安全光柵可以單根使用嗎？從原理到應(yīng)用的深度解析

在江蘇某小型五金加工廠，張師傅面對(duì)空間狹小的沖床設(shè)備犯了難：傳統(tǒng)對(duì)射式光柵需要雙側(cè)安裝，而車間布局讓對(duì)側(cè)固定難以實(shí)現(xiàn)。他聽說的「單邊光柵」能否解決問題？作為工業(yè)安全領(lǐng)域的常見設(shè)備，安全光柵的單側(cè)使用并非簡單的「單根替代」，而是需要結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)與功能需求的專業(yè)選擇。本文結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，解析單邊光柵與對(duì)射式光柵的核心特性及場景適配邏輯，助您打破認(rèn)知誤區(qū)。

一、重新認(rèn)識(shí)兩種光柵：不是「對(duì)立」而是「互補(bǔ)」

安全光柵的兩種技術(shù)路線并無絕對(duì)界限，核心在于「防護(hù)強(qiáng)度」與「場景適配」的平衡：

（一）對(duì)射式安全光柵：全功能立體防護(hù)

由發(fā)射端與接收端分置設(shè)備兩側(cè)，通過多束紅外光對(duì)射形成防護(hù)平面：

· 核心優(yōu)勢：檢測精度 15-30mm（可識(shí)別手指級(jí)危險(xiǎn)），支持 PLd/SIL2 安全認(rèn)證，適用于沖壓機(jī)、注塑機(jī)等高危場景，能直接切斷動(dòng)力回路，從物理層面阻止傷害發(fā)生。

· 典型場景：需防護(hù)人體肢體（如手掌、手臂）進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的設(shè)備，如汽車配件廠的沖壓生產(chǎn)線。

（二）單邊式光柵：輕量化檢測與基礎(chǔ)防護(hù)

單端集成發(fā)射與接收模塊（無需對(duì)側(cè)設(shè)備），通過近距離光束反射實(shí)現(xiàn)檢測：

· 核心優(yōu)勢：單側(cè)安裝便捷（施工周期縮短 60%），成本僅為對(duì)射式 40%-60%，檢測精度 50-200mm（可識(shí)別工件、包裹等物體），在低風(fēng)險(xiǎn)場景可提供基礎(chǔ)防護(hù)（如設(shè)備停機(jī)保護(hù)）。

· 典型場景：小型設(shè)備的操作區(qū)域防護(hù)（如桌面鉆床的手部接近報(bào)警）、物流分揀的包裹到位檢測。

核心特性對(duì)比表

二、單邊式光柵的真實(shí)能力：檢測為主，防護(hù)為輔

單邊式光柵采用「自收自發(fā)」設(shè)計(jì)，雖無法達(dá)到對(duì)射式的安全等級(jí)，但在特定場景具備基礎(chǔ)防護(hù)能力：

· 檢測功能：精準(zhǔn)識(shí)別工件到位、包裹位置偏移等（如傳送帶分揀口檢測精度達(dá) 100mm）；

· 基礎(chǔ)防護(hù)：對(duì)成人手掌（寬度＞80mm）進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域可觸發(fā)停機(jī)報(bào)警（如小型包裝機(jī)的操作區(qū)防護(hù)），但無法檢測兒童手指（＜50mm）。

關(guān)鍵區(qū)別：對(duì)射式是「主動(dòng)阻止傷害」，單邊式是「被動(dòng)檢測預(yù)警」，二者防護(hù)強(qiáng)度不同，但都服務(wù)于安全目標(biāo)。

三、場景適配：按風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)選擇防護(hù)方案

（一）高危場景：必須依賴對(duì)射式光柵

當(dāng)設(shè)備存在「肢體碾壓、切割風(fēng)險(xiǎn)」時(shí)（如沖床模具區(qū)、剪板機(jī)刀口）：

· 核心需求：必須檢測 15mm 直徑的手指，且防護(hù)系統(tǒng)需通過第三方安全認(rèn)證（如 ISO 13849-1 PLd 級(jí)）；

· 案例：某汽車廠沖壓車間安裝 64 束對(duì)射式光柵，實(shí)現(xiàn)「0.1 秒級(jí)響應(yīng) + 10mm 級(jí)精度」，5 年未發(fā)生手部傷害事故。

（二）中低風(fēng)險(xiǎn)場景：單邊式光柵的主戰(zhàn)場

1. 小型設(shè)備基礎(chǔ)防護(hù)

