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安全保護(hù)技術(shù)基礎(chǔ)
有機器的地方，就有危險；有危險，就需要對人進(jìn)行保護(hù)。這不僅是法律法規(guī)的規(guī)定，也是企業(yè)的責(zé)任和義務(wù)。工廠和機器安全保護(hù)技術(shù)，經(jīng)過近120年的發(fā)展，目前已經(jīng)發(fā)展形成很多國際/國家標(biāo)準(zhǔn)，并出現(xiàn)了很多符合和滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的各種安全保護(hù)產(chǎn)品。在這些安全標(biāo)準(zhǔn)中，其中有代表性的標(biāo)準(zhǔn)有歐盟EN系列標(biāo)準(zhǔn)，美國ANSI標(biāo)準(zhǔn)，以及IEC國際標(biāo)準(zhǔn)等。僅對機器而言，這些標(biāo)準(zhǔn)都約定：機器的運動狀態(tài)比靜止?fàn)顟B(tài)對人更具有威脅。因此機器安全保護(hù)技術(shù)，大多數(shù)都是在需要時盡快將機器停止下來，減少危險，將物的損失和對人的傷害降到最低。常見的安全保護(hù)產(chǎn)品有安全開關(guān)、安全門（鎖）開關(guān)、安全鉸鏈開關(guān)、安全磁開關(guān)、安全邊緣/地毯、安全拉線、安全腳踏開關(guān)等多種多樣的開關(guān)，還有安全繼電器、安全PLC、AS-I安全總線系統(tǒng)及其元件等復(fù)雜的電子產(chǎn)品。
有機器的地方，就有危險；有危險，就需要對人進(jìn)行保護(hù)。這不僅是法律法規(guī)的規(guī)定，也是企業(yè)的責(zé)任和義務(wù)。工廠和機器安全保護(hù)技術(shù)，經(jīng)過近120年的發(fā)展，目前已經(jīng)發(fā)展形成很多國際/國家標(biāo)準(zhǔn)，并出現(xiàn)了很多符合和滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的各種安全保護(hù)產(chǎn)品。在這些安全標(biāo)準(zhǔn)中，其中有代表性的標(biāo)準(zhǔn)有歐盟EN系列標(biāo)準(zhǔn)，美國ANSI標(biāo)準(zhǔn)，以及IEC國際標(biāo)準(zhǔn)等。僅對機器而言，這些標(biāo)準(zhǔn)都約定：機器的運動狀態(tài)比靜止?fàn)顟B(tài)對人更具有威脅。因此機器安全保護(hù)技術(shù)，大多數(shù)都是在需要時盡快將機器停止下來，減少危險，將物的損失和對人的傷害降到最低。常見的安全保護(hù)產(chǎn)品有安全開關(guān)、安全門（鎖）開關(guān)、安全鉸鏈開關(guān)、安全磁開關(guān)、安全邊緣/地毯、安全拉線、安全腳踏開關(guān)等多種多樣的開關(guān)，還有安全繼電器、安全PLC、AS-I安全總線系統(tǒng)及其元件等復(fù)雜的電子產(chǎn)品。
圖1 機器人周圍
安全地毯保護(hù)系統(tǒng)
在各種開關(guān)保護(hù)元件中，安全地毯作為其中一種特殊的保護(hù)開關(guān)，具有保護(hù)范圍大，價格低、壽命長、安全可靠、安裝自由、方便等特點，使現(xiàn)場通道暢通，方便運輸送料，因而得到廣泛應(yīng)用。目前，安全地毯已廣泛應(yīng)用于機器人單元周圍、激光焊接切割設(shè)備、包裝機器、木材加工機械、堆垛包裝機器、原材料加工處理、金屬彎管設(shè)備以及沖壓設(shè)備等場所。
