Kurtyna bezpieczeństwa i skaning laserowy nie chronią w ten sam sposób

Najważniejsza różnica dotyczy geometrii pola ochronnego. Kurtyny bezpieczeństwa tworzą optyczną płaszczyznę pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem. Skanery laserowe obserwują natomiast określony obszar i wykrywają obiekty znajdujące się w skonfigurowanym polu. W pewnym uproszczeniu można zatem powiedzieć, że kurtyny chronią granicę strefy, a skanery jej powierzchnię.

Znaczenie mają także wielkość strefy, kierunek zbliżania się operatora, częstotliwość dostępu do maszyny oraz możliwość pozostania człowieka w chronionym obszarze. Dopiero po uwzględnieniu wszystkich tych czynników można rozstrzygnąć, czy lepsza będzie kurtyna świetlna, czy skaner laserowy.

Kurtyna dobrze sprawdzi się tam, gdzie dostęp do obszaru chronionego prowadzi przez jedno, wyraźnie określone miejsce, na przykład otwór do podawania elementów lub wejście pomiędzy osłonami. Jest szczególnie przydatna, gdy pracownik często wykonuje jakieś operacje blisko maszyny, w przypadku których osłona fizyczna utrudniałaby jej obsługę. Budowę i działanie kurtyn bezpieczeństwa opisaliśmy szerzej w artykule: Kurtyny bezpieczeństwa - rodzaje, działanie, zastosowanie.

Skaner wybiera się zazwyczaj wtedy, gdy ochroną dostępu należy objąć większy obszar, również o nieregularnym kształcie. Może monitorować przestrzeń przed maszyną, wnętrze celi robota lub otoczenie pojazdu transportowego, a pole pomiaru można dopasować do konstrukcji stanowiska. Z tego względu skanery są używane zarówno w zastosowaniach stacjonarnych, jak i mobilnych.

Istotna jest tu różnica pomiędzy kontrolą dostępu a kontrolą obecności. Kurtyna wykrywa przekroczenie płaszczyzny i jeżeli pracownik przejdzie na drugą stronę, i opuści obszar chroniony, to ponowne przecięcie wiązek nie będzie oznaczać, że strefa jest pusta, ponieważ system uniemożliwia niekontrolowany restart lub wymusza skorzystanie z dodatkowych środków ochronnych.

Skaner może obserwować powierzchnię wewnątrz strefy i blokować uruchomienie, dopóki znajduje się w niej człowiek. W takim wypadku należy jednak wyeliminować obszary niewidoczne, schowane za maszyną, pojemnikami lub innymi przeszkodami.

Co wybrać do ochrony stanowiska pracy?

Dobór urządzenia powinien wynikać z oceny ryzyka i parametrów funkcji bezpieczeństwa. W praktyce należy przeanalizować:

• geometrię i wielkość chronionej przestrzeni,
• sposób zbliżania się człowieka do obszaru chronionego,
• częstotliwość dostępu do maszyny,
• możliwość wejścia do strefy,
• czas zatrzymania ruchu,
• ryzyko zasłonięcia pola,
• tryby pracy stanowiska,
• całkowity koszt montażu, uruchomienia i ewentualnych, późniejszych zmian.

Warto też wziąć pod uwagę warunki środowiskowe. W trudnych warunkach, przy wysokim zapylaniu, wysokiej wilgotności i w obszarach, w których znajduje się wiele obiektów, lepiej sprawdzają się kurtyny świetlne. Należy jednak wtedy pamiętać o stosowaniu elementów o wysokim stopniu ochrony IP obudowy.

Dostęp do punktu niebezpiecznego

Kurtyna jest zwykle bardziej naturalnym rozwiązaniem w przypadkach, gdy operator obsługuje maszynę przez niewielki otwór i regularnie sięga do jej środka. Przy odpowiedniej rozdzielczości może wówczas wykrywać obecność dłoni lub palców, co ma duże znaczenie podczas podawania i odbierania detali.

W takich zastosowaniach ważna jest minimalna odległość urządzenia od zagrożenia. Kurtyna musi pozwolić maszynie zatrzymać ruch po wykryciu obecności człowieka, uwzględniać czas reakcji urządzenia, działanie układu sterowania i dobieg maszyny.

Ochrona rozległego lub zmiennego obszaru

Skanowanie laserowe jest dobrym wyborem, gdy nie wystarczy kontrolować jednego punktu. Na przykład w celi robota skaner może nadzorować powierzchnię wewnątrz wygrodzenia i zapobiegać ponownemu uruchomieniu instalacji, dopóki ktoś przebywa w chronionym obszarze.

