#05 Bezpečnostný laserový skener

Bezpečnostný laserový skener je elektrosenzitívne snímacie zariadenie, ktoré slúži na zabezpečenie aizovaných pracovísk. Hlavné využitie laserových skenerov je tam, kde je potrebný otvorený vstup na pracovisko pri vypnutom stroji a dostatočné zabezpečenie pri pracovnom cykle. Princíp činnosti je v tom, že laserový skener sníma svoje okolie vysielaním lúčov infračerveného žiarenia do svojho okolia. Tým vznikne v jeho okolí snímaná dvojrozmerná oblasť. V zariadení je umiestnený vysielač, ktorý vysiela lúče a prijímač, ktorý ich prijíma. To znamená, že nie je potrebné žiadne prídavné zariadenie. Lúče infračerveného žiarenia sú vysielané vo veľmi krátkych impulzoch a v prípade, že dané žiarenie dopadne na nejaký objekt, odrazí sa od neho a vráti sa späť. Na základe času za ktorý sa daný impulz vráti späť je vyhodnotená poloha a vzdialenosť objektu v ochrannom poli.

V laserovom skenery je použité rotujúce zrkadlo, ktoré vychyľuje impulzy tak, aby pokrývali stanovený tvar ochranného poľa, poväčšine je to kruhový výsek. Zóna ochranného poľa laserového skeneru musí byť prázdna bez objektov, ktoré by mohli spôsobovať vytváranie mŕtvych uhlov, kde lúče infračerveného žiarenia nedopadnú. Pre to je dôležitým krokom pri aplikácii laserového skeneru myslieť na jeho použitie už pri návrhu pracoviska.

Zóny laserového skeneru

Okrem vytvorenia ochranného poľa laserovým skenerom v okolí nebezpečného priestoru je veľkou výhodou týchto zariadení aj možnosť definovať jednotlivé zóny v ochrannom poli. Týmto spôsobom je možné predísť zbytočným zastaveniam pracovného cyklu stroja. Zadefinované  zóny je možné využiť tak, že pri vstupe do prvej zóny sa zapne svetelný signál. Pri vstupe do druhej zóny sa zvukový signál a pri vstupe do tretej zóny sa vypne celý stroj. Veľkosť jednotlivých zón a taktiež postup pri vstupe do nich je možné rôzne definovať.

Pri prechode jednotlivými zónami nie je nutné použiť len zvukové alebo svetelné upozornenie ale je možné využiť aj plynulé spomaľovanie rýchlosti zariadenia, podľa toho v ktorej zóne sa osoba nachádza. Po opustení ochranného poľa laserový skener vykoná aický reset a činnosť zariadenia plynule pokračuje.  Automatické obnovenie činnosti zariadenia je ale možné uskutočniť len ak je výstup z ochranného poľa v rovnakom poradí prechodu cez jednotlivé zóny ako bol vstup. V opačnom prípade je nutné po výstupe z ochranného poľa zatlačiť externé tlačidlo reset na obnovenie činnosti stroja. Ide o takzvané sekvenčné monitorovanie ochranného poľa laserového skeneru.

Ochranné polia

Okrem využitia viacerých zón v rámci jedného ochranného poľa ponúkajú laserové skenery aj možnosť použitia viacerých ochranných polí v rámci jedného laserového skeneru. To znamená, že jeden laserový skener dokáže vytvoriť a súčasne skenovať viac ochranných polí. Takýto spôsob využitia laserového skeneru umožňuje, že pri vstupe do jedného ochranného poľa prestane pracovať len robot, ktorý sa nachádza za daným ochranným poľom. Druhý robot môže svoju činnosť vykonávať aj naďalej bez nutnosti prerušenia.

Sick AG

Aplikácie laserových skenerov

Možnosť aplikácie laserových skenerov je v súčasnosti omnoho väčšia ako tomu bolo v minulosti. Výrobcovia laserových skenerov pokračujú v nastolenom trende a vyvíjajú svoje ochranné zariadenia tak, aby sa čo najviac približovali Industry 4.0. Laserové skenery sa môžu použiť pri rôznych aplikáciách a to pri:

  • horizontálnom umiestení,
  • vertikálnom umiestení,
  • mobilné aplikácie,

Horizontálne umiestnenie

Pri horizontálnom umiestnení laserový skener skenuje dvojrozmernú horizontálnu oblasť. Ide o najčastejší prípad použitia laserového skeneru. S využitím tohto umiestnenia je možné zabezpečiť vstup do aizovaného pracoviska nežiadúcim osobám a predmetom. Skener skenuje chodidlá osôb, keďže najvyššia výška umiestnenia laserového skeneru od referenčnej roviny je 300mm. Túto výšku je potrebné dodržať, aby sa predišlo možnosti podlezenia pod ochranným poľom do nebezpečného priestoru.

Sick AG

 

Vertikálne umiestnenie

Pri vertikálnom zabezpečení pracoviska sa viac preferujú svetelné závory, avšak nie vždy je vhodné ich použite. Laserové skenery sú primárne určené na horizontálne zabezpečenie pracoviska, avšak existujú prípady kedy je vhodné ich použiť aj pri vertikálnom umiestnení. Jednou z takých aplikácii je použitie vo vstupno-výstupných aplikáciách. Keďže laserové skenery nepotrebujú žiadne prídavné zariadenia ako Vysielač-Prijímač alebo použitie zrkadiel, môže byť ochranné pole nadefinované tak, aby umožňovalo prechod materiálu. Takéto tvarovanie umožní prechod len vopred nadefinovaným kontúram objektov a zabezpečí nežiadúci vstup cudzích objektov. Tak ako pri svetelných závorách aj tu je vhodné využiť signály z prídavných senzorov.

Sick Blog USA

Mobilné aplikácie

V mobilných aplikáciách sa skenery používajú napríklad pri vysokozdvižných vozíkoch alebo aicky riadených vozíkoch. Aplikácia laserových skenerov na takýchto zariadeniach umožňuje flexibilnú prepravu materiálu s detekciou osôb alebo predmetov v okolí pohybujúceho sa vozíka. Laserové skenery môžu byť použité len na zariadeniach, ktoré obsahujú elektromotor. Takéto využitie skenerov je priemysle veľmi efektívne a značne prispieva k zvyšovaniu produktivity. Po zosnímaní človeka v ochrannom poli sa aický vozík zastaví a jeho činnosť je znovu obnovená potom ako človek odíde z jeho ochranného poľa.

Sick AG
Zdroje:

Autor: Bc. Adamec Ján/ DailyAutomation/adamec@dailyaion.com