Jste zde

Vertikální bezpečnostní skener místo optozávor pro kontrolu průchodů

Antonín Vojáček, 7. Červenec 2021 - 18:45

Většina techniků v průmyslu zná bezpečnostní laserové skenery jako univerzální zařízení pro horizontální kontrolu nebezpečného přístupového prostoru, zejména okolo robotů. Ale použít je lze i místo optických optozávor (závěsů) kontrolující vertikálně vstupy/výstupy ohraničených prostor. Pojďme se podívat, jaké možnosti zde poskytují.

Zabezpečení dopravníku palet či manipulace s paletami a boxy

Typickým příkladem je zabezpečení nějakého ohrazeného manipulačního prostoru pro automatizované (robotizované) nakládání, vykládání či jiná podobná manipulace s paletami či různými bednami. Jednak zde jde o možnost zranění operátoru či další obsluhy robotem či jinou manipulační automatizací a pak navíc plné palety těžkých nákladů mohou sami osobě představovat vysoké riziko nehody a zranění. Proto by tyto situace měly být vždy dostatečně zabezpečeny. Nicméně nakládací a vykládací stanice musí zůstat během vkládání a odebírání palet ručně vedenými či vysokozdvižnými paletovými vozíky zcela bez bariér. Podobná situace však nastává, i když má být zabezpečen vstup a výstup produktů po dopravnících v rámci ohrazené robotické buňky.

Typicky jsou tato vstupní a výstupní místa zabezpečena vertikálními optickými (světelnými) optozávorami, někdy označované jako světelné závěsy či záclony, protože svými mnoha nad sebou vedenými horizontálními paprsky s malou roztečí vytvářejí virtuální ochrannou světelnou stěnu. Vstup osoby tímto jinak mechanicky neohrazeným prostorem pak přeruší alespoň některé z těchto paprsků, což iniciuje poplach a vypnutí pohybu nebezpečných částí automatizace. Nicméně pro vstup a výstup předmětů, palet, beden, či materiálu je nutné na chvilku - na nutnou dobu uvedený vstup uvolnit (ztlumit, odzabezpečit). Tomu se odborně říká "muting" bezpečnostní bariéry. V tomto momentě se předpokládá, že vstupní či výstupní prostor je vyplně vstupujícím či vystupujícím objektem, tedy prostor je zaplněn a tedy neumožňuje v tuto chvíli vstup obsluhy. Proto také objekt nikdy nesmí v tomto zabezpečeném prostoru dlouhodobě stát a měl by jím je nutně nezbytnou dobu projíždět. Důležité také zde je, aby vysílací a přijímací jednotky (sloupky) světelné záclony v tomto chráněném místě byly co nejblíže dopravníku či procházejícímu objektu, aby v momentě režimu Muting nebylo možné se osobě "neviditelně protáhnout" prostorem okolo například aktuálně procházející palety. To však někdy přináší složitosti s vhodným mechanickým uchycením světelných závěsů.

Možnosti využití bezpečnostního laserového skeneru jako vertikální světelného závěsu s možností ztlumení detekce (režim Muting) v době průchodu přepravovaného předmětu.

Celou zde stručně popsanou problematiku však lze v mnoha případech řešit více flexibilně s pomocí bezpečnostních laserových skenerů. Ty jsou typicky běžně využívány pro horizontální kontrolu vymezené oblasti okolo nebezpečné pracovní oblasti, například okolo stroje či robota. Nicméně stejně dobře je lze namontovat i vertikálně a vytvořit jím laserem skenovanou virtuální stěnu.

Laserový bezpečnostní skener lze použít nejen pro hlídání horizontální plochy okolo strojů, ale i vertikální plochy vstupů do ohrazení.

Výhody vertikálního umístění / montáže moderního laserového bezpečnostního skeneru proti světelným závěsům jsou následující:

Jedno zařízení pro zabezpečení až dvou vedle sebe vytvořených vstupních/výstupních prostorů místo 2 až 4 sloupků vysílače-přijímače světelných závěsů.
Možnost umístění skeneru do velké výše nad hlídaným prostorem, aby se zamezilo možnému kontaktu / poškození s přepravovanými předměty či vysokozdvižnými vozíky.
Flexibilní přizpůsobené tvaru a rozměru hlídaného prostoru bez nutnosti mechanického přemístění (montáže/demontáže) - stačí jen přenastavit nastavení skeneru.
Možnost elektronického přepínání tvaru a velikosti hlídaného prostoru podle aktuální potřeby a situace.
Muting během vstupu a výstupu předmětů / palet lze provádět jen pro nutný prostor pro danou velikost předmětu a není nutné odclonit celý hlídaný prostor - zamezení vzniku volných prostorů pro možnost vniku osob.

Nevýhody použití bezpečnostní skeneru ve vertikálním režimu:

Cca 2x až 3x vyšší cena než 1 pár vysílače-přijímače světelné optozávory.

Příklad řešení s laserovým skenerem

Bezpečnostní laserové skenery Banner SX5-B, lze rozmístit na nakládacích a vykládacích stanicích, kde jsou snadno nasaditelným řešením pro zabezpečení přístupových bodů bez narušení toku palet. Dva skenery například stačí k vytvoření čtyř bezpečnostních zón k zakrytí každého konce stanice pro nakládání a vykládání palet (např. Levá strana SZ, pravá strana SZ a obě strany SZ).

