Rideau lumineux de sécurité photoélectrique : guide de type machine

Rideau lumineux de sécurité photoélectrique : comment spécifier par type de machine

Un rideau lumineux de sécurité photoélectrique projette un champ de faisceau infrarouge invisible à travers une ouverture d'accès à la machine et exige un arrêt sûr au moment où un faisceau est interrompu. Contrairement à un capteur photoélectrique à usage général, il se recoupe de manière redondante et est évalué à CEI 61496-1/-2 Type 2, ou Type 4. ce qui rend la spécification compliquée n'est pas la théorie : il choisit la résolution, la hauteur de protection et la qualification de type appropriées pour la machine particulière en question. Un rideau de 14 mm de qualité doigt sur une porte de moulage par injection est une bête différente d'un rideau de 25 mm de qualité manuelle gardant une zone de charge de coupe laser, ce qui est encore différent du rideau de type 4 de qualité doigt OSHA 29 CFR 1910.217 mandate efficacement une presse mécanique.

Ce mode d'emploi consiste à spécifier un rideau de lumière de sécurité photoélectrique pour trois scénarios de danger typiques : moulage par injection, usinage laser par poinçonnage et calcul de résolution avec des calculs de résolution de normes, des citations de normes et une liste de contrôle de spécifications en dix points à la fin.

Qu'est-ce qu'un rideau lumineux de sécurité photoélectrique ?

Dans l'usine d'automatisation moderne, un rideau lumineux de sécurité photoélectrique anciennement connu sous le nom de dispositif de protection optoélectronique actif (AOPD) ou équipement de protection électro-sensible (ESPE) utilise une série de faisceaux infrarouges suspendus à travers une colonne d'émetteur et une colonne de récepteur pour créer un plan de détection bidimensionnel de bon sens. Ces rideaux lumineux offrent une alternative compacte et mains libres aux protections dures chaque fois que les opérateurs ont besoin d'un accès de routine. Lorsqu'un objet opaque interrompt un ou plusieurs faisceaux, l'appareil commute ses doubles sorties OSSD de l'état ON à l'état OFF en quelques millisecondes, émettant un signal d'alerte qui ordonne aux machines dangereuses d'être actionnées dans un arrêt sûr.

Deux facteurs séparent un AOP d'un capteur photoélectrique générique Tout d'abord, l'appareil surveille son propre fonctionnement : la couverture de diagnostic dépasse 991TP3 T, et un défaut interne déclenche les sorties OSSD à OFF plutôt que de laisser la machine allumée Deuxièmement, la géométrie est choisie à dessein : l'espacement du faisceau et le diamètre de la lentille combinés déterminent la résolution, de sorte qu'un rideau dit être de 14 mm“ détectera de manière fiable tout objet de 14 mm ou plus n'importe où sur la hauteur protégée.

Rideau contre. scanner laser de sécurité. Les rideaux lumineux sont préférés lorsque l'ouverture de l'obstacle est stationnaire, que la géométrie est plane et que les opérateurs atteignent le même point d'accès à chaque cycle. À l'inverse, un scanner laser de sécurité domine lorsque la zone protégée est un espace au sol 2 D profilé, lorsque l'actif gardé se déplace (AGV, robots mobiles) ou lorsque la géométrie du champ doit être mise à jour dynamiquement par logiciel. Pour nos trois règles décrivant quand changer, passez en revue notre plongée profonde opposée scanners laser de sécurité industrielle.

CEI 61496 Type 2, Type 3, Type 4 et Cadre des normes de résolution

Chaque rideau lumineux de sécurité photoélectrique que vous achetez porte un numéro de type délivré en vertu de la CEI 61496-1. Ce numéro de type n'est pas un niveau marketing. Il constitue une limite supérieure du risque que vous êtes autorisé à atténuer en toute sécurité en vertu de la norme ISO 13849-1 :2023.

