沖床安全光柵傳感器應(yīng)用解析

在山東一家五金加工廠，操作工小張操作 80 噸沖床時(shí)，左手還沒完全抽出模具區(qū)，沖床突然下行。好在設(shè)備加裝的安全光柵傳感器瞬間感應(yīng)到遮擋，0.1 秒內(nèi)切斷了電源，滑塊懸停在離手掌僅 3 厘米的地方。這道 “看不見的光墻”，成了沖床操作工的 “保命符”。

沖床作為工業(yè)生產(chǎn)中高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備，合模瞬間壓力可達(dá)數(shù)百噸，傳統(tǒng)的防護(hù)欄、警示燈很難做到實(shí)時(shí)防護(hù)。安全光柵傳感器通過多束紅外光形成防護(hù)區(qū)域，能精準(zhǔn)檢測(cè)人體靠近并快速響應(yīng)，從根本上解決沖床操作的安全隱患。本文就來詳細(xì)說說，這種傳感器在沖床上的具體應(yīng)用。

一、沖床為什么必須裝安全光柵傳感器？

（一）速度太快，人的反應(yīng)根本跟不上

普通沖床滑塊下行速度可達(dá)每秒 300-500 毫米，從模具閉合到完成沖壓僅需 0.5 秒。人眼看到危險(xiǎn)再抬手躲避，最快也要 0.3 秒，根本來不及。而安全光柵傳感器的響應(yīng)時(shí)間≤15 毫秒，比人類反應(yīng)快 20 倍，能在危險(xiǎn)發(fā)生前強(qiáng)制停機(jī)。

某小作坊曾為省成本用腳踏開關(guān)控制沖床，操作工腳滑誤踩，導(dǎo)致手指被壓傷，治療費(fèi)用花了 8 萬多。后來加裝 15mm 間距的光柵，哪怕指尖剛靠近模具，設(shè)備就會(huì)停機(jī)，再也沒出過類似事故。

（二）操作頻繁，難免有疏忽的時(shí)候

沖床操作工每天要重復(fù)取料、放料動(dòng)作上百次，長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)容易疲勞。有時(shí)候注意力不集中，手還沒離開模具就啟動(dòng)設(shè)備，這時(shí)候光柵就成了 “最后一道防線”。

在汽車配件沖壓車間，有位老師傅經(jīng)驗(yàn)豐富，卻因一次走神，手還在模具里就按下了啟動(dòng)鍵。幸好光柵及時(shí)感應(yīng)，滑塊剛動(dòng)就停了，只蹭破了點(diǎn)皮。他說：“這光柵比我自己還靠譜。”

二、安全光柵傳感器在沖床上的三大核心作用

（一）精準(zhǔn)檢測(cè)：連指尖都不會(huì)放過

沖床模具周邊的危險(xiǎn)區(qū)域，哪怕指尖誤入都可能造成傷害。15mm 光束間距的光柵，能檢測(cè)直徑 20mm 以上的物體（相當(dāng)于成人手指粗細(xì)），確保細(xì)小部位靠近時(shí)也能被發(fā)現(xiàn)。

而用于大型沖床的 30mm 間距光柵，既能檢測(cè)手掌級(jí)危險(xiǎn)，又不會(huì)因粉塵、碎屑遮擋頻繁誤停，兼顧安全與效率。

（二）分級(jí)防護(hù)：該停才停，不耽誤生產(chǎn)

傳統(tǒng)防護(hù)裝置要么全停要么全擋，影響效率。安全光柵能實(shí)現(xiàn) “預(yù)警 - 減速 - 停機(jī)” 三級(jí)響應(yīng)：

· 手靠近警戒區(qū)（離模具 30-50 厘米），沖床先減速并亮警示燈；

· 繼續(xù)靠近到危險(xiǎn)邊緣，設(shè)備暫停待命；

· 指尖進(jìn)入核心區(qū)，立即切斷動(dòng)力電源，滑塊緊急制動(dòng)。

某軸承廠安裝這種分級(jí)光柵后，單次沖壓周期縮短了 2 秒，日產(chǎn)量提高了 15%。

（三）抗干擾：油污水汽里照樣靠譜

沖床工作時(shí)難免有油污飛濺、金屬碎屑掉落，普通傳感器容易被污染導(dǎo)致誤報(bào)。沖床專用光柵采用 IP67 防護(hù)等級(jí)，鏡頭帶疏水涂層，油污滴上會(huì)自動(dòng)滑落，哪怕被冷卻液濺到也能正常工作。

有個(gè)不銹鋼制品廠的沖床，以前用普通光柵三天兩頭誤停，換了抗油污型號(hào)后，每月誤停次數(shù)從 12 次降到 1 次。

三、不同噸位沖床的光柵選型表

四、安裝調(diào)試：這幾個(gè)細(xì)節(jié)決定防護(hù)效果

（一）裝在哪里？離模具太近太遠(yuǎn)都不行

· 距離模具邊緣 20-30 厘米：太近容易被模具碰撞，太遠(yuǎn)會(huì)提前停機(jī)影響效率；

· 高度從地面 60 厘米到 150 厘米：剛好覆蓋操作工取料時(shí)手臂活動(dòng)的范圍，避免彎腰或抬手時(shí)漏檢。

某車間曾把光柵裝得太高（離地面 1 米起），操作工彎腰取料時(shí)腰部以下進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)沒被檢測(cè)到，后來調(diào)低安裝高度才解決問題。

（二）調(diào)試要 “較真”，模擬各種危險(xiǎn)情況

裝完光柵后，必須做三次 “破壞測(cè)試”：

1.用直徑 20mm 的圓棒（模擬手指）從不同角度伸進(jìn)防護(hù)區(qū)，看沖床是否立即停機(jī)；

2.快速晃動(dòng)手臂穿過光束，測(cè)試光柵會(huì)不會(huì)因速度快而漏檢；

3.往鏡頭上潑點(diǎn)機(jī)油，看是否誤報(bào)或失靈（合格產(chǎn)品應(yīng)正常工作）。

五、常見問題及解決辦法

（一）頻繁誤停

可能是光束被粉塵、碎屑遮擋，解決辦法：

· 每天用壓縮空氣吹一次鏡頭；

· 加裝防塵罩（透光率≥95%），避免碎屑直接落到光柵上。

（二）偶爾漏檢

多因安裝角度偏差，發(fā)射端和接收端沒對(duì)準(zhǔn)，調(diào)整支架讓光束完全重合即可。某廠曾因螺栓松動(dòng)導(dǎo)致光柵偏移 1°，出現(xiàn)漏檢，擰緊后再?zèng)]發(fā)生過。

（三）低溫環(huán)境失靈

冬季車間溫度低于 0℃時(shí)，普通光柵可能反應(yīng)變慢，換成耐低溫型號(hào)（-20℃~70℃工作范圍）就能解決。

六、比傳統(tǒng)防護(hù)手段強(qiáng)在哪？

七、結(jié)語

沖床安全光柵傳感器不是可有可無的配件，而是能救命的 “剛需設(shè)備”。選對(duì)參數(shù)、裝準(zhǔn)位置、做好維護(hù)，才能讓它真正發(fā)揮作用。

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