Precisa da cortina de luz de segurança certa para a sua máquina?
Indique-nos o seu tipo de máquina e os seus requisitos de proteção. A nossa equipa de engenharia ajudá-lo-á a selecionar uma cortina de luz de segurança, um sensor ou um lidar de segurança adequados ao seu projeto.
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Projectos de cortinas de luz de segurança standard e personalizados
Necessidades de atualização de OEM, integração, distribuição e fábrica
Seleção de produtos com base na disposição da máquina, gama de deteção, saída e ambiente
Seleção do sensor: Explicação das especificações do sensor laser
A maioria das folhas de dados de unidades de deteção de laser parecem arrumadas até o equipamento começar a falhar alvos, disparar falsamente ou parar de trabalhar numa avaliação de segurança. Este guia divide as especificações da unidade de deteção de laser em linguagem industrial comum, com lições difíceis de proteção de máquinas, avaliação e automação de fábrica.
Muitos dos erros das unidades de deteção laser não começam com um mau equipamento. Começam com especificações preguiçosas.
Na verdade, já vi equipas de aquisição compararem 2 unidades de deteção laser por preço, matriz de captação e tipo de conetor, e depois ficarem chocadas quando o dispositivo menos dispendioso fica aquém de um filme brilhante, borracha preta, vapor pesado, ressonância ou um alvo que se move a 1,8 m/s. Esta é a parte que ninguém consegue afirmar em voz alta: um sensor que “serve na bancada” não é o mesmo que um sensor que sobrevive à produção.
Questão de especificações.
No entanto, apenas se verificar os corretos, na ordem ideal, tendo em conta o dispositivo em questão. Está a escolher um sensor fotoelétrico laser para deteção e contagem, uma unidade de deteção de distância laser para colocação ou um sensor de variação laser para dimensão ao nível do mícron? Não se trata exatamente da mesma aquisição, mesmo quando a linguagem da brochura tenta confundi-las.
A chave suja por detrás das especificações dos sensores laser
A especificação de uma unidade de deteção laser é uma garantia tecnológica para problemas definidos e não uma garantia universal para a sua linha de montagem. O alcance, a repetibilidade, a dimensão do local, o tempo de reação, o tipo de resultado, a fonte de alimentação, a classificação IP e a classe do laser apenas sugerem algo quando combinados com o produto alvo, a geometria do local, a luz ambiente, a contaminação, a lógica de controlo e as acções de paragem do fabricante.
Isso parece evidente. Mas não é.
Na verdade, já vi designers se preocuparem com a repetibilidade de ± 0,1 mm enquanto negligenciavam a flexibilidade do suporte. Já vi compradores rejeitarem uma unidade de deteção por ser 15% muito mais cara, e depois investirem três mudanças atrás de falsas viagens desencadeadas por luzes LED ambiente. E já vi construtores de dispositivos lidarem com uma unidade de deteção fotoeléctrica a laser, uma cortina de luz de segurança e um scanner de segurança como se fossem intercambiáveis, uma vez que todos os três “usam luz”.”
Não são.
O Ferramenta eletrónica de proteção de equipamentos da OSHA torna a distinção completamente clara para os dispositivos de deteção de presença: as cortinas de luz têm de parar o movimento do equipamento quando o campo de aviso é interrompido e têm de ser configuradas tendo em conta o alcance da segurança, a fiabilidade do controlo e as áreas de acessibilidade não vigiadas. Esta é uma preocupação diferente da de contar caixas num tapete rolante.
Por isso, quando alguém pergunta: “O que são as especificações das unidades de deteção laser?”, a minha resposta é franca: são a prova mínima de que necessita antes de confiar a uma unidade de deteção a qualidade superior da produção, o tempo de atividade ou a exposição humana.
Começar pela tarefa: Descoberta, alcance ou deslocação?
A escolha inicial não é a marca. Não é o custo. Não é NPN versus PNP.
É uma caraterística.
Um sensor fotoelétrico laser detecta a presença de objectos. Uma unidade de deteção de distância por laser determina a distância a que se encontra um alvo. Uma unidade de deteção de variação de laser regista pequenos ajustes de posição, frequentemente com necessidades de precisão e repetibilidade muito mais rigorosas. Misture tudo isso e todo o seu processo de seleção torna-se um cinema caro.
