Veiligheidslichtschermen

Wat is een veiligheidslichtscherm?

Een veiligheidslichtscherm is een contactloze beveiliging voor het detecteren van personen, handen of vingers bij gevaarlijke delen van een machine. Veiligheidslichtschermen worden veel toegepast wanneer operators regelmatig toegang nodig hebben tot een machine en een vaste fysieke afscherming het productieproces zou beperken.

Een systeem bestaat doorgaans uit een zender en ontvanger. Tussen beide componenten wordt een veld van lichtstralen gevormd. Wanneer één of meerdere stralen worden onderbroken, verandert de toestand van de veiligheidsuitgangen en kan de aangesloten veiligheidsbesturing de gevaarlijke machinebeweging stoppen.

Veiligheidslichtschermen worden ook aangeduid als safety light curtains, safety light screens, veiligheidslichtgordijnen of opto-elektronische veiligheidsvoorzieningen.

Ze worden onder andere toegepast voor:

• beveiliging van open machinetoegangen;
• vinger- en handbeveiliging;
• beveiliging van persen;
• assemblagemachines;
• verpakkingsmachines;
• robotcellen;
• handlinginstallaties;
• productielijnen;
• invoer- en uitvoeropeningen;
• geautomatiseerde machines.

Hoe werkt een veiligheidslichtscherm?

De zender van een veiligheidslichtscherm stuurt meerdere lichtstralen richting de ontvanger. Samen vormen deze stralen het beveiligde detectieveld.

Zolang het lichtveld vrij is, kan de veiligheidsbesturing – afhankelijk van de complete veiligheidsfunctie – machinebedrijf toestaan.

Wanneer een persoon of lichaamsdeel het beschermde veld onderbreekt, detecteert het veiligheidslichtscherm deze onderbreking. De veilige uitgangen veranderen vervolgens van toestand, waarna een safety-PLC, veiligheidsrelais of andere geschikte veiligheidsbesturing het signaal verwerkt.

Het lichtscherm zelf vormt daarbij slechts één onderdeel van de complete veiligheidsfunctie. Ook de besturing, aandrijving, stopfunctie, responstijd en machineconstructie spelen een rol bij de uiteindelijke machineveiligheid.

Type 2 of Type 4 veiligheidslichtscherm

Bij veiligheidslichtschermen wordt vaak onderscheid gemaakt tussen Type 2 en Type 4.

Het vereiste type kan niet uitsluitend worden bepaald aan de hand van het soort machine. De keuze moet aansluiten bij de risicoanalyse en de vereiste prestaties van de complete veiligheidsfunctie.

Een Type 4 veiligheidslichtscherm wordt toegepast in veiligheidsfuncties waarbij hoge eisen worden gesteld aan foutdetectie en betrouwbaarheid.

Daarnaast bestaan Type 2 veiligheidslichtschermen voor toepassingen waarbij het vereiste veiligheidsniveau met een dergelijke oplossing kan worden gerealiseerd.

Bij nieuwe machines én bij vervanging van een bestaand systeem is het daarom belangrijk dat niet zomaar een Type 2 of Type 4 lichtscherm wordt gekozen op basis van prijs of afmetingen. Het vereiste veiligheidsniveau van de toepassing moet leidend zijn.

Resolutie van een veiligheidslichtscherm

De resolutie van een veiligheidslichtscherm geeft aan hoe klein een object moet zijn om betrouwbaar door het beschermde veld te worden gedetecteerd.

Veel voorkomende uitvoeringen zijn:

14 mm veiligheidslichtscherm

Een veiligheidslichtscherm met een resolutie van ongeveer 14 mm wordt veel gebruikt voor vingerbeveiliging.

Dit type wordt toegepast wanneer een gevaarlijke beweging relatief dicht kan worden benaderd en voorkomen moet worden dat een vinger door het beschermde veld kan bewegen zonder te worden gedetecteerd.

