شرح مناطق الماسح الضوئي للسلامة للمركبات AGV والروبوتات المتنقلة

مقدمة

يعد ماسح السلامة أحد أهم أجهزة الحماية المستخدمة في المركبات الموجهة الآلية، والمعدات المتنقلة المستقلة، ومحطات العمل الآلية، وغيرها من الأنظمة الصناعية المتحركة. فهو يراقب باستمرار منطقة محددة ويرسل إشارة متعلقة بالسلامة عندما يدخل شخص أو جسم إلى منطقة كشف تم تكوينها.

في تطبيق AGV، يقوم الماسح الضوئي بأكثر من مجرد تحديد العائق. فهو يساعد نظام التحكم على تحديد متى يجب أن تستمر السيارة بالسرعة العادية، أو تقليل السرعة، أو التوقف، أو البقاء ثابتة. تعتمد فعالية هذه الحماية على الماسح الضوئي نفسه، ولكن أيضًا على موضع التركيب، والتكوين الميداني، وسرعة السيارة، وأداء الكبح، وحالة التحميل، وبيئة الأرضية، وبنية التحكم في السلامة.

لا يزال بإمكان الماسح الضوئي ذو نطاق الكشف الطويل توفير حماية غير كافية إذا تم تكوين حقوله بشكل غير صحيح. وفي الوقت نفسه، قد يؤدي الحقل الكبير جدًا إلى توقفات متكررة غير ضرورية ويجعل تشغيل النظام الآلي صعبًا.

وبالتالي فإن التثبيت الموثوق يتطلب التوازن بين الأداء الوقائي وتدفق الإنتاج العملي.

يوضح هذا الدليل:

• كيف يكتشف ماسح السلامة الأشخاص والأشياء
• الفرق بين مجالات التحذير والحماية
• كيف تؤثر سرعة AGV والكبح على حجم المجال
• لماذا نادرًا ما يكون حقل واحد ثابت مناسبًا لكل حركة
• كيف يؤثر وضع الماسح الضوئي على النقاط العمياء
• ما الذي يسبب الاكتشافات الخاطئة والتوقفات غير الضرورية
• كيفية دمج الماسح الضوئي مع أدوات التحكم في السيارة
• كيفية التحقق من صحة الحماية في ظل ظروف التشغيل الحقيقية

ما هو الماسح الضوئي للسلامة؟

ماسح السلامة هو جهاز حماية حساس للكهرباء يراقب منطقة ثنائية الأبعاد قابلة للبرمجة حول المعدات الصناعية.

تستخدم العديد من الماسحات الضوئية الصناعية شعاع ليزر دوار لقياس مسافة واتجاه الأجسام القريبة. ويرتبط مبدأ القياس هذا بـ ليدار, ، الذي يحدد النطاق عن طريق انبعاث الضوء وقياس الإشارة المرتجعة.

يختلف الماسح الضوئي ذو التصنيف الآمن عن مستشعر الملاحة العام. وهو مصمم لأداء وظيفة حماية محددة والتواصل مع نظام التحكم في السلامة المناسب.

تحتوي الوحدة النموذجية على:

• باعث الليزر
• تدوير المكونات البصرية
• جهاز استقبال
• إلكترونيات المعالجة عن بعد
• حقول الكشف القابلة للتكوين
• مخرجات السلامة
• المخرجات التشخيصية
• مدخلات الاختيار الميداني
• مؤشرات الحالة
• غلاف وقائي ونافذة بصرية
• برامج التكوين والتحقق من الصحة

يتحقق الماسح الضوئي بشكل متكرر مما إذا كان الكائن قد دخل إلى أحد الحقول المبرمجة الخاصة به. تقوم مخرجاته بعد ذلك بتوصيل النتيجة إلى مرحل الأمان أو وحدة التحكم في السلامة أو وحدة التحكم في السيارة أو نظام القيادة المتكامل.

كيف يعمل ماسح السلامة؟

يرسل الماسح الضوئي نبضات ليزر عبر مجال رؤيته. عندما يصل الضوء إلى جسم ما، يعود جزء من الإشارة إلى جهاز الاستقبال.

من خلال تقييم وقت العودة وزاوية المسح، يقوم الجهاز بتقدير مكان وجود الكائن بالنسبة للماسح الضوئي.

تحدث العملية بشكل مستمر أثناء نشاط الماسح الضوئي.

مسح المنطقة

يقوم النظام البصري الدوار بفحص العديد من النقاط عبر المنطقة المحيطة. تخلق هذه القياسات مستوى كشف ثنائي الأبعاد.

لا يحدد الماسح الضوئي عادةً ما إذا كان الكائن المكتشف شخصًا أو منصة نقالة أو جدارًا أو مركبة أو آلة أو أداة. يكتشف أن الكائن قد دخل إلى منطقة تم تكوينها.

المقارنة الميدانية

تتم مقارنة مواضع الكائنات المقاسة بأشكال الحقول المخزنة.

قد يحتوي الماسح الضوئي الفردي على عدة مجموعات حقول لاتجاهات السفر والسرعات وأوضاع التشغيل وظروف محطة العمل المختلفة.

تبديل الإخراج

عندما يدخل جسم ما إلى حقل تحذير، قد يرسل الماسح الضوئي إشارة غير آمنة تؤدي إلى إبطاء سرعة السيارة أو تنشيط إنذار أو الاستعداد للتوقف.

