3、安全光栅介绍及选型
安全光栅百科
安全光栅也就是光电保护装置（也称安全保护器、冲床保护器、红外线安全保护装置等）. 在现代化工厂里，人与机器协同工作，在一些具有潜在危险的机械设备上，如冲压机械、剪切设备、金属切削设备、自动化装配线、自动化焊接线、机械传送搬运设备、危险区域（有毒、高压、高温等），容易造成作业人员的人身伤害。
目录安装光电安全保护装置，可以有效地避免安全事故的发生，避免操作工人及第三方的危险，减少事故综合成本，有利于公司自身、操作工人及社会。
用途（1）对于滑块能在行程的任意位置制动停止的压力机，可实现全程保护，或与凸轮开关配合，实现30度----180度之间行程的保护。
（2）对于滑块不能在行程的任意位置制动停止的压力机，只能在单次工作时实现上死点保护，即上一行程结束后，下一行程尚未启动，如果光电保护装置处于遮光状态，下一行程无法启动（必须保证足够的安全距离）。
（3）该装置主要应用于锻压机械设备上。
（4）用于工业机械手，注塑机，包装设备，切纸机械，压滤机，自动化设备，焊装流水。
（5）可用于检测和防盗。
2组成发光器由若干发光单元组成，发射红外光线。
受光器顺恩斯安全光幕由若干受光单元组成，接收红外光线，与发光器对应，形成保护光幕，产生通光、遮光信号，通过信号电缆传输到控制器。
安全光栅组成控制器为发光器、受光器供电，并处理受光器产生的通光、遮光信号，产生控制信号，控制机床的制动控制回路或其它设备的报警装置，实现机床停车或安全报警。
控制器又可分为内置式控制器(Q)和外置式控制器(W);内置式控制器结构小巧紧凑，可安装在机床或其它设备的电气柜内;外置式控制器结构美观牢固，可直接安装在机床床壁上或其它设备上。
订货时，根据安装的方便性，二者选择其一。
信号电缆用来传输控制器和发光器、受光器之间的信号。
控制电缆用来连接控制器和机床、设备的控制单元，以实现机床、设备的安全控制。
3分类安全光栅A 系列(0-3500mm，适合3.5米以内的台面或区域)安全光栅B系列(0-10000mm，适合10米以内的台面或区域)安全光栅C系列(0～2.5米，小型安全光幕，高度仅80mm)NPN安全光栅系列PNP安全光栅系列测量光栅交叉光栅检测光栅可编程光栅折弯机专用安全光栅：兴兆业安全光栅DSP LASER是一种独特的安全防护系统，其系统与折弯机配套使用，大大增强折弯机弯模时对人手指的保护。
光栅的原理及选型应用详解
光栅的原理及选型应用详解1. 光栅的原理光栅是一种用于分光和波长选择的光学元件，其原理基于衍射和干涉的效应。
光栅通常由一系列平行且等间隔的凹槽或凸起线条组成，其中间隔的大小决定了光栅的空间频率。
光栅的衍射效应是基于光波通过光栅时发生的衍射现象。
当光波通过光栅时，每个凹槽或凸起都会作为光的次波源，发出衍射光。
这些衍射光相互干涉，形成一系列明暗相间的衍射条纹，称为衍射图样。
根据光波通过光栅时的不同衍射模式，可以得到不同的衍射角度和干涉条纹的空间频率。
通过测量衍射角度或干涉条纹的空间频率，可以确定入射光波的波长或频率，从而实现光的分光和波长选择。
2. 光栅的选型光栅的选型是根据应用需求和光学系统设计来确定的，关键参数包括光栅常数、衍射效率、波长范围和光栅的制备方法等。
2.1 光栅常数光栅常数是指光栅单位长度内的凹槽或凸起的数量，通常用线数（lines per millimeter, L/mm）或线数（lines per inch, LPI）来表示。
光栅常数越大，意味着凹槽或凸起的间距越小，衍射效果越显著。
根据具体的应用需求，选择合适的光栅常数可以获得更精确的分光和波长选择效果。
2.2 衍射效率衍射效率是指入射光波被光栅衍射后，各个衍射级别的光强分布情况。
高衍射效率意味着较大比例的光被衍射到所需的级别上，提高了光栅的分光和波长选择性能。
衍射效率一般与光栅的制备工艺和材料有关，可通过合理的制备方法和材料选择进行优化。
2.3 波长范围不同波长的光在经过光栅时会发生不同的衍射效果，因此光栅的波长范围是制约其应用的重要参数。
