Pramonės saugos durų jungiklis mašinos apsaugai: elektromagnetinių spynų tipai ir atitikties standartai

Šiuolaikinė inžinerija reikalauja subtilaus balanso. Turite apsaugoti operatorius, užtikrinti greitą prieigą prie mašinos ir griežtai laikytis taisyklių. Turite pasiekti šiuos tikslus nesukeldami nereikalingų gamybos prastovų. Didelės inercijos mašinoms nebepakanka paprasto magnetinio jutiklio. Šiandien aktyvus apsauginių durų jungiklis yra pagrindinė šiuolaikinės mašinos apsaugos linija. Šios tvirtos sistemos peržengia pagrindinio artumo jutimo funkciją. Juose naudojami aktyvūs elektromagnetiniai fiksavimo mechanizmai. Mes juos specialiai suprojektuojame, kad efektyviai apsaugotume pavojingas zonas.

Šiame straipsnyje pateikiama išsami techninio vertinimo sistema. Padėsime teisingai parinkti, nurodyti ir įdiegti elektromagnetinius blokavimus. Sužinosite, kaip laikytis galiojančių saugos direktyvų ir įvertinti įvairius užrakinimo mechanizmus. Išnagrinėsime esminius personalo ir procesų apsaugos skirtumus. Galiausiai šis vadovas padės užtikrinti gamyklos grindų saugumą ir išlaikyti optimalų veiklos efektyvumą.

Key Takeaways

• Procesas ir personalo apsauga: Pasirinkimas tarp užrakinimo ir atrakinimo elektromagnetinių jungiklių visiškai priklauso nuo to, ar saugote mašinos procesą, ar žmogaus gyvybę.

• Atitiktis yra nediskutuotina: Šiuolaikinis apsauginių durų blokavimo pasirinkimas turi atitikti ISO 14119, ypač atsižvelgiant į atsparumo pažeidimams ir kodavimo lygius.

• Integravimo realybė: pažangūs elektromagnetiniai saugos jungikliai naudoja RFID ir OSSD išėjimus, kad būtų išvengta gedimų maskavimo, kuris yra dažnas tradicinių serijinių mechaninių jungiklių gedimo taškas.

• Svarbi laikymo jėga: norint nurodyti teisingą laikymo jėgą (Fzh), reikia apskaičiuoti fizinį poveikį, durų svorį ir aplinkos vibraciją.

Reikalavimo apibrėžimas: kada privalomas elektromagnetinis saugos jungiklis?

Labai svarbu suprasti, kada vietoj pagrindinio jutiklio naudoti užrakinimo jungiklį. Sprendimas visiškai priklauso nuo mašinos veikimo laiko koncepcijos. Tam tikros pramoninės mašinos turi didžiulę kinetinę energiją. Pagalvokite apie didelės spartos centrifugą, sunkų štampavimo presą arba didelį pramoninį maišytuvą. Kai atjungiate elektros tiekimą, šios mašinos nesustoja akimirksniu. Jų besisukančios masės ir toliau juda.

Saugos inžinieriai apskaičiuoja konkretų pradinį reikalavimą. Turite palyginti mašinos sustojimo laiką su operatoriaus artėjimo laiku. Jei mašina sustoja dešimt sekundžių, o operatorius gali pasiekti pavojų per dvi sekundes, paprasta pramoninių durų stebėjimo jungiklio . nepakanka Jis išjungs maitinimą, bet netrukdys operatoriui atidaryti durų ir liesti judančių dalių. Pagal šį scenarijų fizinis apsaugos užrakinimas tampa visiškai privalomas. Durys turi likti užrakintos tol, kol visiškai nutrūks pavojingas judėjimas.

Savo jungiklio pasirinkimą turite suderinti su standartiniais rizikos vertinimais. ISO 12100 standartas nurodo, kaip vertiname mašinų keliamą riziką. Tai verčia inžinierius sistemingai nustatyti pavojus. Tinkamas rizikos įvertinimas paprastai vyksta pagal aiškią seką:

1. Nustatykite mašinose esančias pavojingas zonas.

2. Išmatuokite maksimalų visų pavojingų judesių stabdymo laiką.

3. Apskaičiuokite minimalų atstumą tarp apsauginių durų ir pavojaus.

4. Nustatykite reikiamą saugos funkcijos veikimo lygį (PL).

Pasirinkus netinkamą jungiklį, kyla rimta veiklos rizika. Apsvarstykite aplinkkelio kainą. Operatoriai dažnai jaučia spaudimą išlaikyti aukštą gamybos lygį. Jei įdiegsite pagrindinį magnetinį jungiklį, nusivylęs operatorius gali jį apeiti. Jie gali lengvai pritvirtinti atsarginę pavarą prie jutiklio. Šis paprastas veiksmas priverčia mašiną manyti, kad durys uždarytos. Šis 'sukčiavimas' kelia personalui mirtiną pavojų. Tai taip pat sukuria didžiulę teisinę atsakomybę įrenginiui. Pažangios elektromagnetinės parinktys išsprendžia šią problemą. Jie fiziškai užrakina apsaugą ir naudoja sudėtingą kodavimą, kad išvengtų neteisėtų perjungimų.

Mašinos saugos užrakto įjungimo įvertinimas: užrakinimo įjungimas ir maitinimas atrakinant

Nurodant a mašinos saugos užraktas reikalauja, kad suprastumėte įjungimo principus. Turite pasirinkti vieną iš dviejų iš esmės skirtingų užrakinimo mechanizmų. Neteisingas pasirinkimas gali sukelti katastrofiškų nelaimingų atsitikimų arba sugadinti gamybos partijas. Panagrinėkime techninius skirtumus tarp maitinimo atrakinimo ir maitinimo atrakinimo sistemų.

Maitinimas ir atrakinimas (spyruoklinis / magnetinis atjungimas)

Pagal numatytuosius nustatymus maitinimo atrakinimo mechanizmas yra užrakintas. Jis naudoja stiprią vidinę mechaninę spyruoklę, kad laikytų fiksavimo kaištį. Kai mašina pasiekia saugią būseną, saugos valdiklis siunčia įtampos signalą į vidinį solenoidą. Ši elektromagnetinė jėga įveikia spyruoklės įtempimą. Jis ištraukia kaištį ir leidžia atidaryti duris.

Šis dizainas yra privalomas personalo saugos programoms. Tai suteikia apsaugą nuo gedimų. Įsivaizduokite visišką įrenginio elektros energijos tiekimo sutrikimą. Mašina praranda galią, bet sunkus velenas toliau sukasi dėl inercijos. Apsaugos jungiklis taip pat praranda maitinimą. Kadangi užrakintos spyruoklė, o ne elektra, durys lieka saugiai uždarytos. Apsauginių durelių užraktas apsaugo operatorių tamsoje, kol mašina natūraliai nusileis.

Tačiau šis saugus dizainas turi nedidelių trūkumų. Kadangi durys užrakinamos be maitinimo, techninės priežiūros brigadai negali lengvai prieiti prie mašinos visiškai nutrūkus. Norėdami tai išspręsti, gamintojai integruoja pagalbinius rankinio atleidimo mechanizmus. Inžinieriai naudoja specialius įrankius, kad nepaisytų užrakto avariniais atvejais. Turite griežtai kontroliuoti prieigą prie šių nepaisymo įrankių.

Maitinimas iki užrakinimo (magnetinis / spyruoklinis)

Užrakinimo mechanizmas veikia atbuline eiga. Jis naudoja aktyvų elektromagnetinį lauką, kad išlaikytų fiksavimo kaištį. Kai atjungiate maitinimą, vidinė spyruoklė iš karto atitraukia kaištį. Nutrūkus elektros tiekimui, durys atsirakina automatiškai.

Šį mechanizmą turite naudoti griežtai proceso apsaugai. Naudojame, kad išvengtume pertraukiamų partijų ar brangių įrankių sugadinimo. Pavyzdžiui, CNC korpuso atidarymas ciklo viduryje gali sugadinti subtilų kosmoso komponentą. Jungiklis užrakina duris, kad operatoriai nesugadintų darbo. Tačiau jokiu būdu negalite to naudoti dėl pirminės personalo saugos didelės inercijos mašinose. Jei įrenginiui nutrūksta maitinimas, durys atsirakina akimirksniu. Operatorius galėjo atidaryti apsaugą ir pasiekti verpimo įrankį.

Aktyvavimo sprendimų matrica

Sukūrėme paprastą loginę sistemą saugos specifikacijoms. Naudokite šią diagramą, kad greitai nustatytumėte įjungimo poreikį.