CEI 61496 Type	Plafond ISO 13849-1 PL	CEI 61508 SIL	Scénario de risque typique
Type 2	PL c	SIL 1	Périmètre à faible risque, délai d'accès
Type 3	PL d	SIL 2	Risque modéré, cellules collaboratives
Type 4	PL e	SIL 3	Points de pressage à haut risque, IMM, joignable

Une erreur courante de spécification consiste à supposer que le type 2 est une alternative moins chère au type 4. l'édition 3 de la norme EN 61496-1 harmonisée a fermé cette voie En vertu de la norme actuelle, un type 2 ne peut pas être utilisé lorsque l'évaluation des risques nécessite SIL 2 d ou plus 2 PL d ou plus grand Le type 2 est plafonné à SIL 1 / PL c, peu importe ce que sa valeur électronique PFHD indique Si votre machine nécessite PL d'avoir besoin du type 3 ; si elle a besoin de PL e, vous avez besoin du type 4. Aucun compromis.

Quelle est la différence entre les rideaux lumineux de sécurité de type 2 et de type 4 ?

Les rideaux lumineux de sécurité de type 4 sont conçus avec deux canaux optiques, deux microcontrôleurs distincts qui vérifient chaque impulsion et une routine de diagnostic qui fonctionne tout le temps en service. Couverture de diagnostic supérieure à 99%. Un défaut interne ne peut jamais provoquer une perte dangereuse de protection ; les sorties OSSD sont par défaut désactivées. En comparaison, les appareils de type 2 ne font que des auto-tests périodiquement, pas tout le temps, c'est pourquoi leur capacité systémique atteint son maximum à PLc /SIL1. Dans le monde réel, le type 2 est approprié pour une sécurité d'alimentation lente du convoyeur ou une limite à faible risque, tandis que le type 4 est le minimum pour tout endroit où une pénalité de mouvement peut atteindre un prix et un champ de sécurité non coupé.

Note d'ingénierie. La CEI 61496-1 utilise le temps de réponse AOPD pour désigner le temps écoulé entre l'interruption du faisceau et l'extinction de l'OSSD. Pour un rideau de résolution de doigt de 14 mm sur une hauteur de protection de 1 200 mm, estimez 8 à 15 ms en fonction du nombre de faisceaux. Cela se glissera ensuite ISO 13855‘s modèle de sécurité-in : S = K (Tstop + Tcurtain) + C, où K = 2 000 mm/sec pour une approche typique de reach-in et C est une figure spécifique à la partie du corps Rideau lent, poussée lente 'pushdistance' tous les deux font les mêmes dégâts.

Machine de moulage par injection : rideau de qualité Finger à la porte

Les presses à moules d'injection (IMM) ont des forces de platine de 50 à 8 000 tonnes et un cycle de 8 à 60 secondes. Le modèle d'accès de l'opérateur présente la difficulté : à chaque cycle, quelqu'un atteint la porte pour charger des inserts, décharger dégage ou libérer une partie coincée. Le recensement des accidents d'OSHA rapporte plusieurs incidents récents de brossage manuel dus précisément à cette situation : dans un cas, une travailleuse a subi une blessure par écrasement aux troisième et quatrième bouts de doigt de sa main droite lorsque le moule s'est fermé lors d'une entrée (Rapport d'accident de l'OSHA 170359400) ; dans un autre, une pièce en matière plastique collée au moule fermée sur la main de l'opérateur (Rapport OSHA 200357770).

Pour un rideau lumineux de sécurité IMM, ce sont les impossibles à faire

• Résolution de type doigt. 14 mm. plus grand laisse un espace de passage.
• marquage de type 4 (PL e) (obligé par la norme EN 201 (norme européenne pour les machines en plastique/caoutchouc) et par toute décision de risque justifiable utilisant la norme ISO 1200.
• Hauteur de protection d'au moins 600 mm - couvre l'ouverture complète du portail, montée sans zone morte au plancher du cadre du portail.
• Mise en sourdine obligatoire lorsqu'un bras de robot franchit la porte pour placer ou retirer des pièces La mise en sourdine doit être commandée par des interrupteurs de position vérifiés sur l'effecteur final du robot, jamais par un interrupteur manuel.
• Plage de fonctionnement de 0-5 m typique - la plupart des portes IMM se situent dans cette enveloppe La série ENT-14 de QJKH avec l'option de gamme C (0-5 m) est un ajustement parfait pour cette géométrie.