选择适合应用需求的波长范围可以确保光栅在特定波长范围内具有较好的分光和波长选择效果。
2.4 光栅的制备方法光栅的制备方法多种多样，常见的方法包括光刻法、干涉曝光法和电子束曝光法等。
不同的制备方法对于光栅的衍射效果、制备成本和制备周期等方面有不同影响。
根据具体的实际需求和光栅的制备条件，选择适合的制备方法可以获得性能优异且经济实用的光栅。
安全光栅选型方法及注意事项
安全光栅选型方法以及注意事项
（1）电源电压：电压为AC110V~220V / DC24V~20%两种，如机台不具备此电压需要进行变压。
（2）保护高度指安全光栅有效保护高度，从第一棵光束到最后一棵光束之间的距离被称为有效保护高度。
有效保护高度也是机械需要的保护高度。
（3）保护距离：安全光栅是由一个发射器和接收器组合完成的工作的，保护距离也就是发射器与接收器中间的距离。
（4）光轴间距指两束光轴之间的间距，此间距根据需要来选择的。
如保护手指可选择10mm 间距，保护手选择20mm间距，保护手臂选择40mm，保护人体可选择80mm间距，在选择光轴间距时需要根据客户机械保护需要来选择。
（5）根据需求选择适合自己的安全光栅输出模式，继电器输出，NPN输出，NPN输出，双NPN输出，控制器输出等。
（6）安装方式，有上下端安装方式，旋臂型安装方式，L型侧装安装方式，旋臂加固型安装方式。
可根据设备需要进行选择。
科恩安全光幕持续不断的技术研发和内部管理系统的优化，严格执行国际标准的质量管理体系，已获得ISO9001:2000国际质量管理体系认证，所有产品均已通过CE认证，确保产品性能和质量达到国际先进水准。
安全光栅四级标准
安全光栅四级标准安全光栅是一种常见的光电传感器，它具有检测物体位置、距离和方向等功能，被广泛应用于机械制造、工业自动化等领域。
安全光栅的四级标准是其安全功能的重要指标，本文将对安全光栅四级标准进行详细解析。
一、安全光栅的四级标准概述安全光栅的四级标准是根据其安全级别的高低来划分的，共分为4个级别，分别是Type 2、Type 3、Type 4和Type 4 PLe。
其中，Type 2级别安全光栅的安全功能比Type 3和Type 4较低，而Type 4 PLe级别安全光栅的安全功能最为强大。
二、安全光栅四级标准的详细解析1、Type 2级别安全光栅Type 2级别安全光栅的输出信号为低功率输出，能够检测到人体的手指，并在接触到物体时立即停止机器的运作。
但是，Type 2级别安全光栅无法检测到人体的其他部位，如手臂、腿等，因此安全性相对较低，不适用于一些较为危险的机械设备。
2、Type 3级别安全光栅Type 3级别安全光栅的输出信号为中功率输出，它可以检测到人体的手臂、腿等部位，并在发生接触时停止机器的运作。
而且，Type 3级别安全光栅在接触时仅会产生短暂延迟，因此对于危险性较低的机械设备而言，Type 3级别安全光栅已经可以满足其安全需求。
3、Type 4级别安全光栅Type 4级别安全光栅的输出信号为高功率输出，具有非常强的安全性能。
它能够检测到人体的任何部位，并且在发生接触时能够立即、可靠地停止机器运作，从而保证人员的安全。
Type 4级别安全光栅有着非常广泛的应用领域，如高速运输、食品加工、制药等。
4、Type 4 PLe级别安全光栅Type 4 PLe级别安全光栅是目前安全光栅中的最高级别，它的安全性能比Type 4级别更加强大。
Type 4 PLe级别安全光栅不仅能够检测到任何部位的人体，并且在发生接触时能够立即停机，而且还具有高度的灵活性和可定制性，以适应不同的应用需求。
三、总结安全光栅四级标准是安全光栅安全性能的重要指标，通过对其四个不同级别的详细解析，可以较清晰地了解每个级别安全光栅的适用范围和安全性能。
光栅器件选型方法
光栅器件选型方法
光栅器件是一种可用于光学和光电领域的重要器件，其作用是将光束分解成其波长组件。
下面介绍一些光栅器件选型方法：
1. 光栅器件的类型：现有的光栅器件有很多种，包括平面光栅、衍射光栅、棱镜光栅等等。
选择合适的光栅器件，需根据具体的工作要求和应用场景进行选择。