Naršymas pagal ISO 14119: Atsparumas nugalėjimui ir kodavimo reikalavimai

Mašinos sauga labai priklauso nuo operatoriaus reikalavimų. Deja, pramonės tikrovė piešia kitokį vaizdą. Operatoriai dažnai apeina saugos sistemas. Jie tai daro norėdami greičiau pašalinti strigtis arba atlikti greitą priežiūrą. Šis tyčinis apsauginių įtaisų nugalėjimas yra pagrindinė pramoninių amputacijų priežastis. Standartizacijos institucijos pripažino šį pavojų. Jie atnaujino ISO 14119, kad tiesiogiai atkreiptų dėmesį į atsparumą pažeidimams.

Standartas suskirsto blokavimo įtaisus į keturis tipus. Tradiciniai mechaniniai liežuvio jungikliai priskiriami 2 tipui. Juos labai lengva apeiti naudojant atsarginę metalinę pavarą. Šiuolaikinės sistemos naudoja pažangias technologijas, kad pašalintų šį pažeidžiamumą. Modernus elektromagnetinis saugos jungiklis paprastai priskiriamas 4 tipui. Šiuose įrenginiuose įdiegta bekontakčio radijo dažnio atpažinimo (RFID) technologija.

4 tipo jungikliuose naudojamos labai koduotos RFID pavaros. Saugos standartas griežtai apibrėžia 'aukštą kodavimą'. Aukšto kodo jungiklis suporuojamas su pavara, kuri turi daugiau nei 1000 unikalių galimų kodų. Iš tikrųjų dauguma šiuolaikinių RFID jungiklių turi milijonus unikalių derinių. Jungiklis reaguoja tik į jo unikaliai suporuotą atitikmenį. Jei operatorius prie jungiklio pritvirtina atsarginę pavarą, ji neveiks. Valdiklis atpažįsta svetimą RFID parašą ir išlaiko įrenginį saugioje gedimo būsenoje. Dėl šios technologijos 'sukčiavimas' praktiškai neįmanomas.

Saugos inžinieriai turi įrodyti auditoriams šį atsparumą pralaimėjimui. Atitikties patikrinimui reikia kruopštaus dokumentų. Negalite tiesiog nusipirkti aukšto kodo jungiklio ir manyti, kad darbas atliktas. Turite jį teisingai įdiegti. Auditoriai ieško konkrečių mechaninio tvirtinimo būdų:

• Nenuimamos tvirtinimo detalės: Pavaras turite sumontuoti naudodami vienpusius varžtus, kniedes arba nuolatinį suvirinimą. Operatoriai neturi turėti galimybę lengvai atsukti pavaros varžtus.

• Paslėptas įrengimas: kai tik įmanoma, pritvirtinkite jungiklį taip, kad jis nepasiekiamas arba nepastebimas. Jei operatoriai negali lengvai pasiekti jutiklio, mažiau tikėtina, kad jie jį sugadins.

• Būsenos stebėjimas: įsitikinkite, kad saugos PLC registruoja visus bandymus sugadinti arba nesutampančius RFID kodus, kad būtų galima peržiūrėti techninę priežiūrą.

Diegimo realybė: laidai, OSSD ir gedimų maskavimas

Elektros diegimas kelia savo atskirų iššūkių rinkinį. Istoriškai inžinieriai nuosekliai sujungė sauso kontakto mechaninius jungiklius. Jie tai padarė norėdami sutaupyti pinigų saugos relių įvestims. Vienu elektros kanalu sujungtumėte penkias duris. Jei atsidarė kokios nors durys, grandinė nutrūko ir mašina sustojo. Tačiau šis tradicinis laidų sujungimo būdas sukelia pavojingą reiškinį.

Šį reiškinį vadiname „gedimų maskavimu“. Jis atsiranda nuosekliai sujungtose, sauso kontakto sistemose. Įsivaizduokite, kad jungiklio numeris vienas vidiniuose kontaktuose įvyksta trumpasis jungimas. Valdiklis nemato šio trumpo. Jei operatorius atidaro duris numeris vienas, mašina nesustos. Pavojus išlieka aktyvus. Jei kitas operatorius atidaro antrąsias duris, mašina galiausiai sustoja. Tačiau atidarius dureles, saugos relė iš naujo nustatoma. Jis 'maskuoja' mirtiną trumpąjį jungimą duryse numeris vienas. Valdytojas klaidingai nuskaito saugią būseną. Kitą kartą, kai kas nors atidarys vienas duris, gali susidurti su mirtinomis pasekmėmis.