Konkrétním příkladem může být vertikální ostraha s monitorováním referenčního bodu, která používá k zabezpečení stanice pro nakládání a vykládání palet právě dva SX skenery s přepínáním bezpečnostní zóny. Jeden bezpečnostní laserový skener SX5-B je například nasazen na nakládací stanici a druhý SX5-B pak na vykládací stanici. Aby se snížilo riziko poškození nárazem, je každý bezpečnostní laserový skener instalován v horní části středového plotu nad palety a vysokozdvižné vozíky. Z této pozice skenuje každý SX5-B oblast 180° přes čtyři přístupové body, až k referenčním bodům na okrajích tvrdé ochrany a dolů na podlaze. Referenční body (modré body) zajišťují, že jsou bezpečnostní zóny ve správné poloze. Osoba nebo předmět, který se pokouší nečekaně narušit tuto chráněnou oblast, bude detekována pomocí SX5-B, což spustí řízené zastavení dopravníku.

Pro umožnění volného toku palet systémem jsou přímo k SX5-B vstupům "SX Area Switch" připojeny spínací senzory identifikující polohu palet. Paleta přibližující se k nakládací nebo vykládací stanici z levého nebo pravého jízdního pruhu budou jimi detekovány. To způsobí, že SX5-B změní sady zón a posune pokrytí ochranné zóny, aby umožnila průchod palety. Jakmile paleta odjede (vyčistí oblast) a již ji nebude detekovat spínací senzor, sada zón se znovu přepne a obnoví bezpečnostní pokrytí na obou stranách dopravníku. Tedy v tomto příkladu jsou dvě bezpečnostní zóny na SX povoleny (červené čáry) a deaktivovány (růžové stínované oblasti), protože palety jsou načteny / vyloženy a vstupují / opouštějí pracovní buňku v zadní části stanice.

Bezpečnostní laserové skenery SX5 již v osobě nabízejí možnosti dynamického ztlumení (zmíněného režimu Muting) a přepínání hlídaných zón, což usnadňuje volný tok materiálu chráněnými oblastmi, aniž by byla ohrožena bezpečnost. Skener SX5-B lze konfigurovat až pro šest sad zón. Každá sada zón se skládá z uživatelem definovaných ochranných zón, které lze přepínat v reakci na vstupní signály. To umožňuje chránit současně i dvě oblasti a poté přepínat sady zón tak, aby dočasně umožnily přístup do jedné z nich oblasti při zachování hlídání ("uzavření") druhé. Dále lze ke skenerům SX5 přímo připojit externí senzory dynamického mutingu, což eliminuje náklady a potíže s přidáváním externího modulu nebo PLC. Během aktivní funkce mutingu vytvoří SX5 těsně chráněnou oblast s minimem mrtvých zón obklopujících ztlumený objekt. Skenery navíc svými integrovanými konfigurovatelnými výstupy i aktivovat světelnou a akustickou signalizaci pro informování obsluhy. Dvojice OSSD bezpečnostních výstupů pak slouží pro vypnutí nebezpečného zařízení, zde dopravníku, po detekci vniku osoby. Pokud se na tyto OSSD výstupy skeneru SX5 připojí přímo bezpečnostní modul Banner UM-FA-9A, lze jím přímo vypínat zařízení jeho kontrolovanými bezpečnostními sériově-paralelně uspořádanými mechanickými kontakty.

K celému nastavení bezpečnostních skenerů slouží klikací intuitivní konfigurační PC software, který obsahuje nástroje ovládané pomocí nabídek. Uživatelé mohou konfigurovat zařízení pro více zónových sad, které lze přepínat na základě vstupních signálů. Vytvořením levé bezpečnostní zóny, pravé bezpečnostní zóny i pravolevé bezpečnostní zóny může jediné zařízení tak účinně chránit dva samostatné přístupové body.

Každý výrobce bezpečnostních laserových skenerů má obvykle svůj bezplatný nastavovací software, který umožňuje grafické nastavovací prostředí, zejména "nakreslení" hlídané varovné a nebezpečené oblasti i vzhledem k aktuálním konturám objektů v okolí.

Závěr

Uvedený příklad lze realizovat nejen skenery Banner SX5, ale i podobnými bezpečnostními zařízeními mnoha jiných výrobců, například Leuze RSL-400. Většina výrobců bezpečnostních skenerů totiž již nabízí podobné funkce i možnosti. Nicméně se mohou lišit v některých detailních funkcích, například v konkrétní realizaci funkci přepínání bezpečnostních zón, či přítomnosti vestavěného režimu Muting (ne všechny typy skenerů ji v základu obsahují). Je dobré vždy předem nahlédnou do manuálu skeneru daného výrobce, kde obvykle v jeho všeobecném úvodu výrobce předkládá typické příklady možného použití daného typu / řady skenerů. Zde by měla by tak být vidět jako jedna z možností aplikací vidět i vertikální umístění skeneru nad dopravníkem apod.