安全ライトカーテンの作り方は？
セーフティ ライト カーテンは、現代の産業オートメーションにおける重要な安全保護装置であり、機械を操作するときに人が危険な領域に入らないようにするために使用されます。赤外線ビームを放射および受信して、物体または人が作業領域に侵入したかどうかを検出し、それによって機器を停止するか、その他の安全対策を講じるようにトリガーします。重要な技術指標の 1 つは、セーフティ ライト カーテンの解像度であり、機器の検出精度とアプリケーション シナリオに直接影響します。
安全ライトカーテンの仕組みを理解する
安全ライトカーテンは、送信機と受信機の 2 つの部分で構成されています。送信機は一連の赤外線ビームを発し、受信機はこれらのビームを受信して「光グリッド」を形成します。物体または人がライトカーテン領域に入り、ビームを遮ると、ライトカーテン システムは信号を送信して機械装置の動作を停止させ、オペレーターの安全を保護します。
ライトカーテンの解像度と検出高さを決定する
ライトカーテンの解像度によって、検出できる最小の物体が決まります。一般的に、解像度が高いほど、ライトカーテンが検出できる物体は小さくなります。解像度は実際の用途に基づいて決定する必要があります。手の保護の場合、通常は14〜30mmの解像度が使用されますが、身体の保護などのより大きな物体の場合は、解像度を30mm以上に緩和できます。
一方、検出高さは、ライトカーテンがカバーする垂直の高さを指します。これは通常、保護する機器または作業領域のサイズによって異なります。適切な検出高さは通常、ビームの数と間隔を調整することで実現できます。
安全ライトカーテンの電子回路設計
セーフティ ライト カーテンの中核は、送信機と受信機の設計を含む電子回路です。設計上の重要な考慮事項は次のとおりです。
送信機回路設計:
送信機は赤外線 LED を使用して赤外線ビームを放射する必要があります。干渉を減らして信号の安定性を確保するために、各 LED は特定の周波数で変調する必要があります。
受信機回路設計:
受信機には、赤外線の有無を検出する感光センサー（フォトダイオードやフォトトランジスタなど）が装備されている必要があります。受信機がビームを受信しない場合、制御システムに信号が送信され、機器の安全動作がトリガーされます。
信号処理:
信号処理回路は、物体が保護領域に入るかどうかを判断する役割を担っています。これは、マイクロコントローラまたは専用チップで実行できます。プログラムは、信号の中断をリアルタイムで監視し、対応する安全対策をトリガーする必要があります。
堅牢な安全ライトカーテンの機械構造の構築
厳しい産業環境で使用するには、安全ライトカーテンのハウジングは、通常はアルミニウム合金またはステンレス鋼で作られ、強度と耐久性がなければなりません。機械設計では、ハウジングが内部の電子部品を衝撃、振動、ほこりから保護できると同時に、設置とメンテナンスが容易であることを確保する必要があります。
安全ライトカーテンソフトウェアプログラミングアルゴリズム
ソフトウェア部分は主に信号処理と制御に使用されます。プログラムは、ビームがブロックされた瞬間に反応し、機械に停止または減速コマンドを発行できる必要があります。アルゴリズムは、異常な状況（誤操作や機器の故障など）で機器が即座に安全に対応できるようにする必要があります。
さらに、ソフトウェアは、検出感度の調整やビームの平行度の調整など、パラメータ設定とリアルタイム監視もサポートする必要があります。
セーフティライトカーテンの安全認証
安全ライトカーテンを製造する際は、国際および国内の安全規格に従う必要があります。一般的な安全規格には、ISO 13849-1、IEC 61496-1/2 などがあります。これらの規格では、安全ライトカーテンの信頼性、冗長設計、および障害保護の要件が規定されています。
冗長設計:
安全性を向上させるために、セーフティ ライト カーテンでは通常、デュアル チャネル冗長設計が採用されています。1 つのチャネルに障害が発生しても、もう 1 つのチャネルは動作を継続し、システムの安全性を確保します。
自己診断機能：
安全ライトカーテンには自己診断機能があり、システムが正常に動作しているかどうかをリアルタイムで検出できます。異常が見つかった場合、システムは警報を鳴らし、機器の動作を遮断する必要があります。
安全ライトカーテンのテストと校正
製造後、安全ライトカーテンは次のような一連の厳格なテストを受ける必要があります。
機能テスト:
各光線が適切に機能し、光線を遮るとデバイスがすぐにシャットダウンすることを確認します。
応答時間テスト:
システムの応答時間が安全基準を満たしているかどうかを確認します。通常は、数ミリ秒以内の応答が必要です。
耐干渉テスト:
システムが複雑な産業環境で動作し、他の光源や電磁干渉の影響を受けないことを確認します。
さらに、誤判定を避けるために、ライトカーテンの送信機と受信機が完全に位置合わせされていることを確認するために、現場でライトカーテンを校正する必要があります。
安全ライトカーテンの設置とメンテナンス
安全ライトカーテンを設置するときは、保護対象エリアにシームレスに収まるようにし、設置高さが作業者の操作に適していることを確認する必要があります。また、ライトカーテンのビームがほこりやその他の障害物の影響を受けないようにするために、定期的なメンテナンスと検査も非常に重要です。
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