GB T 19436.2-2004 机械电气安全 电敏防护装置 第2部分;使用有源光电防护器件(AOPDs)设备的特殊要求.pdf
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1、GB/T 19436. 2-2004/IEC 61496-2,1997 前言GB/T 19436(机械电气安全电敏防护装置共分4个部分g第1部分一般要求和试验g第2部分使用有源光电防护器件(AOPDs)设备的特殊要求;第3部分使用有源光电漫反射器件(AOPDDR)设备的特殊要求,第4部分z基于视觉防护器件的特殊要求。本部分为GB/T19436的第2部分,等同采用IEC61496-2,1997(机械安全电敏防护装置第2部分z使用有源光电防护器件(AOPDs)设备的特殊要求)(第一版,英文版)。本部分中所缺条款见GB/T19436.1,应与GB/T19436. 1一同使用。本部分中OSSD为Out
2、putSignal Switchi吨Device的缩写,见GB/T19436.1的3.190OSSDs或OSSD(价的下标S,表示复数,与IEC标准一致。为便于使用,本部分做了下列编辑性修改a) 将适用于国际标准的表述改为适用于我国标准的表述(包括标点符号hb) 将IEC61496-2,1997标准名称中的机械安全修改为本部分标准名称中的机械电气安全f本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国工业机械电气系统标准化技术委员会(SACjTC231)归口。本部分起草单位:中国九川电器有限公司、北京机床研究所、国家机床质量监督检验中心。本部分主要起草人=陈建国、阐武、黄麟、黄祖广、郑武、马永友。G
3、B/T 19436. 2-2004/IEC 61496-2 ,1997 冒|言同电敏防护装置(ESPE)适用于对人体存在伤害风险的机械e古能在人处于危险状态前,使机械囚复到安全状态,从而提供保护。GB/T 19436的本部分对广泛应用的ESPE的一般设计和性能要求作出规定。满足本部分要求的设备最基本特征是具有相当的安全性能水平和为保持此性能水平而规定的内置式周期性的功能检查/自检.本部分对GBjT19436. 1的相应条款进行补充和修改。至于第1部分中的特殊条款在第2部分中并未提到也是合理的。本部分所述的补充,修改或替换是替代第1部分的有关内容。本部分具有产品系列标准的地位,可以用作机械安全专
4、用产品标准引用。每种类型的机械都有自己特定的危险,本部分的目的不是推荐ESPE在任何特定机械上使用的方式。ESPE的应用是供方、机械用户和实施机构之间应该协商的事,在这方面,注意国、内外的相关指导,例如GBjT15706(eqv ISOjTR 12100)。1 范围GB/T 19436. 2-2004/IEC 61496-2: 1997 机械电气安全电敏防护装置第2部分:使用有源光电防护器件(AOPDs)设备的特殊要求GB/T 19436的本部分规定了敏感功能使用有源光电防护器件(AOPDs),用于机械安全防护的电敏防护装置(ESPEJ的设计、制造和试验的特殊要求。要特别注意,保证获得适宜的安
5、全性能的特点。ESPE可能包括一些可供选择的安全功能,对此类功能的要求见GB/T19436. 1附录A,本部分没有规定检测区的尺寸或配置和任何特殊应用中有关危险的布局,也未说明是什么构成任伺机械的危险状态。本部分只限于ESPE的功能及其怎样与机械连接。本部分不包括使用辐射波长在400nm1500 nm范围以外的AOPDs,本部分可能与那些对非人体保护的应用有关,例如:保护机械或产品免于机械损坏。在这些应用中,可能需要附加的要求,例如:必须由敏感功能辨认的材料,具有不同于人的一些特性。本部分不涉及电磁兼容性(EMC)发射要求。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/T19436本部分的引用而
6、成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分。然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。GB/T 19436. 1-2004机械电气安全电敏防护装置第l部分2一般要求和试验。EC61496-1: 1997 ,IDTJ GB/T 7247.1-2001激光产品的安全第1部分z设备分类、要求和用户指南(idtIEC60825-1: 1993) 3 术语和定义注:本章定义的术语和缩略语且指示它们在本部分正文中何处使用,按英文字母的顺序列入索引。GB/T 19436.1确