30 mm veiligheidslichtscherm

Een uitvoering met ongeveer 30 mm resolutie wordt veel toegepast voor handbeveiliging.

Deze uitvoering kan geschikt zijn wanneer detectie van een hand of arm voldoende is voor de betreffende veiligheidsfunctie.

Een kleinere resolutie betekent niet automatisch dat het lichtscherm voor iedere toepassing beter is. Resolutie, beveiligingsafstand, responstijd, bereik en machineconstructie moeten als geheel worden beoordeeld.

Beveiligingshoogte van een veiligheidslichtscherm

De beveiligingshoogte, ook wel beschermingsveldhoogte genoemd, bepaalt welk gedeelte tussen zender en ontvanger actief wordt bewaakt.

Veiligheidslichtschermen zijn daarom verkrijgbaar in uiteenlopende lengtes en beveiligingshoogtes.

Een compacte uitvoering kan bijvoorbeeld geschikt zijn voor een kleine opening in een machine, terwijl voor een grote toegangsopening een aanzienlijk hoger beschermingsveld nodig kan zijn.

Bij de selectie moet daarom worden gekeken naar:

• hoogte van de opening;
• positie van het gevaar;
• manier waarop een operator de machine kan bereiken;
• montagepositie van zender en ontvanger;
• benodigde veiligheidsafstand.

De fysieke lengte van het lichtscherm en de daadwerkelijke beveiligingshoogte hoeven daarbij niet altijd exact hetzelfde te zijn. Controleer daarom altijd de specificaties van het betreffende model.

Bereik tussen zender en ontvanger

Naast de beveiligingshoogte is het bereik van een veiligheidslichtscherm belangrijk.

Het bereik bepaalt de maximale afstand waarop zender en ontvanger betrouwbaar tegenover elkaar kunnen functioneren.

Voor compacte machines kan enkele meters ruim voldoende zijn. Bij bredere machineopeningen, productielijnen of grotere installaties kan een groter bereik noodzakelijk zijn.

Ook omgevingsfactoren zoals vervuiling, uitlijning en montage kunnen invloed hebben op de praktische toepassing.

OSSD-uitgangen bij veiligheidslichtschermen

Moderne veiligheidslichtschermen maken vaak gebruik van twee OSSD-uitgangen.

OSSD staat voor Output Signal Switching Device. De twee veiligheidsuitgangen worden aangesloten op bijvoorbeeld een veiligheidsrelais of safety-PLC.

Wanneer het beschermde veld wordt onderbroken of wanneer bepaalde fouten worden gedetecteerd, veranderen de OSSD-uitgangen naar de veilige toestand.

Bij het vervangen van een bestaand veiligheidslichtscherm moet daarom worden gecontroleerd hoe de huidige veiligheidsbesturing is aangesloten.

Belangrijke gegevens zijn onder andere:

• aantal OSSD-uitgangen;
• voedingsspanning;
• connector;
• pinbezetting;
• EDM-functionaliteit;
• reset- en herstartfunctie;
• eventuele configuratie van de safety-PLC.

Een lichtscherm met vergelijkbare afmetingen is dus niet automatisch elektrisch of functioneel uitwisselbaar.

Veiligheidsafstand tussen lichtscherm en gevaar

Een veiligheidslichtscherm moet op voldoende afstand van het gevaarlijke machineonderdeel worden gemonteerd.

Wanneer een operator het lichtveld doorbreekt, heeft het complete veiligheidssysteem tijd nodig om de gevaarlijke beweging tot een veilige toestand te brengen. De persoon mag het gevaarlijke punt niet kunnen bereiken voordat dit proces is voltooid.

Bij het bepalen van de benodigde veiligheidsafstand spelen onder andere een rol:

• responstijd van het veiligheidslichtscherm;
• verwerkingstijd van de veiligheidsbesturing;
• stoptijd van de machine;
• resolutie van het lichtscherm;
• manier waarop het gevaar kan worden benaderd;
• montagepositie.