عندما يدخل كائن ما إلى مجال الحماية، تتغير حالة مخرجات الأمان وتبدأ استجابة الأمان المحددة.

استجابة السيارة

يستقبل جهاز التحكم بالسلامة الإشارة ويأمر برد فعل آمن.

اعتمادا على تصميم النظام، قد تشمل الاستجابة ما يلي

• التباطؤ المتحكم فيه
• إزالة عزم الدوران
• تطبيق الفرامل الميكانيكية
• منع بدء تشغيل السيارة
• تثبيط الرفع أو الدوران
• إيقاف تشغيل المعدات الآلية القريبة
• تفعيل التحذيرات المرئية أو المسموعة

يكتشف الماسح الضوئي التطفل، لكن النظام بأكمله يحدد ما إذا كان سيتم التحكم في الخطر في الوقت المناسب.

حقول التحذير ومجالات الحماية

عادةً ما يستخدم تركيب الماسح الضوئي الآمن نوعين على الأقل من المناطق المراقبة.

حقل التحذير

مجال التحذير هو منطقة الكشف الخارجية. فهو يحدد الجسم المقترب قبل أن يصل هذا الجسم إلى مجال الحماية.

قد يؤدي الدخول إلى حقل التحذير إلى قيام AGV بما يلي

• تقليل السرعة
• صوت إنذار
• فلاش مؤشر
• تغيير مسارها
• إعداد نظام الكبح
• إبلاغ نظام إدارة الأسطول
• انتظر حتى يصبح الطريق خاليًا

يعمل مجال التحذير على تحسين التدفق التشغيلي لأن السيارة يمكن أن تستجيب تدريجيًا بدلاً من التوقف فورًا.

ومع ذلك، فإن مجال التحذير ليس عادةً الطبقة الواقية النهائية. قد لا يؤدي مخرجاته ورد فعله نفس وظيفة الأمان التي يؤديها مجال الحماية.

مجال الحماية

مجال الحماية هو المنطقة التي يبدأ فيها الكشف استجابة التوقف المتعلقة بالسلامة.

ويجب أن تأخذ أبعادها في الاعتبار المسافة الكاملة المقطوعة بين لحظة اكتشاف الجسم ولحظة انتهاء الحركة الخطرة.

وهذا يشمل:

• وقت استجابة الماسح الضوئي
• وقت استجابة وحدة التحكم بالسلامة
• تأخير الاتصالات
• استجابة نظام القيادة
• تفعيل الفرامل
• مسافة الكبح الفعلية
• حمولة المركبة
• حالة الكلمة
• تحمل القياس
• التسامح التثبيت
• هوامش إضافية خاصة بالتطبيق

قد يكون المجال الذي يغطي مسافة الكبح الميكانيكية فقط صغيرًا جدًا لأن السيارة تستمر في التحرك بينما يقوم الماسح الضوئي ووحدة التحكم ونظام القيادة بمعالجة طلب التوقف.

كفاف الكشف

تستخدم بعض التركيبات أيضًا كفافًا مرجعيًا أو هيكلًا محيطًا للتأكد من بقاء الماسح الضوئي في موضعه الصحيح.

إذا تحرك الماسح الضوئي، أو أصبح غير محاذٍ، أو فقد السطح المرجعي المتوقع، فيمكن للنظام اكتشاف الحالة بدلاً من الاستمرار في مجال حماية غير صالح.

مقارنة منطقة الماسح الضوئي للسلامة

لماذا تحدد مسافة التوقف حجم الحقل

يجب أن يكون مجال الحماية كبيرًا بما يكفي لإيقاف الحركة الخطرة قبل أن تصل السيارة إلى الشخص أو الجسم المكتشف.

وهذا يجعل إيقاف الأداء أحد أهم المدخلات في تصميم الماسح الضوئي الآمن.

الطريقة العملية لفهم عمق المجال المطلوب هي:

يجب أن يغطي عمق المجال الوقائي المسافة المقطوعة أثناء استجابة النظام، والمسافة المقطوعة أثناء الكبح، والبدلات الإضافية التي يتطلبها التطبيق.

مسافة الاستجابة

مسافة الاستجابة هي المسافة التي تقطعها السيارة قبل بدء الكبح.

ويمكن أن تشمل الوقت اللازم ل:

• كشف الكائن
• تبديل إخراج الماسح الضوئي
• معالجة وحدة التحكم بالسلامة
• التواصل الشبكي
• معالجة أوامر القيادة
• تفعيل الفرامل

حتى فترة الاستجابة القصيرة تصبح مهمة عندما يتحرك AGV بسرعة.

مسافة الكبح

تبدأ مسافة الكبح عندما يصبح التباطؤ ساري المفعول وتنتهي عندما تتوقف الحركة الخطرة.

يعتمد على:

• سرعة السيارة
• إجمالي الكتلة المتحركة
• توزيع الحمل
• حالة الفرامل
• حالة العجلة
• احتكاك بالأرضية
• تدرج الطريق
• إعدادات التحكم في القيادة
• ارتداء الميكانيكية
• سلوك التوقف في حالات الطوارئ

قد تتوقف مركبة AGV التي تم تفريغها في وقت أقرب من نفس السيارة التي تحمل الحمولة القصوى المسموح بها.