7、立的以及下列术语和定义适用于本部分。3.201 有源光电防护器件(AOPD) active opto-electronic protective device (AOrD) 这种器件的敏感功能是通过光电发射和接收元件来实现的。元件通过存在于规定检测区内的不透明物体,对器件内生成的光辐射的中断进行检测。注,AOPDs是按照通过射线原理,光射束通过检测区一次,或者是按照反射原理,光射柬通过检测区二次来工作的。3.202 AOPD检测能力AOPD detection capability 在有源光电防护器件(AOPDl中,当光帘置于检测区或光射束装置放在射线的轴线上时,起动敏感器件所显示不透明圆柱的
8、直径尺寸。3.203 光束中心线beam center-line 四月19436.2-2004jIEC 61496-2: 1997 在有源光电防护器件(AOPD)中,连接发射元件光心和接收元件光心的光程,指在正常操作时,响应发射元件的光。注1,光束的光轴不总是在射束中心线上。注2,正常操作可能出现光束中心线的物理位移(例如通过使用电动机驱动的反射镜)。3.204 有效孔径角(EAA)effeclive aperture angle (EAA) 是有源光电防护器件(AOPD)正常工作时,发射元件和接收元件光学中心线的最大偏差角。3.205 光束装置light beam device 包含个发射元
9、件和一个接收元件的有源光电防护器件(AOPD),供方不规定检测区。注,AOPD能包含一个以上光束装置的配置。3.206 光帘Iight curtain 有源光电防护器件(AOPD)包含一个或多个发射元件集成组合和一个或多个接收元件,形成有检测能力的检测区,由供方规定。3.207 试件test piece 不透明圆柱形元件,用于检测有源光电防护器件(AOPD)的检测能力。3.208 脱扣装置trip device 当人或人体的某部位被敏感功能探测到时,引起机械或机械单元停止(或保证处于非危险状态)的装置。3.209 脱扣装置试件trip device test piece 试件用于检验用作脱扣装
10、置的有源光电防护器件(AOPD)的检测能力。4 功能、设计和环境的要求GB/T 19436.1此章按下列替换和补充后都适用于本部分34.1 功能要求4. 1. 2 敏感功能替换-4. 1. 2.1 概述敏感功能在供方规定的检测区或定义的信号范围内都应有效。应使用钥匙、关键字或工具,方可对检测区或定义的信号范围进行调整。当试件根据4.2.13的要求以任何角度安放在检测区内任何地方静止或以下列任何速度运动,光帘的敏感器件应被起动:AOPD的检测能力:;40mm,速度应为om/s2. 5 m/s; 一-AOPD的检测能力40mm,速度应为om/sL 6 m/s, 供方表明光帘装置能用作脱扣装置时,敏
11、感器件应被起动,OSSDs处于断开状态的时间应至少100 ms,当脱扣装置试件,其直径与所表明的AOPD的检测能力相当,且长度为150mm 时,以L6 m/s 的速度通过检测区,在检测区内任点,运动方向是沿着圆柱体的轴线方向并垂直于检测区。当光束中的试件符合4.2.13要求时,在动作距离的任一点,圆柱体的轴垂直于光束轴,光束装置的敏感器件应被起动。GBjT 19436. 2-2004jIEC 61496-2: 1997 供方表明光束装置能用作脱扣装置时,敏感器件应被起动,OSSDs处于断开状态的时间应至少100 ms,当脱扣装置试件的直径与所表明的AOPD的检测能力相当,且长度为150mm时,
12、以1.6 m/s 的速度穿过光束,在整个动作距离的任一点,运动方向是沿着圆柱体轴线并垂直于光束袖。供方注明的AOPD能用来检测移动速度大于上述规定值的物体时,以任何速度直至规定的最高速度移动,都应符合上述要求。4. 1. 2. 2 AOPD运用反射技术的补充要求运用反射技术的光束装置应监控发射/接收元件和反射元件之间的动作距离,准确度为士0.5m。当动作距离变动超过土。.5m时,OSSDs输出信号开关电器应达到并保持断开状态。当大小等于试件直径和长度的反射平面物(见4.2.13),被放在距反射元件大于0.5m的光束任何位置,光束装置的敏感器件应被起动。在正常工作条件下,当相同的反射器的放置与发
