機械保護用産業用安全マットセンサー：耐圧性、耐久性、自動化安全システムに対応
何ですか 産業用安全マット 機械用ですか?
圧力感知安全装置
産業用安全マット（安全圧力マットとも呼ばれます）は、圧力に敏感な安全装置です。設定された最小荷重がかかると、マットがスイッチとして機能し、コントローラーに停止信号を送信します。コントローラーは保護対象の機械を直ちに停止させます。これにより、オペレーターを潜在的な危険から効果的に保護します。
機械用安全マットの用途
これらのマットは、次のような機器の周囲のエリアを保護します。
• 溶接ロボット
• ゴム・プラスチック機械
• 組立ライン
• マテリアルハンドリングシステム
• 包装機械およびプレス機械
• 自動車生産
• 鉄鋼および冶金事業
物理的なガード、スライドドア、引き戸式ストッパーなどと比較して、産業用安全マットは作業の自由度、柔軟性、そして省力化を実現します。作業スペースの完全な視認性とアクセス性を維持しながら、安全性を高め、怪我のリスクを軽減します。
産業用安全マットの主な特徴
DADISICKの安全マットは、高耐久性PVCまたはNBR製で、ダイカストによる耐衝撃構造を採用しています。酸、アルカリ、塩分による層間剥離や腐食に耐性があります。DADISICKのDTシリーズは、200～400 N/cm²の荷重（軽車両による衝突にも耐える強度）に耐えます。100万～300万サイクル以上の耐久性と、全方向への設置が可能で、耐久性と適応性に優れています。
標準サイズは1.5㎡以下です。より広い面積の場合は、複数のマットをシームレスに組み合わせることができます。
安全圧力マットの仕組み
圧力感知検出の原理
産業用安全マットのセンサー層は圧力感知検出の原理に基づいて動作し、マット上の物理的な圧力や存在によって電気的反応がトリガーされ、安全対策（機械の停止やアラームの鳴動など）が開始されます。
センサー層は、荷重が加わると電気回路を完結または変化させることで圧力を検知します。通常、この層は絶縁体またはスペーサー材で分離された2つの導電層で構成されています。圧力（例えば、人がマットを踏むなど）によってこれらの層が圧縮されると、接触して回路が閉じ、制御システムに信号が送信されます。
主要コンポーネントとメカニズム
1. 導電層：
● 金属板、導電性フォーム、埋め込みワイヤーグリッドなどの材料で作られています。
● 1 つの層は「上部」導体として機能し、もう 1 つの層は「下部」導体として機能します。
● これらは通常、回路を開いた状態に保つために分離されています。
2. 絶縁層/スペーサー層：
● 非導電性材料（フォームやゴムなど）は、圧力がかかっていないときに導電層を離した状態に保ちます。
● 特定の重量しきい値（マットの感度に応じて、例：20〜50 kg）以下で圧縮されるように設計されています。
3. 回路の閉鎖：
● 圧力が加えられるとスペーサーが圧縮され、導電層が接触できるようになります。
● これにより回路が閉じられ、電気信号（低電圧 DC 信号または AC 信号など）が生成されます。
4. 信号伝送：
● 閉回路は接続された配線を通じて制御ユニットに信号を送信します。
● 制御ユニットは信号を解釈し、機械の停止、アラームの起動、イベントの記録などのアクションをトリガーします。
センサー機構の種類
● シングルゾーン: マット全体が 1 つのセンサーとして機能し、均一な反応を引き起こします。
● マルチゾーン: セグメント化された導電領域により特定のゾーンを検出できるため、より複雑な制御が可能になります (例: 圧力が加えられた場所に基づいて異なる応答を実現する)。
● 静電容量センシング（あまり一般的ではありません）：一部のマットは、物理的な圧力ではなく、人の存在によって引き起こされる静電容量の変化を検出し、特殊な用途で使用されます。
機械への産業用安全マットの統合
機械用安全マットのレイアウト計画
産業用安全マットは、機器の周囲に設置され、保護境界を形成します。人がマットの上を歩くと、ピエゾ抵抗型センサーが圧力を検知し、電気スイッチ信号に変換します。この信号は安全リレーまたはコントローラに中継され、可動部品に人が接触する前に機械を瞬時に停止させ、作業者の安全を確保します。
典型的な配置には以下が含まれます
1. プレス機、曲げ機、ロボットゾーンへの入口
2. オペレーターの荷降ろしエリア
3. ライトカーテンで十分にカバーされていないゾーン
キーレイアウトの考慮事項
• すべてのリスクゾーンをカバーするための適切なサイズと配置
• 応答性を維持しながらつまずきの危険を回避する
• 他の安全システムとのシームレスな連携
マットは安全リレー (TER-A など) と統合され、EN 1760‑1、ISO 13856‑1、EN 62061、ISO 13849‑1、IEC 61508、EN 60204‑1 に準拠したシステムを構築します。
協調安全：安全スイッチマットと包括的な安全ネットワーク
安全スイッチマットは単独で動作するのではなく、階層化された安全システムの一部です。ライトカーテン、インターロックスイッチ、安全リレー、緊急停止ボタンと組み合わせることで、冗長性と保護範囲の拡大を実現します。
