分享好友 方案首页 频道列表

Pilz安全产品在注塑机械上的应用———注塑机械的安全与保护

2012-04-15皮尔磁工业自动化贸易(上海)有限公司

注塑机械具有能一次成型外型复杂、尺寸精确或带有金属嵌件的质地密致的塑料制品,被广泛应用于国防、机电、汽车、交通运输、建材、包装、农业、文教卫生及人们日常生活各个领域。注塑机械的工作原理与打针用的注射器相似,它是借助螺杆(或柱塞)的推力,将已塑化好的熔融状态(即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内,经固化定型后取得制品的工艺过程。注射成型是一个循环的过程,每一周期主要包括:定量加料—熔融塑化—施压注射—充模冷却—启模取件。取出塑件后又再闭模,进行下一个循环。一般注塑机包括注射装置、合模装置、液压系统和电气控制系统等部分。

任何一台机械都存在一定的危险。一台安全的机械,要求能够在其整个使用寿命之内,在执行其功能、安装、调试、维修和拆卸的过程中,不能对工作人员造成任何伤害。根据欧洲标准EN 954-1,注塑机械的安全等级要求为3级以上。其危险主要存在于合模区域、夹持机械装置区域、中子移动区域、顶针驱动机械装置、喷嘴区域、注塑单元区域、出料区域等,包括有机械危险、高压液体释放的危险、电气危险、热源导致的危险、气体&蒸汽&尘埃导致的危险等等。我们可以根据欧洲标准EN 1050、注塑机械标准EN 201或GB 22530-2008,识别和评估以上危险和风险,然后采取适当的措施来减少其风险、隔离其危险,最终设计和制造出一台安全的注塑机械。

对于整台机器,可以根据欧洲标准EN 418安装紧急停止按钮,一旦当紧急停止按钮被触发,必须发出一个超越与其他所有信号的动作,切断马达和阀的电源,使机器安全的停止。

对于合模区域,模板的动作会对操作人员造成致命的伤害。我们必须加施安全防护装置,将危险与工作人员隔离,并且保证安全防护装置在被触发的情况下,机器必须安全的停止。根据欧洲标准EN 1088和EN 201,我们采用一个强制断开触点开关和一个非强制断开触点开关作为安全门的监控输入信号。当前门打开的时候,停止合模区域内的一切动作,包括切断控制合模、注射等阀的电源。当后门打开的时候,不仅仅合模区域内的动作需要被停止,马达的电源也必须被切断。顶盖防护门可以采用一个强制断开触点开关作为监控输入信号。当顶盖被打开的时候,停止合模区域内的一切动作。

同时,在安全门下部必须安装一个凸轮阀。当门打开的时候,使凸轮动作控制一个截止阀,用以断开液压回路。对于此凸轮阀,我们需要监控其工作状态。如果此截止阀出现故障,需要切断控制合模、注射等阀的电源。

对于注塑单元区域,我们必须增加注射防护门来降低该区域的风险。当注射防护门被打开的时候,切断控制注射、座进、出料的阀的电源。

根据不同的应用,还可以在注塑机械中使用模式转换开关、钥匙锁或使能按钮,用以控制特殊模式下的操作和动作――如开门后,依然可以接通部分阀、进行诸如开模、顶出等操作。

根据不同的规格的注塑机械,可以以拉杆距离来判断是否需要安装安全地毯。对于带有气动装置的自动安全门,可以根据EN 954-1的等级评估,考虑是否需要使用边沿开关,并且将信号接入安全系统,在安全门关闭的过程中,保护操作人员。

由于注塑机械的安全等级要求达到3级以上(如根据EN/ISO 13849,要求达到PL d以上),所以以上安全输入和安全输出信号,必须经由一个可靠的系统进行控制,如安全继电器或安全PLC。如果我们将上述安全输入和安全输出信号由一个非安全的系统来控制,如普通PLC或工业PC,一旦这些系统中出现任何故障――譬如处理器工作不规则、输出短路、输入熔焊等等――都会导致安全保护装置的功能失效。而特殊的安全模块由于采用了冗余的结构,加之以可靠的电路结构和多样的检测电路,从而可以达到高安全等级的要求。