2. 光栅参数：光栅的参数包括栅距、刻痕密度、刻划深度等。
不同参数的光栅器件可用于不同的实验和应用领域，因此要根据实际需要选择适合自己工作的光栅参数。
3. 明暗条纹：根据实际测量需要，有些光栅器件要求具有明暗条纹。
因此在选择光栅器件时，应根据具体的实验要求，选择具有明暗条纹的光栅器件。
4. 光栅消色差特性：对于一些要求高色散分辨率的领域，需要选择具有更好消色差特性的光栅器件。
5. 光栅的材料：根据应用需求和工作环境等要素，选择适合的材料制成的光栅器件，如玻璃、氟化物、硅等等。
以上几点是选择光栅器件的主要方法和因素，需要根据具体实验或应用要求灵活运用。
(完整版)3、安全光栅介绍及选型
三、安全光栅工作原理
异常情况下光栅
反射器 或受光器
传感器 或发光器
当光栅传感器保护区域内有遮挡物，例如人员进入时，光线被遮断， 光栅传感器立即发出遮断信号给控制器，控制器安全指示灯绿灯熄灭， 故障指示灯红灯点亮，继电器立即释放，设备停止且不能被启动，从 而起到保护人员免受伤害。
四、防护等级意义
• 根据国际标准IEC61496的规定，分别对四级和二级的设 计和结构以及测试提出了相关要求，保障安全产品的相关 功能。
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安全光栅介绍及选型
？
什么叫安全呢？
任何情况下也不能造成作业者的危险
导致事故的原因，不仅仅是操作人员的疏忽
人会 犯错
不管操作经验如何 必须确保安全
国际标准的原则：
设备会 损坏
现场调试・维修时也要 确保安全通过生产厂Βιβλιοθήκη 责任和使用者义务 实现设备的安全化体系
目录
1、安全光栅用途 2、安全光栅工作示意 3、安全光栅工作原理 4、防护等级意义 5、安全光栅的选型 6、安全光栅使用示例 7、注意事项
• 二级光幕的主要特点是：成本低，单CPU处理器，双安全 通道输出，以周期性自检的方式达到安全要求，一个故障 可能会导致安全功能丧失，但在下一个循环中能够被检测 出来，采用的技术是周期性自检测单回路。
• 四级安全光幕的主要特点是：使用双CPU处理器，双安全 通道输出，控制可靠四级控制，性能更优越。使用有保障 的安全器和技术，一个失效不会导致安全功能的丧失，安 全功能永远存在，实时自检测双回路。
保护区高度是指有效的保护区域，物体 的尺寸大于等于光栅的分辨率，这样能安全 地使光束变暗。
安全距离
安全装置的安全距离应该是操作员无法触 及危险区域，直到可移动的危险机械完全静 止。（如图3所示）
基恩士的安全光栅分类
基恩士的安全光栅分类
基恩士的安全光栅主要可以分为以下几类：
1. 激光安全光栅：这种类型的安全光栅使用激光光源，具有很高的精度和稳定性，主要用于保护工作人员避免接触到危险的机器部件。
2. 红外安全光栅：红外安全光栅使用红外光源，适合在各种环境下使用。
它主要用于检测在危险区域中的物体或人员，以防止发生伤害。
3. 光电安全光栅：光电安全光栅是一种使用光电二极管作为光源的安全设备，它可以在较长的距离内提供可靠的防护。
4. 反射式安全光栅：反射式安全光栅通过发射器和接收器之间的反射镜来检测物体的存在。
这种类型的光栅适用于需要保护的区域不能直接看到的情况。
5. 光纤安全光栅：光纤安全光栅使用光纤作为传输媒介，可以实现长距离和高精度的检测。
6. 漫反射安全光栅：漫反射安全光栅通过发射器和接收器之间的漫反射镜来检测物体的存在。
这种类型的光栅适用于需要保护的区域不能直接看到的情况。
以上就是基恩士的安全光栅的主要分类，每种类型的光栅都有其特定的应用场景和优势。
3安全光栅介绍及选型
3安全光栅介绍及选型安全光栅（safety light curtain）是一种用于机器安全保护的光电保护装置。
它通过将发射和接收的光束组成安全防护光幕，形成一个无形的光栅，并通过检测光束是否被遮挡来判断是否有人或物体进入危险区域，以便及时停机或采取其他安全措施，避免事故发生。
安全光栅的构成主要包括发射器、接收器和控制单元。
