Fényfüggöny: láthatatlan védőpajzs a gyártásban

A fényfüggöny története 

A fényfüggöny a biztonságos automatizálás elengedhetetlen elemévé vált, ám története meglehetősen rövidnek mondható. Az iparosodás felgyorsulásával egyre nagyobb szükség merült fel a gépek és a dolgozók közötti biztonságos távolság fenntartására. Az 1950-es években jelentek meg az első fényfüggönyök, amelyek lényegében megszakítható fénynyalábokból álltak. A technológia azóta jelentős fejlődésen ment keresztül: a kezdeti, egyszerű funkciójú eszközökből ma már intelligens, hálózatba integrálható rendszerek lettek. A fényfüggönyök egyre szélesebb körben elterjedtek és ma már a gyártás szinte minden területén megtalálhatók. A folyamatos fejlesztéseknek köszönhetően a fényfüggönyök egyre kisebbek, gyorsabbak és megbízhatóbbak lettek, így még komplexebb biztonsági megoldások is megvalósíthatók velük.

A fényfüggönyök specifikációi: Egy személyre szabott választás

A fényfüggönyök világában nem létezik univerzális, mindenre kiterjedő megoldás. Minden gyártó saját, egyedi jellemzőkkel rendelkező termékeket kínál, amelyek mérete, formája és felbontása is eltérő lehet. A megfelelő fényfüggöny kiválasztása tehát mindig az adott alkalmazáshoz és a védendő terület sajátosságaihoz igazodik.

Minden biztonsági rendszer kiindulópontja az a veszély, amelytől meg akarjuk védeni az embereket vagy a berendezéseket. Egy fényfüggöny esetében ez azt jelenti, hogy a fizikai tulajdonságait – például a felbontását, a védelmi zónát és a reakcióidejét – az adott veszélyhez kell igazítani.

Az EN ISO 13855 szabvány jelentős segítséget nyújt a fényfüggönyök kiválasztásában, hiszen meghatározza azokat a követelményeket, amelyeknek a biztonsági fénysugárrendszereknek meg kell felelniük. E szabvány alapján könnyebben meghatározhatjuk, hogy mely specifikációk a legfontosabbak az adott alkalmazáshoz.

A fényfüggönyök specifikációi azonban ennél jóval összetettebbek. Az IP-besorolás például meghatározza, hogy a fényfüggöny milyen környezeti hatásokkal szemben ellenálló, míg az áramfelvétel és a látható jelzések a rendszer integrálásához és üzemeltetéséhez szükséges információk.

Összefoglalva: A fényfüggönyök specifikációinak megértése elengedhetetlen ahhoz, hogy a megfelelő eszközt válasszuk. Az EN ISO 13855 szabvány egy kiváló kiindulópont, de az egyedi alkalmazási követelmények figyelembevételével kell dönteni.

A fényfüggönyök kulcsfontosságú specifikációinak mélyebb elemzése

A fényfüggönyök kiválasztásakor számos, egymással szorosan összefüggő tényezőt kell figyelembe vennünk. A megfelelő eszköz kiválasztásához elengedhetetlen, hogy alaposan megértsük az egyes specifikációk jelentőségét és egymásra gyakorolt hatását.

Érzékelési tartomány

• Definíció: Az érzékelési tartomány a fényfüggöny által lefedett terület. Ez függ a fényforrás típusától, a lencsék tulajdonságaitól és a beállított paraméterektől.
• Hatás: Az érzékelési tartomány meghatározza, hogy milyen nagy területet képes a biztonsági fényfüggöny védeni.
• Fontos szempont: A érzékelési tartományt úgy kell meghatározni, hogy az pontosan lefedje a védendő területet.

Az érzékelési tartomány meghatározza az adó és a vevő közötti maximális távolságot, amelyen belül a rendszer működőképes. Az aktív-passzív rendszerek esetében ezt a távolságot pásztázási tartománynak is nevezik. A fényfüggönyök fix, választható vagy automatikusan beállítható hatótávolsággal rendelkezhetnek. A megfelelő érzékelési tartomány kiválasztása kulcsfontosságú a biztonságos működéshez, hiszen egy túl nagy hatótávolságú eszköz rövid távon hamis riasztásokat okozhat, míg egy túl kicsi hatótávolságú eszköz nem nyújt megfelelő védelmet. A hatótávolság meghatározásakor figyelembe kell venni a védendő terület méretét és a környezeti körülményeket.

