Specifikationer og brug af muting-funktion på et lysgardin

Af Scott Orlosky

Bidraget af Digi-Keys nordamerikanske redaktører

Lysgardiner er en praktisk og diskret sikkerhedskomponenter i automatisering, som har til formål at beskytte maskiner og reducere ulykker. I mange tilfælde kan lysgardiner komplementere eller endda erstatte trådhegn og andre hårde mekaniske afskærmninger, mens de giver yderligere systemfunktioner. Faktisk er mange maskinopgaver (som f.eks. Ilægning af råmateriale i maskiner og aflæsning af færdige varer ved maskinens output) kun mulige med lysgardiner. Disse sikkerhedskomponenters tilpasningsevne passer også til faciliteter, der betjener traditionelle industrielle robotter i nærheden af områder, hvor der forfindes personale - Dette reducerer risiko for personskade signifikant.

Billede af lysgardiner som er enkle og værdifulde komponenter, til at beskytte operatører mod skadeFigur 1: Når korrekt installeret og regelmæssigt testet, er korrekt betjente lysgardiner enkle og værdifulde komponenter til at beskytte operatører mod skade. Parret med gule lysgardin-stolper i denne demonstration er bag en klar akrylrude, der ikke ville være til stede i en rigtig applikation. (Billedkilde: Design World)

Som nævnt i en tidligere Digi-Key artikel om lys-gardin basis og grundlæggende parametre, er muting kun en af mange indstillinger, der skal specificeres under designprocessen. Andre indbyrdes forbundne lysgardinparametre inkluderer opløsning, positionering, stopafstand, EN ISO 13849-1 typeklassifikation og spejling til perimeterkontrol.

Opsætning, betjening og test af muting af lysgardiner

Opsætning og kalibrering er afgørende for korrekt drift af lysgardiner. For at lette denne installationsproces integrerer de fleste lysgardinfabrikanter i dag deres komponenter med lysdioder. Enkle røde og grønne lysdioder fungerer ved at indikere (ved at lyse grønt), når gardinets emitter og modtager er korrekt justeret eller (ved at lyse rødt) når gardinet har brug for yderligere justering. Installatøren skal sikre, at:

  • Alle lysdioder, der er knyttet til lysgardinets aktive områder, lyser grønt (hvilket indikerer, at de er indstillet til korrekt)
  • Afstanden fra lysgardinet til farlige maskiner eller robotakser, ligger inden for de værdier, der leveres af lysgardinfabrikanten samt gældende ISO-, OSHA- og/eller ANSI-standarder

Installationen skal udføres i to trin. For det første skal lysgardinet sættes op, mens de farlige maskiner eller robotter, der beskyttes, er uden strøm, hvilket er nødvendig for at følge de rigtige lockout/tagout-procedurer. Derefter (når uafhængig lysgardinets funktion er verificeret) skal installatøren forbinde gardinet til arbejdsområdets nødstop (e-stop) og teste systemet igen med det beskyttede udstyr tændt og i sikker drifttilstand.

Billede af Banner Engineering SLC4 lysgardinFigur 2: Lysgardin vist her er konstrueret til at beskytte et adgangspunkt, på udstyret, til en kompakt produktionsmaskine. Den er tilgængelig i variationer til beskyttelseshøjder på 160, 240 og 320 mm på tværs af 0,1 til 2 m og i en opløsning på 14 mm (til fingerregistrering) eller 24 mm (til håndregistrering). End-to-end sensing forhindrer blinde zoner. (Billedkilde: Banner Engineering)

Selvfølgelig er lysgardiner ikke egnede til alle typer af maskinbeskyttelse. For eksempel er de problematiske i indstillinger, der involverer stærkt reflekterende overflader nær det aktive maskinområde. De kan også fungere forkert i miljøer, der er udsat for meget røgfyldte processer eller områder hvor der er mange partikler i luften. I sådanne indstillinger kan udstyr beskyttet af lysgardiner (hvis deres omkreds er brudt) tage alt for lang tid at stoppe sikkert. Problemet kan også være at få udstyr til at skubbe materiale ud af det definerede aktive område. Derfor er det vigtigt, at designingeniører, der designer sikkerhedssystemer til røgfyldte og støvede miljøer, nøje overvejer, om lysgardiner effektivt vil beskytte operatørerne eller om det er berettiget med fysiske skærme.

God praksis dikterer, at lysgardiner skal gives en hurtig valideringstest i starten af hvert skift for at sikre korrekt drift. Derudover bør der foretages mere grundige halvårlige inspektioner. Disse inspektioner bør kvantificere enhver forringelse af driften, især dem, der opstår i form af langsomme responstider eller tilsløring af arbejdsområdets aktive område. Sidstnævnte er mest relevant, når der er sket ændringer i maskinen, der er indstillet til fremstillingen af nye produktlinjer. Hvor sådanne omskiftninger er meget dramatiske, kan de berettige til flytning eller endda udskiftning af lysgardiner rundt om arbejdsområdet samt justeringer af lysgardinernes opløsning og andre indstillinger, for at sikre tilstrækkelig beskyttelse af operatører og maskiner.

Særlige situationer, der involverer muting af lysgardin

Meget store arbejdsområder kræver normalt serieforbinding af lysgardiner. Disse placeres i serie for at udvide det beskyttede områdes omkreds. Sådanne installationer kræver sædvanligvis, at lysgardinernes retning vekselvis skifter, således at det ene gardines emitterpost er bagud mod bagsiden med modtager-stolpen til det næste gardin i linjen. Denne emitter-modtager-emitter-modtager post sekvens undgår krydstale.

