Barriere ottiche di sicurezza

Le barriere ottiche di sicurezza proteggono il personale da lesioni e le macchine da danni creando una barriera sensibile che protegge la macchine lungo i perimetri e i punti di accesso. Banner offre barriere ottiche di sicurezza intuitive e facili di usare per una vasta gamma di applicazioni di sicurezza.

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Le barriere ottiche di sicurezza Tipo 4 proteggono il personale da infortuni e le macchine da danni, salvaguardando i punti pericolosi, gli accessi, oltre ad aree e perimetri specifici. Le barriere ottiche di sicurezza Tipo 2 rappresentano soluzioni convenienti per la protezione di applicazioni con livelli di rischio inferiori, in cui un eventuale incidente può provocare solo lesioni minori.

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Heavy-duty Tipo 4

Barriere ottiche di sicurezza robuste per condizioni ambientali difficili.

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Compatta Tipo 4

Barriere ottiche di sicurezza compatte per applicazioni di sicurezza con limitazioni di spazio.

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Protezione del perimetro Tipo 4

Barriere ottiche di sicurezza con 1-4 raggi.

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Cos'è una barriera ottica e a cosa serve?

La barriera ottica, o barriera ottica di sicurezza, è un dispositivo di rilevamento della presenza che protegge gli operatori dalle apparecchiature pericolose. Al livello più elementare, si tratta di una barriera invisibile costituita da più raggi a infrarossi inviati da un dispositivo, un emettitore, a un secondo dispositivo, un ricevitore. Se questi raggi a infrarossi vengono interrotti da una persona o da un oggetto, la macchina si arresta. Ma per proteggere gli operatori occorre molto di più che interrompere un fascio di luce invisibile.

Le barriere ottiche presentano in genere due funzioni principali di protezione delle macchine: protezione dell'accesso o protezione del perimetro. Quando una barriera ottica viene utilizzata per la protezione dell’accesso, protegge i punti di accesso specifici a un'area pericolosa. Quest'area può essere grande o piccola, a seconda dalla superficie da proteggere e da ciò che può attivare la barriera ottica. Quando vengono utilizzate per la protezione del perimetro, le barriere ottiche più grandi vengono posizionate intorno a una macchina o a un'altra apparecchiatura e impediscono l'accesso all'area circostante. Questa soluzione occupa più spazio, ma consente una maggiore flessibilità nell'approccio alle apparecchiature.

Le applicazioni per le quali le barriere ottiche possono essere un metodo di protezione preferibile sono le seguenti:

Protezione contro le parti in movimento delle macchine
Protezione da rischi di schiacciamento o di pizzicamento
Controllo degli accessi del personale ad aree ad accesso limitato
Gestione degli articoli sulle linee di imballaggio e smistamento
Prevenzione dell'avvio della macchina durante la manutenzione

Poiché le barriere ottiche offrono una protezione delle macchine senza contatto, di solito durano molto più a lungo dei dispositivi meccanici come gli interruttori per porte, che possono usurarsi nel tempo a causa dei ripetuti blocchi e sblocchi. Inoltre, è necessario un minore ingombro a terra poiché non c'è una porta fisica che richiede spazio per aprirsi.

Diversi tipi di barriere ottiche per diverse esigenze di protezione delle macchine

I due tipi più comuni di barriere ottiche sono il tipo 2 e il tipo 4, ciascuno dei quali soddisfa diversi livelli di requisiti di sicurezza. Le barriere ottiche di sicurezza di tipo 4 sono utilizzate quando sussiste un elevato rischio di lesioni, mentre le barriere ottiche di tipo 2 sono progettate per applicazioni a basso rischio. Pensate a questo: le barriere ottiche di tipo 2 proteggono il personale da ferite e lesioni leggere che potrebbero richiedere l'uso di un kit di pronto soccorso, mentre le barriere ottiche di tipo 4 proteggono da lesioni gravi che richiederebbero un viaggio in ospedale. Le barriere di tipo 2 offrono in genere una protezione per le mani e per il corpo e sono meno costose di quelle di tipo 4, che arrestano l'apparecchiatura quando un oggetto piccolo come un dito passa attraverso due o più raggi.

