การคำนวณระยะห่างความปลอดภัยและการติดตั้งมาตรฐานของม่านแสง|คู่มือฉบับสมบูรณ์สำหรับผู้ออกแบบ

 

ที่นี่คือที่ที่คุณจะพบปัญหาในการออกแบบและติดตั้ง"ม่านแสง"บันทึกเกี่ยวกับเรื่องนี้

 

ในสถานที่ทำงานด้านการออกแบบเครื่องจักรมาตรการความปลอดภัยของเครื่องจักรอัตโนมัติเป็นประเด็นสำคัญที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ โดยเฉพาะการเลือกและการติดตั้งม่านแสง (ม่านแสงนิรภัย) ที่สามารถตรวจจับการบุกรุกของร่างกายมนุษย์และหยุดการทำงานของเครื่องจักรได้ ถือเป็นหัวใจสำคัญในการรักษาทั้งประสิทธิภาพการผลิตและความปลอดภัย

 

อย่างไรก็ตาม ในแคตตาล็อกและเว็บไซต์จำนวนมาก มักจะแสดงเพียง "ข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์" หรือ "ข้อกำหนดทางมาตรฐาน" เท่านั้น แต่ข้อมูลที่อธิบายถึง "ขั้นตอนการคำนวณที่เฉพาะเจาะจง" หรือ "ความรู้ในการติดตั้งที่ซับซ้อนในสถานที่จริง" ซึ่งผู้ออกแบบต้องเผชิญเมื่อต้องวาดแบบนั้น กลับมีน้อยมากในปัจจุบัน

 

บทความนี้ไม่ได้เป็นเพียงการอ้างอิงมาตรฐานเท่านั้น แต่ยังรวมถึงประสบการณ์ที่สั่งสมจากการปฏิบัติงานออกแบบเครื่องจักรจริง พร้อมทั้งศึกษาแนวคิดจากผู้ผลิตหลักในประเทศญี่ปุ่น มาตรฐาน JIS (มาตรฐานอุตสาหกรรมญี่ปุ่น) และมาตรฐาน ANSI (มาตรฐานสหรัฐอเมริกา) อีกด้วย โดยนำสิ่งเหล่านี้มาเปรียบเทียบและเจาะลึกประเด็นที่ผู้ออกแบบมักสับสนอย่างละเอียดถี่ถ้วน

 

จากนี้ไป ผู้ที่เริ่มทำงานด้านการออกแบบความปลอดภัยจะสามารถเลือกม่านไฟได้อย่างมั่นใจ และมั่นใจในระยะห่างที่ปลอดภัยซึ่งมีหลักฐานเชิงตรรกะรองรับ

ความรู้พื้นฐานและการเลือกม่านแสง

ESPE (อุปกรณ์ป้องกันด้วยการตรวจจับทางไฟฟ้า) และ Type4・Type2

ขั้นตอนแรกของการออกแบบความปลอดภัยของเครื่องจักรคือการเลือกอุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสมกับระดับความเสี่ยงของเครื่องจักรที่เป็นเป้าหมาย　　ม่านแสง (Light Curtain) เป็นคำศัพท์เฉพาะที่เรียกว่า ESPE (อุปกรณ์ตรวจจับและป้องกันด้วยไฟฟ้า) และถูกแบ่งออกเป็น "Type4" และ "Type2" ตามประสิทธิภาพด้านความปลอดภัย

 

การเลือก "ประเภท" นี้ไม่ควรตัดสินใจเพียงเพราะความชอบหรืองบประมาณของผู้ออกแบบเท่านั้น จำเป็นต้องดำเนินการประเมินความเสี่ยงและตัดสินใจตาม "ระดับประสิทธิภาพ (PL)" และ "ระดับความปลอดภัย (SIL)" ที่ต้องการสำหรับเครื่องจักรนั้นๆ

 

โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์ที่มีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดอุบัติเหตุร้ายแรง (เช่น การตัดนิ้วหรืออุบัติเหตุถึงแก่ชีวิต) เช่น หุ่นยนต์อุตสาหกรรมและเครื่องกดในญี่ปุ่น จะใช้ระดับความปลอดภัยสูงสุด Type4　　ในทางกลับกัน Type2 จะถูกใช้ในบริเวณที่มีความเสี่ยงค่อนข้างต่ำ หรือในกรณีที่ถูกหนีบก็จะมีเพียงบาดเจ็บเล็กน้อยเท่านั้น

 

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างทั้งสองคือ "พฤติกรรมเมื่อเกิดความเสียหาย" และ "ความน่าเชื่อถือของฟังก์ชันความปลอดภัย" ตารางด้านล่างนี้ได้รวบรวมข้อมูลเปรียบเทียบที่จำเป็นสำหรับการเลือกออกแบบไว้ครบถ้วนแล้ว

รายการเปรียบเทียบ	ประเภท 4	ประเภท 2
ความเสี่ยงที่รองรับ (PL / SIL)	PL e / SIL 3 (ความเสี่ยงต่อการเสียชีวิตหรือบาดเจ็บสาหัส)	PL c / SIL 1 (ความเสี่ยงต่อการบาดเจ็บเล็กน้อย)
ความซ้ำซ้อนและการตรวจจับความล้มเหลว	การสำรองข้อมูลและการตรวจสอบตัวเองตลอดเวลา วงจรภายในได้รับการออกแบบให้มีการสำรองสองชุดอย่างสมบูรณ์ แม้เกิดข้อผิดพลาดเพียงจุดเดียวก็จะไม่สูญเสียฟังก์ชันความปลอดภัย ข้อผิดพลาดจะถูกตรวจจับและหยุดการทำงานทันที	การทดสอบแบบเป็นรอบ วงจรภายในไม่ได้ถูกทำให้เป็นสองชั้นเสมอไป การตรวจจับความผิดพลาดขึ้นอยู่กับการทดสอบ "เมื่อเริ่มต้น" หรือ "ตามกำหนดเวลา" ซึ่งยังคงมีความเสี่ยงของความผิดพลาดระหว่างการทดสอบ
มุมทิศทาง (การกระจายของแสง)	แคบ (±2.5° ภายใน) เนื่องจากแสงแพร่กระจายได้ยาก จึงมีคุณสมบัติที่ลดการเกิดแสงสะท้อนจากผนังโดยรอบซึ่งอาจทำให้เกิดการรับแสงผิดพลาด (สถานะไม่ตอบสนอง) ได้ยาก	กว้าง (±5° ภายใน) เนื่องจากแสงสามารถกระจายตัวได้ง่าย การปรับแนวแกนแสงจึงทำได้อย่างสะดวก แต่แสงจะสะท้อนจากผนังหรือพื้นผิวมันเงาได้ง่าย จึงมีข้อจำกัดในการติดตั้ง
ระยะห่างที่อนุญาตในการติดตั้ง (จากผนัง)	สามารถติดตั้งได้ในระยะทางสั้น ตัวอย่าง: หากระยะการตรวจจับอยู่ภายใน 3 เมตร ให้ติดตั้งโดยเว้นระยะห่างจากผนัง 130 มม.	ระยะทางไกล ตัวอย่าง: หากระยะการตรวจจับอยู่ภายใน 3 เมตร จำเป็นต้องเว้นระยะห่างจากผนัง 260 มม. (เนื่องจากมีความเสี่ยงต่อการสะท้อนสูง)
การใช้งานหลัก	เครื่องกด, เซลล์หุ่นยนต์, เครื่องตัด, สายการประกอบอัตโนมัติ การป้องกันหลัก	เครื่องบรรจุขนาดเล็ก, กันชน AGV, การตรวจจับเสริมในสายการขนส่งที่มีความเสี่ยงต่ำ

เพื่อภาพลักษณ์ของผลิตภัณฑ์จริง ขอแนะนำให้ตรวจสอบซีรีส์จากผู้ผลิตหลักที่เป็นตัวแทนของแต่ละประเภท

• ตัวอย่างประเภทที่ 4 (การใช้งานทั่วไปและความทนทาน)
  • คียเอ็นส์:GL-R ซีรีส์
  • โอมロン:F3SG-SRシリーズ
• ตัวอย่างที่เป็นตัวแทนของประเภทที่ 2 (ขนาดเล็กและต้นทุนต่ำ)
  • พานาโซนิค:SF2C ซีรีส์