Scénario. Un IMM de 650 tonnes fonctionnant en production de clips automobiles en deux équipes a connu trois arrêts nuisibles par quart de travail alors qu'une goulotte d'alimentation traversait périodiquement le plan du rideau pendant qu'une pièce était extraite. L'intégrateur “olve” le problème en câblant un interrupteur à bascule dans l'entrée de sourdine Deux semaines plus tard, un opérateur est venu libérer une partie bloquée pendant que la sourdine était engagée et a perdu un bout de son index. Ce qui a fonctionné à la place, c'est une paire d'interrupteurs de fin de course montés sur la goulotte elle-même, vérifiés et non un remplacement de commande de 30 minutes.

Erreur IM commune Les intégrateurs filent la sortie OSSD du rideau via le circuit d'arrêt électronique de la presse plutôt qu'un relais de sécurité à double canal Cat. 4. avec ce câblage, le rideau se rapporte normalement, mais l'architecture Cat. 4 est rompue à la jonction - un seul contact défaillant dans la chaîne d'arrêt électronique détruit la sauvegarde Au lieu de cela, le rideau doit piloter un relais de sécurité dédié (par exemple, le module SRB de QJKH) ou une entrée PLC de sécurité pour maintenir PLe.

Machine de découpe laser : rideau de qualité manuelle dans la zone de charge

Les machines de découpe laser modifient le profil de risque L'écrasement n'est pas le principal danger - les principaux dangers sont la lumière laser de classe 4, les scories fondues à grande vitesse et un portique mobile. Ici, un rideau lumineux de sécurité ne protège pas la tête de coupe. Il protège simplement la zone de la navette de charge/déchargement et le poste de manutention des feuilles, éloignant le personnel pendant que la table s'indexe et que le faisceau est alimenté à l'intérieur de son enceinte.

Les priorités de spécification changent en conséquence :

• La résolution du niveau du doigt de 20 à 25 mm (grade à la main) n'est pas nécessaire car les opérateurs n'atteignent pas les draps plats avec leurs doigts ; ils traversent la navette avec un avant-bras.
• Hauteur de protection d'au moins 900 mm- protège l'enveloppe de portée d'un opérateur debout au poste de chargement.
• Isolation de longueur d'onde IR-Les émetteurs AOPD fonctionnent à ~850-950 nm (Classe 1).Les lasers de coupe à fibre fonctionnent à 1 064 nm et les coupeurs de CO2 à 10,6 m, de sorte que la source du rideau et le faisceau de coupe n'interfèrent pas Néanmoins, un rideau ne doit jamais être autorisé comme confinement primaire de classe 4 - cette responsabilité incombe à l'enceinte laser imbriquée sous ANSI Z136.1.
• Portée de 0 à 10 m ou plus - de nombreux coupeurs à plat modernes ont des espaces de table navette allant de près de 6 à 8 m ; spécifiez un rideau avec de la hauteur libre.
• Logic-rideau à verrouillage doit verrouiller l'entraînement de la table navette et la porte d'accès de l'enceinte, et non le signal d'émission laser directement Toute tête de coupe devrait pouvoir poursuivre son programme à l'intérieur de l'enceinte fermée pendant que la table est verrouillée par le rideau.

Erreur courante de coupe-laser En supposant que le rideau a est le confinement laser principal Un laser de classe 4 capable d'aveugler un spectateur à travers une paupière fermée nécessite une enceinte entièrement opaque et verrouillée évaluée à ANSI Z136.1. Le rideau lumineux de sécurité est une barrière secondaire pour les opérateurs de zone de charge ; il ne remplace pas la boîte entièrement métallique autour du faisceau.