Il rilevamento in modalità emettitore/ricevitore offre il livello più alto di eccesso di guadagno (energia di rilevamento)
Lunga portata di rilevamento
Il più robusto per gli ambienti difficili
Posizionamento di precisione
Rilevamento di piccole parti utilizzando i diaframmi dell’ottica
Impedisce la riflettività della superficie (il colore o la finitura dell'oggetto)

Perché la risoluzione è così importante?

Quando si parla di diversi livelli di protezione, come mani o dita, si intende in realtà la dimensione minima dell'oggetto che una barriera ottica è in grado di rilevare in qualsiasi punto del campo di rilevamento. Si tratta della cosiddetta risoluzione, che si misura dall'esterno di un raggio al lato opposto di un raggio adiacente. Qualsiasi oggetto più grande della risoluzione non sarà in grado di passare attraverso la barriera ottica senza interrompere i raggi e causare un allarme.

Le barriere ottiche di sicurezza sono disponibili in diverse risoluzioni. Le risoluzioni più piccole (da 14 a 40 millimetri) sono utilizzate per la protezione delle macchine, di cui proteggono uno specifico punto di accesso. Le risoluzioni più grandi (50 millimetri e oltre) sono utilizzate per le protezioni perimetrali, che utilizzano una superficie inferiore rispetto alle protezioni fisiche, come le recinzioni, per proteggere l'area intorno alle apparecchiature. Le risoluzioni più comuni includono:

14 millimetri: rilevamento delle dita
Da 23 a 30 millimetri: rilevamento della mano
Da 35 a 40 millimetri: rilevamento del braccio
50 millimetri e oltre: gambe, corpi e altri oggetti di grandi dimensioni

Protezione di aree più grandi con barriere multiraggio di sicurezza

Simili alle barriere ottiche sono le barriere multiraggio. Anche queste utilizzano sia un emettitore che un ricevitore, ma presentano risoluzioni basse, spesso utilizzando solo due, tre o quattro fasci con distanze di 300 millimetri - 500 millimetri tra un fascio e l’altro. Sono progettati per la protezione del corpo in applicazioni di protezione perimetrale a lungo raggio e non sostituiscono le barriere ottiche di sicurezza a più alta risoluzione poste in prossimità dei macchinari. Mentre le barriere ottiche di sicurezza sono progettate per sorvegliare distanze più brevi, fino a 20 metri, le barriere multiraggio di sicurezza sono in grado di monitorare distanze molto più lunghe, fino a 60 metri in alcuni modelli.

Come funzionano le barriere ottiche

Indipendentemente dal tipo di barriera ottica di sicurezza utilizzata, il loro funzionamento è essenzialmente lo stesso. Ogni barriera richiede due dispositivi: un emettitore e un ricevitore. Entrambi i dispositivi devono essere accoppiati per poter comunicare tra loro. Inoltre, per funzionare, devono essere allineati tra loro (questo può essere facilitato dall'uso di indicatori di allineamento, come quelli inclusi nella serie Banner S4B di barriere ottiche di sicurezza per impieghi gravosi). L'emettitore invia una serie di raggi a luce infrarossa al ricevitore, sintonizzato per riconoscere solo questi raggi specifici. Ciò riduce al minimo gli effetti della luce ambientale.

Che cosa succede quando i raggi della barriera ottica vengono interrotti?

Una volta che la barriera ottica è intervenuta, è necessario resettare l'interblocco di sicurezza in modo che l'apparecchiatura possa riprendere a funzionare. Il reset può essere manuale o automatico, a seconda dell'applicazione, delle capacità della barriera ottica e della progettazione del sistema di protezione della macchina utilizzato.

Se il reset è automatico, la barriera ottica determina che i raggi non sono più bloccati e porta le due uscite OSSD (output signal switching device) allo stato ON. Si tratta di un metodo efficace per riavviare le apparecchiature, ma deve essere utilizzato solo quando una persona non può trovarsi all'interno dell'area protetta, ad esempio punti di accesso a piccole macchine con protezione per mani e dita. Per le situazioni in cui una persona potrebbe trovarsi all'interno dell'area protetta al momento del riavvio di un movimento pericoloso, si utilizza in genere un reset manuale. Ciò richiede che l'operatore prema un pulsante situato all'esterno dell'area protetta, così da potere essere al riparo quando l'apparecchiatura viene rimessa in funzione. Quando viene premuto, il pulsante invia un segnale al relè o al modulo di controllo, che indica alle barriere ottiche di attivare le uscite OSSD e di applicare nuovamente tensione alla macchina, senza però avviare il movimento pericoloso. Sarà poi necessario utilizzare il normale processo di avvio della macchina per riavviare il movimento pericoloso dopo il reset del circuito di sicurezza.

