安全光幕是一种基于红外线光电传感技术的工业安全防护装置,它可以保护操作员,防止受到危险设备的伤害。它是由从一个设备(发射器)发送到第二个设备(接收器)的多个红外光束组成的无形屏障。如果这些红外光束被人或物体中断,机器就会停止运转。
安全光幕通常要完成两项主要的机器防护任务:出入防护或周边防护。光幕用于出入防护时,可保护通往危险区域的特定出入点。这个区域可大可小,既取决于需要防护的区域,也取决于可能触发光幕的因素。当用于周边防护时,会在机器或其他设备的周围设置较大的光幕,防止进入周围区域。这虽然占用了更多的地面空间,但能更灵活地处理接近设备的问题。
最常见的两种安全光幕是 2 级和 4 级安全光幕,它们分别满足不同级别的安全要求。4 级安全光幕在受伤风险较大的情况下使用,而2 级安全光幕则用于低风险应用。也就是说,2 级安全光幕可以保护人员免受轻伤和可能需要用急救包处理的伤害,而 4 级安全光幕则可以防止严重伤害。2 级安全光幕通常提供手部和身体保护,4 级安全光幕则在手指这样的小物体穿过两条或更多条光束时,它会停止设备。
本质上,安全光幕(Safety Light Curtain)和安全光栅(Safety Grating)都属于光电安全保护装置,其工作原理高度相似:通过发射端产生不可见的红外光光束阵列,由接收端进行同步接收,从而形成一个无形的保护区域。当有物体(如操作人员的手)闯入并遮挡住一道或多道光束时,装置内部的半导体器件会迅速检测到光信号的变化,并输出信号至机器的配电系统或安全控制器,从而触发紧急停机。
二者的区别主要体现在物理结构和应用方面:
安全光幕 (Safety Light Curtain):通常指光束数量较多、间距较小(如10mm, 20mm, 30mm)、形成一道密集“光墙”的装置。它更侧重于对区域或开口的全面防护,其光纤元件和激光二极管排列密集,能够精确检测到细小物体的侵入,常用于需要高水平防护的区域,如冲压机械、机器人工作单元的全通道防护。因安全光幕与自动化生产线的集成度更高,所以汽车制造行业更倾向使用“安全光幕”。
安全光栅 (Safety Grating):指光束数量较少、间距较大(如40mm, 50mm甚至更大)的装置,形态上更像一个“栅栏”。它常用于存在性检测或出入口防护,例如保护冲压线的投料口、流水线的过渡区域,其主要目的是防止人员整体进入危险区域,而非检测手指等细小部位。因为安全光栅与机床防护门的适配性更强,所以机械加工行业常采用“安全光栅”。
在国际标准体系中,安全光幕与安全光栅的术语差异并未导致技术标准的割裂。例如,欧盟机械指令(2006/42/EC)将二者统称为“光电保护装置”,并明确要求其安全完整性等级(SIL)需达到PLe或以上。美国ANSI B11.19标准同样将二者纳入同一技术框架,强调其作为安全防护装置的等效性。这种术语差异更多源于语言习惯。欧洲及北美,倾向使用安全光幕(Safety Light Curtain),强调其通过连续光束形成的“幕状”防护效果;亚洲及部分工业领域,则更常用安全光栅(Safety Grating),突出其通过光束矩阵构建的“栅栏式”防护特性。
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