Poinçonnage Presse Type 4 Doigt-Grade, Aucune exception

Une application bien documentée pour les rideaux lumineux de sécurité photoélectriques est les presses à poinçonner mécaniques et hydrauliques et elle reste l'utilisation la plus importante. OSHA 29 CFR 1910.217 définit les exigences relatives aux dispositifs de détection de présence autour des presses mécaniques, et au paragraphe (h) nous trouvons les exigences relatives au fonctionnement PSDI (Presence Sensing Device Initiation) (cassage et nettoyage du rideau) où commence réellement la course de presse. La spécification de performance de support est ANSI B11.19-2019, qui impose explicitement la présence de type 4 (équivalent ou équivalent) pour les presses électriques.

Maintenant, le calcul de la distance de sécurité ISO 13855 devient l'exigence ultime en matière de portance Voici la formule :

Exemples travaillés pour trois scénarios de presse représentatifs, avec un rideau de doigt de 14 mm à une réponse de 12 ms :

Classe Presse	Temps d'arrêt Ts	Rideau Tc	Total T	Requis S
Servo-presse de 50 tonnes	80 ms	12 ms	92 ms	184 mm
mécanique de 200 tonnes	200 ms	12 ms	212 ms	424 mm
Frein hydraulique de 600 tonnes	350 ms	12 ms	362 ms	724 mm

Pour un rideau de doigt de 14 mm, la pénalité C tombe à zéro (puisque d 14 = 0), donc la distance est dominée par le temps d'arrêt Leçon : une distance minimale de 424 mm sur une presse de 200 tonnes signifie que le rideau doit s'asseoir à près d'un demi-mètre de l'espace de la matrice Si la disposition physique ne permet pas 424 mm, la seule fixation légitime est une presse plieuse plus rapide (n'est pas un rideau plus proche). OSHA 1910217 paragraphe (h) exige explicitement une mesure d'arrêt du temps dans le cadre du cycle de certification PSDI, pas une fois à l'installation.

Le catalogue de rideaux lumineux de sécurité ENT de QJKH répertorie explicitement les presses mécaniques, les presses hydrauliques, les cisailles et les cintreuses comme applications directes, la série ENT-14 (résolution 14 mm) étant certifiée CEI 61496 type 4, SIL 3, Cat. /PL e 4 la note minimale pour le cas d'utilisation 10.217 (h) et le TUV audité.

Choisir la résolution : la règle 14 /25 /40

La résolution est la spécification que les acheteurs se trompent le plus fréquemment La partie du corps protégée détermine l'espacement de la poutre de rideau, et non l'inverse En vertu de la norme ISO 13855, la résolution que vous sélectionnez détermine la pénalité C ajoutée à la distance de sécurité, et la pénalité C est non négociable.

Un mnémonique encapsule l'ensemble du framework 14/25/40 Règle : quatorze pour doigt, vingt-cinq pour main, quarante pour le corps Mémoriser ces trois nombres et le reste de la décision de résolution est algorithmique.

Résolution	Partie du corps protégée	Constante ISO 13855 C	Cas d'utilisation typique
14 mm	Doigt/extrémité du doigt	8× (d - 14) = 0 mm	Appuyez sur l'espace de la puce, porte IMM
200 mm	Main/poignet	850 mm (fixe)	Zones de charge de la navette, accès CNC
40 mm	Bras/corps	850 mm (fixe)	Périmètre de cellule de robot, entrée de convoyeur

Un avertissement ne peut être surestimé : si l'accès au doigt est physiquement possible, un rideau de 30 mm est une non-conformité selon la norme ISO 13855 ; ce n'est pas un problème de distance qui peut être compensé par des millimètres supplémentaires. La famille ORL de QJKH reflète cette dichotomie directement avec des séries de détection-précision de 14 mm, 25 mm et 45 mm. Choisissez la résolution en fonction de la partie du corps, puis laissez les options de portée et de hauteur de protection suivre naturellement.