ดังที่กล่าวมา Type4 มีความน่าเชื่อถือสูงมาก แต่มีค่าใช้จ่ายสูงเช่นกัน อย่างไรก็ตาม หากเลือก Type2 โดยให้ความสำคัญกับการลดต้นทุนเป็นหลัก อาจมีความเสี่ยงที่จะถูกตั้งคำถามทางกฎหมายว่า "ทำไมไม่เลือก Type4" ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุขึ้นหากไม่มีหลักฐานที่ชัดเจน การเลือก Type4 ถือเป็นมาตรการความปลอดภัยในฐานะผู้ออกแบบ

 

 

วัตถุที่สามารถตรวจจับได้ขั้นต่ำซึ่งเชื่อมโยงโดยตรงกับระยะปลอดภัย

เมื่อเลือกม่านไฟ สิ่งที่มีผลต่อการออกแบบมากที่สุดในสเปคของแคตตาล็อกคือขนาดของ "วัตถุที่สามารถตรวจจับได้ต่ำสุด (Detection Capability)"　　นี่คือสิ่งที่แสดงว่าม่านแสงนั้นสามารถตรวจจับได้ถึงขนาดของแท่งที่มีความหนาเท่าใด โดยหลักแล้วจะขึ้นอยู่กับระยะห่างของแกนแสง (พิทช์)

 

ขนาดของวัตถุที่สามารถตรวจจับได้น้อยที่สุดนั้นมีความสัมพันธ์โดยตรงกับการที่สามารถทำให้เครื่องจักรมีขนาดกะทัดรัดได้หรือไม่ ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ในการคำนวณระยะปลอดภัยที่จะกล่าวถึงในภายหลังวัตถุที่ตรวจพบมีขนาดเล็กเท่าไร "ระยะการบุกรุก (ระยะเพิ่มเติม)" จะสั้นลงเท่านั้น　　การออกแบบให้หยุดเมื่อปลายนิ้วสัมผัสหรือเมื่อแขนเข้าไปถึงจะหยุดนั้น ระยะห่างจากรั้วเครื่องจักรถึงแหล่งอันตรายจะเปลี่ยนแปลงเป็นหน่วยเซนติเมตรหลายสิบเซนติเมตร

ประเภทการตรวจจับ	เส้นผ่านศูนย์กลางวัตถุที่ตรวจจับได้ต่ำสุด (d)	ลักษณะเฉพาะและผลกระทบต่อการออกแบบ	สถานที่แนะนำในการใช้งาน
การตรวจจับนิ้ว (Finger)	φ9มม. ~ φ14มม.	ระยะปลอดภัยจะสั้นที่สุด ระยะห่างของแกนแสงละเอียด (ประมาณ 10 มม.) สามารถตรวจจับปลายนิ้วได้ แม้ว่าราคาจะสูงสามารถติดตั้งได้ใกล้กับเครื่องจักรครับ/ค่ะ	ช่องเปิดสำหรับวางชิ้นงานด้วยมือ, เซลล์หุ่นยนต์ขนาดเล็ก
การตรวจจับมือ (Hand)	φ20mm ~ φ30mm	มาตรฐานที่มีความสมดุลดี ระยะห่างแกนแสงประมาณ 20 มม. เมื่อเทียบกับการตรวจจับด้วยนิ้วจำเป็นต้องเว้นระยะห่างที่ปลอดภัยเพิ่มขึ้นประมาณ 100 มม.	ช่องส่งของเครื่องอัตโนมัติทั่วไป ด้านในของประตูบำรุงรักษา
การตรวจจับแขน/ขา	φ40mm ขึ้นไป	ระยะห่างที่ปลอดภัยจะยาวมากขึ้น เนื่องจากนิ้วมือและมือสามารถลอดผ่านได้ จึงใช้สำหรับตรวจจับการบุกรุกด้วยร่างกายทั้งหมดจำเป็นต้องอยู่ห่างจากแหล่งอันตรายอย่างน้อย 850 มม.	การตรวจจับการบุกรุกบริเวณรอบนอกของอุปกรณ์, ทางเดินของ AGV, การป้องกันพื้นที่ของอุปกรณ์ขนาดใหญ่

 

ในขั้นตอนการออกแบบ หากเลือกโมเดลที่มีความสามารถในการตรวจจับต่ำ (วัตถุที่ตรวจจับได้มีขนาดใหญ่) โดยคำนึงถึงแค่ราคาถูกที่สุด อาจทำให้ระยะห่างที่ปลอดภัยตามการคำนวณยาวนานกว่าที่คาดไว้ และพื้นที่ติดตั้งเครื่องจักร (พื้นที่ติดตั้ง) จะเพิ่มขึ้นได้ ในทางกลับกัน หากมีพื้นที่จำกัด แม้จะมีค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นเล็กน้อย การเลือกประเภทที่ตรวจจับด้วยนิ้วมือ จะช่วยลดระยะห่างที่ปลอดภัยและประหยัดพื้นที่ได้

 

 

ลักษณะของมุมทิศทางและความยากในการปรับแกนแสง

มุมการกระจายแสง (Aperture Angle) ที่มักจะระบุไว้ในมุมแคบของแคตตาล็อกนั้น เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญซึ่งเกี่ยวข้องกับจำนวนงานในการติดตั้งและการตั้งขึ้นอย่างมาก มุมการกระจายแสงคือมุมที่แสดงว่าแสงที่ออกจากอุปกรณ์จะกระจายออกไปมากน้อยเพียงใด และมุมที่ตัวรับแสงจะรับแสงจากมุมใดได้บ้าง

 

ม่านไฟ Type4 ถูกออกแบบให้มีมุมการกระจายแสงแคบมากที่ "±2.5°" เท่านั้น ซึ่งคล้ายกับการส่องไฟฉายที่แสงพุ่งตรงไปข้างหน้า

• ข้อดี: แสงที่สะท้อนจากผนังสเตนเลสหรืออุปกรณ์ที่อยู่ข้างๆ จะถูกจำกัดให้สะท้อนกลับไปยังแหล่งกำเนิดเดิม ไม่ให้กระทบกับตัวรับแสงโดยตรง ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของ "การสะท้อนแสงย้อนกลับ" ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
• ข้อเสีย: หากไฟส่องสว่างและตัวรับแสงไม่ตรงกัน แสงจะไม่ถึงจุดหมาย แม้จะเบี่ยงเพียงไม่กี่มิลลิเมตรในระยะไม่กี่เมตรก็อาจทำให้แสงถูกบังได้ ดังนั้นการปรับแต่งขาติดตั้งให้แม่นยำและการรักษาความแข็งแรงของฐานติดตั้ง (เพื่อป้องกันการสั่นสะเทือน) จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

 

ในทางกลับกัน Type2 ได้รับการออกแบบให้มีความกว้างถึง "±5°"

 

• ข้อดี: แม้ว่าจะมีการเบี่ยงเบนเล็กน้อยในทิศทาง แสงก็ยังสามารถส่องถึงได้ ทำให้การปรับแกนแสงเป็นเรื่องง่าย
• ข้อเสีย: เมื่อแสงขยายตัวออกไป จะสะท้อนกับวัตถุรอบข้างได้ง่ายขึ้น เนื่องจากผนังที่เป็นกระจกเงาหรือการรบกวนจากเซ็นเซอร์อื่น ๆ จึงจำเป็นต้องมีพื้นที่ว่างรอบ ๆ

 

ผู้ออกแบบที่มีประสบการณ์ในสถานที่จริง เมื่อเลือกใช้ Type4 จะจัดเตรียมขายึดที่มีกลไกการปรับหรือเลือกโมเดลที่สามารถใช้เครื่องมือปรับเช่น เลเซอร์พอยน์เตอร์ เพื่อลดเวลาการปรับในสถานที่จริงให้สั้นลง โดยเฉพาะเมื่อใช้งานในระยะไกล (5 เมตรขึ้นไป) การออกแบบเสาติดตั้งที่แข็งแรงเป็นสิ่งจำเป็น เนื่องจากอาจเกิดการเบี่ยงเบนของแกนแสงจากการสั่นสะเทือนของอาคารหรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพียงเล็กน้อย

 

 

การคำนวณระยะปลอดภัยของม่านแสง

การทำความเข้าใจสูตรคำนวณตามมาตรฐาน JIS B 9715

ระยะปลอดภัย (Safety Distance) คือ "ระยะทางทางกายภาพ" ที่ต้องรักษาระหว่างจุดที่ผู้ปฏิบัติงานบังแนวแสงของม่านแสงจนถึงจุดที่เครื่องจักรหยุดทำงานอย่างสมบูรณ์ เพื่อป้องกันไม่ให้ส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายไปถึงแหล่งอันตราย (เช่น ส่วนที่หมุนหรือส่วนกด)　　การรักษาความห่างที่เหมาะสมนี้เป็นหนึ่งในหน้าที่ที่สำคัญที่สุดของผู้ออกแบบเครื่องจักร

 

ในประเทศญี่ปุ่นJIS B 9715(ความปลอดภัยของเครื่องจักร - การจัดวางอุปกรณ์ป้องกันตามความเร็วในการเข้าใกล้ของส่วนต่างๆ ของร่างกาย) และมาตรฐานสากล ISO 13855 การคำนวณจะดำเนินการตามหลักการนี้ ห้ามตัดสินใจโดยใช้ความรู้สึกหรือประมาณการตามความรู้สึก

 

สูตรคำนวณพื้นฐานมีดังนี้

• S: ระยะปลอดภัย (มม.)
• K: ความเร็วในการเข้าใกล้ของร่างกาย (มม./วินาที)
• T: เวลาหยุดทำงานของระบบทั้งหมด (วินาที)
• C: ระยะการบุกรุก (มม.)

