Lær deg mer om laserscannere

Laserscannere fungerer som en usynlig vakt som beskytter både mennesker og maskiner i industrielle miljøer. Ved hjelp av infrarødt lys og avansert teknologi opprettes presise overvåkingssoner som sørger for at risikofylte områder holdes trygge. Disse innovative løsningene bidrar til mer effektiv produksjon og høyere sikkerhet, samtidig som de oppfyller dagens krav til maskinsikkerhet.

Kunnskap

Hva er en laserscanner?

En laserscanner er en optisk sensor som skanner omgivelsene i to dimensjoner ved hjelp av infrarøde laserstråler. Den brukes for å overvåke farlige områder rundt maskiner eller kjøretøy, og sørger for at ingen utilsiktet oppholder seg i risikosonen.

Hvordan fungerer det?

Våre laserscannere benytter prinsippet kjent som "time-of-flight"-måling. Dette innebærer at skanneren sender ut korte pulser av infrarødt lys samtidig som en intern stoppeklokke aktiveres. Når lyset treffer et objekt, reflekteres det tilbake til skanneren. Tiden som går mellom utsending og mottak brukes til å beregne avstanden til objektet.

Inne i laserscanneren sitter et speil som roterer med jevn hastighet. Dette speilet avbøyer lyspulsene slik at de dekker en sektor – for eksempel 270 grader. På den måten kan objekter detekteres i hele det definerte beskyttelsesområdet. Skanningen starter gjerne ved -45 grader i forhold til baksiden av enheten.

Laserscanneren har en vinkeloppløsning på 0,5 grader, noe som gir en deteksjonsoppløsning mellom 30 mm og 150 mm, avhengig av konfigurasjonen.

Når en lysstråle brytes, sender skanneren ut et dobbelt stoppsignal til tilkoblede maskiner eller kjøretøy i risikoområdet. Dette signalet består av to uavhengige OSSD-utganger (Output Signal Switching Device), som er feilsikre 24 V DC-signaler med innebygd puls. Den pulserende funksjonen gjør det mulig å oppdage eventuelle kortslutninger og sikre pålitelig funksjon.

Fordeler med laserscannere

Takket være laserscannerens aktive skanning trenger man verken mottakere eller reflektorer. Det gir flere fordeler:

Check Kortere installasjonstid
Check Det overvåkede området kan enkelt tilpasses det farlige området rundt en maskin
Check I motsetning til en sikkerhetsmatte er en laserscanner nærmest vedlikeholdsfri

Når brukes laserscanner?

Laserscannere er et godt og kostnadseffektivt valg når risikoområder må sikres, og mekaniske vern er upraktiske, gir dårlig ergonomi eller er vanskelig å tilpasse med matter eller lysgitter.
Med en laserscanner kan deteksjonsområdet skreddersys nøyaktig til hver enkelt applikasjon.

Ulike sikkerhetsfunksjoner i laserscanneren

EDM = External Device Monitoring (ekstern enhetsovervåking)

Dette innebærer overvåking av kontaktorer. En NC-kontakt fra kontaktoren kobles til 24 V og en egen inngang på laserscanneren. På den måten kan ikke laserscanneren tilbakestilles hvis én eller flere kontaktorer har låst seg i feil posisjon.

Multiple sampling

Multiple sampling angir hvor mange ganger et objekt må registreres før utgangene kobles ut. For eksempel betyr verdien 3 at objektet må detekteres tre ganger før utgangene reagerer.
Dette gjør det mulig å tilpasse applikasjonen og redusere risikoen for driftsforstyrrelser forårsaket av små objekter, som sveisesprut, som midlertidig havner i skannefeltet.

Laserscanneren er alltid satt til minimumsverdi 2 for multiple sampling. Fra og med verdi 3 må det tas høyde for økt reaksjonstid. Denne ekstra tiden avhenger av både valgt reaksjonstid og antall sampling.

”Contour as a reference”

Denne funksjonen gjør det mulig for skanneren å overvåke utvalgte deler av sikkerhetssonen og oppdage avvik. Hvis skanneren flyttes, eller hvis det skjer endringer i omgivelsene, utløses et varsel.
"Contour as a Reference" må alltid aktiveres når laserscanneren monteres vertikalt.

