پرده نوری ایمنی؛دیوار نامرئی که جان کارگر را نجات می‌دهد

مجموعه: تجهیزات ایمنی و بهداشتی

پرده نوری ایمنی جان کارگران را در برابر ماشین‌آلات خطرناک حفظ می‌کند 

از قطع انگشت تا مرگ؛ یک ثانیه فاصله است! پرده نوری چطور جلوی فاجعه را می‌گیرد 

پرده نوری ایمنی چیست؟

پرده نوری ایمنی (Safety Light Curtain) یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین تجهیزات ایمنی در صنعت مدرن است که برای محافظت از جان انسان‌ها در برابر ماشین‌آلات خطرناک طراحی شده است. این دستگاه که گاهی به آن «دیوار نوری» یا «حائل نوری ایمنی» هم گفته می‌شود، یک مانع نامرئی از پرتوهای مادون قرمز ایجاد می‌کند و در صورت ورود هر بخش از بدن انسان به منطقه خطر، فوراً ماشین را متوقف می‌کند.

پرده نوری ایمنی با پرتوهای مادون قرمز یک دیوار نامرئی ایجاد می‌کند

اصل کارکرد پرده نوری ایمنی

یک پرده نوری ایمنی از دو قسمت اصلی تشکیل شده است:

• فرستنده (Emitter): آرایه‌ای از دیودهای مادون قرمز که پرتوهای موازی و منظم را به سمت مقابل می‌فرستد.

• گیرنده (Receiver): آرایه‌ای از فتودیودها که فقط پرتوهای فرستنده خود را می‌شناسد و از نور محیط تأثیر نمی‌پذیرد.

وقتی حتی یکی از پرتوها قطع شود، مدار ایمنی دستگاه بلافاصله دو خروجی OSSD (Output Signal Switching Device) را قطع می‌کند و سیگنال توقف اضطراری به رله یا کنترلر ایمنی ارسال می‌شود. این واکنش در کمتر از ۱۰ تا ۲۰ میلی‌ثانیه رخ می‌دهد.

تفاوت پرده نوری ایمنی با سنسور نوری معمولی

سنسورهای نوری معمولی (Area Sensor) در صورت خرابی داخلی ممکن است همچنان خروجی «سالم» بدهند و ماشین را روشن نگه دارند، اما پرده نوری ایمنی دارای سیستم خودتشخیصی دائمی (Self-diagnostic) است و در صورت کوچک‌ترین خطا، خود را به حالت ایمن (Lock-out) می‌برد و تا رفع عیب اجازه حرکت ماشین را نمی‌دهد. به همین دلیل فقط دستگاه‌های دارای گواهینامه Type 2 یا Type 4 برای کاربردهای ایمنی مجاز هستند.

قطع حتی یک پرتو، ماشین را فوراً متوقف می‌کند

انواع پرده نوری ایمنی 

• Type 2: برای خطرهای کم‌ریسک (جراحت جزئی). ارزان‌تر، معمولاً حفاظت دست و بدن.

• Type 4: بالاترین سطح ایمنی (جلوگیری از قطع عضو یا مرگ). حتی ورود انگشت را تشخیص می‌دهد و در تمام شرایط محیطی سخت قابل اعتماد است.

رزولوشن (دقت تشخیص)

رزولوشن تعیین می‌کند که کوچک‌ترین جسم قابل تشخیص چقدر است:

• ۱۴ میلی‌متر → حفاظت انگشت (Finger Detection)

• ۲۰–۳۰ میلی‌متر → حفاظت دست (Hand Detection)

• ۴۰ میلی‌متر → حفاظت بازو یا مچ پا

• بیش از ۵۰ میلی‌متر → حفاظت بدن و محیطی (Perimeter Guarding)

کاربردهای اصلی پرده نوری ایمنی

پرده‌های نوری ایمنی تقریباً در تمام صنایع حضور دارند:

• پرس‌های هیدرولیک و مکانیکی

• ربات‌های صنعتی (SCARA، ۶ محوره، کوبت)

• خطوط مونتاژ خودرو

• ماشین‌آلات بسته‌بندی و پالتایزر

• دستگاه‌های CNC، برش لیزری و خم‌کاری

• نوار نقاله‌های ورودی و خروجی سلول‌های رباتیک

پرده نوری ایمنی نیاز به ریست دستی پس از قطع برق دارد

مزایای کلیدی نسبت به گاردهای فیزیکی

• دسترسی سریع و بدون مانع فیزیکی (بهره‌وری بالاتر)

• عمر بسیار طولانی (بدون قطعات مکانیکی متحرک)