 

แม้ว่าสูตรนี้จะดูเรียบง่ายมาก แต่กระบวนการกำหนดค่าตัวเลขของแต่ละตัวแปรนั้นต้องผ่านการตรวจสอบหลายขั้นตอน มาดูความหมายของแต่ละตัวแปรและวิธีการตัดสินใจในการใช้งานจริงกันเถอะ

 

 

เกณฑ์การนำค่า K (ความเร็วในการเข้าใกล้ร่างกายมนุษย์) มาใช้

ค่า K คือพารามิเตอร์ที่แสดงถึงความเร็วที่มนุษย์เข้าใกล้แหล่งอันตราย JIS มาตรฐานได้กำหนดค่าไว้สองค่าคือ 2000mm/s (การเข้าใกล้ด้วยความเร็วสูง) และ 1600mm/s (การเข้าใกล้ด้วยการเดิน) แต่อาจมีนักออกแบบหลายคนที่สับสนว่าควรใช้ค่าใด

 

กฎเกณฑ์ที่ชัดเจนในการคัดเลือกมีดังต่อไปนี้

1. การคำนวณเบื้องต้นต้องใช้ค่า K = 2000 เสมอ
   ก่อนอื่น ให้แทนค่า K = 2000 mm/s ลงในสูตรเพื่อคำนวณระยะปลอดภัย S
2. ภายใต้เงื่อนไขบางประการ จะใช้ค่า K = 1600
   ผลการคำนวณเบื้องต้น อนุญาตให้ใช้ K = 1600 mm/s ในการคำนวณใหม่ได้เฉพาะเมื่อระยะห่างที่ปลอดภัย S ที่คำนวณได้เกิน 500 มม. เท่านั้น
3. ข้อควรระวังในการคำนวณใหม่
   ผลลัพธ์จากการคำนวณใหม่โดยใช้ K = 1600 หากระยะปลอดภัย S น้อยกว่า 500 มม. จะไม่สามารถใช้ผลลัพธ์การคำนวณได้โดยตรง ในกรณีนี้ จะใช้ S = 500 มม. เป็นระยะทางขั้นต่ำ

【ข้อสรุป】
หากต้องการติดตั้งม่านแสงในตำแหน่งที่ใกล้กับเครื่องจักรภายในระยะ 500 มม. จะต้องใช้ค่า K = 2000 ในการคำนวณโดยไม่มีข้อยกเว้น ในกรณีที่มีช่องเปิดที่ผู้ปฏิบัติงานต้องนำมือเข้าออกบ่อยๆ เช่น การตั้งค่าชิ้นงาน ควรใช้ค่า 2000 มม./วินาที เป็นกฎเหล็กในการออกแบบความปลอดภัย

 

 

เวลาตอบสนองของระบบและเวลาหยุดเครื่อง

ในสูตรการคำนวณที่พึ่งพาค่าที่วัดได้มากที่สุดและมีการเปลี่ยนแปลงได้ง่ายที่สุดคือ T (เวลาหยุดทำงานของระบบทั้งหมด) ซึ่งไม่ใช่เวลาของอุปกรณ์เพียงชิ้นเดียว แต่เป็นเวลาที่สัญญาณถูกส่งและเครื่องจักรหยุดทำงานทางกายภาพ"ผลรวมของความล่าช้า"ครับ/ค่ะ

สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจรายละเอียดนี้อย่างถูกต้องและคำนวณรวมกัน

 

ตัวแปร	เนื้อหา	แหล่งที่มาและวิธีการวัด	ค่าประมาณ (อ้างอิง)
t1	เวลาตอบสนองของม่านแสง ระยะเวลาตั้งแต่ถูกบังแสงจนกระทั่งการส่งออก OSSD ถูกปิด	สเปคในแคตตาล็อกของผู้ผลิต ※โปรดทราบว่าอาจมีการเปลี่ยนแปลงตามจำนวนแกนแสง จำนวนการเชื่อมต่อแบบอนุกรม และโหมดการตั้งค่า	0.005 วินาที ~ 0.020 วินาที
t2	เวลาตอบสนองของวงจรควบคุม เวลาที่รีเลย์หรือ PLC รับสัญญาณและปิดการส่งออกไปยังคอนแทคเตอร์	เอกสารข้อกำหนดของชุดรีเลย์นิรภัยและ PLC ด้านความปลอดภัย ※รวมเวลาล่าช้าในการสื่อสารด้วย	0.010 วินาที ~ 0.050 วินาที
t3	เวลาหยุดของเครื่องจักร เวลาที่คอนแทคเตอร์ขาด เบรกทำงาน และเครื่องจักรที่เคลื่อนที่ด้วยความเฉื่อยหยุดสนิท	จำเป็นต้องทำการวัดด้วยเครื่องจริง ใช้เครื่องจับเวลาหรืออุปกรณ์วัดเวลาหยุดเฉพาะทาง	โดยเครื่องจักร (0.1 วินาที ~ ไม่กี่วินาที)

โดยเฉพาะอย่างยิ่งควรระวัง t3 ค่านี้ไม่ได้ระบุในแคตตาล็อก และจะเปลี่ยนแปลงอย่างมากตามน้ำหนักของภาระ ความเร็วในการทำงาน และเงื่อนไขการเสียดสีในขั้นตอนการออกแบบ จำเป็นต้องใช้ข้อมูลของเครื่องจักรที่คล้ายกัน หรือสมมติค่าตัวเลขโดยเผื่อความคลาดเคลื่อนไว้มากพอในกรณีที่เลวร้ายที่สุด

 

 

การพิจารณาการเสื่อมสภาพตามอายุการใช้งานและประสิทธิภาพของเบรก

ระยะปลอดภัยที่คำนวณไว้ในการออกแบบ ไม่สามารถรับประกันได้ว่าจะปลอดภัยตลอดเวลาจนกว่าอายุการใช้งานของเครื่องจักรจะสิ้นสุดลง　　ระบบเบรกเชิงกลและระบบไฮดรอลิกจะสึกหรอและน้ำมันเสื่อมสภาพเมื่อใช้งาน ทำให้ประสิทธิภาพในการหยุดลดลง (ระยะหยุดยาวขึ้น)

 

มาตรฐาน JIS เองไม่ได้ระบุ "ค่าขอบเขตที่ชัดเจนสำหรับการเสื่อมสภาพตามอายุการใช้งาน" ไว้อย่างชัดเจน แต่มาตรฐานความปลอดภัยของสหรัฐอเมริกา ANSI B11.19 ดังนั้น ดูเหมือนว่าจะมีการกำหนดให้เพิ่มเวลาการตั้งค่า Tbm ของตัวตรวจสอบเบรก (อุปกรณ์ตรวจสอบเวลาหยุด) เข้าไปในคำนวณระยะปลอดภัย แม้ในกรณีที่ไม่มีตัวตรวจสอบเบรกแนะนำให้เพิ่มเวลาหยุดการวัดจริงประมาณ 20% เป็นค่าเผื่อกำลังดำเนินการอยู่

