冲床光栅如何防护工作人员安全

冲床光栅如何防护工作人员安全

冲床是金属加工行业的常用设备，上模与下模以数百公斤甚至数吨的压力闭合，若工作人员的手、手臂误伸入危险区，瞬间就可能造成不可逆的伤害。冲床光栅（又称冲床安全光栅）通过在冲床危险区前方形成 “红外光墙”，实时监测人员靠近情况，在危险发生前触发停机，从 “被动救援” 转向 “主动预防”，成为冲床作业中守护工作人员安全的核心防护设备。

一、先明确：冲床作业的 3 大安全风险

冲床的作业流程（上料→定位→冲压→取件）中，工作人员需频繁与设备交互，风险主要集中在三个环节，这也是冲床光栅的防护重点：

（一）手动上料时的 “误伸风险”

小型冲床（如端子冲床、精密冲床）多依赖手动上料，工作人员需将工件放入模具刃口附近，若注意力不集中，手可能未及时撤离，就被下行的上模压住 —— 某五金厂曾发生过操作员手动上料时，手被冲床模具压伤的事故，原因是未及时撤离，且无防护设备。

（二）调整工件时的 “盲区风险”

冲压过程中，工件可能偏移，工作人员需伸手调整，但冲床的模具、夹具可能遮挡视线，形成 “视觉盲区”，导致未察觉上模正在下行 —— 比如调整大型板材时，身体挡住了上模运动的视线，手仍在危险区内就触发了冲压动作。

（三）自动送料时的 “意外闯入风险”

大型冲床虽采用自动送料，但维修、清洁时需工作人员靠近设备，若未切断电源或设备误启动，下行的上模可能对闯入的人员造成伤害 —— 某汽车零部件厂的自动冲床，曾因维修人员误闯入危险区，设备误启动导致碰撞事故。

二、冲床光栅的防护原理：光墙触发，快速停机

冲床光栅由发射器、接收器和控制器三部分组成，核心是通过 “光墙遮挡检测” 实现防护，整个过程仅需 0.01-0.02 秒，远快于人的反应时间（约 0.2 秒）：

1.形成光墙：发射器安装在冲床工作台一侧，接收器安装在另一侧，两者通电后，发射器发出的红外光束形成垂直的 “光墙”，覆盖冲床模具前方的危险区（从地面到上模最低点的高度，从模具边缘向外延伸 10-15cm 的宽度）；

2.检测遮挡：当工作人员的手、手臂或身体其他部位进入光墙范围，遮挡了任意一束或多束光束，接收器会立即检测到 “光信号中断”，并将信号传给控制器；

3.触发停机：控制器接收到遮挡信号后，在 0.01 秒内给冲床的控制回路发送 “急停指令”，切断冲床的动力电源，让上模立即停止下行，同时触发声光报警，提醒周围人员注意。

某端子冲床安装光栅后，一次操作员手动上料时手未及时撤离，光栅检测到遮挡后，冲床 0.015 秒内停机，上模仅下降 2mm，未造成伤害，成功避免事故。

三、冲床光栅的核心防护功能：针对性解决不同风险

（一）手动上料防护：双手同步触发，强制撤离

针对手动上料的 “误伸风险”，冲床光栅可设置 “双手同步触发” 功能：

· 光栅的光墙覆盖上料区域，同时在冲床的操作按钮旁加装 “双手启动按钮”；

· 操作员需双手同时按下启动按钮，冲床才会下行，且过程中若光墙被遮挡（手未撤离），立即停机 —— 这就强制操作员的双手在启动时远离危险区，避免单手操作时手在危险区内。

某端子冲床采用 “双手同步 + 光墙防护” 后，手动上料的误伸风险降低 100%，未再发生过手未撤离的情况。

（二）盲区防护：多角度光墙，无死角覆盖

针对调整工件的 “盲区风险”，可采用 “多角度光墙” 设计：

· 在冲床工作台的两侧和前方分别安装光栅，形成 “U 型光墙”，覆盖模具周围的所有可能伸入方向；

· 即使工作人员从侧面或斜后方伸手调整工件，只要进入光墙范围，就能被检测到 —— 某大型板材冲床用 U 型光墙后，侧面调整工件的盲区风险消除，调整时无需担心上模下行。

（三）维修防护：锁定模式，防止误启动

针对自动送料冲床的 “意外闯入风险”，冲床光栅具备 “维修锁定” 功能：

· 维修人员靠近设备前，按下光栅控制器上的 “锁定按钮”，光墙进入 “锁定状态”，此时即使无遮挡，冲床也无法启动；

· 维修完成后，需解锁并确认光墙无遮挡，冲床才能正常运行 —— 某汽车零部件厂的自动冲床用锁定功能后，维修时的意外闯入风险降至 0。

四、不同类型冲床的光栅适配表

五、冲床光栅使用的注意事项

1.定期检查光墙：每天开机前，用薄纸板沿光墙移动，测试每束光是否能正常触发停机，避免因粉尘、油污遮挡镜头导致漏检；

2.禁止遮挡光栅：不得用板材、工具等遮挡发射器或接收器，否则会导致光栅失效，失去防护作用；

3.适配冲床行程：光栅的响应时间需与冲床的滑块下行速度匹配（滑块速度越快，需响应时间越短），避免因响应慢导致停机不及时；

4.培训操作规范：工作人员需熟悉光栅的报警信号，知道停机后如何排查原因（如是否有工件、工具遮挡光墙），避免盲目重启。

六、结语

冲床光栅通过 “光墙检测 + 快速停机”，从根本上解决了冲床作业的三大安全风险，让防护从 “依赖人的注意力” 转向 “设备主动防护”。对于冲床设备，安装符合标准的安全光栅不是 “额外成本”，而是保障工作人员安全、避免事故损失的 “必要投入”—— 选对、用好冲床光栅，才能让冲床作业既高效又安全。

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