Sensores fotoeléctricos a laser
Um sensor fotoelétrico a laser é geralmente a melhor opção para a descoberta de coisas, verificação de posicionamento, contagem, descoberta lateral e controlo de fluxo, em que um feixe de luz bem percetível ajuda no posicionamento. As especificações úteis são a matriz de captação, o tamanho da área, o tempo de feedback, o tipo de saída, a tensão de alimentação, a classificação de segurança e o design anti-interferência.
Por exemplo, a página Web da unidade de deteção fotoeléctrica laser Security Drape define uma unidade de deteção fotoeléctrica laser vermelha destinada à deteção, posicionamento, contagem e controlo da passagem de coisas, com resultado NPN/PNP, alimentação DC12- 24V, defesa IP65 e nível flexível de sensibilidade: Sensor fotoelétrico a laser Instalação de fabrico de laser vermelho de longo alcance.
Adequado para: contentores, peças, bordos de material de rede, fluxo de peças, estações de contagem.
Ajuste negativo: dimensão de espessura de alta precisão, proteção legal e segurança, ou superfícies alvo que ficam extremamente entre o brilho espelhado e o preto mate sem rastreio.
Sensores de distância a laser
Um sensor de alcance laser é utilizado quando o valor do alcance é importante. Acredite no posicionamento de paletes, diâmetro de rolos, colocação de gruas, acoplamento de AGV, nível de contentores, altura de elevação e verificações de estratégia de robôs.
Neste caso, preocupa-se menos com “vê alguma coisa?” e muito mais com a distância mensurável, a linearidade, a resolução, a repetibilidade, o preço da amostragem, o desvio de temperatura e a refletividade do alvo.
A dura realidade: um sensor de distância que lê magnificamente num azulejo de cerâmica branca pode atuar de forma muito diferente em borracha preta, alumínio leve penteado, plástico transparente ou cartão húmido.
Unidades de deteção de variação de laser
Uma unidade de deteção de variações por laser é o instrumento mais significativo. É utilizado para verificações de contas, densidade, elevação, monotonia, excentricidade, medição de vazios e controlo de processos em que se verificam pequenos desvios.
É aqui que os clientes devem deixar de analisar apenas o número de precisão. A repetibilidade, a linearidade, o ângulo do feixe, o intervalo de referência, o intervalo de medição, a dependência da área de superfície e a rastreabilidade da calibração são os factores mais importantes.
O documento do NIST sobre ensaio e calibração de interferómetros laser para medição de variações é uma indicação útil do mundo da metrologia: a dimensão do deslocamento não é mágica; depende da calibração, da imprevisibilidade, da deriva, da geometria, dos hábitos de comprimento de onda, das condições do ar e do método de contraste utilizado para verificar o instrumento.
Índice
Especificações da unidade de deteção de laser que realmente escolhem o desempenho
Vamos ser funcionais. Esta é a tabela que desejo que muito mais clientes usem antes de enviar RFQs.
Espécie
O que sugere de facto
O que acontece de errado na área
A minha regra de seleção
Gama de deteção
Distância mínima e óptima de descoberta de reputação ou de dimensão
O sensor funciona em toda a disposição, mas não funciona quando o alvo muda 20 mm
Deixar margem; não atuar no lado extremo da variedade
Repetibilidade
A regularidade com que o sensor apresenta exatamente o mesmo resultado nas mesmas condições
A variante aleatória cria falsas rejeições ou um controlo instável
Dar prioridade à repetibilidade do posicionamento e do exame
Precisão
Proximidade do valor real
Boa repetibilidade, mas medição incorrecta devido à calibração ou à superfície do alvo
Dados do ensaio de procura para o material-alvo real
Resolução
A mais pequena alteração detetável
O número de publicidade e marketing parece excelente, mas o ruído esconde o sinal
Resolução do contraste em relação à tolerância do procedimento
Tempo de reação
Tempo necessário para detetar ou atualizar o resultado
Os componentes em movimento rápido passam antes de serem vistos pelo PLC
Fazer corresponder o tempo de ação à velocidade, ao tempo de leitura do PLC e ao raciocínio dos resultados
Dimensão da área
Diâmetro ou forma do feixe laser à distância do escritório
O feixe de luz capta o fundo, os lados, os orifícios ou as representações brilhantes
Utilização de pontos mais pequenos para objectos pequenos e controlo de arestas
Tipo de resultado
NPN, PNP, analógico, IO-Link, relé ou saída de segurança
Desigualdade na cablagem eléctrica atrasa a entrada em funcionamento
Validar o tipo de entrada do PLC antes da aquisição
Tensão de alimentação
Necessidade de alimentação, normalmente DC12- 24V ou DC24V
Diminuição da tensão e potência elevada são motivo de erros periódicos
Verifique a tensão real do armário, o tamanho do cabo e os lotes
Classificação IP
Resistência à poeira e à água, como IP65, IP67 ou IP68
A lavagem, a névoa de óleo e a poeira eliminam os sensores “internos”
Adequar a classificação IP à abordagem de limpeza e à contaminação
Curso de laser
Segurança ocular e categoria regulamentar
Utilização não segura, falta de etiquetas ou problemas de exportação/importação
Confirmar o curso FDA/IEC antes da instalação de lasers visíveis
Um número nunca informa a história.
