冲床安全光栅传感器应用解析

冲床安全光栅传感器应用解析

在山东一家五金加工厂，操作工小张操作 80 吨冲床时，左手还没完全抽出模具区，冲床突然下行。好在设备加装的安全光栅传感器瞬间感应到遮挡，0.1 秒内切断了电源，滑块悬停在离手掌仅 3 厘米的地方。这道 “看不见的光墙”，成了冲床操作工的 “保命符”。

冲床作为工业生产中高风险设备，合模瞬间压力可达数百吨，传统的防护栏、警示灯很难做到实时防护。安全光栅传感器通过多束红外光形成防护区域，能精准检测人体靠近并快速响应，从根本上解决冲床操作的安全隐患。本文就来详细说说，这种传感器在冲床上的具体应用。

一、冲床为什么必须装安全光栅传感器？

（一）速度太快，人的反应根本跟不上

普通冲床滑块下行速度可达每秒 300-500 毫米，从模具闭合到完成冲压仅需 0.5 秒。人眼看到危险再抬手躲避，最快也要 0.3 秒，根本来不及。而安全光栅传感器的响应时间≤15 毫秒，比人类反应快 20 倍，能在危险发生前强制停机。

某小作坊曾为省成本用脚踏开关控制冲床，操作工脚滑误踩，导致手指被压伤，治疗费用花了 8 万多。后来加装 15mm 间距的光栅，哪怕指尖刚靠近模具，设备就会停机，再也没出过类似事故。

（二）操作频繁，难免有疏忽的时候

冲床操作工每天要重复取料、放料动作上百次，长时间作业容易疲劳。有时候注意力不集中，手还没离开模具就启动设备，这时候光栅就成了 “最后一道防线”。

在汽车配件冲压车间，有位老师傅经验丰富，却因一次走神，手还在模具里就按下了启动键。幸好光栅及时感应，滑块刚动就停了，只蹭破了点皮。他说：“这光栅比我自己还靠谱。”

二、安全光栅传感器在冲床上的三大核心作用

（一）精准检测：连指尖都不会放过

冲床模具周边的危险区域，哪怕指尖误入都可能造成伤害。15mm 光束间距的光栅，能检测直径 20mm 以上的物体（相当于成人手指粗细），确保细小部位靠近时也能被发现。

而用于大型冲床的 30mm 间距光栅，既能检测手掌级危险，又不会因粉尘、碎屑遮挡频繁误停，兼顾安全与效率。

（二）分级防护：该停才停，不耽误生产

传统防护装置要么全停要么全挡，影响效率。安全光栅能实现 “预警 - 减速 - 停机” 三级响应：

· 手靠近警戒区（离模具 30-50 厘米），冲床先减速并亮警示灯；

· 继续靠近到危险边缘，设备暂停待命；

· 指尖进入核心区，立即切断动力电源，滑块紧急制动。

某轴承厂安装这种分级光栅后，单次冲压周期缩短了 2 秒，日产量提高了 15%。

（三）抗干扰：油污水汽里照样靠谱

冲床工作时难免有油污飞溅、金属碎屑掉落，普通传感器容易被污染导致误报。冲床专用光栅采用 IP67 防护等级，镜头带疏水涂层，油污滴上会自动滑落，哪怕被冷却液溅到也能正常工作。

有个不锈钢制品厂的冲床，以前用普通光栅三天两头误停，换了抗油污型号后，每月误停次数从 12 次降到 1 次。

三、不同吨位冲床的光栅选型表

四、安装调试：这几个细节决定防护效果

（一）装在哪里？离模具太近太远都不行

· 距离模具边缘 20-30 厘米：太近容易被模具碰撞，太远会提前停机影响效率；

· 高度从地面 60 厘米到 150 厘米：刚好覆盖操作工取料时手臂活动的范围，避免弯腰或抬手时漏检。

某车间曾把光栅装得太高（离地面 1 米起），操作工弯腰取料时腰部以下进入危险区没被检测到，后来调低安装高度才解决问题。

（二）调试要 “较真”，模拟各种危险情况

装完光栅后，必须做三次 “破坏测试”：

1.用直径 20mm 的圆棒（模拟手指）从不同角度伸进防护区，看冲床是否立即停机；

2.快速晃动手臂穿过光束，测试光栅会不会因速度快而漏检；

3.往镜头上泼点机油，看是否误报或失灵（合格产品应正常工作）。

五、常见问题及解决办法

（一）频繁误停

可能是光束被粉尘、碎屑遮挡，解决办法：

· 每天用压缩空气吹一次镜头；

· 加装防尘罩（透光率≥95%），避免碎屑直接落到光栅上。

（二）偶尔漏检

多因安装角度偏差，发射端和接收端没对准，调整支架让光束完全重合即可。某厂曾因螺栓松动导致光栅偏移 1°，出现漏检，拧紧后再没发生过。

（三）低温环境失灵

冬季车间温度低于 0℃时，普通光栅可能反应变慢，换成耐低温型号（-20℃~70℃工作范围）就能解决。

六、比传统防护手段强在哪？

七、结语

冲床安全光栅传感器不是可有可无的配件，而是能救命的 “刚需设备”。选对参数、装准位置、做好维护，才能让它真正发挥作用。

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