بدلات إضافية

قد يتطلب الحقل أيضًا بدلات لعدم اليقين في القياس، وتركيب الماسح الضوئي، والظروف العاكسة، وتراكم المركبات، والأحمال البارزة، والتغيرات في البيئة المحيطة.

يجب أن تأتي القيمة الصحيحة من تقييم المخاطر الموثق واختبار التوقف المعتمد بدلاً من التقدير الذي يعتمد فقط على نطاق الماسح الضوئي.

لماذا نطاق الماسح الضوئي ليس هو نفس نطاق التوقف الآمن

قد تنص مواصفات الماسح الضوئي على أن الجهاز يمكنه اكتشاف الأشياء على مسافة كبيرة. وهذا لا يعني أن كل نقطة ضمن هذا النطاق مناسبة تلقائيًا كمجال وقائي.

يعتمد الحقل القابل للاستخدام على عدة شروط.

القدرة على الكشف

يجب أن يكتشف الجهاز الهدف بشكل موثوق في ظل ظروف التشغيل المتوقعة.

قد يؤثر حجم الهدف وخصائص السطح والزاوية والتلوث والظروف البيئية على الكشف.

الهندسة الميدانية

قد تكون المنطقة المطلوبة طويلة وضيقة، واسعة وضحلة، منحنية، أو مقسمة حول هياكل ثابتة.

لا يشير النطاق الأقصى للماسح الضوئي إلى ما إذا كان يمكنه إنشاء الشكل الميداني الدقيق الذي تتطلبه السيارة.

أداء الاستجابة

لا يوفر نطاق الكشف الطويل أي فائدة إذا كان نظام الأمان يتفاعل ببطء شديد أو إذا لم يتم التحقق من مسافة فرملة AGV.

موقف التركيب

قد يتم حظر جزء من نطاق الماسح الضوئي بواسطة إطار السيارة أو الشوكات أو منصة الرفع أو المصد أو الحمولة أو الغطاء الواقي.

وبالتالي يمكن أن تكون منطقة المراقبة الفعالة أصغر من منطقة المسح النظري.

الاستقرار البيئي

قد يؤثر الغبار ودخان اللحام وقطرات الماء والأسطح العاكسة وتلوث الأرضيات والتداخل البصري المباشر على التشغيل.

يجب اختبار التثبيت في بيئة الإنتاج الفعلية.

تبديل المجال الديناميكي

نادرًا ما تعمل المركبة AGV في ظل حالة واحدة غير متغيرة. قد تتحرك للأمام، أو للخلف، أو تدور، أو ترسو، أو تحمل أحمالًا مختلفة، أو تتحرك بعدة سرعات.

يمكن أن يؤدي استخدام حقل حماية كبير واحد لكل حالة إلى توقفات متكررة. يمكن أن يؤدي استخدام حقل صغير واحد إلى توفير حماية غير كافية عند السرعات العالية.

يسمح تبديل المجال الديناميكي للنظام بتطبيق مجموعة حقول تتوافق مع الحركة الحالية.

الحقول المعتمدة على السرعة

يمكن أن يكون المجال منخفض السرعة أقصر لأن AGV يتطلب مسافة أقل للتوقف.

مع زيادة السرعة، تختار وحدة التحكم مجال حماية أطول وقد تقوم أيضًا بتوسيع منطقة التحذير.

يجب أن يتوافق الحقل المحدد مع حالة السرعة الفعلية، وليس فقط أمر السرعة.

الحقول المعتمدة على الاتجاه

عندما يتحرك AGV للأمام، يصبح مجال الماسح الضوئي الأمامي نشطًا. عندما ينعكس، يجب أن يوفر المجال الخلفي حماية مكافئة.

يجب أن يمنع النظام الحركة إذا كان اختيار الحقل لا يتوافق مع الاتجاه الفعلي.

المجالات المعتمدة على التوجيه

أثناء الانعطاف، تشغل السيارة وحمولتها مسارًا منحنيًا.

قد لا يغطي الحقل الأمامي المستقيم الزاوية الخارجية أو الجانب المتدلي أو التأرجح الخلفي أو حركة المقطورة. يجب أن تمتد حقول الدوران إلى المناطق التي ستشغلها السيارة بأكملها.

الحقول المعتمدة على التحميل

يؤدي الحمل الطويل أو الواسع أو المتدلي إلى تغيير بصمة AGV.

قد يحتاج حقل ماسح السلامة إلى تغطية الحمولة بدلاً من تغطية جسم السيارة فقط. يمكن اختيار مجموعات حقول مختلفة وفقًا لنوع الحمولة المؤكد.

حقول الإرساء

أثناء الإرساء النهائي، قد يقترب AGV عمدًا من ناقل ثابت أو حامل أو محطة عمل أو إطار نقل.

من شأن مجال الحماية الأمامي العادي أن يكتشف هذه المعدات ويوقف السيارة مبكرًا جدًا. يمكن أن يسمح مجال الإرساء بالاقتراب المتحكم فيه مع الاستمرار في مراقبة المناطق التي يمكن للشخص الدخول إليها.

يجب ألا يؤدي تصميم مجال الإرساء إلى إنشاء مسار غير مراقب بجانب أو بين AGV والمحطة.

وضع الماسح الضوئي وارتفاع التركيب

يحدد التثبيت الصحيح ما يمكن للماسح الضوئي رؤيته بالفعل.

التركيب الأمامي

يقوم الماسح الضوئي المثبت في الأمام بمراقبة اتجاه السفر العادي.