Quand un scanner laser de sécurité bat un rideau lumineux

Un rideau lumineux n'est pas toujours le meilleur choix Trois scénarios menacent la spécification vers un scanner laser de sécurité : (1) l'objet gardé “moves,” comme avec des AGV, des robots mobiles, ou des chariots navettes, où les supports fixes émetteur/récepteur ne peuvent pas être utilisés ; (2) la zone protégée est un contour de sol irrégulier et non un plan rectangulaire (la forme du champ programmable est nécessaire ; et (3) la cellule de travail doit être reconfigurée pour Shift A/Shift B sans remontages physiques.

Pour un cadre de décision complet à trois règles qui définit le moment où le scanner bat le rideau, y compris le test stationnaire contre mobile et la liste de contrôle géométrique sur le terrain, explorez notre couverture approfondie scanners laser de sécurité industrielle pour la protection des machines. Pour les points stationnaires avec géométrie planaire, le rideau gagne presque toujours en termes de coût, de réponse et de diagnostic !

Liste de contrôle des spécifications : dix points

Une spécification complète de rideau lumineux de sécurité photoélectrique traite ces dix problèmes Chaque ligne (sauf indication contraire) comprend une réponse représentative d'une configuration QJKH ENT-14-C1200 : un rideau de type 4 de qualité doigt avec une hauteur de protection de 1 200 mm, plage de 0 à 5 m, typique d'une configuration IMSS/presse.

1. Résolution 14 mm doigt /25 mm main /45 mm corps.ENT-14 :14 mm.
2. Hauteur de protection (H) : couvrant la totalité du volume de portéeENT-14-C1200 : 1 200 mm.
3. Plage de fonctionnement : distance émetteur-récepteur. ORL C-range : 05 m.
4. Type classe 2. (PLc), Type 3 (PLd), type 4 (PLe)ENT : Type 4 /PL e / SIL 3.
5. Temps de réponse : utilisé dans la formule de distance de sécurité ISO 13855. : 6-30,8 ms.
6. Mise en sourdine/blanchiment du support matériel transite ?ENT : mise en sourdine prise en charge via relais SRB.
7. Type de sortie PNP ou NPN OSSD, courant de chargeENT : double OSSD, charge 100 mA, PNP/NPN sélectionnable via télécommande IR.
8. Connecteur 5 broches standard M12 5 : M12.
9. Immunité à la lumière ambiante : incandescence de 3 000 lux/ensoleillement de 10 000 lux. [s'ajouter aux conditions extérieures adjacentes ou de charge solaire].ENT : 3 000 / 10 000lux.
10. Support de montage avant/support latéral, support de fente en T, magnétique, support de tuyau.ENT : tuyau magnétique CX /GZ/couvercle de protection TC T-slot /FZ.

“Dans chaque mise à niveau de chaque nouvelle presse, la décision de sécurité la plus importante prise par un intégrateur est de savoir s'il a spécifié le rideau du côté de la partie du corps, de la main, du corps ou du côté du catalogue, en allant avec un numéro de pièce pratique qui convient à une vente. Ceux qui accompagnent le numéro de pièce passent un audit ; ceux qui accompagnent une partie du corps sont une déposition en attente de se produire.”

Pour spécifier un rideau de type 4 de niveau doigt avec un module de relais de sécurité compatible, commencez par le QJKH famille de produits de rideaux lumineux de sécurité comme base, ajoutez simplement le Module relais de sécurité SRB pour maintenir l'architecture Cat.4 de l'OSSD au contrôleur Des échantillons payants sont disponibles pour les OEM qualifiés et les partenaires d'intégration.

Foire aux questions

Puis-je utiliser un rideau lumineux de 30 mm sur une presse plieuse ?

Seulement si la géométrie physique empêche tout accès des doigts à l'espace de filière (die space) qui sur un frein à presse à outil ouvert n'est presque jamais ISO 13855 considère 30 mm une résolution de niveau main avec une pénalité statique de 850 mm C, mais le vrai problème est de savoir si le bout d'un doigt peut gagner l'entrée dans l'espace de danger via un espace de 30 mm. Sur la majorité des presses plieuses, il peut, et donc la solution appropriée est un rideau de niveau doigt de 14 mm Un rideau de 30 mm sur une presse plieuse normalement exposée est une analyse de risque échouée, pas une optimisation du coût.

