Sicherheit für Ihren Laser
In diesem Abschnitt werden Fragen zu den Sicherheitsvorkehrungen bei der Inbetriebnahme eines Beschriftungslasers beantwortet: Von allgemeinen Fragen bis zu Spezifikationen unserer Beschriftungslaser. Weil Sicherheit sicher sein soll.
- Sicherheit für Ihren Laser - Allgemeine Frage
- Sicherheit für Ihren Laser - Von Warnhinweisen bis Vorkehrungen
- Sicherheit für Ihren Laser - Klemmen und Anschlüsse
Sicherheit für Ihren Laser - Allgemeine Frage
F25 Welche Sicherheitsmaßnahmen müssen beim Betrieb eines Lasergeräts getroffen werden?
Sowohl die Hersteller wie auch die Endkunden müssen Vorkehrungen treffen, um eine sichere Verwendung der Lasergeräte zu gewährleisten.
Nachfolgend werden einige typische Sicherheitsvorkehrungen beschrieben.
- 1FERNVERRIEGELUNG
- Verbinden Sie die Fernverriegelung des Lasers mit einem Not-Aus-Schalter oder einem Türkontakt, um den Laser in Notfällen sofort ausschalten zu können oder eine unbeabsichtigte Exposition zu verhindern.
- 2STRAHLBEGRENZUNG
- Verwenden Sie einen diffusen Reflektor oder Absorber mit geeigneten Reflexions- und Wärmeaufnahmeeigenschaften, um den Strahlengang abzuschließen. (Montieren Sie beispielsweise eine Schutzabdeckung.)
- 3AUGENSCHUTZ
- Tragen Sie in Sicherheitsbereichen, in denen Lasergeräte betrieben werden, als routinemäßige Sicherheitsvorkehrung stets eine Schutzbrille, um die Augen im Fall einer versehentlichen Laseremission zu schützen. Tragen Sie während Wartungsarbeiten stets eine geeignete Schutzbrille!
- 4LASERSCHUTZBEAUFTRAGTER
- Ernennen Sie einen Mitarbeiter, der über die entsprechenden Kenntnisse und ausreichend Erfahrung verfügt, zum Laserschutzbeauftragten, um die Umsetzung der entsprechenden Arbeitssicherheit zu gewährleisten.
- Umsetzung der Maßnahmen zum Schutz vor Laserstrahlen
- Inspizieren der Schutzausrüstung und Sicherstellen einer sicheren Verwendung
- Festlegung von Laser-Sicherheitsbereichen
- Aus- und Fortbildung der Mitarbeiter
- Verwaltung der Netzschalterschlüssel
Hinweis: Bei den aufgelisteten Maßnahmen handelt es sich um eine Auswahl typischer Beispiele. Weitere Informationen erhalten Sie gerne von Ihrer KEYENCE-Niederlassung.
F26 Welche Art Sicherheit wie Schutzabdeckung ist für Beschriftungslaser erforderlich?
Lasermarkiersysteme erfordern eine Schutzabdeckung aus einem Material, das der Laserstrahl nicht durchdringen kann - das heißt, dass das Material den Laserstrahl von Geräten bis zur Klasse 1 abschwächen können muss. Die Verwendung solcher Materialien ist die grundlegende Voraussetzung für eine geeignete Schutzabdeckung für Lasermarkiersysteme. Schutzabdeckungen für CO2-Laser (30-Watt-Laser) bestehen im Allgemeinen aus Acryl oder Polycarbonat, während Schutzabdeckungen für YAG- und YVO4-Lasermarkiersysteme in der Regel aus Metallblech hergestellt werden. Da eine Bedienperson nicht in das Innere des Gehäuses sehen kann, wenn der Laser komplett von Metallblech umhüllt ist, sind einige Schutzabdeckungen aus Blech mit einem Sichtfenster versehen, das mit einer speziellen Schutzfolie abgedeckt ist.
Eine typische Schutzabdeckung für CO2-Laser ist nachfolgend beschrieben.
Schutzwirkung von Acrylplatten bei CO2-Lasern
Normen für die Auswahl von Materialien für Schutzabdeckungen von Lasergeräten
Das Material, das für die Schutzabdeckung verwendet wird, gilt als sicher, wenn die Stärke der emittierten Laserstrahlung nach Diffusion und Reflexion durch das Schutzmaterial unterhalb des für Lasergeräte der Klasse 1 festgelegten GZS-Werts* liegt.
*GZS (Grenzwert der zugänglichen Strahlung; engl.: AEL - accessible emission limit): Höchstwert der erlaubten Laserstrahlung beziehungsweise Emissionsgrenzwert der Strahlung.
