安全光栅在激光切割上的应用
作者:
发布时间:
2025.08.19
安全光栅在激光切割上的应用
一、概述
激光切割技术凭借其高精度、高速度和高灵活性的特点，在金属加工、汽车制造、航空航天等众多行业得到了广泛应用。然而，激光切割过程中存在着诸多安全隐患，如激光束可能对人体的眼睛和皮肤造成严重伤害，切割头的高速运动也可能对操作人员产生机械损伤。安全光栅作为一种先进的安全防护设备，能够为激光切割设备的操作人员提供可靠的安全保障，有效降低安全事故的发生概率。
二、激光切割工作场景及风险
激光切割设备主要由激光发生器、切割头、工作台等部分组成。在工作时，激光发生器产生高能量的激光束，通过切割头聚焦后作用于工件表面，使工件迅速熔化、汽化，从而实现切割目的。在这个过程中，存在以下主要风险：
1、激光辐射风险：激光束具有高能量和高聚焦性，如果操作人员的身体部位不慎进入激光切割区域，激光束可能直接照射到人体，对眼睛和皮肤造成不可逆的损伤。
2、机械运动风险：切割头在工作台上进行高速的移动和定位，操作人员在设备运行过程中如果靠近或接触到运动部件，可能会被切割头撞击或夹伤
三、安全光栅的安装与工作原理
（一）安装位置
安全光栅通常安装在激光切割设备的危险区域周围，如工作台的边缘、切割头的运动路径两侧等。根据激光切割设备的具体结构和工作要求，可以选择合适的安装方式，如水平安装、垂直安装或倾斜安装，以确保安全光栅能够全面覆盖激光切割的危险区域。
（二）工作原理安全光栅由发射器和接收器两部分组成。发射器发射出一系列平行的红外线光束，形成一个光幕。接收器则接收这些光束，并将其转换为电信号。当没有物体遮挡光束时，接收器能够正常接收到所有光束信号，此时安全光栅处于正常工作状态，激光切割设备可以正常运行。
一旦有物体（如操作人员的手、身体等）进入安全光栅的检测区域，部分红外线光束会被遮挡，接收器无法接收到相应的光束信号。安全光栅检测到这种光束遮挡情况后，会立即将信号传输给激光切割设备的控制系统。
（三）恢复正常运行
当操作人员离开安全光栅的检测区域后，红外线光束恢复正常传输，接收器重新接收到完整的光束信号。安全光栅会将这一信号反馈给激光切割控制系统，控制系统在确认危险解除后，操作人员可以通过操作控制面板上的复位按钮，使切割机恢复正常运行，继续进行切割作业。
四、激光切割安全防护的核心挑战
1.高能光束风险：
激光切割机输出功率可达6kW以上，人体暴露0.1秒即造成Ⅲ级灼伤；
传统物理防护栏影响物料装卸效率，频繁启停降低设备利用率；
2.复杂工况干扰：
切割烟尘、金属飞溅物导致光学传感器误触发（行业平均误报率＞3次/班）
高反材料（如镜面不锈钢）反射杂散光干扰检测精度。
3.合规性压力：
欧盟机械指令（2006/42/EC）要求激光设备需满足PL e或SIL 3等级防护；
五、ENT安全光栅在激光切割机上应用的优势
（一）高灵敏度
ENT安全光栅能够快速、准确地检测到微小物体的进入，即使是操作人员的手指等较小部位进入危险区域，也能及时触发安全保护机制，有效避免安全事故的发生。
（二）认证齐全
作为国内首个同时通过Cat.4、PL e、Type 4、SIL 3等级认证的光栅，产品具备行业内顶级安全性能。
认证标准 | 技术含义 | 在压力机场景的核心价值 | |
CAT 4 | 冗余架构/自诊断覆盖率＞99% | 抗烟尘干扰，误触发率＜0.001次/月 | |
PL e | 每小时危险失效概率＜10⁻⁷ | 满足10kW级高功率激光防护需求 | |
Type 4 | 抗光干扰＞20,000 Lux | 抵抗金属反光干扰，检测精度±1mm | |
SIL 3 | 安全完整性等级最高级 | 兼容航天领域SIL强制认证产线 |
（三）易于安装和维护
安全光栅的安装过程相对简单，只需将发射器和接收器固定在合适的位置，并进行简单的调试即可。同时，其维护成本较低，日常只需进行定期的清洁和检查，确保光栅表面无污垢、无损坏，即可保证其正常运行。
（四）可靠性高安全光栅具有较高的稳定性和可靠性，采用先进的光学技术和信号处理算法，光栅在≤20ms内发送信号至压力机控制系统紧急制动。IP等级达到IP65，能够有效抵抗外界干扰，如灰尘油污、光线、电磁干扰等，确保在各种复杂的工业环境下都能正常工作。
（五）易于安装和维护
安全光栅的安装过程相对简单，只需将发射器和接收器固定在合适的位置，并进行简单的调试即可。同时，其维护成本较低，日常只需进行定期的清洁和检查，确保光栅表面无污垢、无损坏，即可保证其正常运行。
六、小结
重新定义激光切割安全边界。
ENT安全光栅在激光切割设备上的应用，为激光切割过程中的安全防护提供了一种有效的解决方案。通过实时监测、快速响应和高精度检测，安全光栅能够及时发现并阻止操作人员进入危险区域，有效降低激光切割过程中的安全风险，保护操作人员的生命安全和身体健康。同时，其非接触式检测、高可靠性等优势，也为激光切割设备的高效运行提供了有力保障。
上一条： 安全光栅在压力机上的应用
下一条： 探索ENT型安全光栅的创新与应用
推荐动态
2025-08-19
2025-08-19
2025-07-07
2025-07-06
2025-07-06
分享
