Laser e barriere fotoelettriche per la sicurezza industriale

Prodotti per la sicurezza industriale: laser scanner e barriere fotoelettriche di sicurezza

Un ambito sicuramente da non trascurare in uno stabilimento produttivo è quello della sicurezza industriale, poiché la presenza di macchine e macchinari più o meno automatizzati è una potenziale fonte di pericolo da non sottovalutare. Questo è ancora più imperativo se tali macchinari devono interagire con l’uomo, come nel caso dei cobot. 

In questi casi ricorrere a sensori laser e barriere fotoelettriche è la soluzione più all’avanguardia per garantire la sicurezza, poiché permettono il proseguimento a pieno ritmo del lavoro degli impianti e lo stop o rallentamento solo per il tempo strettamente necessario. L’efficienza operativa quindi non può prescindere da una corretta implementazione di un sistema di sicurezza, poiché incidono sulla produttività:

• Interruzioni improvvise del lavoro

• Spegnimenti non pianificati dei macchinari

• Infortuni

• Alti costi di manutenzione

Vediamo quindi dove trovano applicazione nello specifico i dispositivi di sicurezza industriale.

Applicazioni dei dispositivi di sicurezza industriale

Laser e barriere fotoelettriche sono dispositivi optoelettronici che trovano applicazione in molti ambiti industriali: farmaceutico, automotive, produzione della carta, lavorazione della plastica, warehouse e altri ancora. In particolare, sono prodotti di sicurezza ideali per rilevare gli accessi:

• Barriere fotoelettriche – Vengono impiegate per rilevare l’ingresso e l’uscita delle merci o del personale a un’area pericolosa o a una macchina, così come per il controllo ad aree di lavoro, in cui il personale deve intervenire frequentemente, per proteggere mani, dita o braccia.

• Laser scanner – Vengono impiegati per gestire l’accesso a un’area specifica dello stabilimento recintato all’altezza del cancello d’ingresso, oppure vengono installati sui veicoli a guida autonoma.

Scopriamoli più nel dettaglio per comprendere meglio i loro campi di applicazione.

Cosa sono le barriere fotoelettriche multiraggio

Le barriere fotoelettriche multiraggio sono composte da un set contenente la testa del trasmettitore e la testa del ricevitore. Il trasmettitore genera un raggio a infrarossi tra le due teste e questo raggio funge da zona di rilevamento che, quando attraversato da un corpo estraneo, aziona la procedura di arresto della macchina e disattiva immediatamente e in modo automatico tutti i processi potenzialmente pericolosi.

Il riavvio del macchinario può avvenire in maniera manuale, premendo il pulsante di reset, oppure può essere automatico e avvenire non appena l’ostacolo esce dalla zona di rilevamento. Per la loro capacità di risposta pressoché istantanea, nessun’altra tipologia di barriera è paragonabile alle barriere fotoelettriche a livello di prestazioni e sicurezza.

Applicazioni delle tipologie di barriere fotoelettriche

Si ricorre all’impiego delle barriere fotoelettriche per la sicurezza industriale in molti settori e proprio per questo ne esistono di tipologie progettate appositamente per alcune industrie, come i modelli realizzati in acciaio inossidabile e vetro per il settore farmaceutico e l’alimentare. Altri modelli invece dispongono di sistemi di muting integrato per permettere l’accesso della merce, come nel settore automotive e warehouse.

Le barriere fotoelettriche vengono utilizzate in particolare nei seguenti ambiti:

• Controllare i punti pericolosi sulle macchine con cui il personale interagisce frequentemente, come centri di lavoro, linee robotizzate, macchine per l’imballaggio, presse e molti altri. Si utilizzano in questo caso barriere con una alta risoluzione per individuare dita, mani e braccia.

• Sorvegliare l’accesso a zone di pericolo dove l’ingresso degli operatori è necessario ma non frequente. Esempio è l’accesso ai sistemi automatici di trasporto e movimentazione delle merci o di montaggio dei prodotti, in cui l’arresto della macchina deve avvenire solo in presenza di persone. In questi casi si utilizzano barriere fotoelettriche con sistema di muting o blanking.

Differenza tra barriere fotoelettriche e protezioni fisiche

Le protezioni fisiche sono recinzioni composte da diversi componenti – che possono essere reti o pannelli – che vengono montati intorno alle aree e macchine più pericolose come protezione e delimitazione per l’accesso. Prima di entrare nell’area o accedere alla macchina quindi è necessario fermare la macchina e aprire l’ingresso della recinzione o rimuovere la griglia di protezione.