Theoretische Acrylplattenstärke, die einen GZS für Laser der Klasse 1 bietet (typisches Beispiel)
| Lasermedium |
CO2
|
|---|---|
| Wellenlänge |
10,6μm
|
| Maximale Ausgangsleistung |
80W
|
| Lichtpunktdurchmesser |
Circa ø 60μm
|
| Lichtpunktfläche |
2,82 x 10–9 m2
|
| Durchlassgrad einer Acrylplatte bei einem CO2-Laser |
60% (für eine Platte von 15 μm Dicke)
|
Theoretisch ist eine Acrylplatte mit einer Dicke von 508 μm ausreichend, um einen CO2-Laser der Klasse 1 abzuschwächen. Es wird jedoch eine Dicke von mindestens 5 mm empfohlen, um eine angemessene Haltbarkeit und Verarbeitbarkeit des Materials zu gewährleisten.
F27 Welchen Sicherheitsabstand muss eine Bedienperson zum Laser einhalten, wenn keine Schutzabdeckung vorhanden ist?
Die Antwort auf diese Frage erfordert zunächst die Erläuterung der Begriffe ‘MZB’ und ‘NOHD’.
- MZB und NOHD
- Der Wert MZB (maximal zulässige Bestrahlung; engl: MPE - maximum permissible exposure) bezeichnet die zulässige Bestrahlungsstärke für einen Laserstrahl hinsichtlich seiner schädlichen Wirkung auf Augen und Haut. Der Laser-Sicherheitsabstand wird mit der englischen Abkürzung NOHD (nominal ocular hazard distance) bezeichnet und steht für den Abstand, der von einem System einzuhalten ist, damit die Bestrahlungsstärke eines Laserstrahls unter den als sicher geltenden MZB-Wert sinkt.
Die Frage ist deshalb, welcher Sicherheitsabstand (NOHD) für ein Lasermarkiersystem gilt, wenn die Schutzabdeckung abgenommen ist. Die NOHD-Werte der KEYENCE-Produkte finden Sie auf der folgenden Seite.
Hinweis: Die NOHD-Werte für den Laser-Sicherheitsabstand dienen lediglich als Richtwert zur Arbeitssicherheit. Die Japanischen Industrienormen (JIS) legen fest, dass "die Laserbestrahlung unter allen Umständen so gering wie möglich zu halten ist." Die NOHD-Werte bedeuten NICHT, dass ein Lasermarkiersystem gefahrlos ohne Schutzabdeckung betrieben werden kann, solange der Bediener lediglich den Mindestsicherheitsabstand einhält.
NOHD-Werte (Laser-Sicherheitsabstand)
CO2-Beschriftungslaser
| Modellreihe ML-Z | ||
|---|---|---|
| Standardmodell | Weitbereichsmodell | Präzisionsmodell |
| ML-Z9610 | ML-Z9620 | ML-Z9650 |
| 4.96 m | 5.03m | 1.26m |
YAG (YVO2)-Beschriftungslaser
| Modellreihe MD-X | ||
|---|---|---|
| Standardmodell | Weitbereichsmodell | Präzisionsmodell |
| MD-X2000 | MD-X2020 | MD-X2050 |
| 40,4m | 63,9m | 18,8m |
| Modellreihe MD-U | |
|---|---|
| Standardmodell | Weitbereichsmodell |
| MD-U1000C | MD-U1020C |
| 32.27m | 59.26m |
| Modellreihe MD-F | |
|---|---|
| Standardmodell | Weitbereichsmodell |
| MD-F3200 | MD-F3220 |
| 48,3m | 76,1m |
| Standardmodell | Weitbereichsmodell |
| MD-F5200 | MD-F5220 |
| 61,7m | 97,2m |
F28 Muss eine Abschirmfolie an der Innen- oder an der Außenfläche der Acrylplatte angebracht werden?
Abbildung oben: Ist es besser, die Abschirmfolie auf Seite 1 oder Seite 2 anzubringen?
Der Zweck der Abschirmfolie ist, zu verhindern, dass Laserstrahlung aus der Schutzabdeckung entweichen kann. Es wird empfohlen, die Folie wann immer möglich auf der Seite 2 (Innenfläche) anzubringen. Das Anbringen auf der Seite 1 (Außenfläche) kann dazu führen, dass die Laseremissionen gestreut werden, sobald sie in die Acrylplatte eindringen.
F29 Welches ist das genaueste Verfahren, um die Laserleistung sicher zu messen?