يجب أن يتم وضعه بحيث لا يسد إطار السيارة والمصد والشوك والكابلات مجال الحماية المطلوب.

التثبيت الخلفي

يحمي الماسح الضوئي الخلفي الحركة العكسية ويمكنه مراقبة المنطقة خلف AGV عند مغادرته المحطة.

لا ينبغي أن يعتمد التشغيل العكسي فقط على الماسح الضوئي الأمامي.

تركيب الزاوية

يمكن للماسحات الضوئية المثبتة بالقرب من زوايا السيارة تحسين التغطية حول المنعطفات والمناطق الجانبية.

يجب أن يأخذ التصميم في الاعتبار التداخل واختيار المجال والفجوات المحتملة بين الماسحات الضوئية.

تركيب منخفض

قد يكتشف الماسح الضوئي المنخفض الأرجل والمنصات والعوائق المنخفضة بشكل فعال. وقد يكون أيضًا أكثر تعرضًا لغبار الأرضية والحطام والصدمات والمياه والأضرار.

يمكن أن يسمح الوضع المنخفض جدًا لهيكل السيارة أو ظروف الأرضية غير المستوية بالتداخل مع مستوى المسح.

تركيب أعلى

قد يؤدي الموضع الأعلى إلى حماية النافذة البصرية وتحسين مجال الرؤية.

ومع ذلك، يجب أن يظل مستوى المسح يتقاطع مع الكائنات التي يجب اكتشافها. يمكن لجسم ضيق أو جزء من الشخص أن يمر أسفل مستوى تم وضعه بشكل غير صحيح.

تركيب بزاوية

تؤدي إمالة الماسح الضوئي إلى تغيير المستوى المراقب. يمكن أن يساعد ذلك في معالجة المنحدرات أو حركة الرفع أو هندسة السيارة الخاصة، ولكنه قد يؤدي أيضًا إلى إنشاء فجوات غير متوقعة.

يجب مراجعة أي ترتيب غير أفقي من خلال تحليل التخطيط ثلاثي الأبعاد والتحقق المادي.

نقاط عمياء حول السيارة

لا يمكن للماسح الضوئي الآمن المراقبة من خلال الأجسام الصلبة. أي جزء من السيارة أو الحمولة التي تسد مستوى المسح يخلق منطقة مظللة.

تشمل المصادر الشائعة للبقع العمياء ما يلي:

• شوك
• منصات الرفع
• هياكل القطر
• أغطية العجلات
• مقصورات البطارية
• إطارات واقية
• مصدات
• الناقلات
• البضائع المتراكمة
• مقطورات
• تركيبات
• يدعم الكابل

تعتبر النقاط العمياء ذات أهمية خاصة بالقرب من السيارة. قد يكون الشخص أو الجسم قريبًا جدًا من الماسح الضوئي بحيث لا يمكنه الدخول إلى الحقل الرئيسي بشكل صحيح، أو قد يظل مخفيًا خلف مكون هيكلي.

تشمل الطرق المحتملة للحد من المخاطر ما يلي:

• تركيب ماسحات ضوئية إضافية
• إضافة مصدات السلامة
• باستخدام حواف الاتصال
• إعادة وضع الماسح الضوئي
• إعادة تصميم إطار السيارة
• تطبيق الحماية الجانبية
• منع الحركة عند الوصول إلى منطقة عمياء
• تقييد وصول المشاة
• استخدام أوضاع السرعة الدنيا التي تم التحقق منها

لا ينبغي افتراض وجود مستشعر واحد يغطي المناطق التي يمنعه موقعه المادي من مراقبتها.

تكامل ماسح السلامة مع المركبات AGV

يجب دمج ماسح السلامة مع نظام التحكم المتعلق بالسلامة في السيارة بدلاً من التعامل معه كجهاز استشعار عام للعوائق.

آن مركبة AGV قد يجمع بين الملاحة والتحكم في القيادة واستشعار السلامة والرفع والقطر والإرساء واتصالات المهام. يجب أن تظل الاستجابة الوقائية موثوقة عبر جميع أوضاع التشغيل هذه.

مخرجات السلامة

توضح مخرجات أمان الماسح الضوئي ما إذا كان مجال الحماية واضحًا أم متقطعًا.

يجب أن تتصل هذه المخرجات بنظام قادر على بدء ومراقبة الحالة الآمنة المطلوبة.

مدخلات الاختيار الميداني

قد تحدد وحدة التحكم مجالات مختلفة وفقًا للسرعة أو الاتجاه أو زاوية التوجيه أو حالة التحميل أو وضع الإرساء.

يجب أن يكون اختيار الحقل متعلقًا بالسلامة عندما يؤدي الحقل غير الصحيح إلى خلق خطر.

التشفير أو معلومات السرعة

يجب أن يتوافق مجال الحماية مع الحركة الفعلية للمركبة.

النظام الذي يختار حقلاً قصيرًا بينما يتحرك AGV بشكل أسرع من المتوقع يخلق عدم تطابق غير آمن.

مراقبة الفرامل

قد يحتاج النظام إلى التأكد من بقاء وظيفة الكبح متاحة وتحقيق أداء التوقف المطلوب.

يمكن أن يؤدي تآكل الفرامل أو تغير ظروف الأرضية إلى زيادة مسافة التوقف حتى عندما يعمل الماسح الضوئي بشكل صحيح.