Funzioni speciali della barriera ottica

A volte le barriere ottiche devono consentire il passaggio di oggetti senza disattivare le apparecchiature e senza interrompere il flusso di lavoro, ad esempio impedendo l'accesso dell'operatore a un trasportatore ma consentendo il passaggio dei pallet, oppure mantenendo le macchine in funzione quando un oggetto fisso potrebbe far scattare il sistema e bloccare la produzione. Queste funzioni opzionali sono denominate muting e blanking. Altre applicazioni possono inoltre beneficiare del collegamento in cascata, della barriere ottiche, ovvero come in una catena.

Muting della barriera ottica

Il muting consente a un sistema di sicurezza di ignorare temporaneamente l'interruzione dei raggi della barriera ottica quando oggetti o materiali devono attraversare un'area protetta, senza interrompere il processo di produzione. Si usa spesso per far passare gli oggetti attraverso una barriera ottica, ad esempio le merci su un nastro trasportatore che si spostano da un'area all'altra.

A tal fine, vengono montati due sensori di muting che rilevano gli oggetti quando si avvicinano alla barriera ottica. Se i sensori rilevano un oggetto, la barriera ottica viene momentaneamente disattivata al passaggio dell'oggetto. Dopo che l'oggetto ha attraversato la barriera ottica, i sensori rilevano nuovamente l'oggetto e riattivano la barriera. Tuttavia, se una persona attraversa la barriera ottica, la macchina si ferma.

Blanking della barriera ottica

Analogamente al muting, anche il blanking consente a determinati oggetti di superare la barriera ottica. In questo caso, il blanking disabilita solo i raggi adiacenti in una certa parte del campo visivo della barriera, ignorando gli oggetti in movimento o fermi di una certa dimensione.

Esistono due tipi di blanking: “fixed blanking” e “floating blanking”. Fixed blanking: si tratta di un insieme predeterminato di raggi viene disattivato, consentendo a un oggetto di restare in una porzione del campo di rilevamento della barriera ottica mentre il resto della barriera continua a funzionare. È utile quando un'apparecchiatura fissa blocca normalmente i raggi.

Risoluzione ridotta (funzione denominata anche floating blanking): può modificare il numero di raggi disabilitati in base alle dimensioni dell'oggetto che lo attraversa. Ad esempio, scatole di altezza leggermente diversa che passano attraverso una barriera ottica possono interrompere uno o due raggi in più senza interrompere la linea.

Barriere ottiche per collegamento in cascata

Per alcune applicazioni può essere utile ricorrere alla tecnologia con collegamento in cascata di coppie di barriere ottiche in serie ad altre coppie di barriere per ridurre il cablaggio e i collegamenti a un modulo di sicurezza. Le barriere ottiche in cascata sono utilizzate per creare gruppi di barriere ottiche a forma di U intorno a un'apparecchiatura per la protezione dell'operatore su tre lati, o coppie posizionate a forma di L che proteggono sia l'ingresso di una macchina che l'area di avvicinamento e la protezione perimetrale di aree pericolose.

Ogni barriera ottica successiva aggiunta a un collegamento in cascata aggiunge il proprio ritardo di rilevamento, rallentando i tempi di risposta del sistema di sicurezza: ciò richiede che le barriere vengano posizionate più lontano dal punto pericoloso per garantire i livelli di sicurezza richiesti. Tuttavia, le barriere ottiche di sicurezza di Banner Engineering sono progettate per ridurre al minimo questo tempo di risposta supplementare, aggiungendo solo due millisecondi per ogni barriera aggiuntiva. In questo modo le barriere ottiche di sicurezza Banner possono essere posizionate più vicino al punto pericoloso, pur mantenendo una protezione adeguata, con ingombri ridotti e risparmiando spazio prezioso a pavimento.

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Dalla sicurezza di base alle applicazioni avanzate di protezione delle macchine, Banner dispone di barriere ottiche intuitive e facili da usare per proteggere il personale in pressoché tutte le applicazioni industriali. Contatta oggi stesso un tecnico per massimizzare la sicurezza dei macchinari nella tua struttura.

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