Felbontás

• Definíció: A fényfüggöny felbontása a szomszédos fénynyalábok közötti távolság. Minél kisebb ez a távolság, annál sűrűbb a fényháló, és annál kisebb tárgyakat képes érzékelni a rendszer.
• Hatás: A felbontás közvetlenül befolyásolja a védelmi zóna finomságát. Nagyobb felbontás esetén kisebb nyílásokat is képesünk védeni, például kis alkatrészeknél vagy szűk helyeken.
• Fontos szempont: A túl nagy felbontás növelheti az árnyékolási hatásokat és a hamis riasztások számát, míg a túl kicsi felbontás nem biztosít megfelelő védelmet.
• A fényfüggönyök felbontása, azaz a szomszédos fénynyalábok közötti távolság, közvetlen hatással van a szerelési távolságra és a rendszer által nyújtott védelmi szintre. A szabványok (pl. EN ISO 13855, EN ISO 12100) részletes útmutatást adnak a megfelelő felbontás kiválasztásához és a szerelési távolságok kiszámításához.

Felbontás és érzékelési képesség

• Finomabb felbontás (pl. 14 mm): Kisebb tárgyak (pl. ujj) érzékelésére alkalmas, közelebb szerelhető a veszélyforráshoz, így nagyobb rugalmasságot biztosít a géptervezésben.
• Durvább felbontás (pl. 30 mm, 50 mm): Nagyobb tárgyak (pl. kéz) érzékelésére alkalmas, távolabbra kell szerelni a veszélyforrástól.

A felbontás hatása a szerelési távolságra

• Kisebb felbontás: Nagyobb biztonsági távolság szükséges a hamis riasztások elkerülése érdekében.
• Nagyobb felbontás: Kisebb biztonsági távolság elegendő, de a költségek magasabbak lehetnek.

Egyéb tényezők, amelyeket figyelembe kell venni:

• Megközelítési irány: A személy vagy tárgy milyen szögben közelíti meg a védelmi zónát.
• Átnyúlás: Lehetséges-e, hogy egy tárgy átfér a fénynyalábok között anélkül, hogy megszakítaná őket.
• Jelenlétérzékelés: Szükséges-e a gép újraindításának blokkolása, ha valaki a védelmi zónában tartózkodik.

Kockázatértékelés Az EN ISO 12100 szabvány előírja, hogy a gépek tervezése során alapos kockázatértékelést kell végezni. Ennek során figyelembe kell venni a különböző veszélyforrásokat, a lehetséges balesetek következményeit és a szükséges védelmi intézkedéseket. A fényfüggöny kiválasztásakor a kockázatértékelés eredményei alapján kell dönteni a megfelelő felbontásról és a szerelési távolságról.

Típus 

Amikor biztonsági rendszert tervezünk, az EN ISO 13849 vagy IEC 62061 szabványok segítenek a biztonsági követelmények meghatározásában. Ezek a szabványok előírják, hogy a biztonsági funkcióknak (pl. vészleállítás) milyen szinten kell megvédeniük az embereket a veszélyektől. A szükséges biztonsági szint a kockázat nagyságától függ, és PL vagy SIL értékkel fejezhető ki. Az elektroérzékeny védőberendezések, mint a fényfüggönyök, az IEC 61496 szabvány szerint kerülnek besorolásra és közvetlenül kapcsolódnak a biztonsági funkciók teljesítményéhez. A megfelelő biztonsági rendszer kiválasztásával biztosítható a munkavállalók védelme és a termelési folyamatok biztonsága.

Aktív/passzív rendszerek

Az aktív/passzív rendszereket elsősorban a belépésvédelmi alkalmazásokban használják a költségek csökkentése érdekében. Ezek a rendszerek két fő egységből állnak: egy adó-vevő egységből és egy tükörrendszerből. Az adó-vevő egység bocsátja ki a fénysugarakat, amelyeket a tükrök a vevő egység felé irányítanak. A tükrök alkalmazása egyszerűsíti a rendszer felépítését, azonban a fénysugár erősségének csökkenése miatt az aktív/passzív rendszerek hatótávolsága általában rövidebb, mint a hagyományos adó-vevő rendszereknek. Ennek ellenére a költséghatékonyságuk miatt számos ipari alkalmazásban előnyben részesítik őket.

Védelmi zóna

• Definíció: A védelmi zóna az a térfogat, amelyet a fényfüggöny véd. A védelmi zóna alakja és mérete a fényfüggöny típusától, a felbontástól és a beállított paraméterektől függ.
• Hatás: A védelmi zóna határozza meg, hogy milyen méretű és alakú tárgyak mozgását érzékeli a fényfüggöny.
• Fontos szempont: A védelmi zónát úgy kell kialakítani, hogy az pontosan lefedje a védendő területet, de ne legyen túl nagy, hogy elkerüljük a felesleges leállásokat.