Šiuolaikiniai elektromagnetiniai jungikliai visiškai pašalina šį istorinį pavojų. Jie naudoja Output Signal Switching Device (OSSD) technologiją. OSSD nesiremia paprastais mechaniniais sausais kontaktais. Vietoj to, jungiklis generuoja aktyvius, impulsinius puslaidininkinius išėjimus. Vidinis mikroprocesorius nuolat stebi šiuos mikroskopinius įtampos impulsus.

OSSD pranašumas yra didžiulis. Jei laiduose įvyksta trumpasis jungimas, impulsų modelis iš karto iškraipo. Mikroprocesorius aptinka šį iškraipymą milisekundėmis. Jis išjungia saugos išėjimus prieš susiformuojant pavojingai situacijai. Be to, OSSD leidžia saugiai sujungti kelias duris nuosekliai. Galite paleisti šiuos išmaniuosius jungiklius nepablogindami bendro saugos lygio. Galite lengvai išlaikyti PL e arba SIL 3 reitingus ilgose gamybos linijose.

Valdiklio integravimas reikalauja kruopštaus planavimo. Turite prijungti OSSD išėjimus prie suderinamų saugos PLC arba specialių saugos relių. Standartiniai standartiniai PLC įėjimai negali tinkamai nuskaityti OSSD impulsų. Mikroskopinius bandymo impulsus jie interpretuos kaip mirgėjimo signalus. Integruodami šias sistemas visada peržiūrėkite savo diagnostikos aprėptį (DC). Didelė diagnostinė aprėptis užtikrina, kad valdiklis užfiksuotų vidinių komponentų gedimus, kol jie nepakenks saugos funkcijai.

Techninės atrankos sistema: dešiniųjų apsauginių durų blokavimo nurodymas

Nurodant a sargybos durų blokavimas nėra spėlionių žaidimas. Turite įvertinti griežtus mechaninius ir aplinkos parametrus. Svarbiausia mechaninė specifikacija yra laikymo jėga. Inžinieriai dažnai painioja du svarbius rodiklius: F1max ir Fzh.

F1max reiškia didžiausią trūkimo jėgą. Tai tiksli fizinės jėgos dydis, reikalingas užrakintam jungikliui mechaniškai išardyti atliekant laboratorinį tyrimą. Niekada neturite naudoti F1max kaip dizaino tikslo. Vietoj to turite nurodyti savo sistemas pagal vardinę saugaus sulaikymo jėgą, žinomą kaip Fzh. Saugos standartai nurodo, kad Fzh apima privalomą saugos ribą. Gamintojai apskaičiuoja Fzh padalydami F1max iš saugos koeficiento (paprastai 1,3). Pavyzdžiui, jei sunkiasvorės pramoninės durys patiria fizinį smūgį dėl vidinio roboto susidūrimo, turite užtikrinti, kad Fzh įvertinimas viršytų didžiausią numatomą smūgio jėgą.

Aplinkosaugos įvertinimai diktuoja ilgalaikį patikimumą. Jungiklis greitai suges, jei neatlaikys aplinkos. Turite atidžiai įvertinti apsaugą nuo įsiskverbimo.

• IP67 aplinka: šie jungikliai susidoroja su didelėmis dulkėmis ir laikinu panardinimu į vandenį. Jie puikiai tinka standartinei sausai gamybai, CNC frezavimui ir bendrajai automatizacijai.

• IP69K aplinka: jai reikalinga ypatinga apsauga. Juos naudojame maisto ir gėrimų pakuotėse arba vaistų gamyboje. Jie atlaiko kasdieninį aukšto slėgio ir aukštos temperatūros cheminį plovimą.

Taip pat turite įvertinti aplinkos vibraciją. Sunkūs štampavimo presai ir didelės CNC tekinimo staklės sukuria agresyvius, nuolatinius smūgius. Jei mechaninis jungiklis per daug vibruoja, jo vidiniai kontaktai gali svirduliuoti. Šis plepėjimas sukelia nemalonų užkliuvimą, atsitiktinai išjungiant mašiną. Pažangios elektromagnetinės spynos naudoja kietojo kūno jutiklius. Jie toleruoja didžiulę vibraciją, nenuleidžiant saugos signalo.