• マットが下層をガードし、ライトカーテンが上半身を保護します
• 安全リレーはマット、ドア、E-ストップからの入力を統合し、安全なロジックの意思決定を行います。
• PLC統合により、安全マット配線図は診断、リアルタイム監視、ゾーン安全管理を容易にします。
この統合システムにより、入口ポイントに関係なくオペレーターが保護され、ISO 13849 および OSHA の世界的な安全要件が満たされます。
産業用安全マットの設置および配線ガイド
安全マット配線原理の概要
安全マットは、産業安全システムに不可欠なコンポーネントであり、圧力を検知して安全対応を作動させることで作業員を保護するように設計されています。安全マットはノーマリーオープン回路原理に基づいて動作します。圧力がかかっていないときは回路が開いたままで電流が流れず、安全状態を示します。作業員がマットを踏むなど、圧力が加わると、マット内の導電層が接触して回路が閉じ、電流が流れます。この閉じた信号は安全リレーまたはコントローラに送られ、回路を監視し、機械の停止やアラームの作動などの動作を開始して安全を確保します。
配線プロセスでは、安全マットを安全リレーまたはコントローラに接続します。これらのコントローラは回路の状態を解釈し、適切な応答を実行します。誤作動（意図しない作動）や故障（必要な時に応答がない）を回避するには、適切な配線が不可欠です。信頼性を確保するには、設置者はメーカーのガイドラインに従い、適切なケーブルを使用し、接続を確実にし、定期的にテストを実施する必要があります。つまり、安全マットの有効性は、シンプルでありながら精密な配線設計にかかっており、産業安全のためには綿密な設置とメンテナンスが不可欠です。
安全マット配線図の分析例
安全マットは、主に4線式と抵抗式（2線式）の2種類の配線構成に対応しています。どちらを選択するかは、アプリケーションの安全性と運用上のニーズによって異なります。購入前にメーカーに互換性を確認する必要があります。
1. 4線式システム
1. 4線式システム
● 説明: 4 本のワイヤを使用し、各内部スイッチに 2 本ずつ接続して、安全リレーのデュアル チャネル入力にリンクします。
● 利点: リレーが各スイッチを個別に監視するため、優れた安定性と障害検出を実現します。
● 使用例: 大規模な機械ゾーンなど、最大限の信頼性が求められる高リスクの設定に最適です。
2. 抵抗器式（2線式）システム
● 説明: 終端抵抗器付きの 2 本のワイヤを使用し、リレーが抵抗の変化を通じて回路の整合性を監視できるようにします。
● 利点: よりシンプルでコスト効率が高く、それほど複雑でないアプリケーションに適しています。
● 使用例: 高度な障害検出がそれほど重要でない基本的なセットアップで適切に機能します。
4 線式システムはその堅牢性から推奨されることが多いですが、適切なシナリオに適合すれば、どちらの方法も実行可能です。
3. 配線図の例
DT14シリーズ安全マット（ノーマルオープンタイプ）とTer-A安全リレーを例に考えてみましょう。DT14マットは耐久性と感度（トリガーフォース：30kg）を重視して設計されており、Ter-Aリレーは多様な安全入力とリセットオプションをサポートしています。
3. 配線図の例
DT14シリーズ安全マット（ノーマルオープンタイプ）とTer-A安全リレーを例に考えてみましょう。DT14マットは耐久性と感度（トリガーフォース：30kg）を重視して設計されており、Ter-Aリレーは多様な安全入力とリセットオプションをサポートしています。
安全マットの主な配線ガイドライン
1. 冗長監視を確実に行うには、安全マットを安全リレーまたは安全 PLC のデュアル チャネル入力端子 (OSSD 出力など) に接続する必要があります。
2. 24V DC安定化電源（推奨安全電圧）を使用してください。電圧変動が±10%以内に収まるようにしてください。電磁干渉による誤作動を防ぐため、保護接地線（PE）は確実に接地してください。
3. 適切なケーブル配線とシールドを維持する
● 安全マットの信号ケーブルは、電源ケーブル（モーターケーブルやインバータケーブルなど）から30cm以上離してください。
● やむを得ず横断する場合は、90°の角度で横断してください。
● ツイストペアシールドケーブルを使用し、シールドを片側のみ（通常は制御盤側）で接地して、グランドループを回避します。
● ケーブルが重い物で押しつぶされたり、急激に曲げられたりしないようにしてください（最小曲げ半径はケーブル直径の 5 倍以上にする必要があります）。
4. 圧着端子を使用する（裸線同士をねじり合わせることは禁止）
配線後、引張試験を実施します。接続部は15 N以上の引張力に耐えなければなりません。
一般的なトラブルシューティングのヒント
I. 安全マットが作動しない（踏んだ後も装置が停止しない）
断層現象 | 考えられる原因 | トラブルシューティング方法 | |||
安全マットを踏んでも反応がない | 1. 電源が接続されていないか、電圧が不十分です | マルチメーターを使用して電源電圧 (DC 24V ±10%) を測定し、電源スイッチが正常に機能しているかどうかを確認します。 | |||