A biztonsági fénysugárrendszer geometriájának kialakításakor a védelmi zóna magasságát a veszélyforrás elhelyezkedéséhez és a szükséges védelmi szinthez kell igazítani. Pontforrás esetén a fényfüggönynek a teljes veszélyzónát fednie kell, míg területi védelemnél a fénynyalábok számát és magasságát a szükséges érzékenységnek megfelelően kell megválasztani.

Reakcióidő

• Definíció: A reakcióidő az az idő, amely ahhoz szükséges, hogy a fényfüggöny érzékelje a veszélyt, és jelt küldjön a vezérlőrendszernek.

• Hatás: A reakcióidő határozza meg, hogy milyen gyorsan tud reagálni a rendszer egy veszélyes helyzetre.

• Fontos szempont: A rövidebb reakcióidő biztonságosabb működést biztosít, de a túl rövid reakcióidő hamis riasztásokhoz vezethet.

IP-besorolás

• Definíció: Az IP-besorolás a fényfüggöny védettségét jelzi a szilárd anyagok behatolásával (por) és a folyadékokkal szemben.
• Hatás: Az IP-besorolás alapján meghatározható, hogy a fényfüggöny milyen környezetben üzemeltethető. Például egy nedves környezetben magasabb fokú vízállóságra van szükség.

További fontos szempontok:

Fényforrás: A fényforrás típusa (LED, lézer) befolyásolja a fényfüggöny teljesítményét, élettartamát és költségét.

• Kimenetek: A kimenetek típusa (NPN, PNP, biztonsági relé) határozza meg, hogy a fényfüggöny hogyan kapcsolódik a vezérlőrendszerhez.
• Hőmérséklet-tartomány: A működési hőmérséklet-tartomány meghatározza, hogy a fényfüggöny milyen környezeti hőmérsékleten üzemeltethető.
• Rázkódás tűrő képesség: Fontos szempont lehet olyan alkalmazásokban, ahol a stabil működés elengedhetetlen magas vibráció mellett is (pl présgépek védelme).

A fényfüggöny biztonsági funkciói és az újraindítási reteszelés

Biztonsági Funkciók

Az Electro-Sensitive Protective Equipment, azaz elektroérzékeny védőberendezés, egy olyan biztonsági eszköz, amely fényfüggönyök formájában gyakran használatos. Fő feladata a veszélyes zónákba való behatolás megakadályozása és a gépek leállítása, ha valaki vagy valami megszakítja a fényfüggöny által létrehozott védőmezőt.

A biztonsági funkciók széles skáláját kínálja a biztonsági követelményeknek megfelelően. Ezek közé tartozik:

• Némítás: Ez a funkció lehetővé teszi, hogy bizonyos tárgyak áthaladjanak a védőmezőn anélkül, hogy riasztást okoznának.
• Blanking: A blanking funkció segítségével a fényfüggöny bizonyos területeit ki lehet zárni a védelem alól.
• Részleges némítás: A bonyolultabb rendszerek esetén részleges némítást állíthatunk és dinamikus némítást állíthatunk be.
• Interferencia elleni kódolás: Ez a funkció több fényfüggöny együttes használatakor segít elkerülni a zavarokat.

Újraindítási reteszelés

Az újraindítási reteszelés egy olyan biztonsági mechanizmus, amely meghatározza, hogy a gép mikor indulhat újra, miután a biztonsági fényfüggöny aktiválódott. Két fő típusa van:

• Automatikus újraindítás: A gép automatikusan újraindul, amint a veszélyes zóna kiürül. Ezt a funkciót azonban csak nagyon szigorú feltételek mellett szabad alkalmazni, például kis présgépeknél, ahol a kar a védett zóna mögött helyezkedik el.
• Kézi újraindítás: A gép csak akkor indul újra, ha a kezelő egy külön gomb megnyomásával manuálisan engedélyezi azt. Ez a módszer általában biztonságosabb, mivel a kezelőnek mindig lehetősége van ellenőrizni, hogy a veszélyes zóna valóban kiürült-e.

Az újraindítási reteszelés kiválasztásakor figyelembe kell venni a következőket:

• A gép veszélyességi foka: Minél veszélyesebb a gép, annál biztonságosabb újraindítási módot kell választani.
• A munkavégzés körülményei: Ha a gép gyakran áll le és indul újra, akkor az automatikus újraindítás lehet előnyös, de csak akkor, ha ez biztonságos.
• A biztonsági előírások: Az adott országban vagy iparágban érvényes biztonsági előírások is meghatározhatják az újraindítási mód kiválasztását.