แม้ว่าจะเป็นค่าอ้างอิงเท่านั้น แต่ในการออกแบบทางปฏิบัติของญี่ปุ่นก็มีการนำแนวคิดนี้มาใช้ โดยเพิ่มค่า 1.2 เท่าของค่าที่วัดได้ หรือเพิ่มค่าคงที่ (เช่น 0.05 วินาที) เพื่อชดเชยความล่าช้าในการตอบสนองของเบรก ซึ่งถือว่าเป็น "วิธีการออกแบบระดับมืออาชีพ" ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย

 

นอกจากนี้ ในคู่มือการใช้งานและคู่มือการบำรุงรักษา ควรระบุไว้อย่างชัดเจนว่า "ควรทำการวัดเวลาหยุดใหม่ทุกครั้งในการตรวจสอบตามกำหนด และตรวจสอบว่าไม่เกินขอบเขตที่อนุญาตในการออกแบบ"

 

 

คำนวณระยะการบุกรุก (ค่า C)

C (ระยะการบุกรุก) คือระยะทางที่นิ้วหรือมือสามารถลอดผ่านระหว่างแกนแสงหรือยื่นออกไปยังด้านที่มีแหล่งอันตรายได้ในช่วงเวลาสั้น ๆ ระหว่างที่ระบบตอบสนองหลังจากเซ็นเซอร์ของม่านแสงตรวจจับวัตถุ ค่านี้ถูกกำหนดทางคณิตศาสตร์โดย "เส้นผ่านศูนย์กลางวัตถุตรวจจับขั้นต่ำ (d)" ของม่านแสง

 

สูตรการคำนวณสำหรับการติดตั้งในแนวตั้งตามมาตรฐาน JIS B 9715 มีดังนี้

อย่างไรก็ตาม หาก C < 0 ให้กำหนด C = 0

 

 

เราได้รวบรวมค่าตัวเลขที่เป็นตัวแทนซึ่งได้มาจากสมการนี้ไว้ในตารางด้านล่าง

ประเภทการตรวจจับ	เส้นผ่านศูนย์กลางวัตถุที่ตรวจจับได้ต่ำสุด (d)	สูตรการคำนวณ 8×(d−14)	ระยะการบุกรุกที่ควรนำมาใช้ C	หมายเหตุ
การตรวจจับนิ้ว	14 มม.	8 × (14 - 14) = 0	0 มม.	ไม่จำเป็นต้องเพิ่มระยะทาง สามารถเข้าใกล้ได้มากที่สุด
การตรวจจับมือ	20 มม.	8 × (20 - 14) = 48	48 มม.	-
การตรวจจับมือ	25 มม.	8 × (25 - 14) = 88	88 มม.	ค่าของรุ่นทั่วไปที่ใช้ได้หลากหลาย
การตรวจจับมือ	30 มม.	8 × (30 - 14) = 128	128 มม.	-
แขน/ตรวจจับร่างกาย	40 mm < d ≤ 70 mm	ไม่ครอบคลุม	850 มม.	ใช้ค่าคงที่ 850 มม. เป็นความยาวแขน (ค่ามาตรฐาน)

จากตารางนี้จะเห็นได้ว่า หากเลือกประเภทการตรวจจับด้วยนิ้ว (d=14) ค่า C=0 จะทำให้ระยะปลอดภัยสั้นที่สุด ในทางกลับกัน หากเลือกประเภทการตรวจจับด้วยมือ (d=25) จะต้องบวก 88 มม. เข้าไปในผลลัพธ์การคำนวณเสมอ หากใช้ประเภทที่มีค่า d มากกว่า 40 ไม่ว่าจะมีประสิทธิภาพการเบรกดีเพียงใด ระยะห่างจะต้องมากกว่า 850 มม. ซึ่งในกรณีของเครื่องจักรขนาดเล็ก อาจไม่สามารถติดตั้งได้

 

 

มาตรฐานการติดตั้งม่านแสงและมาตรการ

กฎเหล็กของการจัดวางในแนวตั้ง

เมื่อคำนวณระยะปลอดภัยได้แล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการพิจารณาว่าจะจัดวางอย่างไรในทางกายภาพ การติดตั้งในแนวตั้งคือวิธีการทั่วไปที่สุดในการติดตั้งม่านไฟให้ตั้งฉากกับพื้นเพื่อตรวจจับการบุกรุกจากทิศทางแนวนอน

 

กฎเหล็กของการจัดวางมีดังนี้

1. พื้นผิวแกนแสงเป็นเส้นทางเดียวที่เข้าสู่แหล่งอันตราย
   ต้องไม่มีเส้นทางที่สามารถสัมผัสกับแหล่งอันตรายได้โดยไม่ผ่านม่านแสง
2. การยึดที่มีความแข็งแรงสูง
   เพื่อป้องกันไม่ให้แกนแสงเคลื่อนที่แม้จะมีผู้ปฏิบัติงานชนหรือการสั่นสะเทือนจากอุปกรณ์ส่งผ่าน ควรยึดด้วยขายึดหรือเสาที่มีความแข็งแรงเพียงพอ การยึดด้วยกรอบอลูมิเนียมแบบง่ายเพียงอย่างเดียวอาจทำให้เกิดการทำงานผิดพลาดเนื่องจากการสั่นสะเทือน จึงจำเป็นต้องเสริมความแข็งแรง
3. การหลีกเลี่ยงการแทรกสอดของวัตถุโปร่งใส
   หากแผ่นอะคริลิกหรือกระจกอยู่ใกล้กับแกนแสง (ขนาน) อาจทำให้แสงสะท้อนที่พื้นผิวและไปถึงตัวรับแสงได้ ควรเว้นระยะห่าง (เคลียร์แรนซ์) อย่างเพียงพอรอบๆ แกนแสง

 

 

ป้องกันการอ้อมจากทั้งสามทิศทางได้อย่างแน่นอน

ม่านไฟเองจะสร้าง "กำแพงที่มองไม่เห็น" แต่ด้านข้าง ด้านบน และด้านล่างของกำแพงนั้นจะเปิดโล่งอยู่ ผู้ออกแบบมีหน้าที่ต้องปิดกั้นการอ้อมจากทั้งสามทิศทางนี้ทางกายภาพ

 

• การวนรอบจากด้านข้าง
  หากมีช่องว่างระหว่างม่านแสงและโครงเครื่องจักร (หรือรั้วความปลอดภัย) ร่างกายสามารถลอดผ่านเข้าไปได้ โดยทั่วไปหากช่องว่างเกิน 150 มม. จะถือว่าสามารถผ่านได้ทั้งตัว แต่ช่องว่างที่แขนสามารถลอดผ่านได้ก็ถือว่าอันตราย จำเป็นต้องติดตั้งฝาครอบโลหะหรือรั้วเสริมเพื่อปิดช่องว่างให้สนิท
• การบุกรุกจากด้านหลัง
  หากด้านหลังหรือด้านข้างของเครื่องจักรเปิดอยู่ ควรติดตั้งรั้วหรือประตูที่มีสวิตช์ประตูที่บริเวณนั้นด้วย เพื่อป้องกันรอบทิศทางทั้งหมด

 

การสร้างสภาวะที่ "ไม่ว่าจะเข้าถึงจากมุมไหนหรือวิธีการใดก็ตาม จะต้องตัดแนวแสงของม่านไฟให้ได้ก่อนเสมอ เพื่อไม่ให้สัมผัสกับแหล่งอันตราย" คือเป้าหมายของการออกแบบติดตั้งครับ/ค่ะ

 

 

มาตรการป้องกันการดำน้ำและมาตรการป้องกันการปีนข้าม

ISO 13855 / JIS B 9715 ได้กำหนดมาตรฐานที่เข้มงวดเกี่ยวกับการ "คลานผ่าน (Crawl Under)" และการ "เอื้อมผ่าน (Reach Over)" ภายใต้ม่านแสง

 

 

มาตรการป้องกันการดำน้ำลอด

ความสูงจากพื้น (หรือระดับมาตรฐานที่ผู้ปฏิบัติงานยืน) ถึงแกนแสงที่ต่ำสุดของม่านแสง300 มม. หรือต่ำกว่า จะต้องเป็นเช่นนั้น หากเปิดไว้นานกว่านี้ จะถือว่าคนสามารถคลานเข้ามาได้ แม้ว่าการปรับขนาดของตัวยึดจะทำให้ค่าใช้จ่ายสูงขึ้น แต่ถ้าหากเกิน 300 มม. จำเป็นต้องปิดด้วยแผ่นเหล็กหรือวัสดุอื่น ๆ เพื่อป้องกันทางเข้าไป