发射器产生一个或多个红外光束，接收器用来接收发射器产生的光束，当有人或物体进入或遮挡光束时，接收器会通过信号传输给控制单元，控制单元根据接收到的信号来采取相应的安全措施。
安全光栅的选型需要考虑以下几个主要因素：1. 安全级别：根据机器的危险程度和对人员的保护需求，选择符合相应的安全标准和级别的安全光栅。
一般来说，安全光栅的安全级别包括Type 2和Type 4，Type 4的安全级别更高，能够提供更高的安全性。
2.工作距离：根据机器的危险范围和安装位置的不同，选择适合的工作距离。
一般来说，安全光栅的工作距离可以从几厘米到几米不等。
3.外部干扰抗性：考虑到工作环境中可能存在的外部干扰，选择具有较高外部干扰抗性的安全光栅。
例如，工作环境中可能存在的震动、振动、强光等因素都会对安全光栅的工作稳定性产生影响。
4.安装方式：根据机器的布局和安全需求，选择适合的安装方式。
安全光栅一般可分为平面型和角度型两种，平面型适合安装在机器的侧面或底部，角度型适合安装在机器的顶部。
5.编程功能：一些高级安全光栅具有编程功能，可以通过编程实现高级功能，例如动态区域设置、过滤灵敏度调节等。
总之，选择适合的安全光栅是确保机器安全保护的重要一环。
需要考虑到安全级别、工作距离、外部干扰抗性、安装方式、编程功能等因素，并结合具体的应用需求进行综合评估和选择。
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通常使用挡板来封挡 盲区，挡板破损和维 修拆下后要及时恢复。
盲区
七、注意事项
1、每班使用之前必须检查安全光栅对设备设 施的控制是否正常。 2、 使用过程中不得随意变动光栅的位置。 3、当出现故障时，应由专业人员维修。 4、使用过程中，注意不要让工件、工具、废 料等碰撞光电保护装置。 5、光栅光学表面需要定期清洁。
C = 850 mm 分辨率> 40mm的安全装置
• 注意：K值为： • 2000 mm/s，如果距离的计算值 ≤500 mm， • 1600 mm/s，如果距离的计算值 > 500 mm。 • 如果有可能从上部或下部进入危险区域（如图3）以 及使用的设备的分辨率为> 40mm ，上沿的光束必须放置 在900mm的高度（H2）,从参考平面（或机器的底部）开 始，下沿的光束必须放置在300mm的高度（H1）。
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安全光栅介绍及选型
？
什么叫安全呢？
任何情况下也不能造成作业者的危险
导致事故的原因，不仅仅是操作人员的疏忽
人会 犯错
不管操作经验如何 必须确保安全
国际标准的原则： 通过生产厂家责任和使用者义务 实现设备的安全化体系
设备会 损坏
现场调试・维修时也要 确保安全
目录
1、安全光栅用途 2、安全光栅工作示意 3、安全光栅工作原理 4、防护等级意义 5、安全光栅的选型 6、安全光栅使用示例 7、注意事项
一、安全光栅用途
1.安全光栅又称为光电保护器、安全光幕、光电保护装置等， 主要用于机械加工设备、危险工作区域，防止机械设备对操 作者的伤害和误入危险区域造成的人身伤害，保护人身安全。 2. 对于滑块能在行程的任意位置制动停止的压力机，安装安 全光栅置，可实现整个行程的安全保护，或与凸轮开关配合， 实现30°～180°之间行程的安全保护。 3. 对于工业机械手、注塑机、包装设备、切纸机械、压滤机、 自动化设备、焊装流水线等危险工作区域，安装安全光栅， 可实现进入危险区域报警或与设备的安全保护系统联锁，从 而保护人身安全。
• 光栅的分辨率（R）是指物体可以使至少由一条光束所形 成的感应区变暗的最少尺寸。 • 如图1所示：分辨率根据直径和中心距等几何特性来 确定；与光栅的外部及操作条件无关
分辨率可以由 以下公式得出： R= I + d
• 保护区高度 区分 “感应区高度”和“保护区高度” 是非常重要的 感应区高度为第一束光束的上沿到最后 一束光束的下沿的距离。 保护区高度是指有效的保护区域，物体 的尺寸大于等于光栅的分辨率，这样能安全 地使光束变暗。