· 場景：操作區(qū)域＜600mm 的桌面鉆床、實(shí)驗(yàn)室壓機(jī)等，主要防護(hù)成人手掌誤觸；

· 方案：單側(cè)安裝單邊式光柵，檢測高度 200-300mm，觸發(fā)設(shè)備停機(jī)而非切斷動(dòng)力（降低誤停損失）；

· 優(yōu)勢：安裝成本降低 70%，且能滿足工廠安全巡檢要求（如某鐘表廠微型銑床防護(hù)方案）。

2. 物流與產(chǎn)線檢測

· 場景：傳送帶包裹到位檢測、倉儲(chǔ)貨架防碰撞（檢測距離 0.5-1.5 米）；

· 功能：替代傳統(tǒng)光電開關(guān)，抗粉塵能力提升 50%，同時(shí)提供「物體檢測 + 人員靠近報(bào)警」雙重功能（如某電商倉庫分揀線應(yīng)用）。

3. 臨時(shí)與移動(dòng)防護(hù)

· 場景：AGV 檢修區(qū)、注塑機(jī)模具更換時(shí)的臨時(shí)開口；

· 方案：磁吸式單邊光柵 3 分鐘快速部署，檢測人員（身高＞1.2 米）進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，觸發(fā)聲光報(bào)警并鎖定設(shè)備操作面板。

四、選型決策：三維度判斷法

核心邏輯：防護(hù)人體選對(duì)射，檢測物體選單邊；高危場景看認(rèn)證，低險(xiǎn)場景重效率。

五、應(yīng)用邊界：明確防護(hù)強(qiáng)度差異

（一）對(duì)射式光柵不可替代的場景

· 任何涉及「手指級(jí)防護(hù)」的設(shè)備（如沖床、注塑機(jī)）；

· 需「硬防護(hù)」（直接切斷動(dòng)力）而非「軟防護(hù)」（僅報(bào)警停機(jī)）的場景；

· 出口設(shè)備需符合 CE、OSHA 等國際安全標(biāo)準(zhǔn)的場景。

（二）單邊式光柵的合理定位

· 可作為「檢測 + 基礎(chǔ)防護(hù)」方案，用于成人手掌級(jí)防護(hù)（如小型設(shè)備操作區(qū)）；

· 絕不能用于「兒童活動(dòng)區(qū)域」或「高精度手指防護(hù)」，但可作為對(duì)射式的輔助檢測手段（如多傳感器融合方案）。

六、案例：不同防護(hù)需求的解決方案

（一）高危場景：對(duì)射式光柵構(gòu)建安全屏障

某五金廠 10 臺(tái)沖床曾因防護(hù)不足導(dǎo)致 3 起事故，后加裝對(duì)射式光柵：

· 配置：64 束對(duì)射式，檢測精度 15mm，支持 PLd 認(rèn)證；

· 效果：實(shí)現(xiàn)「檢測 - 響應(yīng) - 制動(dòng)」全流程硬防護(hù)，2 年事故率歸零。

（二）低風(fēng)險(xiǎn)場景：單邊式光柵平衡安全與成本

某食品廠 30 臺(tái)小型封口機(jī)需檢測包裝膜到位并防護(hù)手掌誤觸：

· 配置：16 束單邊式光柵，單側(cè)安裝于進(jìn)料口上方；

· 效果：成本降低 60%，同時(shí)通過「檢測包裝膜 + 報(bào)警停機(jī)」實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)安全防護(hù)，設(shè)備誤停率下降 40%。

七、結(jié)語：安全防護(hù)沒有「標(biāo)準(zhǔn)答案」，只有「場景最優(yōu)解」

單邊光柵與對(duì)射式光柵并非對(duì)立，而是工業(yè)安全防護(hù)的「輕重兩套方案」：

· 對(duì)射式是應(yīng)對(duì)高危場景的「重型鎧甲」，用高精度與高認(rèn)證筑牢安全底線；

· 單邊式是服務(wù)低險(xiǎn)場景的「輕便護(hù)具」，以低成本與靈活性提升安全效率。

某機(jī)械工程研究數(shù)據(jù)顯示，合理搭配兩種方案的企業(yè)，可在保證安全的前提下降低 30%-50% 的防護(hù)成本。安協(xié)提供全系列安全光柵產(chǎn)品，無論您面對(duì)的是高危機(jī)械還是小型設(shè)備，都能獲得適配的解決方案。立即訪問官網(wǎng)（www.zzzhenghao.com）下載選型指南，或聯(lián)系技術(shù)團(tuán)隊(duì)獲取免費(fèi)場景評(píng)估，讓專業(yè)防護(hù)為您的生產(chǎn)安全護(hù)航。