 

 

มาตรการรับมือ

หากความสูงของแหล่งอันตราย (a) ต่ำ ความสูงของม่านแสง (b) ก็ควรต่ำเช่นกัน มิฉะนั้นมืออาจยื่นออกไปถึงแหล่งอันตรายได้ เพื่อป้องกันสิ่งนี้ ควรเพิ่มระยะห่างจากแหล่งอันตรายให้มากขึ้น หรือเพิ่มความสูงของม่านแสง (หรือการ์ดเสริม)

 

ตารางด้านล่างแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความสูงของแหล่งอันตรายและความสูงหรือระยะทางในการป้องกันที่จำเป็นตัวอย่างเชิงแนวคิด) แสดงให้เห็น

ระดับความสูงของแหล่งอันตราย (a) [มม.]	รั้วป้องกัน/ความสูงของ LC (b) [มม.]	ระยะทางแนวนอนที่จำเป็นในการข้าม (Cro) [มม.]
2500	-	0 (ไม่จำเป็นเนื่องจากสูงเกินไปและไม่สามารถเอื้อมถึงได้)
1400	1200	ระยะทางต้องมากกว่า 1100
1400	1400	ระยะทางต้องมากกว่า 800
1400	1600	ระยะทางต้องมากกว่า 500
1000 (แหล่งอันตรายต่ำ)	1000 (รั้วเตี้ย)	ระยะทางต้องมากกว่า 1400
1000 (แหล่งอันตรายต่ำ)	1200	ระยะทางต้องมากกว่า 1200

จากตารางจะเห็นได้ว่า หากแหล่งอันตรายอยู่ในตำแหน่งต่ำ ม่านไฟต่ำจะต้องอยู่ห่างจากแหล่งอันตรายอย่างน้อย 1 เมตร มิฉะนั้นจะถือว่า "แสงจากด้านบนจะไปถึง" ในขั้นตอนการออกแบบ จะต้องเปรียบเทียบค่าของสูตรการคำนวณระยะปลอดภัย S = (K × T) + C กับระยะข้าม Croค่าที่มากกว่า ต้องใช้เป็นระยะทางติดตั้งสุดท้าย

 

 

ข้อควรระวังเมื่อใช้กระจกมุม

เพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายและพื้นที่ในการติดตั้ง มีวิธีการใช้ม่านไฟคู่หนึ่งและ "กระจกมุม" เพื่อปรับแสงให้หักเห 90 องศาและล้อมรอบพื้นที่ให้เป็นรูปตัว "โค" หรือ "โร" อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีข้อเสียใหญ่สองประการและไม่แนะนำให้ใช้โดยไม่พิจารณาอย่างรอบคอบ

 

1. การลดลงของปริมาณแสง
   ทุกครั้งที่แสงสะท้อนผ่านกระจก พลังงานแสงจะสูญเสียไปประมาณ 10% ~ 15% หากเพิ่มกระจกเป็น 2 แผ่น (ป้องกัน 3 ด้าน) หรือ 3 แผ่น (ป้องกัน 4 ด้าน) ระยะทางที่สามารถไปถึงได้จะสั้นลงอย่างมาก ไม่ควรพิจารณาจากระยะทางสูงสุดในเอกสารสเปคเพียงอย่างเดียว แต่ต้องตรวจสอบระยะทางที่มีประสิทธิภาพโดยคำนึงถึงอัตราการลดทอนด้วย
2. การเพิ่มความยากในการปรับ
   ยิ่งมีกระจกมากขึ้นเท่าไร ความยากในการปรับแนวแกนแสงก็จะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ การปรับแสงจากไฟฉายให้ตรงกับจุดศูนย์กลางของกระจกแผ่นแรก แล้วสะท้อนแสงไปยังจุดศูนย์กลางของกระจกแผ่นที่สอง และส่งต่อไปยังตัวรับแสง... การปรับเช่นนี้ต้องใช้เวลาแม้กระทั่งผู้เชี่ยวชาญ นอกจากนี้ หากกระจกเกิดการเคลื่อนที่เพียงเล็กน้อยจากการสั่นสะเทือนของรถยกหลังการใช้งาน จะทำให้ต้องหยุดการทำงานทันที ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีเสาที่แข็งแรงมาก

 

ในทางปฏิบัติ การใช้กระจกเงาควรจำกัดไม่เกิน 2 แผ่น (ป้องกัน 3 ด้าน) และหากจำเป็นต้องล้อมรอบทั้ง 4 ด้าน ควรใช้ม่านไฟ 2 ชุด หรือใช้ร่วมกับรั้วเชิงกล เพื่อความเสถียรในการใช้งานระยะยาว

 

 

การเดินสายไฟและการควบคุมม่านแสง

OSSD (เอาต์พุตความปลอดภัย) และเอาต์พุต PNP/NPN

สัญญาณเอาต์พุตของม่านไฟไม่ใช่จุดเชื่อมต่อแบบเปิด/ปิดของเซ็นเซอร์ทั่วไปOSSD (อุปกรณ์สลับสัญญาณเอาต์พุต) มีการนำเอาอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีฟังก์ชันการวินิจฉัยตนเองซึ่งเรียกว่า มาใช้

 

OSSD จะปล่อยพัลส์ OFF ที่สั้นมากในระดับไมโครวินาทีออกมาเป็นระยะๆ แม้ว่าสถานะของเอาต์พุตจะเป็น ON (ปลอดภัย) ก็ตาม　　ด้วยเหตุนี้ "วงจรเอาต์พุตจึงสามารถตรวจสอบได้ด้วยตัวเองว่ามีการลัดวงจรกับแหล่งจ่ายไฟและเปิดอยู่ตลอดเวลาโดยไม่เสียหายหรือไม่" และ "สายไฟขาดหรือไม่" สัญญาณพัลส์นี้มีความเร็วสูงมาก หากเชื่อมต่อกับรีเลย์ทั่วไปหรือการ์ดอินพุตของ PLC โดยตรง อาจทำให้ตรวจจับพัลส์ผิดพลาดว่าเป็น "สัญญาณขาด" หรือในทางกลับกันอาจทำให้รีเลย์เกิดการสั่นสะเทือนได้

 

นอกจากนี้ ขั้วการส่งออกมี 2 ประเภทดังต่อไปนี้ ซึ่งจำเป็นต้องมีความสอดคล้องกับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ

รูปแบบการส่งออก	ลักษณะเด่น	พื้นที่การใช้งานหลัก・อุปกรณ์
PNP เอาต์พุต (แหล่งจ่าย)	เมื่อเปิดเครื่อง จะจ่ายไฟ +24V ออกมา เมื่อเกิดการลัดวงจร (สัมผัสกับ 0V) จะปิดเครื่องโดยอัตโนมัติ ทำให้มีความปลอดภัยสูงและเป็นมาตรฐานสากล	อุปกรณ์จากยุโรป, อุปกรณ์ความปลอดภัยล่าสุดในประเทศ
NPN output (ซิงค์)	เมื่อเปิดเครื่อง ให้เชื่อมต่อกับ 0V หากเกิดการลัดวงจร จะมีความเสี่ยงที่จะเข้าใจผิดว่าเปิด (ปลอดภัย) ดังนั้นจึงต้องระมัดระวังเป็นพิเศษในการเดินสายไฟ	อุปกรณ์เก่าภายในประเทศญี่ปุ่นและอุปกรณ์บางส่วนสำหรับตลาดเอเชีย

ในปัจจุบัน ม่านแสงรุ่นใหม่ส่วนใหญ่สามารถสลับระหว่าง PNP/NPN ได้เพียงแค่เปลี่ยนการเชื่อมต่อสายไฟเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ในแบบแปลนการออกแบบจำเป็นต้องระบุให้ชัดเจนว่าจะใช้แบบใด และต้องปรับขั้วให้ตรงกับอุปกรณ์ความปลอดภัยในขั้นตอนถัดไปหากเป็นการออกแบบใหม่ ขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้เอาต์พุต PNP จากมุมมองด้านความปลอดภัย

 

 

การเชื่อมต่อกับหน่วยรีเลย์นิรภัย

เพื่อรับข้อมูล OSSD อย่างถูกต้องและตัดแหล่งพลังงาน (มอเตอร์หรือฮีตเตอร์) อย่างปลอดภัยชุดรีเลย์นิรภัย หรือ ตัวควบคุมความปลอดภัย (PLC ปลอดภัย) เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง

