захисного поля; перевіряють очікуване перемикання виходів безпеки та зупинення небезпечного руху. У застосуваннях із muting випробовують такі сценарії, як допустимий вантаж, неправильна послідовність, зворотний напрямок, перевищення часу, відсутній датчик і проходження людини слідом за вантажем.
Під час періодичної перевірки оглядають оптичну поверхню, кронштейни, кабелі, роз’єми та фізичні межі захисного поля. Час зупинки машини й безпечну відстань повторно перевіряють із визначеною періодичністю. Якщо захисну колону, дзеркало, конвеєр або пристосування переміщено, випробування повторюють, не чекаючи планового строку. Усі результати документують із зазначенням дати, ідентифікатора пристрою, методу вимірювання та відповідальної особи.
Дані, необхідні для комерційної пропозиції та проєктування
- Визначте небезпеку: Зазначте тип руху, напрямок доступу, режими роботи та необхідну ефективність захисту.
- Виміряйте отвір: Укажіть активну висоту захисту, ширину, монтажний припуск і можливість доступу знизу/зверху/збоку.
- Надайте дані про час зупинки: Надайте час зупинення, виміряний за найгірших умов швидкості та навантаження, а також час реакції ланцюга керування.
- Опишіть потік об’єктів: Укажіть розміри виробів, швидкість, напрямок, проміжки, виступ вантажу за межі піддона та сценарій розрізнення людей і матеріалів.
- Виберіть функції: Укажіть потребу в скиданні, EDM, кодуванні променів, каскадуванні, мутінгу, бланкінгу, IO-Link і діагностиці.
- Класифікуйте умови експлуатації: Надайте дані про температуру, вплив води й хімічних речовин, гігієнічні вимоги, вибухонебезпечну зону, вібрацію та навколишнє освітлення.
- Визначте план приймання: Узгодьте використання випробувального стрижня, вимірювання часу зупинення, сценарії несправностей і документування періодичних перевірок.
Oskon проєктує світлову завісу не просто як датчик, що перекриває отвір, а як функцію безпеки, яку перевіряють з урахуванням виміряних характеристик зупинення машини. Правильне рішення потребує не лише відповідного типу пристрою, роздільної здатності, висоти та набору функцій, а й унеможливлення доступу через сліпі зони, безпечного скидання, захищеного від маніпуляцій пропускання матеріалів і задокументованих випробувань. Цей посібник не замінює оцінювання ризиків або декларацію відповідності; наявність продукції окремо підтверджується на дату комерційної пропозиції.
Офіційні технічні матеріали
- SICK – сімейство захисних світлових завіс deTec
- SICK – характеристики безпеки та виробу deTec4
- SICK – захисні світлові завіси та світлові решітки для автоматизації
- SICK – безпечний потік матеріалів і застосування мутінгу
- SICK – системний роз’єм і модуль розширення DMM4
- SICK – інструкція з експлуатації захисної світлової завіси deTec4
Тип пристрою, роздільна здатність, захисне поле, час реакції, функції та стійкість до впливів довкілля в межах сімейства продукції залежать від коду замовлення. Безпечну відстань і всю функцію безпеки необхідно перевіряти на основі актуальних інструкцій та оцінювання ризиків для конкретного застосування.
