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安全光栅安全光幕的原理介绍

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简介概况


    安全光幕是经过安全认证的光幕产品,由投光器和受光器两部分组成。投光器发射出调制的红外光,由受光器接收,形成了一个保护网,当有物体进入保护网时,红外光线被物体挡住,则受光器控制电路马上作出反应,输出一个控制信号用于机床如冲床,压力机等紧急刹车。 光幕有着非常广泛的应用,比如在需要不断送取料的冲压设备上,如果安装接触式安全防护门,则需要操作人员频繁地开关防护门,这样不但增加了操作人员的工作量,而且降低了生产效率。在这种情况下,采用光栅和光幕就是最佳的选择。在操作人员送取料时,只要有身体的任何一部分遮断光线,就会导致机器进入安全状态而不会给操作人员带来伤害。

    光束的密度多少决定了体积多大的身体部分能通过光幕才被检测。按照人体工程学的数据,成年人的手指直径应不少于14mm,手掌厚度不少于30mm,手腕直径不少于40mm,举例:如果使用的光幕的光轴间距是80mm,光轴直径是20mm,它的分辨率是80-20=60mm,那么手指,手掌,手腕及手臂都有可能通过光幕而不会被发现。因此,如果想获得更高的安全性,便需使用较高分辨率的光幕.

    使用光栅和光幕时,对安装有一定的要求,不允许出现人员能够绕过光栅和光幕而进入到危险区域的情况,也不允许在光栅和光幕附近有反射光线的表面,使接收器能够接收到反射过来的光线而无法输出安全开关信号。另外,对光栅和光幕的使用环境也有一定的要求,如果环境中粉尘太大,会影响到光线的发射,从而影响光栅和光幕的使用。

    安全光幕安全光栅安装时要详细计算安全光幕和安全光栅保护面到危险区域边缘的最小安全距离,否则将起不到安全防护的作用,因为安全光栅安全光幕反应时间、控制继电器或接触器反应时间以及电机的反应时间共同组成了系统反应时间,如果安全光栅与危险区域间的距离过小则在系统反应时间内就可能已经发生了危险,因此在安装安全光栅前一定要保证安全光栅与危险区域间的距离大于最小安全距离并留有一定余量。最小安全距离的计算请参照:《安全光栅安装时安全距离的计算》

原理特点

SLG系列安全光栅安全光幕原理图例

    如图所示是一个用安全光幕检测物体(比如手)进入的测试原理结构示意图。图中,光幕的一边等间距安装有多个红外发射管,另一边相应的有相同数量同样排列的红外接收管,每一个红外发射管都对应有一个相应的红外接收管,且安装在同一条直线上。当同一条直线上的红外发射管、红外接收管之间没有障碍物时,红外发射管发出的调制信号(光信号)能顺利到达红外接收管。红外接收管接收到调制信号后,相应的内部电路输出低电平,而在有障碍物的情况下,红外发射管发出的调制信号(光信号)不能顺利到达红外接收管,这时该红外接收管接收不到调制信号,相应的内部电路输出为高电平。当光幕中没有物体通过时,所有红外发射管发出的调制信号(光信号)都能顺利到达另一侧的相应红外接收管,从而使内部电路全部输出低电平。这样,通过对内部电路状态进行分析就可以检测到物体存在与否的信息。

    安全光幕的红外发射和接收通路数目理论上最大可有无数个,考虑到实际光幕的高度和上下通路之间的间距,一般不会超过48个。

    安全光幕分直线扫描方式和交叉扫描方式,在直线扫描模式下,单片机每次向发送端和接收端发送相同的通路选择信号,即第一路发第一路收、第二路发第二路收、…第十五路发第十五路收、第十六路发第十六路收。而在交叉扫描模式下,单片机每次向发送端和接收端发送不同的通路选择信号。即第一路发第二路收、第二路发第一路收、……第十五路发第十六路收、第十六路发第十五路收。相比之下,交叉扫描模式对物体的高度测量更为精确,且在检测区域中心1/3处的检测精度最高。最小检测高度可缩至直线扫描模式下的2/3。但是考虑到实际需要,现在普遍使用的都是直线扫描方式的安全光幕。

安全检查

·当安全光幕传感器开机进入工作状态后,每次实际使用之前,为了人身和设备的安全,必须进行安全检测,严格按照步骤操作,并做好记录,登记在册。检测方法按安装调试最后两个步骤进行。


2018年6月26日 21:22
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