Összefoglalva: A biztonsági funkciók és az újraindítási reteszelés kulcsfontosságú elemei a biztonsági fényfüggönyöknek. A megfelelő funkciók és beállítások kiválasztásával jelentősen növelhető a munkavállalók biztonsága és a termelékenység.

A biztonsági fényfüggöny EDM funkciója

Az EDM (External Device Monitoring), azaz külső eszköz felügyelet, egy olyan diagnosztikai funkció, amelyet a biztonsági fényfüggönyökbe építenek be. Célja, hogy a biztonsági rendszer megbízhatóságát növelje azáltal, hogy folyamatosan figyeli azokat a külső eszközöket (pl. biztonsági relék, mágneskapcsolók), amelyekkel a fényfüggöny együttműködik.

Hogyan működik az EDM?

Az EDM funkció úgy működik, hogy a biztonsági fényfüggöny folyamatosan ellenőrzi, hogy a külső eszközök állapota megfelel-e a biztonsági rendszer által elvártnak. Ha bármilyen eltérést észlel, akkor a fényfüggöny riasztást jelez és leállítja a gépet.

Miért fontos az EDM funkció?

• Növeli a biztonságot: Azáltal, hogy folyamatosan ellenőrzi a külső eszközöket, az EDM segít megelőzni a lehetséges meghibásodásokat és a baleseteket.

• Csökkenti a leállások számát: Ha egy külső eszköz meghibásodik, az EDM funkciónak köszönhetően a probléma gyorsan észlelhető és kijavítható, így minimalizálva a termelési kieséseket.

• Egyszerűsíti a hibaelhárítást: Az EDM funkció által szolgáltatott diagnosztikai adatok segítenek a technikusoknak gyorsan azonosítani a hiba okát.

Az EDM funkció előnyei

• Fokozott biztonság: Az EDM funkcióval rendelkező biztonsági fényfüggönyök jelentősen hozzájárulnak a munkavállalók biztonságához.

• Növelt termelékenység: A gyorsabb hibaelhárításnak köszönhetően csökken a termelési állásidő.

• Egyszerűbb karbantartás: Az EDM funkcióval rendelkező rendszerek könnyebben karbantarthatók és diagnosztizálhatók.

Összefoglalva: Az EDM funkció egy olyan hasznos eszköz, amely a biztonsági fényfüggönyök megbízhatóságát és hatékonyságát növeli. Azáltal, hogy folyamatosan figyeli a külső eszközöket, az EDM segít megelőzni a lehetséges meghibásodásokat és a baleseteket, valamint egyszerűsíti a hibaelhárítást.

A biztonsági fényfüggöny Blanking funkciója

A Blanking funkció egy olyan speciális beállítás, amelyet a biztonsági fényfüggönyöknél alkalmaznak. Lényege, hogy a védőmező bizonyos területeit ki lehet zárni a védelem alól. Ez azt jelenti, hogy ezekben a zónákban a fényfüggöny nem érzékel semmilyen mozgást, és nem vált ki riasztást.

Miért van szükség a Blanking funkcióra?

• Gyártási folyamatok optimalizálása: Bizonyos gyártási folyamatok során előfordulhat, hogy egy szerszámnak vagy alkatrésznek át kell haladnia a védőmezőn anélkül, hogy a gépet leállítaná. A Blanking funkció lehetővé teszi, hogy ezt a mozgást biztonságosan végrehajtsuk.

• Rugalmas alkalmazás: A Blanking funkciónak köszönhetően a biztonsági fényfüggönyök szélesebb körben alkalmazhatók, mivel lehetővé teszi, hogy a védőmezőt az adott alkalmazáshoz igazítsuk.

• Költségmegtakarítás: A Blanking funkció alkalmazásával gyakran elkerülhető a bonyolultabb és költségesebb biztonsági megoldások használata.

Hogyan működik a Blanking funkció?

A Blanking funkció működésének alapelve, hogy a fényfüggöny vezérlőegységében meghatározott zónákat ki lehet zárni a védelem alól. Ez a kihagyás történhet fixen beállított értékek vagy külső jelek (pl. digitális bemenetek) alapján.

A Blanking funkció alkalmazási területei

• Szerszámcsere: A szerszámcserénél a szerszámot át kell vezetni a védőmezőn anélkül, hogy a gépet leállítaná.

• Palackozó gépek: A palackok vagy dobozok mozgatásánál előfordulhat, hogy a védőmezőt át kell szakítani.