De quelle résolution ai-je besoin pour une machine de moulage par injection ?

14 mm-grade, type 4/PL e, avec une hauteur de protection couvrant toute l'ouverture de la porte, plus une petite marge de zone morte au niveau du cadre Les opérateurs IMM accèdent à plusieurs reprises pour déloger les pièces ou placer les inserts, donc la résolution des doigts doit être le minimum Ajouter une entrée d'enclenchement correctement verrouillée si un robot de fin de bras effectue un cycle à travers le bras d'ouverture ne jamais utiliser un interrupteur d'enclenchement manuel.

Les rideaux lumineux de sécurité sont-ils requis par l'OSHA pour les presses électriques ?

OSHA 29 CFR 1910.217 impose un dispositif de détection de présence (ou une sauvegarde équivalente) sur toutes les presses mécaniques utilisées en mode PSDI, et fait référence à l'ANSI B11.19 pour les critères de facteur de sécurité. L'ANSI B11.19-2019 impose alors la CEI 61496 type 4 pour son rôle de détection de présence. Ainsi, bien que l'OSHA n'indique pas explicitement les bornes de type 4, cette chaîne de normes fait du type 4 une présomption de facto. Tout rideau non de type 4 sur une presse électrique échouera à une évaluation de l'OSHA en vertu de la clause de service général.

Comment calculer la distance de sécurité pour un rideau lumineux ?

Appliquer la formulation ISO 13855 S= (K T)+C. Choisir une valeur de départ de K=2 000 mm/seconde pour l'approche par défaut de la jointure ; ajouter le temps d'arrêt de la presse plus le temps de réponse du rideau pour obtenir T ; enfin ajouter la pénalité C pour toute résolution que vous venez de sélectionner (zéro pour le doigt de 14 mm, 850 mm pour la main ou le corps).Exemple : une presse mécanique de 200 tonnes avec un temps d'arrêt de 200 millisecondes et un rideau de 14 mm à 12 millisecondes de temps de réponse donne S= 2 000000000 de distance de montage minimum.

Un rideau lumineux peut-il protéger plusieurs côtés d’une machine ?

Tout le chemin à travers soit la cascade (attacher plusieurs segments de rideau à un seul contrôleur) ou les miroirs de renvoi (acheminer un seul faisceau placé autour des coins).Les miroirs produisent une atténuation d'environ 151TP3 T par rebond, donc trois miroirs donnent une perte d'environ 401TP3 T. Précisez un rideau à plus longue portée pour en tenir compte. La cascade est l'option la plus propre pour les systèmes de type 4 car elle préserve la chaîne de diagnostic de bout en bout.

Qu'est-ce que le découpage par rapport à la mise en sourdine dans un rideau lumineux de sécurité ?

Le pigasisage ignore une région fixe du champ de faisceau en permanence (value) lorsqu'un luminaire de machine remplace en permanence une partie de la zone gardée Le cabrage désactive temporairement l'ensemble du rideau d'un processus établi pour une fenêtre utilisée lorsque le matériau traverse le plan dans le cadre du cycle normal Géométrie statique (blanking) versus temporelle (mutting).Tous deux puissants et tous deux sujets à une mauvaise utilisation ; chaque cycle de sourdine doit être commandé par une référence externe redondante et vérifiée, jamais un interrupteur manuel.

Un rideau lumineux remplace-t-il une garde dure ?

Pas toujours Les rideaux lumineux sont une touche de lumière de cheval aux points où les gardes durs sont la mauvaise réponse (charge/déchargement), changement d'outil, retrait de pièce Lignes de garde périmétriques fixes, risques de fragmentation/fragmentation/éjection thermique à haute énergie et enceintes laser de classe 4 sont toujours les meilleurs pour les barrières d'isolation dures Les rideaux lumineux au (x) point (s) d'accès périmétrique, partout ailleurs les gardes durs gagnent encore.