De minimale veiligheidsafstand moet daarom voor de specifieke machine en veiligheidsfunctie worden berekend en gevalideerd.

Veiligheidslichtscherm voor vingerbeveiliging

Bij machines waarbij een operator dicht bij een gevaarlijk punt werkt, kan vingerbeveiliging noodzakelijk zijn.

Hiervoor worden vaak veiligheidslichtschermen met een fijne resolutie toegepast, bijvoorbeeld 14 mm.

Voorbeelden zijn machines waarbij onderdelen handmatig worden ingevoerd of verwijderd en waarbij gevaarlijke bewegingen relatief dicht achter het lichtscherm plaatsvinden.

Door de kleinere resolutie worden ook kleinere onderbrekingen van het beschermde veld gedetecteerd.

Veiligheidslichtscherm voor handbeveiliging

Voor toepassingen waarbij vooral moet worden voorkomen dat een hand of arm het gevaarlijke gebied bereikt, worden vaak lichtschermen met een resolutie rond 30 mm gebruikt.

Handbeveiliging komt veel voor bij:

• assemblagemachines;
• verpakkingsmachines;
• persen;
• handlingmachines;
• geautomatiseerde productiecellen;
• invoeropeningen.

Welke resolutie daadwerkelijk geschikt is, moet vanuit de risicoanalyse en veiligheidsafstand worden bepaald.

Veiligheidslichtscherm voor toegangsbeveiliging

Veiligheidslichtschermen kunnen ook worden toegepast voor het bewaken van toegang tot een complete gevaarlijke zone.

Het doel is dan niet uitsluitend het detecteren van vingers of handen, maar het vaststellen dat een persoon het beveiligde gebied betreedt.

Afhankelijk van de toepassing kan hiervoor een ander type opto-elektronische beveiliging worden gebruikt dan voor vinger- of handdetectie.

Voor grotere en flexibel vormgegeven veiligheidszones kan een Safety LiDAR of veiligheidslaserscanner een alternatief zijn.

Veiligheidslichtscherm of Safety LiDAR?

Een veiligheidslichtscherm en een Safety LiDAR kunnen beide worden ingezet voor contactloze machinebeveiliging, maar hebben verschillende sterke punten.

Een veiligheidslichtscherm creëert een duidelijk gedefinieerd beschermingsvlak tussen zender en ontvanger. Dit is bijzonder geschikt voor open machinetoegangen en plaatsen waar een persoon een vaste grens moet passeren om het gevaar te bereiken.

Een Safety LiDAR of veiligheidslaserscanner kan daarentegen een vrij programmeerbaar gebied bewaken en is daardoor interessant voor grotere of onregelmatig gevormde zones.

Globaal kan worden gedacht aan:

Lees ook onze vergelijking “Veiligheids-LiDAR of veiligheidslichtscherm: welke beveiliging past bij uw machine?” voor meer informatie over beide technologieën.

Veiligheidslichtscherm of veiligheidsschakelaar?

Ook een veiligheidsschakelaar heeft een andere functie dan een veiligheidslichtscherm.

Een veiligheidsschakelaar wordt vooral gebruikt voor het bewaken van een fysieke afscherming, zoals:

• veiligheidsdeur;
• toegangshek;
• machinekap;
• serviceluik.

Een veiligheidslichtscherm wordt juist toegepast wanneer de toegang open moet blijven en personen contactloos moeten worden gedetecteerd.

Wanneer een fysieke afscherming mogelijk en gewenst is, kan een veiligheidsschakelaar daarom een logischere oplossing zijn. Wanneer frequente toegang noodzakelijk is, biedt een lichtscherm vaak meer bewegingsvrijheid.

Bekijk ook onze categorie veiligheidssensoren voor een overzicht van de verschillende technologieën voor machineveiligheid.

Muting bij veiligheidslichtschermen

Binnen geautomatiseerde productielijnen moet soms materiaal door een beveiligd lichtveld kunnen bewegen zonder dat de machine iedere keer wordt gestopt.