• Hegesztő robotok: A hegesztőpisztoly mozgásánál a védőmezőt ki kell zárni a hegesztési zónában.

A biztonsági fényfüggöny muting funkciója

A muting funkció egy olyan speciális beállítás, amelyet a biztonsági fényfüggönyöknél alkalmaznak, és lehetővé teszi, hogy bizonyos, előre meghatározott tárgyak áthaladjanak a védőmezőn anélkül, hogy a gépet leállítaná.

Miért van szükség a muting funkcióra?

Gondoljunk például egy palackozó gépre. A palackokat folyamatosan kell a gépen keresztül vezetni. Ha minden egyes palack megszakítaná a fényfüggöny védőmezőjét, a gép folyamatosan le- és bekapcsolna, ami nemcsak hatékonytalan, de a gép élettartamát is lerövidítheti. A muting funkciónak köszönhetően a gép érzékeli, hogy a palack egy előre meghatározott, biztonságos tárgy, és nem áll le.

Hogyan működik a muting funkció?

A muting funkció általában úgy valósul meg, hogy a biztonsági rendszer szenzorok segítségével érzékeli a gyártási folyamat során rendeltetés szerűen érkező tárgyakat azok méretét, alakját és sebességét. Ha ezek a paraméterek megfelelnek az előre beállított értékeknek, akkor a fényfüggöny "engedélyezi" a tárgy áthaladását a védőmezőn.

A muting funkció előnyei

• Növeli a termelékenységet: A gépek folyamatosan működhetnek, mivel a megengedett tárgyak áthaladása nem okoz leállást.

• Rugalmas alkalmazás: A muting funkciónak köszönhetően a biztonsági fényfüggönyök szélesebb körben alkalmazhatók.

• Optimalizált gyártási folyamatok: A muting funkció segítségével a gyártási folyamatok hatékonyabban alakíthatók ki.

A muting funkció alkalmazási területei

• Palackozó gépek: A palackok és dobozok mozgatása

• Automatizált raktárak: A targoncák mozgása

• Szerszámgépek: A szerszámcsere folyamata

Fontos megjegyzések

• A muting funkció alkalmazása mindig alapos kockázatértékelést igényel.

• A muting funkciót csak akkor szabad használni, ha az nem veszélyezteti a munkavállalók biztonságát.

• A muting funkció beállítását és működtetését szakemberre kell bízni.

Összefoglalva: A muting funkció egy olyan hasznos eszköz, amely a biztonsági fényfüggönyök rugalmasságát növeli és lehetővé teszi, hogy azokat szélesebb körben alkalmazzuk. Azonban fontos megjegyezni, hogy a muting funkciót csak körültekintően és szakember bevonásával szabad használni.

Kulcskülönbség a blanking és a muting között:

• Blanking: A védőmező egy adott területét teljes egészében kikapcsolja.

• Muting: A védőmezőn áthaladó tárgyakat érzékeli és engedélyezi az áthaladást, ha azok megfelelnek az előre beállított paramétereknek.

Melyik funkciót válasszam? A megfelelő funkció kiválasztása az alkalmazástól függ. Ha egy adott területet teljesen ki kell zárni a védelem alól, akkor a blanking a megfelelő választás. Ha azonban bizonyos tárgyaknak engedélyezni kell az áthaladást a védőmezőn, akkor a muting funkció a jobb megoldás.

Fénysugarak kódolása

Mivel a biztonsági fényfüggönyök hasonló infravörös fényt használnak, a közeli eszközök zavarhatják egymást. A sugárkódolásnak köszönhetően minden fényfüggöny egyedi jelet kap, így a vevő pontosan azonosítja a saját adóját. Bár ez a technológia növeli a rendszer megbízhatóságát, fontos megjegyezni, hogy befolyásolhatja a fényfüggöny hatótávolságát és válaszidejét. Ezért a beszerelésnél figyelembe kell venni ezeket a tényezőket. 

A megfelelő biztonsági fényfüggöny kiválasztása több tényezőtől függ. Fontos figyelembe venni az alkalmazás jellegét, a védendő terület méretét és a szükséges biztonsági szintet. A felbontás, az érzékelési tartomány és a reakcióidő mellett olyan szempontokat is mérlegelni kell, mint a környezeti hatások, a telepítés módja és a kompatibilitás a meglévő rendszerrel. Az EN ISO 13855 szabvány segít a megfelelő eszköz kiválasztásában, azonban egyedi igények esetén szakértői tanácsra lehet szükség, ebben lehet segítségére az ANXQ Vision Technology Kft. csapata. Forduljon hozzánk bizalommal bármilyen felmerülő kérdésével kapcsolatban!