Es kann ein Leistungsmessgerät verwendet werden, um die Ausgangsleistung eines Beschriftungslasers exakt zu messen (im Fachhandel erhältlich). Um den aktuellen Leistungswert zu ermitteln, richten Sie den Laserstrahl direkt auf den Sensor des Leistungsmessgeräts (stellen Sie dabei sicher, dass sich die Geräte nicht bewegen). Die KEYENCE YVO4-Beschriftungslaser der Modellreihe MD-X und MD-U werden standardmäßig mit einem eingebauten Leistungsmonitor geliefert, so dass die Laserleistung einfach und präzise gemessen werden kann, ohne auf externe Geräte zurückgreifen zu müssen.
KEYENCE verkauft keine Leistungsmessgeräte.
Allgemeines Verfahren zur Messung der Laserleistung
Bedienungsfreundlich und sicheres messen der Laserleistung des Beschriftungslaser MD-X
(mit integriertem Leistungsmonitor)
F30 Welche Wartungsarbeiten sind für Lasermarkiersysteme erforderlich? Und wie sicher sind sie?
Lasermarkiersysteme erfordern keinerlei Wartung, was einer ihrer Hauptvorzüge ist. Lediglich die Objektivlinse sollte gereinigt werden, wenn sie an der Oberfläche Verschmutzungen aufweist, da eine verschmutzte Linse die Markierqualität verringert oder zu unvollständigen Markierbildern führen kann.
Wartungsfrei
F31 Was ist die sicherste Methode zur Reinigung der Linse?
Der Laser sollte aus sein (Power off), um eine sichere Reinigung zu gewährleisten. Wischen Sie die Linse behutsam mit einem mit Aceton oder Ethanol getränkten Tuch ab. Eine kreisende Wischbewegung, von innen nach außen, ist die effektivste Methode. Wischen Sie die Linse niemals mit einem trockenen Tuch ab, da dies die Schutzbeschichtung verkratzen oder zerstören könnte.
Sicherheit für Ihren Laser - Von Warnhinweisen bis Vorkehrungen
F32 Welche Komponenten werden für eine sichere Installation benötigt?
In der Abbildung unten wird ein Beispiel für eine typische Inbetriebnahme dargestellt.
HINWEISE ZUR SICHEREN INBETRIEBNAHME - ein Beispiel
Es muss eine Absaugung installiert werden, die den Staub und/oder die Dämpfe zusätzlich noch filtert, die beim Markieren entstehen.
Um Laserreflexionen vorzubeugen, muss der Strahlengang mithilfe eines Materials, welches das Laserlicht nicht durchdringen kann, verkleidet werden. Darüber hinaus muss der Strahlengang am Ende abgeschlossen sein, damit es nicht zu Laseremissionen oder -streuungen kommt, wenn kein Werkstück vorhanden ist.
F33 Ist eine Absaugung erforderlich?
Ja, eine Absaugung wird benötigt, da das Lasermarkieren Dämpfe und Staub verursacht. Sie hilft auch dabei, dass die Austrittslinse nicht verunreinigt - denn Schmutz und Staub kann zu ausgeblichenen oder unvollständigen Markierungen führen.
Beim Markieren von Kunststoffobjekten können gesundheitsschädliche Gase entstehen, eine Absauganlage sollte auch hierfür geeignet sein. Man kann also sagen, eine Absaugung ist zwingend erforderlich. Installationsbeispiele finden Sie bei F32.
F34 Welche Warnschilder und Etiketten sind sicherheitsrelevant und wo erhältlich?
Laser-Warnaufkleber können beispielsweise bei der Firma Rockwell Laser Industries, Inc., erworben werden.
Die Warnzeichen- und Etikettentypen können je nach Größe variieren.
Bringen Sie folgendes Warnschild am Eingang zu dem Raum an, in dem ein Lasergerät betrieben wird, um Personen zu warnen, bevor sie den Raum betreten.
Auf dem Messkopf des Lasermarkiersystems wird vor dem Versand ein Warnaufkleber angebracht.
In der Abbildung unten sind als Beispiel die Warnaufkleber für CO2-Lasermarkiersysteme der Modellreihe ML-G zu sehen.
F35 Kann der Beschriftungslaser von einem externen Gerät sicher gesteuert werden?
Ja, das Lasermarkiersystem kann durch Senden von Befehlen über eine serielle Schnittstelle von einem Computer oder einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) aus gesteuert werden.
Jede in der Bearbeitungssoftware verfügbare Funktion, einschließlich der Befehle zum "Ändern der Zeichenkette" oder "Umschalten des Programms", kann verwendet werden.
Dies ermöglicht:
- 2D-Code-Markierung unter Verwendung von Messdaten eines Prüfgeräts.