| 2. 配線が緩んでいるか外れている | 端子台とプラグの接続に緩みがないか確認してください。マルチメーターの導通テストを使用してケーブルを確認してください。 | ||||
| 3. マットの内部センサーの故障 | マットの出力端子をショートさせてください。機器が停止した場合は、マットの内部回路に不具合があるため、マットを交換する必要があります。 | ||||
インジケータライトが点灯していない（ある場合） | 1. ヒューズが切れた | 同じ仕様のヒューズに交換してください。回路にショート（例：露出した配線が接地している）がないか確認してください。 | |||
2. インジケーターライトの故障 | インジケーターライトの両端の電圧を測定します。電圧はかかっているのにライトが消えている場合は、インジケーターを交換してください。 | ||||
II. 安全マットの誤作動（踏んでいないのに装置が突然停止する）
1. 電磁干渉
1. 電磁干渉
原因: インバーター、溶接機、その他の強力な電磁波発生源などのデバイスが近くにある。
解決：
● シールド層が適切に接地されているか確認してください。製品マニュアルで許可されている場合は、両端を接地してみてください。
● 信号ケーブルは電源ケーブルから少なくとも 30 cm 離し、並行配線を避けてください。
2. 緩んだ接続またはショート
原因: 端子の接触不良、またはケーブルの絶縁体の損傷。
解決：
● 端子を再度圧着し、露出した芯線を絶縁テープで巻きます。
● マルチメーターを使用して絶縁抵抗（≥10 MΩ）を確認し、損傷したケーブルがあれば交換してください。
3. マット表面の異物や変形
● 原因: ほこり、金属片、またはマットの端が盛り上がっていると、圧力センサーの信号が誤って出力されることがあります。
解決：
● 圧縮空気でマットの表面を清掃します。
● 変形したマットストリップを修理または交換します。
III. トリガー後にデバイスがリセットされない
III. トリガー後にデバイスがリセットされない
1. リセットボタンまたは回路の故障
原因: リセット ボタンの接触不良、または安全回路内のリレーが故障しています。
解決：
● リセットボタンを押している間、リセットボタンの端子間の電圧を測定します。NC（ノーマルクローズ）信号が検出されない場合は、ボタンまたはリレーを交換してください。
2. マット内の機械的な障害
原因: マットの下の異物（ネジ、ゴミなど）により、センサーが元の状態に戻らなくなります。
解決：
● マットを持ち上げて、その下にある物を取り除いてください。
● クッション層が老朽化または変形していないか確認し、必要に応じて交換してください。
産業用安全マットの性能試験
1. ロールオーバー耐圧試験
● EN 1760‑1 / ISO 13856‑1規格では、圧力感知マットは体重が20〜35kgを超える人を確実に検知し、それに応じて安全機能を作動させる必要があると規定されています。
● マットは、人間または軽車両による繰り返しの横転圧力をシミュレートする機械試験を受け、作動閾値の一貫性と長期的な耐久性を確保しています。これらの試験により、マットが繰り返しのストレスサイクルを経ても確実に停止することを保証しています。
2. 電気絶縁および漏電試験
● 電気機器の近くで使用されるマットについては、IS 15652 (インド) や IEC 61111 などの規格で、最大 66 kV AC または 240 V DC の条件下での絶縁強度、絶縁抵抗、および漏れ電流のテストが定義されています。
● 耐電圧試験（ハイポット試験）では、高電圧を印加して漏れ電流を測定し、マットの絶縁の完全性を確認します。
3. 酸・アルカリ耐腐食試験
● マットは化学的劣化にも耐えなければなりません。IS 15652などの規格には、酸、アルカリ、油、低温に対する耐性を評価する試験が含まれています。
産業用安全マットの選択と購入ガイド
| 仕様 | |||
| トリガーフォース | ＞20kg | 30 kg（大人用） | |
| 重さ | 最大許容荷重（8時間）: ≤ 400 N/cm² | 最大許容荷重（8時間）: ≤ 200 N/cm² | 耐圧性: 最大500kgの動的荷重 最大700kgの静荷重 |
| 安全マットの厚さ | 15ミリメートル | 11ミリメートル | 14ミリメートル |
表面素材 | NBRゴム | PVC | NBRゴム |
機械寿命 | 300万回 | 100万回 | 100万回 |
保護の程度 | IP65 | ||
周囲温度 | -10℃ ～ +55℃ | +5℃～+55℃ | -10℃ ～ +60℃ |
応答時間 | 18ミリ秒 | 30ミリ秒未満 | |
推奨アプリケーション | 特殊または過酷な労働条件 | 一般的な労働条件。 | 人々の安全保護、 混合エリアの小型車と車両 |
関連する安全製品
検出方法：圧力感知方式 耐圧：動荷重最大500kg、静荷重最大700kg トリガー力：30kg（大人の場合） 表面保護素材：NBRゴム マットの厚さ：14mm