Se o alvo for pequeno, o tamanho da área pode ser mais importante do que o alcance. Se o alvo estiver a mover-se rapidamente, o tempo de resposta pode ser mais importante do que a resolução. Se a instalação estiver perto de uma prensa, serra, robô ou ponto de aperto do transportador, a função de segurança acaba por ser mais importante do que a facilidade de descoberta.
E, de facto, isso irrita as pessoas que querem uma resposta de uma linha.
Precisão e repetibilidade: Pare de lidar com eles como se fossem duplos
A precisão e a repetibilidade não são exatamente a mesma coisa. A exatidão indica o grau de aproximação da leitura ao valor real, enquanto a repetibilidade indica o grau de regularidade com que a unidade de deteção apresenta exatamente a mesma análise sob os mesmos problemas.
A seguir, a versão do chão de fábrica: uma unidade de deteção pode estar repetidamente errada.
Isto pode parecer uma piada, mas é exatamente o que acontece quando uma unidade de deteção de deslocamento do laser é calibrada numa área de superfície e utilizada noutra. Um alvo de aço inoxidável brilhante, um cinto de borracha preto, um recipiente de plástico transparente e um espalhamento áspero não devolvem a luz da mesma forma. O problema dos ajustes de ângulo. Problemas de manchas. Problemas de sujidade. Problemas de temperatura.
Se a sua resistência for de ± 1 mm, pode muitas vezes suportar uma unidade de deteção de alcance laser mais barata. Se a sua resistência for de ± 0,05 mm, deixe de fingir que uma unidade de deteção fotoeléctrica comum é um dispositivo de inspeção.
Para a precisão e repetibilidade do sensor laser, utilizo a seguinte regra: a variação real da unidade de deteção não deve ser superior a 20% a 30% da resistência do procedimento após a instalação, iluminação, vibração, nível de temperatura, sombra do alvo e tempo do PLC.
Demasiado tradicional? Talvez. Mas os comprimidos amargos não apreciam o otimismo.
Tempo de resposta: a especificação que revela a opção amadora
O tempo de ação é o ponto de rutura das numerosas sugestões de “melhor unidade de deteção laser para dimensão de alcance”.
Uma unidade de deteção com um tempo de retorno de 1 ms parece rápida. Mas a máquina não se preocupa apenas com a unidade de deteção. Respeita a cadeia completa: reação da unidade de deteção, atraso de saída, tempo de verificação do PLC, sistema de filtragem de entrada, retenção do relé ou do controlador de segurança, tempo de paragem mecânica e comportamento do operador.
A orientação da cortina de luz da OSHA afirma que os dispositivos de deteção de presença precisam parar de acariciar a imprensa se o corpo do motorista entrar no campo de aviso e vincula a configuração a uma fórmula de distância de segurança e proteção. Isso é importante, uma vez que a taxa de deteção sem distância livre de risco é simplesmente um aviso rápido depois que o dano já começou.
Para a automação geral, o feedback rápido melhora a precisão da contagem e minimiza a perda de itens. Para a segurança e proteção do fabricante, o tempo de resposta entra na estimativa do perigo.
Diferentes apostas. Matemática diversa.