إعادة تشغيل التحكم

بعد مغادرة الكائن للمجال، يجب إعادة تشغيل AGV فقط وفقًا لمنطق التشغيل الذي تم التحقق من صحته.

قد تكون إعادة التشغيل التلقائي مقبولة في بعض تطبيقات الهاتف المحمول التي يتم التحكم فيها، بينما قد تتطلب الظروف الأخرى تأكيدًا بأن المنطقة واضحة وأن المهمة تظل صالحة.

معالجة الأخطاء

إن فقدان اتصال الماسح الضوئي، أو اختيار المجال غير الصالح، أو البصريات الملوثة، أو الأخطاء الداخلية، أو المدخلات غير المتسقة يجب أن يضع السيارة في حالة آمنة محددة.

لا ينبغي السماح للتحذير التشخيصي بالاستمرار إلى أجل غير مسمى عندما يؤثر على وظيفة الحماية.

ماسح السلامة مقابل مستشعر الملاحة

قد تستخدم أجهزة استشعار السلامة والملاحة مبادئ مماثلة لقياس الليزر، لكن أدوارها مختلفة.

قد يدعم الماسح الضوئي الواحد أكثر من وظيفة واحدة فقط عندما يسمح تصميمه وتكوينه ومخرجاته والتحقق من صحته بهذه الوظائف.

لا ينبغي التعامل تلقائيًا مع جهاز الليدار العام المستخدم لرسم الخرائط باعتباره ماسحًا ضوئيًا للسلامة.

ماسح السلامة مقابل أجهزة الحماية الأخرى

يعد الماسح الضوئي للسلامة ذا قيمة لأنه يمكنه مراقبة المناطق المفتوحة القابلة للتكوين دون الحاجة إلى حاجز مادي. ومع ذلك، قد تكون أجهزة الحماية الأخرى أكثر ملاءمة لمخاطر معينة.

ستارة خفيفة للسلامة

ستارة خفيفة تخلق مستوى كشف عمودي.

غالبًا ما يكون مناسبًا لفتحات الماكينة ونقاط الوصول التي يتم التحكم فيها. ولا يوفر عادةً نفس تغطية المنطقة الأفقية الواسعة مثل الماسح الضوئي.

مصد السلامة

يكتشف المصد الاتصال الجسدي.

وهي مفيدة كطبقة حماية نهائية بالقرب من المعدات المتنقلة، خاصة في المناطق التي لا تستطيع الماسحات الضوئية رؤيتها. نظرًا لأن الاتصال يحدث قبل التنشيط، يجب أن تظل سرعة التوقف وقوة التأثير تحت السيطرة.

حافة الأمان

يتم تثبيت حافة الأمان على طول الحدود المتحركة أو الباب أو المنصة أو سطح السيارة.

فهو يحمي منطقة اتصال محددة بدلاً من مراقبة منطقة كبيرة مسبقًا.

حارس ثابت

يمنع الحارس الثابت الوصول إلى منطقة خطرة.

يمكن أن يوفر فصلًا قويًا عندما لا يكون التفاعل مطلوبًا، ولكنه أقل مرونة بالنسبة لمسارات AGV المشتركة ونقاط نقل المواد.

بوابة متشابكة

تتحكم البوابة المتشابكة في الوصول إلى المنطقة الخطرة وتوصيل حالتها إلى نظام السلامة.

إنه مفيد حول الخلايا الآلية والمعدات الآلية الثابتة ولكنه لا يحل محل الكشف عن المنطقة المتنقلة.

الحماية القائمة على الكاميرا

قد تقوم أنظمة الرؤية ذات التصنيف الآمن بمراقبة المناطق الأكثر تعقيدًا أو الأحجام الرأسية.

إنها تتطلب رؤية مناسبة وتكوينًا وتحكمًا بيئيًا والتحقق من صحة التطبيق.

قد يجمع الحل الأقوى بين عدة تقنيات بدلاً من توقع ماسح ضوئي واحد للسلامة لإدارة كل المخاطر.

الأسباب الشائعة للتوقفات الكاذبة

يؤدي التوقف المتكرر غير الضروري إلى تقليل استقرار الإنتاج وقد يشجع المشغلين على عدم الثقة أو تجاوز نظام الحماية.

يجب التحقق من التوقفات الخاطئة، وليس تصحيحها ببساطة عن طريق تقليص المجال.

الغبار والتلوث

يمكن أن يتداخل الغبار والدخان ورذاذ الزيت وقطرات الماء والحطام مع النافذة البصرية أو يظهر داخل المستوى الخاضع للمراقبة.

التنظيف المنتظم وموقع التثبيت المناسب يمكن أن يقلل من المشكلة.

المعدات الثابتة داخل الميدان

قد تدخل الرفوف والأعمدة والناقلات ودرابزين الحماية والمواد المخزنة إلى الحقل بعد تغيير التخطيط.

يجب أن يعكس المجال البيئة المعتمدة دون خلق فجوات يمكن للشخص أن يقترب من خلالها.

اهتزاز السيارة

يمكن أن يؤدي التثبيت الفضفاض أو الاهتزاز المفرط إلى تحريك مستوى المسح وتغيير العلاقة بين المجال والأشياء المحيطة.

يجب أن تكون شريحة التثبيت صلبة ويتم فحصها بانتظام.

الأسطح العاكسة

يمكن أن تؤثر الأسطح العاكسة للغاية أو غير العادية على السلوك البصري.

