安協(xié)安全光幕

機(jī)器人光幕防護(hù)方案

一、核心防護(hù)原理與功能

在機(jī)器人協(xié)作場(chǎng)景中，安全光幕作為核心防護(hù)設(shè)備，需依據(jù)機(jī)器人動(dòng)態(tài)工作特性與環(huán)境要求，設(shè)計(jì)綜合性方案。以下為具體防護(hù)方案的關(guān)鍵要點(diǎn)：

1.非接觸式監(jiān)測(cè) 

借助紅外光束或激光構(gòu)建隱形屏障，對(duì)機(jī)器人協(xié)作區(qū)域予以覆蓋。一旦人員或物體進(jìn)入該區(qū)域，光幕會(huì)即刻觸發(fā)信號(hào)，促使機(jī)器人緊急停機(jī)或切換至低速模式，從而規(guī)避碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

2.動(dòng)態(tài)區(qū)域設(shè)置

此光幕支持多級(jí)防護(hù)區(qū)域劃分（例如預(yù)警區(qū)、危險(xiǎn)區(qū)），能夠依據(jù)任務(wù)需求靈活調(diào)整保護(hù)范圍與靈敏度。舉例而言，在裝配線里可設(shè)置臨時(shí)通行區(qū)域，以減少誤觸發(fā)情況。

3.分類識(shí)別功能 

部分高端光幕集成了AI算法，能夠區(qū)分人員、物料以及機(jī)器人本體，減少因非人員干擾而導(dǎo)致的誤停機(jī)現(xiàn)象，進(jìn)而提升生產(chǎn)效率。

二、典型應(yīng)用場(chǎng)景方案

1.人機(jī)協(xié)作裝配線

在機(jī)器人工作區(qū)域的三面安裝光幕（靠墻一側(cè)無需安裝），形成U型防護(hù)區(qū)，覆蓋機(jī)器人活動(dòng)半徑外延500mm的范圍。

搭配聲光報(bào)警裝置，當(dāng)人員進(jìn)入時(shí)，觸發(fā)警示燈和蜂鳴器，同時(shí)向PLC發(fā)送停機(jī)指令。

2.上下料工作站

采用多套光幕組合，形成立體防護(hù)網(wǎng)，覆蓋機(jī)器人抓取路徑和傳送帶區(qū)域。

具備復(fù)位功能：人員離開后，可通過按鈕重啟機(jī)器人，避免生產(chǎn)中斷。

3.高危作業(yè)環(huán)境（如沖壓、焊接）

選用光軸間距為10mm的高分辨率光幕，確保達(dá)到手指級(jí)防護(hù)精度；對(duì)射距離需覆蓋設(shè)備的最大行程，如3米以上。

配備冗余控制系統(tǒng)，雙CPU實(shí)時(shí)校驗(yàn)信號(hào)，符合ISO 13849 - 1安全等級(jí)PLd要求。

三、技術(shù)選型與集成要點(diǎn)

1.參數(shù)匹配

光軸間距：依據(jù)防護(hù)等級(jí)進(jìn)行選擇（10mm用于防手指穿透/40mm用于防手臂侵入）。

響應(yīng)時(shí)間：需小于等于20ms，以確保機(jī)器人急停距離符合ISO/TS 15066標(biāo)準(zhǔn)。

2.系統(tǒng)集成

通過安全繼電器或PROFIsafe協(xié)議與機(jī)器人控制器直接連接，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)響應(yīng)。

結(jié)合力控傳感器或視覺系統(tǒng)，形成多層級(jí)防護(hù)。例如，當(dāng)安全光幕觸發(fā)后，機(jī)器人自動(dòng)切換至5cm/s的低速模式。

3.抗干擾設(shè)計(jì)

選用金屬外殼型號(hào)的光幕，以抵御電磁干擾，避免因車間設(shè)備（如變頻器）而導(dǎo)致誤動(dòng)作。

定期校準(zhǔn)光束對(duì)齊度，防止因粉塵遮擋而引發(fā)的信號(hào)衰減。

四、行業(yè)實(shí)踐案例

1.汽車焊接工作站（安協(xié)HP系列安全光柵） 通過光幕與圍欄聯(lián)動(dòng)，在1.2米高度形成防護(hù)網(wǎng)，并配合區(qū)域闖入門禁系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人車分流管理。

2.電子元件裝配線（安協(xié)HNG系列安全光幕） 多光幕組網(wǎng)覆蓋六軸機(jī)器人的工作范圍，支持Modbus - TCP協(xié)議與MES系統(tǒng)集成，實(shí)時(shí)記錄安全事件。

通過上述方案，安全光幕能夠有效平衡機(jī)器人協(xié)作場(chǎng)景下的安全性與生產(chǎn)效率。在實(shí)際部署時(shí)，建議結(jié)合專業(yè)安全評(píng)估（如風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣法），進(jìn)行定制化的防護(hù)層級(jí)設(shè)計(jì)。更多技術(shù)細(xì)節(jié)可參考相關(guān)案例。