- Markierung von Teilekennzeichnungen auf Produkte, die auf einer Palette angeordnet sind, durch ein Festlegen der Koordinaten.
- Wechsel von Produkttypen durch Einlesen eines Strichcodes.
Beispiel: Strichcode-Prüfung
Der Benutzer kann die auf die Produkte zu markierenden Daten durch das Einlesen eines Strichcodes, das die korrekten gespeicherten Daten enthält, ändern. Dies gewährleistet einen problemlosen Übergang zwischen verschiedenen Produktlinien und beugt fehlerhafte Markierungen vor.
F36 Welche Kommunikationsschnittstellen können verwendet werden?
Sie haben die Wahl zwischen verschiedenen Schnittstellen, darunter RS232, Profinet und Ethernet. Sie erlaubt dem Benutzer einen großen Umfang an Änderungen und Einstellungen. Sie können zum Beispiel Inhalte für 2D-Codes von einer SPS an den Laser senden, Programme wechseln, und vieles mehr.
F37 Warum funktioniert die Kommunikationssteuerung nicht?
Zunächst müssen Sie herausfinden, ob das Problem mit den Geräteeinstellungen oder dem Kommunikationsprogramm zusammenhängt.
Die Lasermarkiersysteme von KEYENCE verfügen zu diesem Zweck über eine besonders nützliche Funktion, die so genannte "Überwachung des Kommunikationsverlaufs" (engl.: "Communication history monitor").
Diese Funktion ermöglicht es dem Benutzer, die ausgetauschten Kommunikationsbefehle in einem Textdatei-Format aufzuzeichnen. Die Datei können Sie anschließend an Ihre zuständige KEYENCE-Niederlassung senden, um die Ursache des Problems schnellstmöglich zu ermitteln.
F38 Welche Eingangssignale können über die E/A-Klemmen übermittelt werden?
Beispiele für typische Signale sind nachfolgend aufgeführt.
* Es sind viele weitere Signale verfügbar. Weitere Informationen erhalten Sie gerne von Ihrer KEYENCE-Niederlassung.
EINGANG ”MARKIEREN STARTEN“
Startet den Markiervorgang.
Das Eingangssignal zum Starten der Markierung kann durch einen Sensor oder durch ein anderes Gerät eingeschaltet werden. (Minimale Pulsdauer: 1 ms oder mehr)
EINGANG ”NOT-AUS“
Zum Stoppen der Laseremission im Notfall.
Wenn dieser Eingang geöffnet wird, werden alle Markiervorgänge angehalten (Laser AUS) und der Verschluss im Inneren des Geräts schließt sich.
EINGANG ”MARKIEREN BESTÄTIGEN“
Erkennt, ob die Markierung ordnungsgemäß durchgeführt wird.
Ein externer Sensor erkennt die Laseremission und sendet an das Lasermarkiersystem ein Eingangssignal. Wenn das Lasermarkiersystem während des Markiervorgangs kein Signal erhält, sendet es ein Fehlersignal.
AUSGANG ”MARKIERUNG ABGESCHLOSSEN“
Nach einem erfolgreichen Markiervorgang sendet der Ausgang ein Signal (max. 1000ms).
Wenn während dieses Ausgangs der nächste Trigger-Eingang erfolgt, schaltet sich der Ausgang automatisch aus.
EINGANG ”ZÄHLER HOCH“
Erhöht den Wert des ausgewählten Zählers um eins.
EINGANG ”PROGRAMMNUMMER BESTÄTIGEN“
Zum Ändern der Markiereinstellungen oder -programme bei Produktwechsel oder Aktualisierung der zu markierenden Daten. Es ist möglich, Änderungen zum Anpassen an bis zu 2000 abweichende Teile vorzunehmen.
Die Eingangssignale müssen mit einer Mindestpulsdauer von 1 ms oder mehr erfolgen (außer dem Drehgeber-Impulseingang).
Stellen Sie sicher, dass ein offener Kollektorausgang zum Anschluss an das externe Gerät verwendet wird.
Die Verwendung eines Relaisausgangs kann Fehlfunktionen verursachen.
Sicherheit für Ihren Laser - Klemmen und Anschlüsse
F39 Wie schließe ich externe Geräte an?
In der Abbildung unten wird ein Beispiel für eine typische Inbetriebnahme dargestellt.
Systemkonfiguration
Anschließen externer Geräte
F40 Wie schließe ich Triggersensoren an?
Nachfolgend werden einige Beispiele für Sensoranschlüsse aufgeführt:
Eingang und Ausgang unterstützen sowohl NPN- wie auch PNP-Transistorschaltungen.