A Divisão do Trabalho dos EUA relatou um caso da OSHA de 2016 em que um trabalhador sofreu uma amputação parcial do dedo ao remover um atolamento em um dispositivo de selagem de sacos; investigadores particulares descobriram que as cortinas de luz instaladas pelo fabricante tinham sido realmente deficientes e sugeriram que as multas chegassem a $78.325: Investigação da OSHA descobre que os guardas de segurança e proteção foram ignorados.
Esta situação não tinha a ver com uma folha de especificações dispendiosa. Tratava-se do que acontece quando a pressão do fabrico supera as razões de segurança e proteção.
Curso de laser e segurança ocular: Os Compradores de Espécies Saltam Até à Obtenção Legal Incluída
O curso de laser não é uma decoração. Informa-o do grau de perigo potencial da radiação laser descarregada e das expectativas de rotulagem/controlo em torno do artigo.
A FDA afirma que os produtos laser aumentam a precisão, a exatidão, a segurança e a integridade, mas os riscos da exposição ao laser devem ser acautelados; reconhece também as principais classes de perigo do laser, de I a IV, sendo que os cursos mais elevados implicam uma maior capacidade de lesão: Produtos e instrumentos laser da FDA.
Para os compradores comerciais, isto traduz-se em 3 métodos monótonos mas dispendiosos:
Conformidade das importações
Avaliação da segurança e proteção dos trabalhadores
Documentos de dispositivos
O Aviso de Laser 2023 n.º 56 da FDA analisa a conformidade com a norma IEC 60825-1 Ed. 3 e 21 CFR 1040.10/ 1040.11, que é o tipo de informação regulamentar que acaba por ser instantaneamente muito interessante quando um envio se atrasa ou um cliente solicita ficheiros tecnológicos: Notificação de laser nº 56 da FDA.
O meu ponto de vista: se um fornecedor não puder mencionar claramente o curso do laser, a potência de saída, o comprimento de onda, a condição de identificação e o critério adequado, não esconda esse perigo nas notas de compra. Escalone-o.
Resultado da unidade de deteção: NPN, PNP, Analógico, IO-Link, e a captura de circuitos
O tipo de saída parece básico até ao início da colocação em funcionamento.
NPN e PNP prevalecem sobre os resultados electrónicos, mas não são compatíveis sem considerar os circuitos de entrada do PLC. Os resultados analógicos, como 0-10V ou 4-20mA, são utilizados quando é necessária uma dimensão contínua. O IO-Link adiciona diagnósticos, parametrização e dados de problemas, o que pode ser útil quando os grupos de manutenção desejam menos falhas de enigma.
Aqui está a lição frustrante da área: muitas das “falhas” das unidades de deteção não são falhas do sensor. São suposições de cablagem.
Um comprador vê DC12- 24V e NPN/PNP e pensa que o trabalho está feito. No entanto, o engenheiro de controlo ainda precisa de verificar a lógica de afundamento/fornecimento, a pinagem dos fios, o tipo de conetor M8 ou M12, a ligação à terra da proteção, a filtragem das entradas e se o tempo de leitura do PLC é suficientemente rápido.
Pontuação de PI e ambiente: As instalações de fabrico ganham sempre
O IP65 não é um campo de forças.
Uma unidade de deteção fotoeléctrica a laser IP65 pode resistir ao pó e a jactos de água a baixa pressão, mas isso não significa que se delicie com a névoa do líquido de refrigeração, produtos químicos alcalinos de lavagem, salpicos de soldadura, pó de farinha, efeito direto, gelo, vibração ou uma empilhadora a escovar o suporte todas as sextas-feiras.
Já vi uma unidade de deteção ser condenada por instabilidade quando o verdadeiro problema era uma braçadeira $4 dobrada que vibrava a alta velocidade. Posteriormente, a unidade de deteção ficou óptima; o refletor foi sendo gradualmente coberto por óleo transportado pelo ar. Toda a gente queria uma nova versão. Ninguém tencionava limpar o equipamento.
A fronteira entre segurança e proteção: os sensores laser não são imediatamente dispositivos de segurança
É aqui que eu fico indesejável.
Uma unidade básica de deteção fotoeléctrica por laser não deve ser tratada como um dispositivo de proteção com classificação de segurança, a menos que seja especificamente concebida, acreditada, cablada e confirmada para essa função de segurança e proteção. Descoberta não é o mesmo que defesa.