【特殊用途机器安全防护】
【焊接机器人周边的安全防护】
【禁人进入区域安全防护】
电子行业的危险机器
高速元器件测试机
贴片机
自动装载的PCB测试机
手动装载的PCB测试机
手动操作的 生产设备
半自动生产设备
全自动生产设备
七、注意事项
盲区的存在
由于安装及光栅本身的缺陷等，导 致光用 时需要特别注意。 新设备安装时尽量选用无盲区光栅
三、安全光栅工作原理
异常情况下光栅
反射器 或受光器
传感器 或发光器
当光栅传感器保护区域内有遮挡物，例如人员进入时，光线被遮断， 光栅传感器立即发出遮断信号给控制器，控制器安全指示灯绿灯熄灭， 故障指示灯红灯点亮，继电器立即释放，设备停止且不能被启动，从 而起到保护人员免受伤害。
四、防护等级意义
• 根据国际标准IEC61496的规定，分别对四级和二级的设 计和结构以及测试提出了相关要求，保障安全产品的相关 功能。 • 二级光幕的主要特点是：成本低，单CPU处理器，双安全 通道输出，以周期性自检的方式达到安全要求，一个故障 可能会导致安全功能丧失，但在下一个循环中能够被检测 出来，采用的技术是周期性自检测单回路。 • 四级安全光幕的主要特点是：使用双CPU处理器，双安全 通道输出，控制可靠四级控制，性能更优越。使用有保障 的安全器和技术，一个失效不会导致安全功能的丧失，安 全功能永远存在，实时自检测双回路。
安全距离
安全装置的安全距离应该是操作员无法触 及危险区域，直到可移动的危险机械完全静 止。（如图3所示）
• 根据EN999，775和294标准，距离由4个因 素组成： 1．ESPE响应时间 2．机器的溢出时间 3．ESPE的分辨率 4．物体需要检测的逼近速度
计算安全距离的公式为： S = K (t1 + t2) + C S = 保护区与危险区间最小的安全距离（mm） K = 物体需要检测的逼近危险区的速度（mm/s） t1 = ESPE响应时间 t2 = 机器的溢出时间 d = 安全装置的分辨率 C = 8（d-14）分辨率≤ 40mm的安全装置
五、安全光栅的选型
• 选择Pilz 安全光栅PSENopt时，可以参照 以下方法：
以上图为例，从图中可以判断此光栅是用于保护手的，并且防护 等级为4级，保护区长度又为1650mm的PSEN安全光栅。
如何选择安全设备
• 当选择安全光栅的时候三种典型的特性需 要考虑： • 分辨率：依据身体需 要保护的部位
• 安全光栅可以运用于所有必须控制进入危 险区的自动化控制区域。 • 特别用于制止机械部分的危险移动： • - 自动机械 • - 包装、处理和存储机械 • - 纺织、木工及陶瓷加工机械 • - 自动或半自动装配线
【防刃保护】
【压机安全防护使用】
【自动装配机侵入检测】
【机器人工作区域侵入检测】
【小型特殊用途机器的安全防护】
光栅必须安装在水平的地方（如图4）。危险区与最远光束 的距离计算等于如下公式： S=1600 mm/s (t1+t2) + 1200 – 0.4H S = 保护区与危险区间最小的安全距离 t1 = ESPE响应时间 t2 = 机器的溢出时间 H = 地板上方光束的高 度，此高度至少1000mm
六、安全光栅使用示例
二、安全光栅工作示意
安全光栅根据光幕产生方式的不同，可分为反射式、对射式、多面 保护三种形式
反射式安全光栅工作示意图
对射式安全光栅工作示意图
多面式安全光栅工作示意图
三、安全光栅工作原理
正常情况下光栅
反射器 或受光器
传感器 或发光器
当光栅传感器保护区域内无遮挡物时，光栅传感器发出安全信号给控 制器，控制器安全指示灯绿灯点亮，故障指示灯红灯熄灭，继电器吸 合，设备可以启动。
• 二级安全光幕一般应用在小的、轻度或者中等危险的场合 以及应用在危险区域的保护装置。也可应用在一般自动化 的生产设备、机器人工作台等。 • 四级按光幕一般应用在重度危险或高危设备和场合上，或 地方法规明确要求使用的场所。 • 安全光幕和安全光栅一般为同一个产品不同的叫法，因此 二级安全光幕也可称为二级安全光栅，四级安全光幕也可 称是四级安全光栅。 • 安全等级3级(激光扫描仪)