在各種開關(guān)保護(hù)元件中，安全地毯作為其中一種特殊的保護(hù)開關(guān)，具有保護(hù)范圍大，價格低、壽命長、安全可靠、安裝自由、方便等特點，使現(xiàn)場通道暢通，方便運輸送料，因而得到廣泛應(yīng)用。目前，安全地毯已廣泛應(yīng)用于機器人單元周圍、激光焊接切割設(shè)備、包裝機器、木材加工機械、堆垛包裝機器、原材料加工處理、金屬彎管設(shè)備以及沖壓設(shè)備等場所。
圖2 沖壓設(shè)備周圍
SMS3 系列安全地毯作為安全保護(hù)開關(guān)元件，必須配接使用安全繼電器，鋪設(shè)在危險的機器、設(shè)備等周圍地面，實現(xiàn)對危險區(qū)域的警告和對人和機器的保護(hù)作用。其工作原理是：當(dāng)人踏上地毯，地毯就感應(yīng)出壓力變化，并輸出一個開關(guān)信號。該信號通過安全繼電器的檢測，再放大輸出一個開關(guān)信號，直接切斷機器設(shè)備的動力電源，實現(xiàn)對人和機器的保護(hù)。由于安全地毯的特殊作用，在整個控制當(dāng)中必須做到安全，因此需要安全繼電器的不間斷檢測，確保人員進(jìn)入危險區(qū)域能得到安全保障。安全地毯屬于敏感型壓力開關(guān)元件，其制造標(biāo)準(zhǔn)符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1760-1，和AZR系列中的安全繼電器配套使用，可以大大提高可靠性和安全等級標(biāo)準(zhǔn)，滿足EN954-1中安全等級3的要求。
安全地毯的結(jié)構(gòu)特點
SMS3型安全地毯是靠按壓接觸的觸點式開關(guān)，工作原理簡單，制造工藝和結(jié)構(gòu)則要相對復(fù)雜些。它采用模具填充熱融塑膠一次成型，因而免維修。它防水、防油，防礦物和植物酸、石化產(chǎn)品、有機溶劑等，防護(hù)等級達(dá)到IP67。專門設(shè)計的防滑表面可以防止操作人員滑倒。上下兩層彈性鋼板可以承受2000N/cm2的壓強，操作力卻非常小，僅僅6 N/cm2。僅僅12mm的厚度，配上專門的固定用邊條，可以實現(xiàn)100%的響應(yīng)面積，而且可以防止人被絆倒。長達(dá)6m的溶膠護(hù)套引線，允許用戶自由拼接多種形狀和需要的面積，最大可達(dá)20 m2。諸多優(yōu)點，使其幾乎可以滿足各種工作環(huán)境，甚至是潮濕、有油污、有腐蝕性的惡劣現(xiàn)場。
圖3 SMS3型安全地毯
圖4 安全地毯的結(jié)構(gòu)剖圖
安全距離的計算
使用安全地毯，需要考慮到：在一個需要保護(hù)的危險區(qū)域，應(yīng)該鋪設(shè)多大的面積才比較合理，做到既安全又經(jīng)濟。在此，需要介紹一個常用標(biāo)準(zhǔn)－EN999。EN999是與安全距離相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，主要是介紹機器安全中結(jié)合人的肢體運動速度來界定安全保護(hù)裝置位置的方法。
對于安全地毯，必須考慮地毯和控制系統(tǒng)響應(yīng)速度造成的滯后對進(jìn)入危險區(qū)域的人的潛在威脅，特別是人快速進(jìn)入的情況。也就是說，在安全地毯設(shè)計計算時，不僅要確定地毯的安裝位置，還有地毯的鋪設(shè)面積，確保人踏上地毯，在人到達(dá)危險機器前，機器處于安全狀態(tài)。使用SMS3系列安全地毯做區(qū)域安全保護(hù)，必須按照安全標(biāo)準(zhǔn)EN999的要求選擇設(shè)計、鋪設(shè)，才能從根本上防止人員跨過地毯進(jìn)入危險區(qū)，或者饒過地毯而接近危險區(qū)。在該標(biāo)準(zhǔn)中，給出了一些使用不同安全保護(hù)開關(guān)設(shè)計時的安全距離計算公式。對于安全地毯，經(jīng)簡化后為：
S=K（T1 +T2）+ 1200
其中，