O Bureau of Labor Statistics informou que o equipamento esteve envolvido em 58% de casos de amputação relacionados com o trabalho com dias longe da operação em 2018, com 6.200 situações totais de amputação e uma mediana de 31 dias longe do trabalho: Informações sobre amputação de máquinas BLS.
Este facto deveria tornar cada discussão sobre “basta incluir um sensor” mais importante.
Como escolher uma unidade de deteção laser sem se queimar
Eis a minha lista de controlo de trabalho. Não é elegante. Mas funciona.
Passo 1: Especificar o alvo
Registar o material, a cor, a refletividade, o tamanho, a forma, a velocidade, o posicionamento e a variante de configuração permitida. Incluir os piores alvos, e não apenas a amostra organizada do laboratório.
Ação 2: Definir o trabalho
A unidade de deteção está a identificar a existência, a medir o alcance, a verificar a deslocação, a contar componentes, a validar a regulação ou a proteger indivíduos? Utilize estas palavras de forma exaustiva.
Passo 3: Especificar a definição
Enumerar sujidade, água, óleo, líquido de refrigeração, produtos químicos de limpeza, vapor, ressonância, luz ambiente, som elétrico, temperatura e má utilização mecânica.
Sugestão 4: Definir a interface de utilizador do controlo
Confirmar NPN/PNP, analógico, IO-Link, relé, tipo de televisão por cabo, adaptador, tensão de alimentação, tempo de varrimento do PLC, necessidades do controlador de segurança e diagnóstico.
Passo 5: Testar as amostras feias
Utilize alvos pretos, brilhantes, claros, húmidos, inclinados, desarrumados, vibrantes, em movimento rápido e de tamanho limite. Se o sensor apenas lidar com objectos de teste brancos e arrumados, terá aprendido algo útil antes de gastar tempo de inatividade.
Etapa 6: Pedido de provas
Peça fichas de dados, representações de cablagem, percurso do laser, classificação IP, tempo de resposta, curva de alcance, informações sobre repetibilidade, instruções de montagem e referências de aplicações. Se a segurança estiver incluída, solicite certificados e necessidades de validação.
Para as equipas de aprovisionamento que lidam com o risco das peças sobresselentes e do tempo de atividade, a visão geral sobre a quantidade de cortinas de luz sobressalentes e olhos fotográficos a equipar merece ser lido, uma vez que a compatibilidade de substituição é normalmente urgente quando a linha já está em baixo.
FAQS
Quais são os requisitos da unidade de deteção de laser?
As especificações da unidade de deteção laser são as limitações técnicas quantificáveis e as condições de funcionamento que definem a forma como um sensor laser detecta, mede ou valida um alvo numa aplicação comercial. Incluem geralmente o alcance da deteção, a precisão, a repetibilidade, a resolução, o tempo de reação, o tamanho do ponto, o tipo de resultado, a tensão de alimentação, a classificação IP, o curso do laser e os limites ambientais.
O truque é que os requisitos são testados sob problemas regulamentados. O seu equipamento pode ter ressonância, ar sujo, materiais brilhantes, sombras misturadas, som elétrico e instalação imperfeita. Por isso, a ficha de dados é o fator inicial, não a última prova.
Como é que escolho exatamente uma unidade de deteção laser?
Para escolher um sensor laser, comece por definir a tarefa: deteção de presença, dimensão da distância, medição da deslocação, contagem, colocação ou recolha por motivos de segurança. Em seguida, faça corresponder a matriz do sensor, a repetibilidade, o tempo de ação, o tamanho da área, o tipo de resultado, a classificação ecológica e o curso do laser ao alvo real, à taxa de produção, ao controlador e aos problemas de instalação.
Não começar pelo preço. Comece pela definição de falha. Pergunte o que acontece se o sensor falhar uma peça, der um falso disparo, se desviar 0,5 mm ou ficar coberto de pó. Essa solução dir-lhe-á quão sério deve ser o testemunho de especificação.
Qual é a diferença entre uma unidade de deteção de alcance laser e um sensor de variação laser?