Afhankelijk van de veiligheidsfunctie en het gekozen systeem kan hiervoor muting worden toegepast.

Hierbij wordt de veiligheidsfunctie van het lichtscherm onder gecontroleerde voorwaarden tijdelijk overbrugd zodat bijvoorbeeld een pallet of product de beveiligde toegang kan passeren.

Het systeem moet daarbij onderscheid kunnen maken tussen de bedoelde materiaalstroom en ongewenste toegang van personen.

Muting vereist daarom een zorgvuldig ontworpen veiligheidsconcept en geschikte componenten.

Blanking en andere functies

Sommige veiligheidslichtschermen beschikken over aanvullende functies zoals blanking.

Hiermee kunnen, afhankelijk van het systeem, bepaalde delen of objecten binnen het beschermde veld worden toegestaan terwijl de overige beveiliging actief blijft.

Andere functies die afhankelijk van fabrikant en uitvoering beschikbaar kunnen zijn, zijn onder andere:

• vaste of zwevende blanking;
• muting;
• cascade-aansluiting;
• handmatige of automatische reset;
• externe device monitoring;
• geïntegreerde uitlijning;
• diagnosefuncties;
• configuratie via software.

Welke functies nodig zijn hangt volledig af van de machine en de veiligheidsfunctie.

Veiligheidslichtscherm vervangen

Een bestaand veiligheidslichtscherm vervangen vereist meer dan alleen het zoeken naar een model met ongeveer dezelfde lengte.

Bij het bepalen van een geschikte vervanger vergelijken wij onder andere:

• merk en typenummer;
• Type 2 of Type 4;
• resolutie;
• beveiligingshoogte;
• bereik;
• responstijd;
• voedingsspanning;
• OSSD-uitgangen;
• connector;
• pinbezetting;
• mechanische afmetingen;
• montage;
• resetfunctie;
• EDM;
• muting- of blankingfuncties;
• benodigde veiligheidsparameters.

Hierdoor kan worden bepaald of een alternatief technisch en functioneel binnen de bestaande veiligheidsfunctie kan worden toegepast.

Ook wanneer het oorspronkelijke model niet meer leverbaar is of een lange levertijd heeft, kunnen wij verschillende oplossingen met elkaar vergelijken.

Bestaand veiligheidslichtscherm vervangen?

Heb je een bestaand lichtscherm waarvan je een vervanger zoekt? Stuur ons dan bij voorkeur:

• fabrikant en typenummer;
• een foto van zender en ontvanger;
• een foto van het typeplaatje;
• de huidige beveiligingshoogte;
• indien bekend de resolutie en het bereik;
• informatie over de aangesloten veiligheidsbesturing.

Op basis hiervan kunnen wij de bestaande uitvoering technisch vergelijken en gericht zoeken naar een passend alternatief.

Bij een vervanging kijken we niet alleen naar aanschafprijs, maar ook naar montage, elektrische aansluiting, beschikbaarheid en de wijzigingen die nodig zouden zijn om het nieuwe systeem in de machine te integreren.

Veiligheidslichtschermen voor machinebouw en industriële automatisering

Bij Indusen ondersteunen wij machinebouwers, OEM's en industriële eindgebruikers bij het selecteren en vervangen van veiligheidslichtschermen.

Voor een nieuwe toepassing bekijken we onder andere het gevaarlijke gebied, benodigde resolutie, beveiligingshoogte, bereik, responstijd en aansluiting op de veiligheidsbesturing.

Bij bestaande machines kunnen we het huidige lichtscherm vergelijken met beschikbare alternatieven.

Daarbij kijken we verder dan alleen het typenummer. Een alternatief moet niet alleen technisch passen, maar ook praktisch integreerbaar en economisch verantwoord zijn.

Bekijk ook onze veiligheidssensoren, veiligheidsschakelaars en Safety LiDAR-oplossingen voor andere vormen van industriële machinebeveiliging.