• اشغال فضای بسیار کم

• امکان تغییر سریع چیدمان خط تولید

• قابلیت اتصال به شبکه و عیب‌یابی از راه دور

قابلیت‌های پیشرفته

امروزه پرده‌های نوری ایمنی فقط یک «دیوار خاموش‌کننده» نیستند، بلکه مجهز به قابلیت‌های هوشمند هستند:

• میوتینگ (Muting): اجازه عبور جعبه، پالت یا قطعه کار بدون توقف ماشین، اما تشخیص دقیق دست انسان

• بلنکینگ ثابت و شناور (Blanking): نادیده گرفتن اشیاء ثابت یا متغیر در بخشی از میدان

• کاسکیدینگ (Cascading): اتصال چند پرده به صورت زنجیره‌ای برای حفاظت U شکل، L شکل یا محیطی کامل

• تشخیص حضور هوشمند و تشخیص ارتفاع جعبه

• مقاومت در برابر روغن، گرد و غبار، آب فشار قوی (IP69K) و حتی مناطق انفجاری (ATEX)

نصب نادرست پرده نوری ایمنی همانند نداشتن آن است

سوالات متداول

1. اگر گرد و خاک یا روغن روی لنز بنشیند، ماشین مدام خاموش می‌شود؟

خیر. پرده‌های نوری مدرن (مثل KEYENCE GL-R، SICK deTec4، Banner S4B) لنز تو‌رفتگی‌دار + قدرت پرتو بسیار بالا + الگوریتم جبران کثیفی دارند؛ تا وقتی حداقل ۳۰–۵۰٪ نور برسد، خروجی OSSD را قطع نمی‌کنند و فقط چراغ آلارم زرد می‌دهند.

2. آیا می‌توان پرده نوری را در فضای باز یا محیط خیلی سرد/گرم استفاده کرد؟

بله. مدل‌های Outdoor یا Extreme Temperature از −۳۰ °C تا +۵۵ °C و حتی +۷۰ °C (مثل SICK deTec4 Ex) کار می‌کنند و در برابر باران، برف و نور خورشید مقاوم هستند.

3. تفاوت واقعی بین Type 2 و Type 4 چیست؟

Type 2 در صورت خرابی یک پرتو ممکن است همچنان خروجی «سالم» بدهد → خطرناک.

Type 4 حتی با خرابی یک پرتو یا یک مدار داخلی، فوراً به حالت Lock-out می‌رود → فقط Type 4 برای پرس، ربات و دستگاه‌های خطرناک کلاس A/B مجاز است.

4. میوتینگ چیست و چرا بدون سنسور میوتینگ خطرناک است؟

میوتینگ یعنی موقتاً غیرفعال کردن پرده برای عبور پالت یا جعبه. اگر فقط با تایمر یا بدون سنسور جهت‌دار انجام شود، کارگر هم می‌تواند رد شود و حفاظت از بین می‌رود. استاندارد می‌گوید حتماً باید حداقل ۲ سنسور میوتینگ جهت‌دار و با ترتیب زمانی مشخص استفاده شود.

5. حداکثر فاصله ایمنی (Safety Distance) چقدر باید باشد؟

بسته به زمان توقف ماشین و سرعت دسترسی دست انسان محاسبه می‌شود. فرمول استاندارد ISO 13855:

S = (1600 × T) + 850 تا 1200 میلی‌متر

که T = زمان توقف کل سیستم (پرده + رله + کنتاکتور) به ثانیه است.

6. آیا می‌توان پرده نوری را افقی نصب کرد (مثلاً روی زمین)؟

بله؛ برای حفاظت از منطقه (Area Protection) یا تشخیص ورود لیفتراک/AGV استفاده می‌شود، ولی معمولاً از Safety Laser Scanner اقتصادی‌تر است.

7. اگر برق برود و برگردد، ماشین خودبه‌خود استارت می‌خورد؟

خیر. تمام پرده‌های Type 4 بعد از برگشت برق در حالت Lock-out می‌مانند و نیاز به ریست دستی (دکمه خارج از منطقه خطر) دارند.

نتیجه‌گیری

پرده نوری ایمنی دیگر یک گزینه لوکس نیست؛ در بسیاری از کشورها الزام قانونی برای ماشین‌آلات خطرناک است. این دستگاه با ترکیب سرعت، دقت، انعطاف‌پذیری و قابلیت اطمینان بالا، موفق شده است هزاران حادثه قطع عضو و مرگ را در کارخانه‌ها جلوگیری کند و همزمان بهره‌وری خطوط تولید را نیز افزایش دهد. انتخاب درست مدل، رزولوشن، قابلیت‌های میوتینگ و بلنکینگ و نصب صحیح آن، مهم‌ترین گام برای ایجاد یک محیط کار ایمن و کارآمد است. 

گردآوری:بخش دانش کسب و کار بیتوته