Kompaktiški saugos šviesos užuolaidos, kurios sumažina mašinos pėdsaką ir atliekas

Kaip kompaktiškos saugos šviesos užuolaidos sumažina mašinos pėdsaką

Projektavimas mažiems patalpoms naudojant kompaktiškas saugos šviesos užuolaidas

Naujausios kompaktiškos saugos šviesos uždangos sumažina montavimo vietos poreikį maždaug 30 % lyginant su senesnėmis optinėmis saugos sistemomis, išlaikydamos tokį patį saugos standartų lygį pagal 2024 metų robotų saugos gaires. Šie įrenginiai yra labai ploni – mažiau nei 40 mm storio – todėl juos galima montuoti tiesiogiai ant robotų rankų arba įtvirtinti ankštose vietose palei gamybos linijas, nekeičiant esamų operacijų. Ypač išsiskiria jų modulinė konfigūracija, leidžianti kurti kelis saugos lygius, pritaikytus prie sudėtingų mašinų išdėstymo schemų. Ši savybė ypač svarbi tokiuose objektuose kaip automatizuoti sandėriai ir ultrašvarūs puslaidininkių gamybos patalpose. Tai erdvės, kur kiekvienas kvadratinis metras kainuoja įmonėms daugiau nei 740 JAV dolerių per metus, kaip nurodyta Praeitų metų Ponemon tyrimuose.

Matmenų ir vietos palyginimas šiuolaikinėse pramonės aplikacijose

2024 metų automobilių surinkimo linijų analizė parodė, kad kompaktiškos šviesos uždangos užima 58 % mažiau šoninės vietos nei konvenciniai modeliai. Tai leidžia tankiau grupuoti mašinas be saugos zonų persidengimo, padidinant gamybos tankį automatinėse suvirinimo kamerose 22 %. Lentelėje žemiau pateikiami vietos taupymo duomenys pagal pagrindines pramonės šakas:

Miniatiūrizavimas ir mechaninė lankstumo kūrimas naujos kartos saugos sistemose

Naujausios lanksčiųjų spausdintųjų plokščių gamybos technologijos leidžia šioms mažoms saugos šviesos uždangoms lenktis aplink kampus montavimo metu, todėl jas kur kas paprasčiau įdiegti ant tų sudėtingų lenktųjų konvejerų, kurie dažnai naudojami gamyklųse. Nebereikia naudoti tų didelių metalinių laikiklių, kurie užima vietą ir paprastai prideda nuo 120 iki 150 milimetrų papildomą pločio mašinoms. Naujausia mažųjų, patikimų ir tvirtų jutikliai įvertintas IP69K, kuris yra vos 6 iš 6 milimetrai. Šie mažyčiai įrenginiai vis dar atitinka 4 tipo saugos standartus, tačiau užima daug mažiau vietos lyginant su tuo, kas buvo prieinama 2020 metais. Pagal kai kurias neseniai praeitų metų paskelbtas medžiagų lankstumo studijas, šie nauji mikrosensoriai į tai apsaugą supakuota į maždaug tris ketvirtadalius mažesnes prieš jų ankstesnius modelius.

Atvejo analizė: Pėdsako mažinimas puslaidininkių gamyboje

Azijos puslaidininkių įmonė pavyko atsivaduoti apie 34% vertingos grindų vietos savo 300 mm plokštelės gamybos įmonėje, pakeitus 58 senus šviesos uždangos sistemas naujesnėmis, kompaktiškesnėmis versijomis. Su papildoma šia vieta atsirado galimybė įdiegti 11 papildomų apdorojimo vienetų viduje to paties valymo kambario, visiškai nesumažinant reikiamų SIL 3/PLe saugos standartų. Perdarytos infraraudonųjų spindulių masyvai sumažino energijos suvartojimą kiekvienoje saugos zonoje maždaug 41 procentu. Tai reiškia, kad kasmet tik vienoje gamybos linijoje sutaupoma apie 62 milijonus vatvalandžių. Gana įspūdinga, atsižvelgiant į tai, kokie maži pelno maržai šiuolaikinėje mikroschemų gamyboje.