Poza tym skaner może obsługiwać kilka pól i przełączać je zależnie od stanu maszyny. Pole ostrzegawcze może wywołać sygnał dźwiękowy, świetlny albo reakcję operacyjną, na przykład wcześniejsze ograniczenie prędkości. Samo pole ostrzegawcze zazwyczaj nie jest polem związanym z bezpiecznym zatrzymaniem. Jeżeli redukcja prędkości ma pełnić funkcję bezpieczeństwa, musi zostać prawidłowo zaprojektowana i zwalidowana w ramach całego układu. Takie rozwiązanie pozwala zareagować wcześniej na obecność pracowników, zanim zbliżą się do obszaru chronionego, wtargnięcie, do którego zawsze będzie prowadzić do zatrzymania produkcji.

Skanery są przydatne przy zmiennej konfiguracji stanowiska oraz w pojazdach AGV. W przypadku zabezpieczenia prostego, niezmiennego otworu dostępu ich możliwości mogą jednak być niewykorzystane.

Cena urządzenia to nie wszystko

Skaner jest zwykle droższy od kurtyny w podstawowej konfiguracji, lecz cena zakupu nie przesądza, które rozwiązanie będzie bardziej ekonomiczne.

Kurtyna wymaga zastosowania nadajnika, odbiornika, uchwytów, przewodów i integracji z układem bezpieczeństwa. Czasem potrzebne są też lustra lub dodatkowe czujniki.

Jeden skaner może monitorować rozległy obszar i obsługiwać kilka konfiguracji. Jeśli zastępuje kilka zabezpieczeń, wyższą cenę początkową mogą równoważyć prostszy montaż i większa elastyczność rozwiązania, które wymaga jednak prawidłowej konfiguracji i walidacji pól.

Szacując koszty należy uwzględnić także czas projektowania, liczbę podzespołów, serwis, możliwość modyfikacji i rozwoju stanowiska oraz skutki niepotrzebnych zatrzymań i pamiętać, że tańsze urządzenie nie zawsze oznacza tańszy w obsłudze system bezpieczeństwa.

Podsumowując: kurtyna jest dobrym wyborem w przypadku ochrony jednoznacznie wyznaczonego miejsca dostępu. Skaner sprawdza się lepiej podczas nadzorowania powierzchni i stref, w których trzeba wykrywać obecność człowieka. Dlatego projektując system bezpieczeństwa należy najpierw określić geometrię zagrożenia i potrzeby, a dopiero potem wybrać odpowiednią technologię.

Najczęściej zadawane pytania

Co to jest skaner laserowy?

Skaner laserowy jest bezdotykowym urządzeniem bezpieczeństwa, które za pomocą wiązki laserowej obserwuje otoczenie i mierzy odległość od znajdujących się w nim obiektów. Na podstawie konfiguracji tworzy pola ochronne oraz, zależnie od modelu, pola ostrzegawcze.

Gdy obiekt pojawi się w polu ochronnym, skaner zmienia stan bezpiecznych wyjść, a układ sterowania wywołuje zaprojektowaną reakcję, na przykład zatrzymanie niebezpiecznego ruchu.

Jaka jest różnica pomiędzy czujnikiem obszaru a kurtyną świetlną?

Czujnik obszaru, którym może być skaner bezpieczeństwa, kontroluje określoną powierzchnię. Pole może mieć kształt dopasowany do stanowiska pracy lub obejmować przestrzeń przed maszyną albo wewnątrz chronionej strefy.

Kurtyna świetlna tworzy natomiast płaszczyznę pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem, wykrywa moment jej przekroczenia i dlatego jest często stosowana do zabezpieczania otworów, przejść i punktów obsługi.

Jakie są optyczne bariery bezpieczeństwa?

Do optoelektronicznych urządzeń bezpieczeństwa należą między innymi kurtyny świetlne, bariery jedno- i wielowiązkowe oraz skanery laserowe. Urządzenia te różnią się rozdzielczością, geometrią pola, zasięgiem i przeznaczeniem.

Kurtyny mogą chronić palce, dłonie lub całe ciało pracownika, bariery wielowiązkowe zabezpieczają najczęściej przejścia, a skanery służą przede wszystkim do nadzorowania obszarów.

Właściwe rozwiązanie dobiera się na podstawie oceny ryzyka oraz wymaganego poziomu bezpieczeństwa.