13、射/接收元件的敏感表面相接触时,装有使用反射技术的AOPD的类型4ESPE的OSSDs应达到并保持断开状态。下列情况,AOPD的敏感器件应起动:当尺寸和形状与试件相同的高反射圆柱物体,被放置在检测区内任何一位置;或当尺寸与试件的直径和长度相同的高反射平面物,被放置在与光轴相垂直的检测l区内任一位置。高反射表面应由镜型反射表面组成,表面的反射系数大于或等于工作波长的90%,例如抛光镀铭或抛光铝。4.2 设计要求4.2.2 故障检测要求4.2.2.3 类型2ESPE的特殊要求替换z类型2ESPE应有定期试验措施以暴露失效危险(如敏感装置失去检测能力,响应时间超过规定值)。试验信号应模拟敏感器件的起
14、动,定期试验的持续时间不应超过150ms。此试验应检验每一光束按供方规定的方式运行。采用外部(如机械)安全控制系统引发定期试验的地方.ESPE应配备适当的输入装置(如端子)。补充设计要求:4.2.12 AOPD检测能力的完整性当AOPD按下列任一和全部的组合条件工作时,AOPD的设计应使AOPD的检测能力保持低于或等于供方所指定的值.一一说明书里的任何条件;在4.3(GB/T 19436. 1和本部分)中规定的环境条件,排列和/或调整的限制。如果单一故障(如GB/T19436.1-24附录B的规定),在正常工作条件下(见GB/T19436.1-2004的5. 1. 2. 1),将不会导致AOP
15、D丧失检测能力。但是当上述故障组合出现时,将会导致丧失检测能力。故障与多种条件的组合,应被认为是单一故障并且AOPD应对这类单一故障,按4.2.2的要求响应。4.2.13 试件试件应是圆柱形和不透明的,最短有效长度为200mm,试件直径应不超过供方所述的AOPD检测能力。对检测能力不超过40mm的AOPD.光帘用试件应由供方提供,并应标志如下:用mm标明直径,型号标记及带试件的AOPD的说明。应通过检查来检验GB/T 19436. 2-2004/IEC 61496-2 , 1997 4.2.14 外部反射和偏离4.2.14.1 外部反射ESPE根据供方说明排列,当反射表面放置在图1所说明的任何
16、位置时,ESPE应不发生危险。在供方说明的所有其他条件下,此要求应适用于每种光束。注2在反射表面邻近检测区时,或由于安装时偏离方向时,此要求用来防止旱统发生危险。4.2.14.2偏离偏离角度超过图2、类型2ESPE的表1及类型4ESPE的表2所示的角度时,0SSO(s)应处于断开状态。光帘的工作范围(长度尺寸l/m表1取决于光帘尺寸的类型2ESPE最大允许偏离角最外部光束中心线之间的距离(侧面尺寸)/mm300 8.3 11. 2 14.0 16.8 0000 3456 1800 51. 8 71. 4 93.6 122.1 光帘的工作范围(长度尺寸l/m表2取决于光帘尺寸的类型4ESPE最大
17、允许偏离角最外部光束中心线之间的距离(侧面尺寸)/mm300 2603 4578 0000 3456 1 800 25.2 33.8 42.7 51. 8 4.2.14.3 检验这些要求应用图3所提供的选择程序来检验,符合5.2. 9. 2的试验和要求,或符合5.2. 9. 3和5.2.9.4的试验。4.2.15 波长AOPO应在波长400nm1500 nm范围内工作。4.2.16 辐射强度由AOPO产生和发射的辐射强度在任何时候都不应超过GB7247. 1-2001的9.3、9.4和表I规定的1类激光器的最大功率或能量等级。4.3 环境要求补充24.3.5 光干扰ESPE经受下列光干扰时,应
18、能继续正常工作z臼炽光:用高频电子电源激发的荧光。ESPE经受下列光干扰时,不应发生失效危险高强度白炽光(用石英灯模拟的日光);GB/T 19436. 2-2004/IEC 61496-2: 1997 频闪光;对于类型4的ESPE.来自相同设计的发射元件的辐射。当ESPE符合5.4.6的试验时,这些要求应被满足。注1,不包括红外线遥控装置(如用于控制起重机的辐射效应的要求。注2.为保证系统不发生失效危险,对在特殊使用时可能存在的其他形式的辐射效应(例如来自焊接飞溅物的辐射).有必要采取其他安全措施5 试验GB/T 19436. 1此章按下列补充和替换后都适用于本部分。5.1 概述5. 1. 1