Pagrindiniai technologiniai pažangos kompaktiškų saugos šviesos uždangų srityje

Aukštos raiškos jutikliai tikslumo kritiškai svarbioms aplinkoms

Šiuolaikinės kompaktiškos saugos šviesos uždangos dabar turi 14 mm spindulių tarpą, kuris gali aptikti net tokį mažą objektą kaip žmogaus piršto galiukas. Tai iš tikrųjų apie 60 procentų geriau nei buvo prieinama vos prieš keletą metų, kaip nurodyta HSEBlog 2023 metais. Šie įrenginiai turi integruotus adaptacinius jautrumo nustatymus, kurie automatiškai prisitaiko pagal tokius veiksnius kaip vibracijos ar dulkių kaupimasis aplink juos. Tai reiškia, kad sistema vis tiek reaguoja per 2 milisekundes arba mažiau, net kai ji naudojama labai jautriai veiklai, tokiai kaip puslaidininkių plokštelių judinimas, kur laikas yra labai svarbus. Gamintojams tai patinka, nes tai leidžia išlaikyti gamybos linijų saugumą, nesulėtinant operacijų.

2 tipo ir 4 tipo saugos šviesos uždangos: našumas ir integracija

Kol 2 tipo šviesos uždangos (PL c/SIL 1) tinka paprastam įsiskverbimo aptikimui, 4 tipo sistemos (PL e/SIL 3) yra naudojamos aukšto pavojaus aplinkose dėl trijų pagrindinių savybių:

Pagal 2024 metų pramonės saugos ataskaitą, Type 4 įdiegimas automobilių robotikoje padidėjo 42 % per metus, dėl geresnio patikimumo ir platesnio pavojų apimties.

Energiškai efektyvūs, ploni dizainai, leidžiantys modernizuoti automatizavimą

Naujos kartos modeliai suvartoja 37 % mažiau energijos nei ankstesnės versijos ir turi korpuso storį iki 24 mm – idealiai tinka modernizuoti senąją įrangą be gamybos išplanavimo pakeitimų. Šie patobulinimai palaiko:

• Šešių ar daugiau užuolaidų diegimą kompaktiškuose CNC stakliuose
• Tiesioginę integraciją su IoT įgalintomis valdymo sistemomis
• 50 % greitesnę įdiegimą lyginant su tradiciniais šviesos barjerai

Mažinimo ir saugaus patikimumo balansas: Pagrindiniai kompromisiniai variantai

Pagrindinis kompaktiškų konstrukcijų apribojimas – sumažintas jutimo diapazonas – yra kompensuojamas naudojant dirbtinio intelekto valdomus prognozavimo algoritmus, kurie kompensuoja aplinkos trikdžius. 2023 m. Fraunhofer instituto tyrimas parodė, kad tinkamai sukonfigūruoti kompaktiški vienetai pasiekia 99,998 % gedimų aptikimo rodiklį, pranokstant jų patikimumą lyginant su didesnėmis sistemomis, kurios naudoja 28 % mažiau grindų paviršiaus.

Integracija su „Industry 4.0“ ir „Smart Manufacturing“ sistemomis

Besąlyginis saugos integravimas automatizuotose ir „Smart Production“ linijose

Saugos šviesos uždangos, kurios užima minimalų plotą, tapo pagrindinėmis modernių gamybos konfigūracijų dalimis, ypač „Industry 4.0“ aplinkoje, kur mašinos reikalauja tiek apsaugos, tiek maksimalaus našumo. Šios kompaktiškos sistemos yra gaunamos 25 mm storio profiliuose ir siūlo reguliuojamus spindulio nustatymus, todėl yra suderinamos su daugeliu PLC sistemoms ir sklandžiai jungiantis prie IoT tinklų užtikrinti nuolatinį įrangos sekimą. Puslaidininkių pramonėje ši technologija davė apčiuopiamų rezultatų: įdiegus šias sistemas, įmonės pranešė apie maždaug 18 % mažiau prastovų, susijusių su saugos problemomis. Be to, dėl mažo jų pėdsako gamykloms pavyksta išlaikyti efektyvią patalpų išplanavimą, net kai gamybos linijos plečiasi ir keičiasi laikui bėgant.