 

ในการเชื่อมต่อ กรุณาใช้สายไฟแบบ "2 ระบบ (ดูอัลแชนแนล)" เท่านั้น จากไลท์เคอร์เทนจะมีสายสัญญาณ 2 เส้นที่เรียกว่า "OSSD1" และ "OSSD2" ออกมา ให้เชื่อมต่อสายเหล่านี้เข้ากับขั้วรับสัญญาณ 2 ข้างของหน่วยรีเลย์ความปลอดภัย "S1" และ "S2" ตามลำดับ

• ทำไมถึงเป็นสองอัน?
  หากสายเคเบิลเส้นหนึ่งถูกหนูแทะจนขาดหรือวงจรภายในเสียหายจนติดค้างอยู่ในสถานะเปิด หากวงจรอีกเส้นหนึ่งยังคงทำงานอยู่ ก็สามารถส่งสัญญาณหยุดได้อย่างแน่นอน (การสำรองระบบ)
• ไม่สามารถใช้รีเลย์ทั่วไปแทนได้หรือ?
  รีเลย์ทั่วไปอาจเกิดการเชื่อมติด (การติดกันและไม่สามารถแยกออกได้) ของหน้าสัมผัสได้ รีเลย์ความปลอดภัยมีหน้าสัมผัสแบบมีไกด์บังคับ ซึ่งสามารถตรวจจับการเชื่อมติดได้แม้ว่าจะเกิดขึ้นก็ตาม การใช้รีเลย์ทั่วไปหรือ PLC ทั่วไปเพื่อลดต้นทุนนั้น ไม่เป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัย (เช่น ISO 13849-1) ดังนั้นจึงห้ามทำโดยเด็ดขาด

 

 

การใช้ประโยชน์จากการเฝ้าระวังอุปกรณ์ภายนอก (EDM)

เพื่อความปลอดภัยที่สูงขึ้นจึงมีการใช้ EDM (External Device Monitoring: การตรวจสอบอุปกรณ์ภายนอก) ฟังก์ชันนี้คือระบบที่ม่านแสงจะตรวจสอบว่าอุปกรณ์ที่อยู่ด้านล่าง (เช่น แม็กเน็ตคอนแทคเตอร์หรือรีเลย์) ทำงานอย่างถูกต้องหรือไม่

 

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ให้ส่งสัญญาณผ่าน "จุด b (จุด NC: จุดที่ปกติจะปิดอยู่และจะเปิดเมื่อทำงาน)" ของแม่เหล็กคอนแทคที่ใช้ในการขับเคลื่อนมอเตอร์ แล้วส่งกลับไปยังขั้วรับสัญญาณ EDM ของม่านไฟ

 

• การทำงานปกติ:เมื่อม่านไฟปิด (คำสั่งหยุด) คอนแทคเตอร์จะปิดและจุดเชื่อมต่อ b จะปิดลง ม่านไฟจะตรวจสอบว่า "การป้อนข้อมูล EDM เปิด (กลับมา)" และจะถือว่าคอนแทคเตอร์ถูกตัดอย่างถูกต้อง
• การทำงานในกรณีผิดปกติ (การเชื่อมติด): หากจุดสัมผัสของคอนแทคเตอร์หลอมติดและไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ แม้ว่าม่านไฟจะปิดแล้ว คอนแทคเตอร์จะยังคงเปิดอยู่ และจุดสัมผัส b จะยังคงเปิดอยู่ ม่านไฟจะตรวจพบ "คำสั่งหยุดไม่ได้ส่งสัญญาณกลับ" และจะล็อคในสถานะข้อผิดพลาด (ป้องกันการรีสตาร์ท)

 

ด้วยเหตุนี้ ความปลอดภัยของระบบโดยรวมจึงได้รับการรับรอง ไม่เพียงแต่เซ็นเซอร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเสียหายของสวิตช์ตัดกำลังด้วย

 

 

การรีเซ็ตด้วยตนเองและการล็อค

หลังจากม่านแสงถูกปิดกั้นแสงแล้ว เมื่อแสงกลับมา (ไม่มีคนอยู่) มีสองโหมดในการรีสตาร์ทเครื่องจักร

 

1. ออโต้รีเซ็ต (การคืนค่าอัตโนมัติ)
   เมื่อไม่มีการบังแสง จะส่งสัญญาณ ON ทันที
   • เงื่อนไขการใช้งาน: ผ่านม่านแสงเข้าไป จะมีพื้นที่ให้คนเข้าไปภายในเครื่องจักรได้ ไม่มีเลย กรณีจำกัดเท่านั้น หากมีพื้นที่เพียงเล็กน้อยที่สามารถใส่ได้ทั้งตัว ห้ามใช้เด็ดขาด
2. การรีเซ็ตด้วยตนเอง (การคืนค่าด้วยมือ)
   แม้ว่าจะไม่มีการบังแสงแล้ว ให้คงสถานะ OFF ไว้ และจะเปิดใช้งาน ON ได้ก็ต่อเมื่อกดปุ่ม "รีเซ็ต" ที่อยู่ตำแหน่งอื่นเท่านั้น (ฟังก์ชันอินเตอร์ล็อค)
   • เงื่อนไขการใช้งาน: เมื่อต้องผ่านม่านแสงเพื่อเข้าไปภายในเครื่องจักร (ให้ร่างกายทั้งหมดเข้าไป)จำเป็น ครับ/ค่ะ

【กับดักของการออกแบบ】

"แสงของม่านไฟที่ส่องผ่านไม่ได้หมายความว่าไม่มีคนอยู่" หากมีคนเข้าไปในพื้นที่ ม่านไฟจะไม่ถูกปิดกั้นแสง ในสภาพนี้หากเครื่องจักรเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติ คนที่อยู่ภายในจะไม่มีทางหนี

ดังนั้น ในเครื่องจักรที่มีโครงสร้างซึ่งคนสามารถเข้าไปได้ จะต้องใช้การรีเซ็ตด้วยมือตามคู่มือเสมอ และปุ่มรีเซ็ตจะต้องติดตั้งในตำแหน่งที่สามารถมองเห็นพื้นที่อันตรายทั้งหมดได้ชัดเจน และสามารถใช้งานได้จากภายนอกพื้นที่อันตรายเท่านั้น

 

 

การประยุกต์ใช้และการตรวจสอบม่านแสง

เงื่อนไขการใช้งานฟังก์ชันการปิดเสียง

ในการทำงานอัตโนมัติของสายการผลิต ความต้องการที่ว่า "ต้องการให้พัสดุ (งาน) ผ่านไปได้ แต่ไม่ให้คนผ่าน" เกิดขึ้นบ่อยครั้ง สิ่งที่จะทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้นได้คือ การปิดเสียง (Muting) ฟังก์ชันนี้คือ ฟังก์ชันนี้จะปิดการใช้งานฟังก์ชันความปลอดภัยของม่านแสงชั่วคราว (Mute) ภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ เพื่อให้ชิ้นงานสามารถผ่านไปได้

 

คุณต้องการฟังก์ชันการปิดเสียงหรือไม่?(อ้างอิงจาก Keyence)
ฟังก์ชันการปิดเสียงเป็นฟังก์ชันที่ปิดการใช้งานฟังก์ชันความปลอดภัยโดยอัตโนมัติและชั่วคราว

โดยปกติแล้วการปิดเสียงจะปิดใช้งานเส้นแสงทั้งหมดของม่านแสง
GL-R สามารถตั้งค่าซอฟต์แวร์เพื่อกำหนดแกนแสงที่ไม่ใช้งานเพื่อเพิ่มความปลอดภัย (ฟังก์ชัน Muting Bank)

 

ในการใช้ฟังก์ชันนี้ จำเป็นต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านฮาร์ดแวร์ที่เข้มงวดและข้อกำหนดการแสดงผล โดยเฉพาะการติดตั้ง "ไฟแสดงสถานะการปิดเสียง" และฟังก์ชันการตรวจสอบ ซึ่งมีความสำคัญตามมาตรฐาน JIS และกฎระเบียบในสถานที่ทำงานของญี่ปุ่น

 

 

ไฟเตือนการปิดเสียง "ข้อบังคับในการติดตั้ง" และ "การตรวจสอบหลอดไฟขาด"