Mechaninio nesutapimo tolerancija yra dar viena praktinė realybė. Laikui bėgant sunkiųjų mašinų durelės nusileidžia ant vyrių. Pramoninė aplinka yra atšiauri. Standūs liežuvėlio ir griovelio mechaniniai jungikliai užstringa, kai durys nesutampa. Techninės priežiūros komandos sugaišta valandas, kad padėtų metaliniams liežuviams, kad jie būtų tinkami. Šiuolaikinės elektromagnetinės spynos tai išsprendžia elegantiškai. Jie naudoja plūduriuojančias pavaras. Šios pavaros sukasi ir pasislenka ant tvirtinimo laikiklių. Jie lengvai prisitaiko prie durų nusilenkimo ir horizontalaus poslinkio. Ši konstrukcija žymiai sumažina techninės priežiūros poreikį, palyginti su senesnėmis standžiomis sistemomis.

Išvada

Pramoninių apsauginių durų jungiklio nurodymas yra sudėtingas, apskaičiuotas procesas. Turite suderinti griežtą standartų laikymąsi su kasdienėmis veiklos realijomis. Negalite nepaisyti ISO 14119 gairių. Turite griežtai įvertinti mašinos veikimo laiką, kad nustatytumėte, ar aktyvus užrakinimas yra privalomas. Be to, turite atnaujinti savo laidų architektūrą į OSSD konfigūraciją, kad pašalintumėte tylų gedimų maskavimo pavojų.

Renkantis techninę įrangą primygtinai rekomenduojame žiūrėti ne tik į pradinę vieneto kainą. Turite įvertinti praktinį įrengimo laiką ir pažangias įrenginio diagnostikos galimybes. Aukšto kodo RFID modeliai apsaugo nuo tyčinių apvažiavimų ir apsaugo jus nuo katastrofiškos atsakomybės. Pigesnis jungiklis dažnai sukelia brangių gamybos prastovų dėl vibracijos sukelto nemalonaus išjungimo arba įstrigusių pavarų mechanizmų.

Nedelsdami imkitės veiksmų, kad apsaugotumėte savo įrenginį. Raginame šiandien peržiūrėti dabartinius mašinos rizikos vertinimus. Pasivaikščiokite savo gamybos aukšte ir patikrinkite esamas blokavimo konfigūracijas. Ieškokite standžių liežuvio jungiklių, kuriuos būtų galima lengvai nugalėti. Jei pastebėsite galimų pažeidžiamumų, kreipkitės į sertifikuotą mašinos saugos ekspertą. Modernizavimas prie modernios elektromagnetinio užrakto technologijos yra efektyviausias būdas apsaugoti operatorius ir gamybos grafiką.

DUK

Kl .: Kuo skiriasi saugos stebėjimo jungiklis ir saugos užrakinimo jungiklis?

A: Saugos stebėjimo jungiklis nustato tik durų padėtį. Jis signalizuoja mašinai sustoti atidarius, bet fiziškai neriboja prieigos. Apsauginis užrakto jungiklis turi aktyvų mechanizmą. Jis fiziškai laiko duris uždarytas ir neleidžia atidaryti tol, kol pavojingas mašinos judėjimas visiškai ir saugiai sustos.

Kl.: Ar galiu naudoti įjungimo-užrakinimo elektromagnetinį saugos jungiklį robotizuotam darbo elementui?

A: Apskritai, ne. Jei darbuotojai gali pasiekti pavojingą judėjimą, negalite naudoti maitinimo blokavimo. Šis mechanizmas akimirksniu atsirakina, jei įrenginiui dingsta maitinimas. Power-to-lock yra skirtas tik proceso apsaugai. Turite naudoti saugų maitinimo atrakinimo jungiklį, kad apsaugotumėte darbuotojus aplink pavojingą robotiką.

Kl .: Kaip RFID kodavimas pagerina saugos durų jungiklio atitiktį?

A: RFID technologija užtikrina 'aukštą kodavimą', kaip apibrėžta ISO 14119 standarte. Aukšto kodo jungiklis suporuojamas su pavara su unikaliu elektroniniu parašu. Jis nepaiso visų kitų jutiklių. Dėl to operatoriui praktiškai neįmanoma nugalėti blokavimo naudojant standartinį magnetą, juostą ar atsarginį raktą.

Kl.: Kas yra apsauginių durų blokavimo gedimų maskavimas?

A: Gedimų maskavimas yra kritinis, pavojingas laidų trūkumas, randamas nuosekliai sujungtuose mechaniniuose kontaktuose. Jei viename jungiklyje įvyksta trumpasis jungimas, atidarius kitas dureles toliau linija, galima iš naujo nustatyti saugos relę. Dėl to valdiklis klaidingai nuskaito saugią būseną, paslėpdamas pradinį trumpąjį jungimą.