Skyddskapslingar för laser
Skyddskapslingar är en central del av lasersäkerheten i industriella lasersystem. Genom att omsluta hela eller delar av laserprocessen kan farlig direkt, reflekterad och spridd laserstrålning hållas inom ett kontrollerat område. Kapslingen kan vara allt från en mindre fristående arbetsstation till en komplett säkerhetscell runt en robotiserad laserprocess.
Rätt utformad kan en skyddskapsling tillsammans med säkerhetssystem, interlock, laserskyddsfönster och andra skyddsåtgärder skapa en säker arbetsmiljö även kring laserprocesser med höga effekter.
Vad är en skyddskapsling för laser?
En skyddskapsling är en fysisk barriär mellan laserprocessen och omgivningen. Dess uppgift är att förhindra att laserstrålning som kan innebära risk för ögon eller hud når personer utanför det avsedda laserområdet.
Kapslingen kan omsluta själva laserprocessen eller ett större område där exempelvis robot, fixturer, materialhantering och annan produktionsutrustning finns.
Utformningen beror därför både på laserns egenskaper och på den aktuella processen. En kompakt lasermärkningsstation har helt andra krav än exempelvis en robotiserad högeffektsprocess för lasersvetsning.alitetskontroll, kodverifiering och hantering av variabel data.
Varför kapslar man in en laserprocess?
För industriella lasersystem med höga laserklasser räcker det normalt inte att enbart förlita sig på personlig skyddsutrustning. Ett viktigt säkerhetsprincip är istället att i första hand begränsa möjligheten för människor att exponeras för den farliga laserstrålningen.
Genom fysisk inkapsling kan riskområdet avgränsas och åtkomsten kontrolleras. En väl utformad lösning kan:
- förhindra att direkt laserstrålning lämnar processområdet
- skydda mot farliga reflektioner och spridd laserstrålning
- begränsa åtkomsten till riskområdet
- integreras med dörrar, portar och interlocksystem
- möjliggöra säker observation genom laserskyddsfönster
- anpassas efter maskiner, robotar och materialflöden.
Målet är att skapa en säkerhetslösning där laserprocessen kan genomföras utan att personer utanför kapslingen exponeras för skadlig laserstrålning.
Från mindre kapslingar till kompletta laserceller
Skyddskapslingar finns i många olika utföranden.
För mindre lasersystem kan en kompakt kapsling runt arbetsområdet vara tillräcklig. Den kan exempelvis användas för lasermärkning, mindre bearbetningssystem eller laboratorieapplikationer.
Vid större industriella installationer kan det istället krävas en komplett lasersäkerhetscell med väggar, tak, dörrar, observationsfönster och säkerhetsövervakning.
Modulära kapslingssystem ger möjlighet att bygga lösningen efter den aktuella processen. De kan dessutom göra det enklare att förändra eller bygga ut installationen när produktionsbehoven förändras.
Passiva och aktiva skyddskapslingar
Skyddskapslingar kan använda passivt eller aktivt laserskydd.
Passivt laserskydd
Ett passivt skydd bygger på att materialet i kapslingen kan absorbera eller blockera laserstrålningen under de förhållanden som systemet är dimensionerat för.
Vid dimensioneringen måste bland annat laserstrålningens våglängd och effekt samt möjlig exponeringstid och effekttäthet beaktas.
Aktivt laserskydd
Aktiva laserskydd kompletterar den fysiska barriären med övervakning. Systemet kan detektera om laserstrålning träffar skyddet på ett sätt som riskerar att skada eller penetrera barriären.
Det aktiva skyddssystemet kan då kopplas till laserinstallationens säkerhetskrets så att laseremissionen avbryts.
Det kan vara särskilt relevant vid högeffektslaser där en fokuserad eller delvis fokuserad laserstråle snabbt kan tillföra mycket energi till kapslingens material.
Dörrar och interlocksystem
Så snart en kapsling har dörrar, portar eller andra öppningar måste åtkomsten till laserområdet hanteras på ett säkert sätt.
Här används interlocksystem som övervakar exempelvis dörrarnas position och kopplas till laserutrustningens säkerhetsfunktioner. Om en dörr öppnas när det finns risk för exponering kan systemet förhindra eller avbryta laseremissionen. Interlocksystemet och kapslingen bör därför betraktas som delar av samma säkerhetskoncept.
Laserskyddsfönster
I många installationer behöver operatören kunna se processen utan att öppna kapslingen. Då kan särskilda laserskyddsfönster integreras i kapslingens väggar eller dörrar.
Fönstret måste vara anpassat till den aktuella laserns våglängd och den möjliga exponeringen. Samtidigt behöver det ha tillräcklig transmission av synligt ljus för att operatören ska kunna observera processen. Vanligt glas eller transparent plast ska inte betraktas som laserskydd enbart för att materialet ser ut att blockera eller dämpa laserljuset.
Vad avgör vilken kapsling som behövs?
Valet och dimensioneringen av en skyddskapsling bör baseras på en riskbedömning av hela laserinstallationen.
Faktorer som behöver beaktas är bland annat:
- laserns våglängd
- laserklass och uteffekt
- kontinuerlig eller pulsad laser
- möjlig effekttäthet på kapslingens ytor
- strålens möjliga riktning och reflektioner
- avstånd mellan process och skyddsbarriär
- processens automatiseringsgrad
- åtkomst för operatörer och servicepersonal
- materialin- och utmatning
- behov av dörrar, portar och observationsfönster
- ventilation och processutsug.
Det innebär att en kapsling inte bör väljas enbart utifrån exempelvis laserns nominella effekt. Det är den kompletta applikationen och den möjliga exponeringen som avgör vilka skyddsåtgärder som krävs.
Skyddskapslingar för olika laserprocesser
Behovet av kapsling förekommer inom många industriella laserprocesser. Exempel är lasersvetsning, laserskärning, lasermärkning, laserrengöring och andra former av laserbearbetning.
För automatiserade processer kan kapslingen även behöva integreras med robotar, transportbanor, fixturer och andra delar av produktionssystemet.
Det gör att lasersäkerheten behöver planeras som en del av maskinens eller produktionscellens konstruktion – inte som en separat komponent som läggs till i efterhand.
Standarder och riskbedömning
Lasersäkerhet regleras genom standarder och krav som omfattar både laserprodukter och hur laserinstallationer utformas och används.
Bland de centrala standarderna inom området finns EN/IEC 60825-serien för lasersäkerhet. Vilka krav och standarder som är relevanta beror på installationens utformning och användning. En korrekt riskbedömning är därför grunden för valet av kapsling och kompletterande säkerhetsfunktioner.
Skyddskapslingar från LMI AB
LMI AB erbjuder lösningar för inkapsling och avskärmning av industriella laserprocesser – från mindre och flexibla kapslingar till stora modulära laserceller.
I sortimentet finns bland annat Dolphin Pod Lite, Dolphin Laser Safety Curtain Pod, XXXL Dolphin Laser Safety Cell, Laser Castle och Laser Castle Lite.
Kapslingarna kan kombineras med andra delar av ett komplett lasersäkerhetssystem, exempelvis interlocksystem, laserskyddsfönster, skyddsgardiner, varningsskyltar och personlig laserskyddsutrustning.
Behöver du hjälp att välja rätt skyddskapsling?
Vilken lösning som är lämplig beror på både lasern och processen. Kontakta LMI AB så hjälper vi dig att bedöma behovet och hitta en lämplig lösning för din laserinstallation.
Urban Gärds
Kontaktperson för skyddskapslingar
Urban hjälper er att ta fram rätt skyddskapsling för era behov.