JIS B 9704-1 (IEC 61496-1) กำหนดให้ "แสดงสถานะ" ในขณะที่ฟังก์ชันการปิดเสียง (Muting) เปิดใช้งานอยู่ กล่าวคือ,การติดตั้งไฟเตือนการปิดเสียงเป็นข้อบังคับและหากแจ้งเตือนด้วยเสียงเพียงอย่างเดียว หรือไม่แสดงผลใด ๆ เลย จะถือว่าไม่เป็นไปตามมาตรฐาน

 

นอกจากนี้ จุดที่ผู้ออกแบบกังวลคือ "เมื่อหลอดไฟขาด ควรหยุดเครื่องจักรหรือไม่ (หน้าที่ในการตรวจสอบการขาดสาย)"

 

1. การตีความตามมาตรฐาน (JIS B 9704-1:2015)
   ในมาตรฐานเดิม สำหรับประเภท 4 ที่มีความปลอดภัยสูง จำเป็นต้องมี "ฟังก์ชันตรวจจับการขาดของหลอดไฟและหยุดการทำงาน" อย่างไรก็ตาม จากการแก้ไขในปี 2015 ทำให้สามารถละเว้นฟังก์ชันการตรวจสอบนี้ได้ทางเทคนิค หากพิจารณาความเสี่ยงแล้วพบว่าสามารถรับประกันความปลอดภัยได้
2. สภาพความเป็นจริงและคำแนะนำในสถานที่ทำงานภายในประเทศญี่ปุ่น
   แม้ว่าจะมีการผ่อนปรนตามมาตรฐานแล้ว แต่ในสถานที่ผลิตของญี่ปุ่น โดยเฉพาะในเครื่องจักรปั๊มและอุตสาหกรรมยานยนต์ การรับรู้ที่ว่า "ไฟดับ = การทำงานปกติ (ฟังก์ชันความปลอดภัยทำงานอยู่)" ได้ฝังรากลึก หากระบบไม่มีการตรวจสอบการขาดของหลอดไฟและไฟดับลง ผู้ปฏิบัติงานอาจเข้าใจผิดว่า "ขณะนี้ไม่ได้อยู่ในโหมดมูติ้ง (ฟังก์ชันความปลอดภัยทำงานอยู่)" และเข้าไปในพื้นที่ ซึ่งในความเป็นจริงอาจอยู่ในโหมดมูติ้งและเครื่องจักรไม่หยุดทำงาน ทำให้เกิดอุบัติเหตุได้　　ด้วยเหตุนี้ คำแนะนำตามมาตรฐานความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงานของญี่ปุ่น รวมถึงมาตรฐานความปลอดภัยของแต่ละบริษัท ยังคงแนะนำอย่างเข้มงวดหรือถือเป็นข้อบังคับในทางปฏิบัติว่า "ต้องมีการตรวจสอบการขาดของหลอดไฟ" หรือ "ต้องใช้ไฟแสดงสถานะ LED ที่ไม่ขาด"

 

ดังนั้น คำตอบที่เหมาะสมที่สุดในการออกแบบคือการเลือกหนึ่งในตัวเลือกต่อไปนี้

 

• ใช้ไฟมูติงที่มีฟังก์ชันตรวจสอบการขาดสายไฟซึ่งติดตั้งอยู่ในตัวเครื่องม่านไฟ
• หากใช้ไฟภายนอก ให้เลือกใช้ไฟ LED แบบซ้อนที่มีความน่าเชื่อถือสูงแทนหลอดไส้ และเปิดใช้งานฟังก์ชันการตรวจสอบของม่านไฟให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

 

การเปรียบเทียบฟังก์ชัน	การปิดเสียง (Muting)	การเว้นว่าง (Blanking)
หลักการการทำงาน	เมื่อเซ็นเซอร์เฉพาะทางตรวจพบว่า "เป็นชิ้นงาน" เท่านั้น จะทำการปิดใช้งานแกนแสงทั้งหมดหรือบางส่วนชั่วคราว	ทำให้ไม่สามารถใช้งานแกนแสงเฉพาะได้ตลอดเวลา (หรือเปลี่ยนแปลงได้) อย่างถาวร
วัตถุประสงค์การใช้งาน	การอนุญาตให้ผ่านเมื่อมีการนำเข้าหรือส่งออกพาเลทและชิ้นงาน	เพิกเฉยต่อสิ่งกีดขวางที่ไม่เคลื่อนไหว เช่น โครงสร้างของสายพานลำเลียงหรืออุปกรณ์ยึดติด
อุปกรณ์ที่จำเป็น	ม่านไฟ + เซ็นเซอร์ปิดเสียง (2 เครื่องหรือ 4 เครื่อง) + ไฟสัญญาณปิดเสียง (จำเป็น)	ม่านไฟเดี่ยว (รองรับผ่านการตั้งค่า)
ผลกระทบต่อระยะปลอดภัย	โดยพื้นฐานแล้วไม่เปลี่ยนแปลง	มีแนวโน้มที่จะใหญ่ขึ้น (เนื่องจากวัตถุที่ตรวจจับได้เล็กที่สุดมีขนาดใหญ่ขึ้น)

 

 

ฟังก์ชันการตัดและระยะปลอดภัย

การเว้นช่องว่าง (Blanking) ใช้ในกรณีที่สิ่งกีดขวาง (เช่น ส่วนหนึ่งของสายพานลำเลียงหรืออุปกรณ์จับยึด) ที่ไม่สามารถกำจัดออกได้เนื่องจากโครงสร้าง เข้าไปในบริเวณที่ตรวจจับได้

 

• ฟิกซ์บุแรงกิ้ง (คงที่): ทำให้ไม่สามารถใช้งานแกนแสงเฉพาะ (เช่น แกนที่ 3 ถึง 5 จากด้านล่าง) ได้ตลอดเวลา โดยมีเงื่อนไขว่าต้องมีสิ่งกีดขวางอยู่ที่นั่นตลอดเวลา
• ฟลอติ้งบราคิง (การลอยตัว): หากมีสิ่งกีดขวางเคลื่อนที่ขึ้นลง หรือตำแหน่งของชิ้นงานไม่คงที่ ให้ตั้งค่าว่า "สามารถมีแสงถูกบังได้สูงสุด 2 แกนแสงในตำแหน่งใดก็ได้"

 

【ข้อควรระวังที่สำคัญ】

การใช้การตัดแบบลอยจะทำให้ "วัตถุที่ตรวจจับได้น้อยที่สุด (d)" มีขนาดใหญ่ขึ้น ตัวอย่างเช่น ผลิตภัณฑ์ที่มีขนาด φ14 มม. (ตรวจจับด้วยนิ้ว) แต่เมื่อมีการตัดแบบลอย 2 แกน จะทำให้ไม่สามารถมองเห็นนิ้วได้ 1 นิ้ว ดังนั้นความสามารถในการตรวจจับที่แท้จริงจะลดลงเหลือประมาณ φ34 มม. (ต่ำกว่าการตรวจจับด้วยมือ)

ด้วยเหตุนี้ ค่า d ในสูตรการคำนวณระยะปลอดภัย C = 8 × (d - 14) จะเพิ่มขึ้น ทำให้ระยะปลอดภัย S ที่ต้องการเพิ่มขึ้นอย่างมาก หากมองข้ามและตั้งค่าการบล็อคโดยไม่เปลี่ยนตำแหน่งการติดตั้ง จะทำให้เครื่องจักรกลายเป็นอันตรายที่นิ้วมืออาจสัมผัสถึงแหล่งกำเนิดอันตรายได้

 

 

ป้องกันการเกิดการทำงานผิดพลาดเนื่องจากการรบกวนซึ่งกันและกัน

ในสายการผลิตที่มีอุปกรณ์หลายเครื่องเรียงกัน มีความเสี่ยงที่แสงอินฟราเรดจากม่านไฟ (ไฟฉาย) ของอุปกรณ์ข้างเคียงจะไปถึงตัวรับแสงของอุปกรณ์ของตัวเอง ซึ่งเรียกว่า "การรบกวนซึ่งกันและกัน"

 

เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้น แม้ว่าผู้ปฏิบัติงานจะบังม่านแสงของอุปกรณ์ของตนเอง (ซึ่งควรหยุดทำงานตามปกติ) แต่เซ็นเซอร์จะตรวจจับแสงที่แรงจากด้านข้างและเข้าใจผิดว่า "มีแสงเข้ามา = ปลอดภัย" ทำให้เครื่องไม่หยุดทำงาน ซึ่งเป็นโหมดความผิดพลาดที่อันตรายอย่างยิ่ง (ความผิดพลาดที่เสี่ยงอันตราย)