يجب اختبار التطبيق باستخدام المواد والزوايا والإضاءة والمسافات الفعلية الموجودة في الإنتاج.

تبديل الحقل غير صحيح

قد يفشل حقل الدوران أو الإرساء في التنشيط في الوقت الصحيح، مما يتسبب في اكتشاف الماسح الضوئي للمعدات القريبة.

يجب مراجعة سجلات النظام لتأكيد الحقل النشط والمدخلات التي اختارته.

نقل أجزاء السيارة

قد تدخل الشوكات ومنصات الرفع والأغطية والملحقات إلى مستوى المسح أثناء التشغيل.

يجب أن يأخذ المنطق الميداني في الاعتبار كل تكوين مسموح به للمركبة.

سوء تخليص الطريق

قد يتداخل مجال التحذير أو الحماية مع مناطق المشاة العادية أو الآلات القريبة أو طرق AGV المجاورة.

قد تتطلب الاستجابة الصحيحة إعادة تصميم المسار بدلاً من تقليل المجال إلى ما دون مسافة التوقف المطلوبة.

أخطاء التكوين الخطيرة الشائعة

بعض أخطاء التكوين لا تؤدي إلى توقفات متكررة. وبدلاً من ذلك، فإنها تنشئ مناطق يمكن للمركبة أن تستمر في التحرك فيها دون اكتشاف مناسب.

المجال قصير جدًا

قد لا يوفر الحقل المستند إلى مسافة التوقف المقدرة وليس المقاسة مساحة كافية تحت الحمل الأقصى أو ظروف الأرضية غير المواتية.

الحقل ضيق جدًا

قد يفشل المجال الأمامي الضيق في تغطية زوايا السيارة أو حركة التوجيه أو البروز الجانبي أو عرض الحمولة.

الحماية الخلفية مفقودة

لا يزال AGV الذي ينعكس أحيانًا يتطلب حماية للحركة العكسية.

حركة جانبية غير محمية

تحتاج المركبات القادرة على السفر الجانبي أو الدوران إلى الحماية في اتجاه الحركة الفعلي.

تم تحديد حقل غير صحيح

يجب ألا يظل حقل الإرساء منخفض السرعة نشطًا بعد تسارع AGV.

الماسح الضوئي محظور بسبب الحمل

يمكن أن تؤدي منصة نقالة أو أداة تثبيت أو مكون كبير إلى عرقلة الماسح الضوئي بعد التحميل.

يجب تقييم الحقل في كل حالة تحميل.

تغيير البرنامج الذي لم يتم التحقق منه

يمكن أن يؤدي تغيير حقول الماسح الضوئي أو سرعة السيارة أو معلمات الكبح أو هندسة المسار إلى إبطال تقييم السلامة الأصلي.

يجب مراجعة الأنظمة المعدلة واختبارها قبل العودة إلى التشغيل العادي.

تصميم مجالات السلامة للمنعطفات

يؤدي الدوران إلى إنشاء منطقة خطر أكثر تعقيدًا من السفر المستقيم.

يتبع الجزء الأمامي من السيارة منحنى واحد، بينما قد يتبع الجزء الخلفي والجوانب والحمولة والمقطورات مسارات مختلفة.

التأرجح الخارجي

قد تتحرك الزاوية الخارجية للمركبة إلى ما هو أبعد من المجال الأمامي.

يعد هذا أمرًا شائعًا عندما يتم تركيب الماسح الضوئي بالقرب من المركز بدلاً من الزاوية الخارجية الأمامية.

المسار الداخلي

قد يقترب الجانب الداخلي من الرف أو الآلة أو المشاة أكثر من المتوقع.

قد يغيب عن هذه المنطقة حقل مصمم حول نصف القطر الخارجي فقط.

تحميل المتراكمة

يمكن لقطع العمل الطويلة أن تتأرجح خارج جسم AGV أثناء التوجيه.

يجب أن يتبع الحقل غلاف الحمولة، وليس الهيكل فقط.

تتبع المقطورة

لا تتبع مركبة القطر والمقطورة نفس المنحنى.

قد تقطع المقطورة داخل مسار AGV، بينما قد يتأرجح قسمها الخلفي للخارج. قد تكون هناك حاجة إلى أجهزة استشعار إضافية أو أدوات تحكم في المسار.

الدوران في المكان

قد تدور مركبة شاملة الاتجاهات أو قابلة للتوجيه دون التحرك للأمام.

يجب أن تغطي الحماية الغلاف الدوراني الكامل أثناء هذه الحركة.

يبدأ التصميم الميداني العملي بنموذج المسار المجنح ثم يتم التحقق منه باستخدام الاختبارات الفيزيائية بسرعات وأحمال تمثيلية.

الإرساء دون إنشاء منطقة غير محمية

يعد الإرساء أمرًا صعبًا لأن AGV يجب أن يقترب عمدًا من كائن ثابت يتعامل معه الماسح الضوئي عادةً كعائق.

يمكن لحقل الإرساء الذي تم تكوينه بعناية أن يسمح بهذه الحركة مع حماية المساحات المحيطة بالمركبة.

سرعة الاقتراب المتحكم فيها

يجب أن يستخدم النهج النهائي سرعة منخفضة تم التحقق منها وتتوافق مع مجال الحماية المنخفض.