S——最小安全距離，即機器危險點距離人踏上地毯的最小距離。單位：mm。
K——經(jīng)驗系數(shù)，通常來自人及其肢體的運動速度，一般取1600。單位：mm/s。
T1——地毯開關(guān)和安全繼電器系統(tǒng)總的響應(yīng)時間。單位：s。
T2——機器系統(tǒng)總的響應(yīng)時間，單位：m。
使用安全地毯，只有按照EN999標(biāo)準(zhǔn)計算，從各個可以進(jìn)入危險區(qū)方向衡量均滿足安全距離的情況下，敷設(shè)安全地毯保護(hù)系統(tǒng)，才能徹底排除安全隱患。那種只要有安全地毯，而不論大小面積；或者不配備安全繼電器的做法和想法都是危險的。
使用安全地毯，需要考慮到：在一個需要保護(hù)的危險區(qū)域，應(yīng)該鋪設(shè)多大的面積才比較合理，做到既安全又經(jīng)濟。在此，需要介紹一個常用標(biāo)準(zhǔn)－EN999。EN999是與安全距離相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，主要是介紹機器安全中結(jié)合人的肢體運動速度來界定安全保護(hù)裝置位置的方法。
對于安全地毯，必須考慮地毯和控制系統(tǒng)響應(yīng)速度造成的滯后對進(jìn)入危險區(qū)域的人的潛在威脅，特別是人快速進(jìn)入的情況。也就是說，在安全地毯設(shè)計計算時，不僅要確定地毯的安裝位置，還有地毯的鋪設(shè)面積，確保人踏上地毯，在人到達(dá)危險機器前，機器處于安全狀態(tài)。使用SMS3系列安全地毯做區(qū)域安全保護(hù)，必須按照安全標(biāo)準(zhǔn)EN999的要求選擇設(shè)計、鋪設(shè)，才能從根本上防止人員跨過地毯進(jìn)入危險區(qū)，或者饒過地毯而接近危險區(qū)。在該標(biāo)準(zhǔn)中，給出了一些使用不同安全保護(hù)開關(guān)設(shè)計時的安全距離計算公式。對于安全地毯，經(jīng)簡化后為：
S=K（T1 +T2）+ 1200
其中，
S——最小安全距離，即機器危險點距離人踏上地毯的最小距離。單位：mm。
K——經(jīng)驗系數(shù)，通常來自人及其肢體的運動速度，一般取1600。單位：mm/s。
T1——地毯開關(guān)和安全繼電器系統(tǒng)總的響應(yīng)時間。單位：s。
T2——機器系統(tǒng)總的響應(yīng)時間，單位：m。
使用安全地毯，只有按照EN999標(biāo)準(zhǔn)計算，從各個可以進(jìn)入危險區(qū)方向衡量均滿足安全距離的情況下，敷設(shè)安全地毯保護(hù)系統(tǒng)，才能徹底排除安全隱患。那種只要有安全地毯，而不論大小面積；或者不配備安全繼電器的做法和想法都是危險的。
安全地毯的注意事項
SMS 3系列安全地毯作為壓力敏感元件，在運輸和使用過程中一定要小心，在搬運和鋪設(shè)過程中，要平拿、平放，避免高處跌落，人為的拋、扔等行為。在鋪設(shè)前后，對要鋪設(shè)的地面進(jìn)行檢查、清掃，確保地面干凈、平整、光潔，沒有堅硬的突起和異物。使用過程中，確保沒有尖硬異物降落停留在地毯上，并定期打掃。這些都有助于合理使用地毯，延長安全地毯的使用周期和使用壽命。
只要規(guī)范設(shè)計，合理鋪設(shè)和使用安全地毯，安全之路，就在腳下。隨著技術(shù)的進(jìn)步，機器自動化程度和復(fù)雜程度的提高，安全保護(hù)技術(shù)也會跟隨需要而不斷發(fā)展和進(jìn)步，目前人們已經(jīng)相繼開發(fā)設(shè)計出光電式、電阻式等安全地毯形式，可以肯定，安全地毯將會得到越來越多的應(yīng)用。因為，走安全之路，是我們永恒的追求。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號