Robotikos ir automatizuotų gamybos skyrių taikymas

Modulinės kompaktiškos šviesos uždangos vis labiau tampa būtina saugos priemone automobilių suvirinimo darbo vietose, kur bendradarbiaujantys robotai dirba vos per 500 mm nuo žmonių operatorių. Šios sistemos atitinka griežtus ISO 13849 PL d saugos standartus, kurie yra itin svarbūs atitikimui. Ir maisto perdirbimo įrenginiams, IP69K apsaugos klasė reiškia, kad šios šviesos uždangos išlaiko intensyvų aukšto slėgio plovimą be gedimų. Pagal 2024 metų pramonės ataskaitą, gamybos įrenginiai, kurie pereina prie šių modernių saugos priemonių, jų darbo vietų konfigūracijos laiką sumažina apie 23 % lyginant su senesnėmis barjerinėmis sistemomis. Toks efektyvumo padidinimas tampa svarbus, kai gamybos grafikai tampa labiau įtempti.

Gaminio linijos lankstumo didinimas per kompaktiško jutiklio konstrukciją

Ultra-švelnios saugos šviesos užuolaidos, kai kurios vos 17 mm pločio, palaiko konfigūruojamas darbo vietas, atitinkančias modulinės išmanios gamybos principus. Tekstilės gamintojai pranešė apie 40 % greitesnes produkto perjungimo operacijas, kai standartines šviesos ekranus pakeitė kompaktiškomis bėgėmis montuojamomis įrenginiais, kuriuos galima lengvai perkelti palei gamybos linijas.

Tvarumo ir operatyvinės veiklos efektyvumo privalumai

Sumažinant prastovas ir operatyvinį šį atliekų naudojant patikimą jutiklių technologiją

Šiuolaikinės kompaktiškos šviesos uždangos sukėlė bangą greitoje gamybos aplinkoje, sustabdydamos apie 73 % šių erzinančių neplanuotų gamybos sustojimų dėl milimetrinių bangų aptikimo technologijų ir reakcijos laiko mažesnio nei 2 milisekundės, kaip nurodyta Ponemon 2023 m. ataskaitoje. Sistemos labai retai veikia netinkamai, todėl automatinės gamybos linijose medžiagų šiukšlių sumažėjo beveik 30 %, kaip nurodyta praeitų metų Pramonės darnos ataskaitoje. Tai, kas daro šiuos įrenginius tokiais vertingais, yra jų kompaktiškas dizainas, leidžiantis gamyklų vadovams greitai keisti patalpų išplanavimą, neužgožiant darbuotojų saugumo – tai būtina, kai įmonės siekia išlaikyti įrangos prastovų laiką žemiau kritinio 0,5 % slenksčio, reikalingo daugelyje šiuolaikinių lieknos gamybos standartų.

Skatinant ekologišką gamybą per veiksmingą dizainą

Šių šviesos uždangų lieknos profilio konstrukcija sumažina medžiagos sunaudojimą maždaug 34 %, taip pat sumažina energijos poreikį maždaug 18 % kiekvienai įdiegtai saugos sistemai. Dar geriau tai, kad jų modulinė konfigūracija leidžia įmonėms atnaujinti dalis, o ne keisti visas sistemas. Toks požiūris išlaiko maždaug 2,1 tonos elektroninio šiuko per metus vienoje gamybos linijoje, kaip nurodyta MIT tyrimuose apie apskritiminę gamybą 2023 metais. Be to, kadangi šios sistemos puikiai veikia su įtampa nuo 14 iki 24 voltų nuolatinės srovės, jos gerai integruojamos į atsinaujinančios energijos sistemas. Tai reiškia, kad gamykloms reikia mažiau pasikliauti įprasta 110 voltų kintamosios srovės energijos tiekimu iš tinklo, o tai tampa vis svarbiau, kai įmonės siekia padaryti savo veiklą žalesne.

Gyvavimo ciklo analizė: kompaktiškų vienetų energijos ir medžiagų naudingumo efektyvumas

Trečiosios šalių ciklo vertinimo ataskaitos parodė, kad kompaktiškos saugos šviesos uždangos per septynerius metus turi 40 % mažesnes bendras išlaikymo išlaidas lyginant su konveciniais modeliais. Pagrindiniai veiksniai yra tokie:

• 22 % mažesnis energijos suvartojimas dėl optimizuotų spindulių masyvų
• 61 % mažiau keičiamų dalių dėl sandarios IP69K apsaugos klasės korpuso
• 85 % perdirbimo galimybė dėl standartinių aliuminio lydinių
  Šie našumo rodikliai padeda gamintojams atitikti ISO 50001 energijos vartojimo standartus, kartu išlaikant 99,98 % saugos sistemos prieinamumą, kaip patvirtinta pagal IEC 62061:2022 atitikimą.