È evidente che questo comporta diversi svantaggi rispetto alle barriere fotoelettriche:

• Difficile e rallentato accesso alle aree in caso di manutenzione

• Possibile rimozione della protezione fisica senza che l’azione venga rilevata

• Tempi di fermo macchina più lunghi per la gestione manuale dell’accesso

• Maggior esposizione al pericolo per gli operatori in seguito a dimenticanze o distrazioni

Da questi punti critici delle protezioni fisiche – che restano comunque una giusta soluzione per delle applicazioni specifiche – è facile dedurre i vantaggi delle protezioni fotoelettriche.

I vantaggi nell’utilizzo delle barriere di sicurezza

Le barriere fotoelettriche per le loro caratteristiche di precisione e affidabilità comportano numerosi vantaggi per l’azienda che decide di adottarle come sistema di sicurezza e protezione. In particolare:

• Protezione automatizzata e in tempo reale in caso di affaticamento, malessere o distrazione dell'operatore

• Aumento della produttività della macchina poiché non richiedono lo spostamento manuale di ripari fisici o l'attesa della loro apertura

• Non interferiscono con le operazioni di carico e scarico macchina

• Riduzione dei tempi di accesso alle zone operative

• Si elimina il rischio di manomissione in quanto qualsiasi intervento irregolare sulla barriera provoca l'arresto della macchina

• Maggiore flessibilità e modularità di progettazione del sistema

• Praticità e rapidità di manutenzione della macchina poiché non devono essere rimosse protezioni fisiche come griglie, cancelli ecc.

Cosa sono i laser di sicurezza

I laser scanner di sicurezza offrono una protezione delle superfici di tipo bidimensionale. Il raggio laser emesso dall’apparecchio individua persone e oggetti dentro il suo raggio d’azione – grazie alla riflettività del raggio – e attiva tutte le misure precauzionali quando l’ostacolo entra nell’area pericolosa. È possibile configurare, in base alle diverse situazioni e applicazioni, il campo protetto così che risponda al meglio alle esigenze specifiche di sicurezza. 

Si possono definire inoltre aree di preallarme - più grandi di quella di pericolo - in cui l’occupazione dell’area genera un’allerta per la macchina che rallenta la sua velocità senza però fermarsi del tutto. Vediamone nel dettaglio i campi d’utilizzo e i vantaggi.

Applicazioni delle tipologie di laser scanner di sicurezza

Il laser scanner trova applicazione in diversi ambienti industriali ma in particolar modo in ambienti ampi e ad alto livello di automazione. Esempi di utilizzo sono:

• Controllo di area – Posizionando il piano di controllo in orizzontale è possibile individuare la presenza di piedi o altri oggetti nell’area protetta intorno a un macchinario.

• Controllo di accesso – Posizionando il piano di controllo in verticale è possibile utilizzare il laser scanner anche per sorvegliare gli accessi alle aree di pericolo. In questo caso è però necessario definire il limite del bordo del varco secondo la norma IEC TS 62046.

• Protezione dei veicoli a guida automatica (AGV) – Posizionato sopra una macchina AGV, il dispositivo laser scanner è in grado di riconoscere gli oggetti sul percorso del veicolo e garantire la massima sicurezza anche a velocità elevate, senza compromettere la produttività. 

I vantaggi nell’utilizzo di laser scanner di sicurezza

Le sue specifiche caratteristiche rendono il dispositivo laser scanner vantaggioso e flessibile per molti campi di applicazione. In particolare:

• Funziona in assenza di elementi ricevitori e riflettori

• Controlla zone di forme variabili e facilmente programmabili nelle dimensioni

• Controlla e protegge aree anche di grandi dimensioni

• Può essere utilizzato in orizzontale per il rilevamento della presenza del corpo in un’area pericolosa

• Può essere utilizzato in verticale per il rilevamento delle mani, delle braccia o del corpo nel controllo di accesso

• Può essere utilizzato su veicoli in movimento AGV

• Permette il rilevamento dimensionale, di forma e posizione di oggetti

• Installazione rapida e affidabile

Quando usare il laser di sicurezza e quando una barrierea fotoelettrica

La scelta di utilizzare per la sicurezza industriale le barriere fotoelettriche piuttosto che i laser scanner si può basare su diversi fattori specifici dell’azienda, della sua attività, dimensione e tipologia di macchine impiegate. Si tratta di due ottime e sicure soluzioni per gestire gli accessi ad aree pericolose – alternative una all’altra in base alle specificità applicative che vanno valutate caso per caso – mentre sono differenziati in alcuni usi:

• Barriera fotoelettrica – Preferibile per proteggere punti pericolosi delle macchine quando una persona lavora in prossimità e vi deve inserire le mani frequentemente.

• Laser scanner – Preferibile da usare su robot mobili o veicoli a guida autonoma poiché non necessitano di elemento ricevitore, oppure nei punti di scarico e carico merci dove è necessario anche il rilevamento di distanza, dimensioni e forma degli oggetti.

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