Um sensor de distância a laser mede o alcance entre a unidade de deteção e um alvo, enquanto um sensor de variação a laser processa pequenos ajustes na definição do alvo com maior concentração na repetibilidade, linearidade, resolução e segurança da medição. Os sensores de alcance são frequentemente utilizados para colocação; os sensores de deslocamento são utilizados para avaliação e controlo da precisão.
Em linguagem comum, a distância pergunta: “Exatamente a que distância está?” O deslocamento pergunta: “Quanto é que se moveu?” Essa diferença é importante quando a tolerância do processo é limitada, como nas verificações de espessura, dimensão espacial, excentricidade, planicidade ou controlo de altura.
Porque é que as unidades de deteção a laser não funcionam bem em superfícies brilhantes ou pretas?
Os sensores laser ficam aquém do esperado em áreas com superfícies brilhantes ou pretas devido ao facto de a refletividade do alvo alterar a quantidade de luz que regressa ao recetor e o ângulo em que o faz. As superfícies brilhantes podem refletir o feixe de luz ou causar brilho, enquanto os materiais escuros absorvem mais luz, reduzindo a resistência do sinal e tornando a descoberta ou a medição instável.
É por isso que os testes genuínos de alvos derrotam o pensamento de brochura. Um sensor que funciona bem em cartão branco mate pode ter dificuldades com borracha preta, plástico transparente, aço penteado, filme húmido ou aço inoxidável brilhante. Teste constantemente a pior área de superfície possível.
Uma unidade de deteção fotoeléctrica por laser é uma unidade de deteção de segurança e proteção?
Uma unidade de deteção fotoeléctrica por laser não é automaticamente uma unidade de deteção de segurança, uma vez que os sensores de deteção comuns não são normalmente criados com redundância de segurança, monitorização de falhas, arquitetura de controlo acreditada e desempenho de paragem validado. Uma aplicação de segurança e proteção exige um dispositivo com classificação de segurança e uma análise de ameaças registada, e não simplesmente um sensor que detecte a presença.
Esta diferença não é negociável. Utilize cortinas de luz de proteção e segurança adequadas, scanners de proteção e segurança, LiDARs de proteção e segurança, encravamentos, relés ou controladores de proteção e segurança sempre que for necessária a defesa humana. Uma unidade de deteção laser típica pode apoiar a automação, mas não deve ser discretamente anunciada como uma função de proteção e segurança sem acreditação.
Que especificações da unidade de deteção laser são mais importantes para a verificação a alta velocidade?
Para a verificação a alta velocidade, uma das especificações mais importantes da unidade de deteção laser é o tempo de feedback, a frequência de comutação, o tamanho do ponto do feixe de luz, o tipo de saída, a comparação do alvo, a dimensão mínima das coisas e a taxa de entrada do controlador. A unidade de deteção deve detetar as coisas com rapidez suficiente, e o PLC ou contador deve verificar o sinal sem o filtrar.
Uma unidade de deteção rápida ligada a uma entrada lenta continua a ser um sistema lento. Verifique o espaçamento entre as coisas, a taxa de transporte, o tamanho do impulso, o tempo de varrimento do PLC, as configurações de debounce e se o resultado da unidade de deteção permanece seguro sob vibração e luz ambiente.
Considerações finais: Escolha a unidade de deteção como se fosse a sua própria unidade de falha
Esta é a dura realidade: o melhor sensor laser para medição de distâncias, controlo de variações ou descoberta de objectos não é o que tem a folha de dados mais bonita. É aquele que ainda funciona quando o alvo é horrível, o suporte está a vibrar, a lente está suja, o condutor está a correr e o dispositivo está a funcionar há 4.000 horas.
Por isso, não se pode negar apenas a partir da especificação do título.
Enviar o produto-alvo. Partilhar a velocidade. Partilhar a gama de instalação. Partilhar o tipo de entrada do PLC. Partilhar a configuração. Partilhar se se trata de uma descoberta, de uma medição ou de uma proteção de segurança.
Se estiver a selecionar unidades de deteção laser, sensores fotoeléctricos, cortinas de luz de segurança ou LiDAR de segurança e proteção para uma máquina industrial, contacte a equipa de engenharia com Página de contacto da Safety and Security Curtain com o seu tipo de máquina, matriz de recolha, requisitos de resultados, ambiente e calendário de tarefas. A escolha da unidade de deteção ideal deve ser confirmada antes de ser montada, e não esclarecida depois de falhar.