Selvfølgelig skal teknikere i disse arrangementer (som med enhver installation af lysgardiner) sikre, at emitter- og modtager-stolperne på hvert lysgardin er orienteret på samme måde fra top til bund, så det aktive område er dækket som forventet og opretholder den specificerende opløsning.

Hvor et beskyttet område kræver lysgardin rundt om et hjørne, er der to muligheder hvilket er hængslede stolper (som har to lige længder, der er forbundet med en samling, for at vikle rundt om hjørner til 90 ° eller derover) eller brug af hjørnespejle. Med sidstnævnte kan tre sider af en arbejdsområde beskyttes med en emitter-stolpe, modtager-stolpe og to høje spejle. Kort sagt peger emitteren mod et hjørne, der er stationeret med et spejl orienteret 90 ° mod et andet spejl i det næste hjørne. Emitterens signaler bevæger sig fra det første spejl til det andet og videre til modtageren i det beskyttede områdes fjerde og sidste hjørne. Dette er en enkel måde at omslutte et større område, selvom et kompromis er, at hver spejlrefleksion ikke er 100 % effektiv, så signalet mindskes med hver refleksion. Designingeniører bør kontrollere producentens specifikationer for disse opsætninger, som normalt mindsker signalstyrken med ca. 8 til 15 % ved hver refleksion.

En sidste bemærkning om arbejdsområder, der er meget store: De fleste har potentiale for situationer hvor man kan gå igennem lysgardinet. Disse opstår, når en operatør går igennem lysgardingrænsen og udløser et maskinstop eller en sikker tilstand, men stadig er i stand (hvis der er de rigtige kontroller inden i det beskyttede område) til at genstarte den farlige maskine. Hvis det sker, vil operatøren i det væsentlige stå uopdaget af lysgardinet inden for det farlige arbejdsområde og risikere kvæstelser eller værre. En almindelig løsning til at forhindre sådanne situationer er at udelade eller deaktivere startkontakter og kontrol på maskiner og inkludere en hard-reset-switch uden for det beskyttede område, der typisk er på et betjeningspanel nær områdets HMI. Dette tvinger operatører til at forlade den farlige zone, for at genstarte udstyret.

Muting af lysgardin og de relaterede blanking-funktioner

Nogle arbejdsområder kræver periodisk suspendering af lysgardinfunktionen. Dette kaldes muting. Muting er normalt under en sikker del af bearbejdningsprocessen, der også tilfældigvis kræver manuel indgriben fra operatøren. F.eks. Er muting uundværlig, når operatører skal indlæse paller i en palleterings input-område. Muting bruges også ofte til at lade operatører losse genstande fra robottenss output-station.

Kort sagt, muting af lysgardiner koordineres omhyggeligt af en række tilstedeværelsesdetektorer, der forventer materialer af en bestemt størrelse og form. Tilstedeværelsesdetektorer skal udløses i en bestemt rækkefølge for midlertidigt at inaktivere lysgardindelen, der skal brydes af emnerne. Når de er færdige, og opgaven, der nødvendiggør muting-operationen, er afsluttet, genoprettes funktionen til beskyttelse af lysgardin.

Graf over timing af lysgardins mutingsekvensFigur 3: Uanset anvendelsen er et lysgardins muting-funktion konstrueret til kun at tillade materiale at bevæge sig gennem gardinet, men ikke personale. Timingsdiagrammer kan kvantificere detaljerne i et lysgardins mutings-funktion. (Billedkilde: Design World)

En funktion relateret til muting er blanking af lysgardinet. Her er det selve lysgardinet og ikke tilstedeværelsesdetektorer, der udløser funktionen. Kort fortalt forbliver lysgardinens bjælker aktive og tillader midlertidigt brud på genstande, der kommer ind i det begrænsede arbejdsområde, uden at udløse en nedlukning. Eller i en blanking-variant kaldet flydende blanking etablerer lysgardins elektronik et blankt område plus et beskedent tolerancebånd omkring det blanke område, for at muliggøre gennemgang af varer uden at tvinge operatøren til at placere genstande med alt for stor præcision.

Blanking af lysgardiner bruges ofte under maskinoperationer, der har brug for at transportere færdige dele ud af arbejdsområdet.

Konklusion

Designteknikere, der dimensionerer og specificerer lysgardiner, skal dokumentere at lysgardinertne overholder alle standarder, der gælder for den maskine eller robotteknologi, der beskyttes - inklusive branchespecifikke krav såvel som krav fra regionale og erhvervsmæssige styrende organer. Når disse standarder er etableret, kan de informere de korrekte opsætnings- og testrutiner for en given installation af lysgardin og angive, om forhold eller maskintyper der udelukker brugen af lysgardiner.

Disclaimer: The opinions, beliefs, and viewpoints expressed by the various authors and/or forum participants on this website do not necessarily reflect the opinions, beliefs, and viewpoints of Digi-Key Electronics or official policies of Digi-Key Electronics.

Om denne forfatter

Scott Orlosky

Throughout his 30-year career, Scott Orlosky has designed, engineered, developed, marketed, and sold sensors and actuators for industrial and commercial industries. He is coinventor on four patents for the design and manufacturing of inertial sensors. Orlosky is also a coauthor of Encoders for Dummies and produced the BEI Sensors industrial newsletter for nearly 15 years. Orlosky holds a master’s degree in Manufacturing and Control Theory from the University of California, Berkeley.

Om udgiveren

Digi-Keys nordamerikanske redaktører