 

เพื่อเป็นมาตรการแก้ไข จะใช้แนวทางต่อไปนี้ร่วมกัน

1. การจัดวาง:ชุดที่อยู่ติดกันให้หันทิศทางของไฟฉายและตัวรับแสงให้ตรงข้ามกัน (หันหลังให้กัน)
2. การตั้งค่าความถี่:ผลิตภัณฑ์ Type4 หลายรุ่นมีฟังก์ชันการสลับ เช่น "สแกนโค้ด A/B" โดยการตั้งค่าโค้ดที่แตกต่างกันในชุดที่อยู่ติดกัน คุณสามารถละเลยแสงจากผู้อื่นเป็นสัญญาณรบกวนได้
3. แผ่นกั้น:ตั้งแผ่นกั้นที่ไม่โปร่งแสงระหว่างเพื่อปิดกั้นแสงทางกายภาพ

 

 

การดำเนินการตรวจสอบความถูกต้อง (Validation)

เมื่อการออกแบบ การติดตั้ง การเดินสาย และการตั้งค่าทั้งหมดเสร็จสมบูรณ์แล้ว ให้ตรวจสอบขั้นสุดท้ายทุกครั้ง การตรวจสอบความถูกต้อง (Validation) ดำเนินการและบันทึกข้อมูลไว้เป็นหลักฐาน กระบวนการนี้เป็นการพิสูจน์ว่า "ความปลอดภัยได้รับการรับรองอย่างแท้จริงตามการคำนวณและการออกแบบ" ด้วยเครื่องจริง

 

รายการตรวจสอบหลักมีดังต่อไปนี้

1. การตรวจสอบความสามารถในการตรวจจับ:
   โปรดใช้ "แท่งทดสอบ (แท่งที่มีความหนาเท่ากับความสามารถในการตรวจจับ)" ที่มาพร้อมกับผลิตภัณฑ์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเมื่อแท่งถูกใส่ในตำแหน่งใด ๆ จากบนลงล่างของพื้นที่ตรวจจับ หลอดไฟสีแดง (ปิดแสง) จะติดอย่างแน่นอน หากมีตำแหน่งใดที่หลอดไฟสีเขียว (เปิดแสง) ติดแม้เพียงชั่วขณะ แสดงว่าเป็น "จุดบอด (จุดที่ไม่สามารถตรวจจับได้)" ซึ่งจำเป็นต้องแก้ไข
2. การวัดเวลาหยุดจริง:
   ใช้เครื่องวัดเวลาหยุดเฉพาะทางเพื่อวัดเวลาตั้งแต่บังม่านแสงจนเครื่องหยุดทำงานจริง จากนั้นใช้ค่าที่วัดได้นี้คำนวณระยะห่างความปลอดภัยอีกครั้งเพื่อยืนยันว่า ระยะห่างที่ติดตั้งในปัจจุบันเกินระยะห่างที่จำเป็นตามการคำนวณ
3. การตรวจสอบการทำงานของฟังก์ชันต่างๆ เช่น อินเตอร์ล็อค:
   ตรวจสอบว่าการรีเซ็ตด้วยตนเองทำงานได้หรือไม่ หรือการตรวจจับการเชื่อมด้วย EDM ทำงาน (เช่น ทดสอบโดยการกดคอนแทคเตอร์เสมือนจริง)

 

การบันทึกผลลัพธ์เหล่านี้เป็น "รายงานการตรวจสอบความถูกต้อง" และเก็บรักษาไว้ ถือเป็นการปฏิบัติหน้าที่ของผู้ออกแบบเครื่องจักรอย่างสมบูรณ์

 

 

สรุปการออกแบบม่านแสงที่ปลอดภัย

บทความนี้ได้สรุปประเด็นสำคัญของการออกแบบความปลอดภัยโดยใช้ม่านแสงที่อธิบายไว้

 

• ม่านไฟควรเลือกตามมาตรฐาน JIS และระดับความเสี่ยง (Type4/Type2)
• เนื่องจากวัตถุที่สามารถตรวจจับได้มีขนาดเล็ก (การตรวจจับนิ้ว) ทำให้สามารถลดระยะห่างที่ปลอดภัยได้ จึงเป็นประโยชน์ต่อการออกแบบที่ประหยัดพื้นที่
• ระยะปลอดภัยต้องคำนวณโดยใช้สูตร S = (K × T) + C เท่านั้น ห้ามตัดสินใจโดยความรู้สึก
• ค่า K ให้คำนวณที่ 2000mm/s ก่อน หากผลลัพธ์เกิน 500mm จึงจะสามารถใช้ค่า 1600mm/s ได้ (แต่ระยะทางขั้นต่ำต้องไม่น้อยกว่า 500mm)
• เวลาหยุดทำงานของเครื่องจักร T ให้เพิ่มค่ามาร์จินสำหรับการเสื่อมสภาพตามอายุการใช้งาน (เช่น ค่าที่แนะนำโดย ANSI หรือ 1.2 เท่า) เข้าไปจากค่าที่วัดได้
• ระยะการบุกรุก C คือ 0 มม. หากเป็นการตรวจจับด้วยนิ้ว แต่หากเป็นการตรวจจับด้วยมือ จะต้องเพิ่มระยะทางอย่างน้อย 88 มม.
• เมื่อติดตั้งในแนวตั้ง ให้ติดตั้งที่ความสูงไม่เกิน 300 มม. จากพื้นเพื่อป้องกันการลอดผ่าน และเว้นช่องว่างไม่เกิน 150 มม. เพื่อป้องกันการแทรกซึมของร่างกายทั้งหมด
• หากแหล่งอันตรายอยู่ในตำแหน่งต่ำ จำเป็นต้องติดตั้งม่านไฟให้สูงขึ้นหรือเพิ่มระยะห่างให้มากขึ้นเพื่อป้องกันไม่ให้ปีนข้าม
• กระจกมุมควรใช้จำนวนน้อยที่สุด (1-2 ชิ้น) เนื่องจากแสงจะลดลงและปรับได้ยาก
• แนะนำให้ใช้สายสัญญาณเอาต์พุตแบบ PNP และต้องเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ความปลอดภัย เช่น หน่วยรีเลย์ความปลอดภัย ด้วยสายสัญญาณสองสายเสมอ
• ในกรณีที่มีโครงสร้างที่มนุษย์สามารถเข้าไปภายในได้ ต้องใช้การรีเซ็ตด้วยคู่มือและฟังก์ชันอินเตอร์ล็อคเสมอ
• ใช้ฟังก์ชัน EDM เพื่อตรวจสอบระบบรวมถึงการเสียหายจากการเชื่อมของคอนแทคเตอร์
• เมื่อใช้งานการปิดเสียง จำเป็นต้องติดตั้งหลอดไฟ และในสถานที่ทำงานในญี่ปุ่น ขอแนะนำให้เปิดใช้งานฟังก์ชันตรวจสอบการขาดหลอดไฟอย่างเคร่งครัด
• โปรดทราบว่าเมื่อใช้ฟังก์ชันการตัดขอบ วัตถุที่ตรวจจับได้ขั้นต่ำจะใหญ่ขึ้น และระยะห่างด้านความปลอดภัยจะเพิ่มขึ้น
• ระหว่างอุปกรณ์ที่อยู่ติดกัน ให้ทำการสลับตำแหน่งของตัวรับและส่งแสง หรือเปลี่ยนความถี่ เพื่อป้องกันการเกิดการทำงานผิดพลาดอันเป็นอันตรายจากการรบกวนซึ่งกันและกัน
• สุดท้ายทำการตรวจสอบการตรวจจับด้วยแท่งทดสอบและวัดเวลาหยุด จากนั้นเก็บบันทึกการตรวจสอบความถูกต้อง

 

ทั้งหมดนี้ครับ/ค่ะ

 

บทความที่เกี่ยวข้อง

ความรู้พื้นฐานในการรักษาความปลอดภัยของเครื่องจักร

  วันนี้เป็นบันทึกเกี่ยวกับ "ความรู้พื้นฐานในการรักษาความปลอดภัยของเครื่องจักร" เราจำเป็นต้องออกแบบโดยคำนึงถึงความปลอดภัยของเครื่องจักรเองและการขจัดอันตรายจากสภาพแวดล้อมรอบข้าง ...

อ่านต่อ