19、 型式试验5. 1. 1. 2 工作条件补充z由于试验的目的,光帘检测区的平面可以是垂直的或是水平的。5. 1. 2 试验条件5. 1. 2. 2 测量精度对GB/T19436.1的本条补充如下:角度测量土o.l。5.2 功能试验5.2.1 敏感功能和检测能力替换35.2. 1. 1 敏感功能应检验敏感器件起动,适当场合OSSD(s)按下述达到断开状态,要考虑到AOPD操作的原则,尤其是用于保证耐受环境干扰的技术。对于光帘z以45。角和90角(见图4和图5)在检测区每端和两端中间,慢移检测区内的试件穿过光束g把试件静止放在检测区的任何位置上和/或放在5.2.1.2分析所得的临界角度上;将检测区
20、内的试件,以4.1.2.1规定的最快速度,或经5.2. 1. 2分析所得的极限速度范围内的任何其他速度移动,穿过光束;供方表明光帘能用作脱扣装置时,以1.6 m/s的速度移动脱扣装置试件通过检测区,在检测区末端(如在每个角落和经5.2. 1. 2分析所得极限内的任何其他位置,移动方向和脱扣装置试件的轴垂直于检测平面。光束装置:一-通过把光束中的试件放在光束的每端和沿光束的中间,使试件轴与光束垂直;-一供方表明光束装置能用作脱扣装置时,以1.6 m/s速度移动脱扣装置试件通过光束区,位于光束各端,沿光束中间及经分析所得极限动作距离的任一点上,移动方向和脱扣装置试件的轴与光束轴垂直。上述试验应以A
21、OPD工作在规定的最小动作距离或0.5m及在规定的最大动作距离时进行。5.2. 1. 2 AOPD检测能力的完整性应通过对AOPD设计的系统性分析,适当时用试验来检验AOPD检测能力的保持或ESPE没有发生危险,此试验应考虑到4.1. 2和4.2.12规定的条件的所有组合,及5.3表示的故障。注.如果AOPD的检测能力,是通过基于在检测区内任何地方,至少种光束完全被掩遮的几何学获得的话,则没有必要进步分析和试验。GB/T 19436. 2-2004/IEC 61496-2 ,1997 系统性分析结果应与5.4中要求的试验相同,另外还与响应时间的测量相同。5. 2. 1. 3 使用反射技术的AO
22、PD补充试验对于使用反射技术的光束装置,OSSD(s)应达到断开状态。在此期间,反射器应沿着光轴方向从指示位置移至小于或等于0.5m的距离,并保持此状态为从指示位置进一步移动。当尺寸等于试件直径和长度的反射平面物体,被安置在光束装置光抽上并互相垂直,距反射平面为0.55 m时,对敏感器件的起动应进行检验。对于使用反射技术的光帘,当相同的反射器与发射/接收元件的敏感表面相接触时,类型4的ESPE的OSSD(s),应达到断开状态。敏感器件被起动在下列情况应检验:1) 当大小等于试件的高反射圆柱体,被安放在光帘检测区内任何位置,或光束装置的光束中时;2) 当大于等于试件的直径和长度的高反射平面物体,
23、被插人到光帘检测区内任何位置,或与光轴垂直的光束装置的光束中时。补充功能试验:5.2.9 外部反射和偏离5.2.9.1 光电系统分析和试验方法的选择5.2.9. 1. 1 分析应进行光电系统的分析以确定:1) 发射和接收元件的绝对和相对光轴s2) 发射和接收元件在所有方向离轴相对强度和敏感度;3) 使用的过滤技术及其特性的证明;4) 确定敏感功能的状态所使用的标准;5) 多光束装置中的光束相对敏感度;6) 根据图2及表l和表2(见4.2.14.幻,在供方允许的工作条件范围内正常操作条件下,偏离的限定;7) 上述参数的公差。通过分析所得出与之相关的其他信息;依据4.22,未检测出的故障对光电特性
24、的影响。此分析结果应通过适当实际试验加以检验。注:采用下列设备可以进行试验,例如2对发射波长响应的视频照相机;补充或替换的发射元件5补充或替换的接收元件;中性密度过滤器g补充或替换过滤器,一一具有其他特殊特性的补充过滤器(需要时)。应通过分析结果确定能否满足4.2.14的要求如果能满足4.2.14要求,那么分析结果应用于确定EAA试验方法是否适用于检验(见图3)。5.2.9. 1. 2 用图3选择试验方法当AOPD的设计和安装(在常规批量可达到的制造公差内),能使检测平面和/或光束中心线达到光学对称,并且使用相同光学参数,等同设计的发送和接收元件时,EAA测试方法是合适的(见5.2.9.2)。
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