上述安全功能可以分别由单个安全继电器来控制,再将这些安全继电器的输出进行硬接线上的逻辑连接,最终控制相应的安全输出。但是,这样的一个解决方案会导致诸多的问题。首先,成本增加。为了达到高的安全等级,必须使用一个安全继电器控制一个安全功能。这样不仅使安全模块的隐含使用成本增加,而且接线成本和隐含设计成本也一同提升。其次,故障诊断困难。由于各个安全功能之间的逻辑关系使用硬接线来完成,在既要达到一定安全等级,又要兼顾逻辑功能的情况下,必然会使得诊断和维修变得异常困难。第三,扩展能力差。如果要在这个安全系统上增加额外的安全功能,接线的改动和安全模块的安装将会带来较多工作量。所以,单一安全继电器的解决方案并不适合于这个应用。

对于这样一种安全功能介于4至14个之间的应用,Pilz专门开发了模块化的安全继电器PNOZmulti用以控制诸多不同的安全功能。PNOZmulti 是一个多功能、可自由配置的模块化安全系统。与其他PNOZ安全继电器不同,PNOZmulti的安全电路可在个人电脑上使用图形配置工具轻松生成。PNOZmulti由一个PNOZ m0(1/2)p基础模块和若干个扩展模块组成。基础模块可单独使用,包括20个可连接急停按钮、安全门、双手控制器等所有安全功能的输入点;4个2A容量的半导体安全输出;2个继电器安全输出;一个辅助非安全输出以及4个测试脉冲输出。可以使用扩展模块来达到增加输入输出点、速度监视、现场总线连接的功能。通过基础模块上的RS232接口可以直接向PNOZmulti写入程序,或使用读卡器向SIM智能卡写入程序后插入PNOZmulti运行。

收藏
神州普惠试验检验管理解决方案
试验检验管理系统TCM紧紧围绕产品生产试验检验的全过程进行系统规范的监控和管理,有力的监管了整个试验检验过程、协调组织了试验检验工作的开展、规范了试验检验过程的管理,同时还以方便高效的手段,整理和收集了全部试验检验过程的信息数据。

0评论2014-03-24

宏电工业级TD无线路由器应用于交警局电子警察项目
“电子警察”是高科技的交通管理手段,也是道路交通技术监控系统的重要环节,是智能交通系统建设的重要组成部分。它以其无人值守、自动记录、容量大、无需当场处罚、便于管理等优点成为交通管理工作中必不可少的装备。

0评论2013-02-27

领邦公布新型全自动检测方案:弹丸尺寸的快速检测
近日,北京领邦仪器技术有限公司(后文简称“领邦”)公布了一套新型的全自动检测方案——弹丸尺寸检测系统。该系统是一套在线全自动终检设备,采用激光扫描的方式,在计算机中还原炮弹外形,能够实现炮弹外形尺寸和形位公差的快速检测,满足大批量产品的在线自动化检测,避免人为检测造成的误差,同时保证数据的可靠性以及提高数据管理方便性。

0评论2012-08-31

仪器总线技术的回顾与展望
在测试测量领域,仪器总线技术的发展历来是工程师和科学家们最为关心的部分。从上世纪60年代推出的专用于仪器控制的GPIB总线,到现在被广泛使用的 USB、VXI、PXI和最新推出的LXI、PXI Express,不断涌现的新型总线技术在帮助我们的工程师更快捷高效的完成测量任务的同时,也引起了行业内专家们的广泛争论,究竟哪一种总线将会主宰未 来的测试测量领域呢?

0评论2012-05-28

加固电源典型应用方案
美国北大西洋(NAII)公司为军工和航空领域的嵌入式市场所提供的加固电源,类型齐全,无论是标准型产品还是定制型产品,都应有尽有。在国内外航空、航海、舰船等应用中占有及其重要的地位。

0评论2012-05-03

倾角传感器在无人机上的应用
无人驾驶飞机简称无人机,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱,但安装有自动驾驶仪、程

0评论2012-04-13

倾角传感器在移动通讯车平衡系统上的应用
移动通信基站车是移动通信领域中用于应急通信信道建立的系统集成车辆。主要的功能一般包括GSM、CDMA、3G基站信道的建立、无线计

0评论2012-04-13

倾角传感器在水平平台测量上的应用
在仪器仪表、精密工具、机械制件的检验等行业经常会使用到水平平台,而大理石平台可以作为一个理想的选择,因为大理石的平台是一

0评论2012-04-13

SST倾角传感器在阳光追踪系统上的应用
随着能源的匮乏,人类越来越注重利用新型能源来代替现有的煤、石油原料,利用太阳能获得能源就是一个非常好的办法。阳光追踪器

0评论2012-04-13