* Kontaktieren Sie bitte Ihre zuständige KEYENCE-Niederlassung, wenn Sie Beratung zur Auswahl der besten Sensoren für Ihre Anforderungen wünschen.
F41 Wird die Markierleistung beeinträchtigt, wenn das Lasermarkiersystem vibriert?
Lasermarkiersysteme arbeiten mit präziser optischer Steuerung. Aus diesem Grund kann das Auftreten von Vibrationen während des Markiervorgangs folgende Auswirkungen haben:
- Markierkoordinaten können sich verschieben
- Der Text kann verzerrt dargestellt werden
Es kann auch zu weiteren Problemen wie z.B. bis zum Geräteausfall kommen.
Falls Umgebungsvibrationen das Lasermarkiersystem beeinträchtigen, verwenden Sie ein Antivibrationsstativ oder andere vorbeugende Maßnahmen, um Vibrationen zu beseitigen.
F42 Führt das Beschriften mit einem Laser, der seitlich oder über Kopf arbeitet, zu sicherheitsrelevanten Problemen?
Da die Köpfe der Lasermarkiersysteme von KEYENCE in jedem beliebigen Winkel montiert werden können, führt dies zu keinen Problemen*.
* Treffen Sie allerdings gute Vorsichtsmaßnahmen, um der Ablagerung von Staub oder Schmutz auf der Objektivlinse vorzubeugen, beispielsweise durch eine effektive Staubabsaugung.
F43 Können Lasermarkiersysteme mit einer 220-V-Stromversorgung betrieben werden?
Ja, die KEYENCE-Lasermarkiersysteme können sowohl mit einer 100-120V-als auch mit einer 200-240V- Stromversorgung betrieben werden.
* Verwenden Sie ein Netzkabel, dass die entsprechenden Spezifikationen für die Stromversorgung erfüllt.
F44 Wie kann ich vermeiden, dass der Laser emmitiert, wenn die Schutzabdeckung geöffnet wird?
Verwenden Sie eine Fernverriegelung.
Die Verschluss-Steuereingänge dienen zum Schließen des internen Shutters und zum Stoppen der Strahlbewegung, wenn die Abdeckung geöffnet wird. Siehe unten für weitere Einzelheiten.
Fernverriegelung (Steuergeräte verfügen über Verschluss-Steuereingänge)
Die Fernverriegelung ist eine Funktion, die die Emission von Laserstrahlung verhindert. Der Laser wird deaktiviert, sobald der Sicherheitskreis geöffnet wird. Dies geschieht ebenso wie die Verschlusssteuerung über zwei Schaltkreise: Anschluss A und Anschluss B. Wenn einer davon gelöst wird, schließt sich der Verschluss und stoppt die Laseremission. Bei gleichzeitigem Kurzschluss beider Eingänge öffnet sich der Verschluss und das Gerät schaltet auf den Standby-Modus um.
* Für den Versand werden die Anschlüsse mittels einer Kurzschlussbrücke miteinander verbunden.
Achtung: Über geeignete Sicherheitsvorkehrungen lassen Sie sich bitte von Ihrem Ansprechpartner bei KEYENCE beraten.
F45 Ich möchte den Beschriftungslaser sicher zu einem anderen Werk transportieren.
Worauf muss ich beim Verpacken für den Transport achten?
Lasermarkiersysteme sind Hochpräzisionsgeräte. Für den Transport von Lasermarkiersystemen muss die von KEYENCE gelieferte oder eine als Ersatz geeignete Verpackung verwendet werden.
F46 Muss ich den Luftfilter sicher beim MLZ ersetzen, wenn er verschmutzt ist?
Ja, der Luftfilter muss gereinigt oder ersetzt werden, wenn er verschmutzt ist. Ein verschmutzter Filter reduziert die Kühlleistung, was wiederum eine Verringerung der Laserleistung oder andere Schäden verursachen kann.
Verwenden Sie ein mildes Reinigungsmittel, um den Luftfilter zu reinigen, und lassen Sie ihn an der Luft trocknen (keiner Hitze aussetzen).
* Ersatzfilter sind erhältlich. Wenden Sie sich für weitere Informationen an Ihre nächstgelegene KEYENCE-Niederlassung.
Serviceteile
Wartungsarbeiten an Lasermarkiersystemen dürfen nur von Elektrotechnikern mit speziellen Fachkenntnissen durchgeführt werden.
* Verwenden Sie Sicherungen, die den folgenden Nennwerten sowie den Europäischen Normen für das Modell mit CE-Kennzeichnung (ML-Z) entsprechen.
Nennwerte: 250V, 10A, Entspricht der Europäischen Norm EN60127-2