Manuell startfunksjon

Når en laserscanner registrerer inntrenging i det overvåkede området, sendes et stoppsignal til farlige maskiner i risikosonen. Samtidig tennes en tilbakestillingslampe. For å starte maskinen på nytt må laserscanneren først tilbakestilles.

Dette gjøres med en tilbakestillingsknapp, som skal plasseres utenfor det beskyttede området slik at den ikke kan nås fra innsiden.

Det stilles høye krav til tilbakestillingsfunksjonen. Verken kortslutning eller komponentfeil skal kunne føre til automatisk tilbakestilling.

Når knappen aktiveres, kobles utgangene inn igjen, og lampen slukkes.

Obs! Tilbakestilling av laserscanneren skal kun gjøre det mulig å starte maskinen på nytt, ikke starte den automatisk.

Applikasjonseksempel

Under følger noen eksempler på bruksområder med laserscanner.

Laserscanner Horisontell montering med ett övervakningsfält

1. Horisontal montering med ett overvåkingsfelt

Det er mulig å konfigurere både en varselsone og en sikkerhetssone foran en maskin for å hindre at personer kommer inn i et farlig område. Varselsonen kan aktivere en varsellampe eller et lydsignal, og på den måten forhindre uønsket stopp. Hvis noen krysser sikkerhetssonen, utløses et umiddelbart beskyttelsesstopp som stanser maskinen.

Laserscanner Horisontell montering med två övervakningsfält

2. Horisontal montering med to sikkerhetsfelt

Laserscanneren kan programmeres med to ulike soner, med separate alarm- og sikkerhetssoner.

Laserscanner Vertikal montering med ett övervakningsfält

3. Vertikal montering med ett overvåkningsfelt

Laserscanneren kan monteres vertikalt slik at det opprettes en sikkerhetssone som forhindrer personer i å trenge inn i et farlig område. Ved vertikal overvåking må funksjonen "Contour as a Reference" alltid være aktivert. Denne funksjonen gjør at skanneren overvåker bestemte deler av sikkerhetssonen og reagerer dersom noe endrer seg. For eksempel vil skanneren utløse et signal dersom den flyttes, eller dersom det skjer endringer i omgivelsene innenfor det beskyttede området.

Laserscanner Vertikal montering med två övervakningsfält

4. Vertikal montering med to overvåkningsfelter

Laserscanneren kan monteres slik at én eller to vertikale sikkerhetssoner konfigureres i samme plan. Dette gjør det mulig å beskytte personer mot å trenge inn i farlige områder. Ved vertikal montering må funksjonen "Contour as a Reference" alltid aktiveres. Denne funksjonen sørger for at skanneren overvåker bestemte deler av sikkerhetssonen og reagerer dersom noe endres. Skanneren vil for eksempel utløse et signal hvis den flyttes, eller hvis det skjer endringer i det overvåkede området.

Laserscanner Förarlösa vagnar (AGV)

5. Automatisk guidet kjøretøy (AGV)

Laserscanneren monteres gjerne i fronten på en AGV. Varselsonen kan brukes til å redusere hastigheten på kjøretøyet, eller til å aktivere en varsellampe eller et lydsignal. Hvis noe eller noen kommer for nær, vil sikkerhetssonen gi et stoppsignal.

Beregning av beskyttelsesavstand

Følgende formler gir en god veiledning for hvordan man kan beregne riktig beskyttelsesavstand.

Husk at det alltid må tas hensyn til muligheten for at noen kan omgå den elektriske deteksjonen ved å strekke seg inn i det beskyttede området. For mer informasjon om dette, ta kontakt med OEM Automatic AS.

Horisontalt montert beskyttelsesfelt

S = (K x (TM + TS)) + ZG + ZR + C

K = Kroppens hastighet 1 600 mm/s
TM = Stopptid på maskin/system (s)
TS = Reaksjonstid på laserscanner (s)
ZG = Generelt sikkerhetstillegg = 100 mm

ZR* = Tillegg for eventuelle feil som oppstår i forbindelse med refleksjon*
C = Tillegg for å unngå risiko for å rekke over sikkerhetssonen

Reaksjonstid laserscanner:
Den totale reaksjonstiden på laserscanneren avhenger av:

Valgt oppløsning og sikkerhetsfelt
Multiple sampling

Beregning av den totala reaksjonstiden T_S
T_S = t _B + T_MFA
t_B = Reaksjonstid		Se respektive laserscanner
T_MFA = Tillegg med hensyn til "multiple sampling" >2		Se respektive laserscanner

* Hvis det er risiko for refleksjon mindre enn 1 meter fra ytterkanten av sikkerhetssonen, skal det legges til 200 mm.