تأكيد المحطة

يجب أن يؤكد النظام أن AGV يقترب من محطة إرساء معتمدة بدلاً من تطبيق مجال الإرساء في أي مكان على طول الطريق.

حماية الدخول الجانبي

يجب أن يستمر الميدان في مراقبة المناطق التي يمكن للشخص الدخول إليها بين AGV والمحطة.

التحقق من الموقف

قد يعتمد اختيار مجال الإرساء على موضع المسار أو اتصال المحطة أو العلامات المحلية أو غيرها من الشروط التي تم التحقق منها.

تشابكات نقل الحمولة

يجب أن تتحرك الناقلات أو منصات الرفع أو المشابك أو أجهزة القطر فقط بعد التأكد من موضع AGV وشروط السلامة.

تسلسل الخروج

يجب أن يصبح مجال السفر العادي نشطًا قبل أن يتسارع AGV بعيدًا عن المحطة.

الموثوقية الأوسع لـ مركبة موجهة ذاتية القيادة يعتمد على تفاعل الملاحة، والإرساء، والكبح، واستشعار السلامة، ومعالجة الأحمال، واستعادة الأخطاء بدلاً من مكون واحد فقط.

الظروف البيئية التي تؤثر على الأداء

يجب اختيار ماسح ضوئي للسلامة وتركيبه وفقًا لبيئة التشغيل الحقيقية.

غبار

يمكن أن يتراكم الغبار على النافذة البصرية أو يظل معلقًا في مستوى المسح.

يجب أن تعكس فترات التنظيف مستويات التلوث الفعلية.

لحام الدخان

قد يؤثر الدخان والجسيمات المحمولة جواً على الكشف البصري بالقرب من عمليات اللحام.

يجب تقييم وضع الماسح الضوئي واستخراجه وتدفق الهواء والأغطية الواقية معًا.

الماء والتكثيف

يمكن لقطرات الماء ورذاذ التنظيف والتكثيف والأرضيات الرطبة أن تؤدي إلى اكتشافات غير مرغوب فيها أو تقليل الرؤية.

يجب أن يتناسب غلاف الماسح الضوئي وتركيبه مع البيئة.

درجة حرارة

قد تؤثر درجات الحرارة القصوى أو المتغيرة على المعدات الإلكترونية وتؤدي إلى التكثيف.

ينبغي النظر في نطاق التشغيل المسموح به ومتطلبات الإحماء.

الاهتزاز والصدمة

تواجه المركبات المتنقلة مفاصل الأرضية والمنحدرات والتأثيرات واهتزازات القيادة.

يجب أن يحافظ نظام التثبيت على محاذاة الماسح الضوئي في ظل الحركة العادية.

الإضاءة والتداخل البصري

قد تؤثر مصادر الضوء القوية أو الأجهزة البصرية الأخرى على بعض التركيبات.

يجب اتباع إرشادات التثبيت الخاصة بالشركة المصنعة للماسح الضوئي ويجب اختبار النظام النهائي في ظروف التشغيل العادية.

انعكاسات الأرضية

قد يتقاطع مستوى المسح مع أسطح الأرضية العاكسة أو المنحدرات أو الألواح المعدنية أو التغيرات في مستوى الأرضية.

يمكن أن يؤدي خطأ صغير في زاوية التثبيت إلى اكتشاف الماسح الضوئي للأرضية بشكل غير متوقع.

التفتيش والصيانة

يجب أن يظل ماسح السلامة جزءًا من برنامج الصيانة الوقائية والتحقق من السلامة طوال دورة حياة المعدات.

فحص النوافذ البصرية

تحقق من وجود الغبار والخدوش والزيت والرطوبة والطلاء وتناثر اللحام والأضرار المادية.

يجب أن يستخدم التنظيف مواد وطرق مناسبة للسطح البصري.

فحص التركيب

تأكد من أن الأقواس والمثبتات والواقيات وميزات المحاذاة تظل آمنة.

يمكن للماسح الضوئي أن يعمل كهربائيًا بينما لم يعد موقعه الفعلي يتطابق مع المجال الذي تم التحقق من صحته.

اختبار ميداني

استخدم كائن اختبار مناسب وإجراء موثق للتحقق من الكشف في جميع أنحاء منطقة الحماية المطلوبة.

قد يؤدي اختبار مركز الحقل فقط إلى تفويت الفجوات القريبة من الحواف أو المناطق المسدودة.

اختبار التوقف

قياس أداء التوقف الفعلي للمركبة في ظل ظروف تمثيلية.

يجب أن يتضمن الاختبار السرعات والأحمال والاتجاهات والمسارات وظروف الأرضية ذات الصلة.

اختبار التبديل الميداني

تأكد من أن الحقل الصحيح يصبح نشطًا للسفر للأمام، والسفر العكسي، والانعطافات، والإرساء، وحالات التحميل.

اختبار الاستجابة للخطأ

تحقق من أن أخطاء الماسح الضوئي والإشارات المنفصلة والمدخلات غير الصالحة وأخطاء وحدة التحكم تنتج الاستجابة الآمنة المقصودة.

إدارة التغيير

سجل التغييرات إلى:

• تكوين الماسح الضوئي
• سرعة AGV
• إعدادات الفرامل
• هيكل السيارة
• الأحمال
• الطرق
• محطات الإرساء
• ظروف الكلمة
• برامج السلامة
• المعدات المحيطة

قد يتطلب أي تغيير يؤثر على إيقاف الأداء أو تغطية الكشف إعادة التحقق.