Augantis rinkos poreikis dėl erdvės taupymo saugos sprendimams

Didėjantis poreikis kompaktiškai saugai pramonės automatizacijoje

Kompaktiškų saugos apšvietimo sistemų rinkla išaugo gana daug, iš tiesų, šokinėjo apie 72 procentus nuo 2020 metų pagal 2024 metų pranešimą Industrial Automation Survey. Senesnės gamyklos, kurios yra atnaujinamos, ir naujesnės gamybos aikštelės, kurios orientuojasi į efektyvesnį grindų vietos panaudojimą, pradėjo rinktis tas plonas saugos užuolaidas vietoj stambių, kurių anksčiau buvo pilna visur. Praktiškai tai reiškia, kad mašinos šiais laikais užima daug mažiau vietos – tarp 15 iki net 40 procentų mažiau, priklausomai nuo konfigūracijos. Tai ypač svarbu vietose, tokiose kaip automobilių detalių gamyba, kur kiekvienas kvadratinis colis tampa svarbus siekiant padidinti gamybą be reikalo ieškoti didesnių pastatų.

Puslaidininkių ir elektronikos gamybos naudojimo tendencijos

Aukštos grynumo puslaidininkių gamybos įrenginiuose, kompaktiškos šviesos uždangos saugo pusrutulių perimtuvus robotus ISO 1 klasės valymo patalpose, kur vienas užteršimo įvykis gali kainuoti nuo 500 000 iki 2 milijonų JAV dolerių (SEMI 2023). Pagrindiniai gamintojai nurodo 22 % greitesnius gamybos ciklo laikus po pereinamųjų prie kompaktinių sistemų, priskirdami šiuos laimėjimus mažesniam mechaniniam trikdymui ir supaprastintai konfigūracijai.

Rinkos prognozė: erdvės taupančių saugos technologijų augimas (2020–2030 m.)

Rinkos tyrimai rodo, kad erdvės optimizavimo saugos sprendimų sektorius artimiausiais metais gana sparčiai plėsis, augdamas apie 14 procentų kasmet iki 2030 metų. Šią plėtrą daugeliu atvejų skatina padidėjusios išlaidos pramogų gamybos sistemoms ir žaliosios energijos projektams visame pasaulyje. Atsižvelgiant į tai, kas vyksta šiaip jau Šiaurės Amerikoje, gamintojai pastebi, kad šiais laikais jiems reikia mažesnių saugos įrenginių. Apie dvi trečiosios visų neseniai atliktų automatizavimo patobulinimų iš tiesų reikalauja komponentų, kurie net nebūtų platesni nei 50 milimetrų – kažko, ką tradicinės šviesos uždangos paprasčiausiai negali apdoroti. Taip pat atrodo, kad paklausa nesulėtėja. Naujos panaudojimo sritys, tokios kaip baterijų gamyba ir mikroelektroninių dalių gamybos pramonė, rodo tolesnį susidomėjimą kompaktiškomis saugos technologijomis, nepaisant to, kad ši sritis jau kelerius metus egzistuoja.

Dažnai užduodami klausimai

Kas yra kompaktinės saugos šviesos uždangos?

Kompaktiški saugos šviesos užuolaidos yra pažengusios saugos įrangos pramonės aplinkose, kurios sumažina montavimo vietą, išlaikydamos aukštus saugos standartus.

Kaip kompaktiškos saugos šviesos užuolaidos sumažina mašinos užimamą plotą?

Šios šviesos užuolaidos sukurtos plonesnės ir modulinės, kad tilptų į ankštas vietas ir padėtų sumažinti mašinos užimamą plotą, išlaikant saugą.

Kurios pramonės šakos naudojasi kompaktiškomis saugos šviesos užuolaidomis?

Automobilių, elektronikos ir farmacijos pramonės šakos labiausiai naudojasi dėl būtinybės maksimaliai išnaudoti gamybos plotus.

Kaip šios šviesos užuolaidos integruojasi su „Industry 4.0“ sistemomis?

Jos gali be problemų jungtis prie IoT tinklų ir PLC sistemų, užtikrindamos realaus laiko stebėjimą ir efektyvią saugos valdymą inteligentaus gamybos aplinkose.

Kokie yra ekologiški kompaktiškų saugos šviesos užuolaidų privalumai?

Šios įrangos sumažina medžiagų naudojimą ir energijos suvartojimą, o jų modulinis dizainas padeda išvengti nereikalingų elektroninių atliekų.