Beregning av C
Dersom det er god plass foran maskinen, benyttes en standardverdi på 1 200 mm for C.

Hvis du derimot ønsker at sikkerhetsavstanden skal være så liten som mulig, kan C beregnes slik:

C = 1 200 mm - (0,4xHD)

HD = Høyden fra gulvet til plasseringen av deteksjonsfeltet.

OBS! Det må alltid tas høyde for at en person kan rekke inn i det farlige området. Minimum tilleggsavstand for dette er 850 mm (armens lengde).

Vertikalt montert beskyttelsesfelt for kroppsbeskyttelse

S = K x (TM + TS) + C

K = Kroppens hastighet 1 600 mm/s
TM = Stopptid på maskin/system (s)
TS = Reaksjonstid på laserscanner (s)
C = Tillegg for å unngå risiko for å rekke over sikkerhetssonen (850 mm)

Reaksjonstid laserscanner:
Den totale reaksjonstiden på laserscanneren avhenger av:

Valgt oppløsning og sikkerhetsfelt
Multiple sampling

Beregning av den totale reaksjonstiden T_S
T_S = t _B + T_MFA
t_B = Reaksjonstid		Se respektive laserscanner
T_MFA = Tillegg med hensyn til "multiple sampling" >2		Se respektive laserscanner

Beregning av beskyttelsesavstand for kroppsbeskyttelse		Oppløsning laserscanner mm
1 600 x (t1+t2) + 850		50
1 600 x (t1+t2) + 850		70
1 600 x (t1+t2) + 850		150
* Beskyttelsesavstandtillegg C = 850 mm som anses å være normal rekkevidde for en arm.

Eksempel:

Laserscanner med oppløsning 30 mm
TS (stopptiden for laserscanneren) = 0,025 s
TM (maskinens stopptid) = 0,05 s
T (total stopptid t1+t2) = 0,025 + 0,05 = 0,075 s
S = 2 000 x 0,075 + 128
S = 278 mm

OBS! Hvis det er risiko for at noen kan nå det farlige området ved å strekke seg over, under eller fra siden av laserscannerens beskyttelsesfelt, må det benyttes supplerende tiltak, for eksempel mekaniske vern. For mer informasjon, ta kontakt med OEM Automatic AS.

Vertikalt montert beskyttelsesfelt for relevant kroppsdel

S = 2 000 x (TM + TS) + 8(d-14)

K = Bevegelseshastighet hos relevant kroppsdel 2 000 mm/s
T_M = Stopptid på maskin/system (s)
T_S = Reaksjonstid på laserscanner (s)
d = Laserscannerens oppløsning

Reaksjonstid laserscanner:
Den totale reaksjonstiden på laserscanneren kommer an på:

Valgt oppløsning og sikkerhetsfelt
Multiple sampling

Beregning av den totale reaksjonstiden T_S
T_S = t _B + T_MFA
t_B = Reaksjonstid		Se respektive laserscanner
T_MFA = Tillegg med hensyn til "multiple sampling" >2		Se respektive laserscanner

Beregning av beskyttelsesavstand S

Formelen under gjelder:

For alle verdiene på S opp t.o.m. 500 mm
Minste tillatte verdi for S skal vara 100 mm

Beregning av beskyttelsesavstand S for relevant kroppsdel		Oppløsning laserscanner mm
2 000 x (t1+t2) + 128*		30
2 000 x (t1+t2) + 208*		40
* Beskyttelsesavstandstillegg C dvs. laserscannerens oppløsning beregnes ifølge formel, 8 x oppløsning - 14 mm. F.eks. oppløsning 30 mm gjelder C=8(30-14) = 128 mm.

Hvis verdien for S med formelen over overstiger 500 mm, kan følgende formel benyttes.

I slike tilfeller skal den minste tillatte verdien for S væra 500 mm.

Formel		Oppløsning av laserscanner mm.
1 600 x (t1+t2) + 128*		30
1 600 x (t1+t2) + 208*		40
*Beskyttelsestillegg C d.v.s. laserscannerens oppløsning beregnes ifølge formel, 8 x oppløsning - 14 mm. F.eks. oppløsning 30 mm gjelder C=8(30-14) = 128 mm.