كيفية اختيار ماسح ضوئي للسلامة

تساعد عملية الاختيار المنظمة على مطابقة الجهاز بالتطبيق.

الخطوة 1: تحديد الحركة الخطرة

حدد اتجاهات السيارة وسرعاتها وأوضاع التوجيه ووظائف التعامل مع الحمولة والمناطق التي قد يقترب منها الأشخاص.

الخطوة 2: تحديد هندسة المجال المطلوبة

قم بقياس عرض السيارة، ومغلف الحمولة، ومسار الانعطاف، والمسار العكسي، والحركة الجانبية، وظروف الإرساء.

الخطوة 3: التحقق من إيقاف الأداء

استخدم الأحمال التمثيلية والسرعات وظروف الفرامل والتدرجات وأسطح الأرضيات.

لا تعتمد فقط على إعداد نظام القيادة.

الخطوة 4: مراجعة نطاق المسح

تأكد من أن الماسح الضوئي يمكنه تغطية المجال المطلوب بقدرة الكشف المناسبة وبدل التثبيت.

الخطوة 5: حدد سعة مجموعة الحقول

حدد عدد الحقول المطلوبة لمستويات السرعة والاتجاهات والمنعطفات والأحمال والمحطات وأوضاع التشغيل.

الخطوة 6: تقييم مواقع التركيب

تحقق من الرؤية الميدانية والنقاط العمياء والحماية المادية والوصول إلى الصيانة والاهتزاز والتلوث.

الخطوة 7: تحديد تكامل السلامة

حدد مخرجات الأمان، ووحدة التحكم، واستجابة محرك الأقراص، ومنطق اختيار الحقل، وسلوك إعادة التشغيل، والتشخيص، وحالة الخطأ.

الخطوة 8: مراجعة البيئة

خذ بعين الاعتبار الدخان والغبار والمواد العاكسة ودرجة الحرارة وعمليات التنظيف والمياه وتغييرات الأرضية والتداخل البصري.

الخطوة 9: التحقق من صحة النظام بأكمله

اختبر السيارة النهائية بدلاً من الماسح الضوئي وحده.

الخطوة 10: إنشاء التفتيش المستمر

إنشاء إجراءات التنظيف والاختبار الميداني واختبارات التوقف والتحكم في التكوين وسجلات الصيانة.

قائمة التحقق من الصحة

يجب أن يؤكد التحقق العملي ذلك:

• يغطي مجال الحماية متطلبات التوقف الكاملة
• يوفر مجال التحذير استجابة مبكرة مفيدة
• تعمل الحماية الأمامية والخلفية بشكل صحيح
• تغطي حقول الدوران المسار الكامل
• الأحمال لا تمنع الماسح الضوئي
• لا يؤدي وضع الإرساء إلى إنشاء فجوة يمكن الوصول إليها
• يتوقف AGV تحت الحد الأقصى للحمل التمثيلي
• يتطابق اختيار الحقل مع السرعة والاتجاه الفعليين
• تتسبب أخطاء الماسح الضوئي في الاستجابة المطلوبة
• تتمتع النقاط العمياء بحماية إضافية
• الظروف البيئية لا تسبب اكتشافًا غير موثوق به
• يتطابق سلوك إعادة التشغيل مع تسلسل التشغيل المعتمد
• يتم توثيق ملفات التكوين ونتائج الاختبار

يجب أن يتضمن التحقق من الصحة AGV الكامل والحمل والمسار ووحدة التحكم والفرامل والماسح الضوئي والمعدات المحيطة.

خاتمة

يساعد ماسح السلامة المركبات AGV والأنظمة الصناعية المتنقلة على اكتشاف الأشخاص والأشياء التي تقترب قبل حدوث الاتصال. وتعتمد فعاليته على أكثر بكثير من نطاق الكشف الاسمي.

يجب أن يعكس عمق المجال الوقائي عملية التوقف الكاملة، بما في ذلك استجابة المستشعر، ومعالجة التحكم، وتنشيط الفرامل، وسرعة السيارة، والحمل، وظروف الأرضية، وبدلات التطبيق. يجب أن يغطي عرض الحقل حركة التوجيه، وتراكم الحمولة، والمناطق الجانبية، والمسار الكامل.

يمكن أن يؤدي التبديل الديناميكي للمجال إلى تحسين كل من الحماية وتدفق الإنتاج من خلال مطابقة منطقة الكشف مع السرعة والاتجاه والدوران والالتحام وظروف التحميل. ومع ذلك، يجب أن يظل منطق اختيار المجال متسقًا مع الحركة الفعلية للمركبة.

يمكن أن يؤثر تركيب الماسح الضوئي، والنقاط العمياء، والتلوث، والأسطح العاكسة، وتخطيط المسار، وتغييرات البرامج على الحماية. ويجب مراجعة هذه العوامل أثناء التصميم والتحقق منها طوال دورة حياة النظام.

أقوى تركيب لماسح ضوئي للسلامة ليس هو الذي يحتوي على أكبر مجال ممكن. إنه النظام الذي يحتوي على مناطق محسوبة بشكل صحيح، وأداء إيقاف تم التحقق منه، وتكامل تحكم موثوق، واختبار موثق، وحماية عملية عبر كل وضع تشغيل.

الأسئلة الشائعة