Een lichtgordijn kan een machine veilig stoppen, maar alleen als het ver genoeg van de gevarenzone staat. Bij het veiligheidsafstand lichtgordijnen berekenen gaat het daarom niet alleen om de afmetingen van de machine. De werkelijke stopreactie, de bereikbaarheid van het gevaar en de manier waarop medewerkers de machine naderen bepalen samen of de beveiliging in de praktijk werkt.
Een lichtgordijn dat te dicht bij een pers, snijmachine, robotcel of palletiseermachine wordt geplaatst, detecteert een persoon wel, maar mogelijk pas nadat die persoon de gevarenzone al kan bereiken. Dat is precies het risico dat de berekening moet uitsluiten. De norm geeft hiervoor een rekenmethode, maar de invoer moet uit de werkelijke installatie komen.
Waarom de veiligheidsafstand geen standaardmaat is
De benodigde afstand verschilt per machine en toepassing. Een lichtgordijn voor een langzaam bewegende assemblagemachine vraagt om een andere beoordeling dan een beveiliging voor een machine met een hoge nalooptijd. Ook de montagepositie maakt verschil. Wordt het detectievlak loodrecht benaderd, parallel aan de gevarenzone gemonteerd of gebruikt als toegangsbeveiliging rondom een cel? Elke situatie heeft eigen uitgangspunten.
De basis is vastgelegd in NEN-EN-ISO 13855. Deze norm beschrijft hoe de positie van veiligheidsvoorzieningen wordt bepaald op basis van de naderingssnelheid van een persoon, de totale stoptijd van de machine en een aanvullende afstand voor het binnendringen of oversteken van het detectieveld. De norm werkt samen met de risicoanalyse van de machine en de beoordeling van de veiligheidsgerelateerde besturing.
Een berekening is dus geen administratieve stap achteraf. Zij bepaalt direct waar een lichtgordijn fysiek kan worden gemonteerd en of aanvullende maatregelen nodig zijn, zoals vaste afschermingen, een hekwerk, een tweede detectievlak of een aanpassing van de machinebesturing.
Veiligheidsafstand lichtgordijnen berekenen volgens de basisformule
In de meest voorkomende situatie wordt de veiligheidsafstand berekend met de formule:
S = K × T + C
Hierbij is S de minimale veiligheidsafstand in millimeters. K is de veronderstelde naderingssnelheid van een persoon in millimeters per seconde. T is de totale tijd vanaf detectie tot volledige stop van het gevaarlijke machineproces. C is een aanvullende afstand die rekening houdt met de mogelijkheid om handen of armen door het detectievlak richting het gevaar te bewegen.
De formule lijkt eenvoudig, maar iedere variabele verdient aandacht. Een fout van enkele tienden van een seconde in de stoptijd kan al honderden millimeters verschil maken. Bij een machine die na detectie nog beweegt, is dat verschil bepalend voor de veiligheid.
Voor een loodrechte benadering van een verticaal lichtgordijn wordt vaak gerekend met een naderingssnelheid van 2.000 mm/s. Onder voorwaarden kan in bepaalde situaties een lagere snelheid van 1.600 mm/s worden toegepast. Welke waarde passend is, hangt af van de uitkomst van de berekening, de normvoorwaarden en de specifieke benaderingsrichting. Het is daarom niet verstandig om alleen een vaste K-waarde uit een eerder project over te nemen.
De C-waarde hangt vooral samen met de resolutie van het lichtgordijn. Een lichtgordijn dat vingers kan detecteren, biedt een kleinere opening dan een uitvoering die alleen een arm of lichaam detecteert. De resolutie beïnvloedt daarmee de afstand die moet worden aangehouden voor mogelijk binnendringen. Ook de hoogte van het beschermveld en de afstand tot de vloer spelen een rol bij het voorkomen van onderdoor, overheen of om het lichtgordijn heen reiken.
De totale stoptijd T correct vaststellen
De totale stoptijd is meer dan alleen de mechanische uitlooptijd van de machine. In de berekening moeten alle relevante vertragingen worden opgenomen: de reactietijd van het lichtgordijn, de verwerkingstijd in veiligheidsrelais of veiligheids-PLC, de schakeltijd van contactoren of aandrijvingen en de daadwerkelijke nalooptijd van de gevaarlijke beweging.
Meet de nalooptijd bij voorkeur op de machine zelf, onder representatieve omstandigheden. Denk aan normale snelheid, maximale belasting en de instelling waarmee daadwerkelijk wordt geproduceerd. Een waarde uit een oude technische handleiding is vaak onvoldoende, zeker wanneer aandrijvingen, remmen, software of besturing later zijn gewijzigd.
Bij machines met meerdere bedrijfsmodi is de langste relevante stoptijd doorgaans leidend. Wordt in automatische modus sneller gedraaid, geperst of getransporteerd dan in handbediening, dan moet de beveiliging op die situatie zijn afgestemd. Alleen wanneer modi technisch betrouwbaar worden gescheiden en de risicoanalyse dit onderbouwt, kan een afwijkende beoordeling mogelijk zijn.
Kijk verder dan het detectievlak
Een correct berekende afstand heeft weinig waarde als de gevarenzone via een andere route bereikbaar blijft. In de praktijk komen omlooproutes regelmatig voor: onder het lichtgordijn door kruipen, langs een staander reiken, van bovenaf toegang krijgen of via een opening tussen machine en afscherming bij het gevaar komen.
Controleer daarom altijd de volledige contour van de beveiligde zone. De montagehoogte moet passen bij de risicoanalyse en bij de lichaamsdelen die moeten worden gedetecteerd. Een lichtgordijn met handresolutie is bijvoorbeeld geen automatische oplossing tegen toegang met het hele lichaam. Bij toegang tot een robotcel of verpakkingslijn kan een meerstraals veiligheidssensor, een horizontaal lichtgordijn of een fysieke afscherming geschikter zijn.
Ook de plaats van bedieningspanelen vraagt aandacht. Als een operator na onderbreking van het lichtgordijn binnen de gevarenzone een reset kan uitvoeren, moet ongewenst herstarten worden voorkomen. De resetfunctie hoort buiten de gevarenzone te liggen, met zicht op het volledige gebied. De besturing moet voorkomen dat de machine alleen door het vrijgeven van het lichtgordijn vanzelf weer start, tenzij de risicoanalyse en de toepasselijke normen dat aantoonbaar toestaan.
Veelgemaakte fouten bij lichtgordijnen
Een veelvoorkomende fout is rekenen met een standaard stoptijd. Vooral bij bestaande machines is de werkelijke nalooptijd soms langer dan verwacht door slijtage, variatie in productbelasting of aanpassingen aan de aandrijving. Periodieke stopmetingen maken zichtbaar of de oorspronkelijke uitgangspunten nog kloppen.
Een tweede fout is alleen kijken naar de resolutie op het typeplaatje. De resolutie moet passen bij het risico en bij de manier waarop iemand de gevarenzone kan bereiken. Een grovere resolutie kan een grotere C-waarde en dus een grotere veiligheidsafstand opleveren. Een fijnere resolutie kan de afstand verkleinen, maar stelt ook eisen aan montage, uitlijning en de beschikbaarheid van de installatie.
Verder wordt de fysieke opbouw soms te laat meegenomen. Als de berekende afstand groter blijkt dan de beschikbare ruimte, wordt het lichtgordijn alsnog dichter bij de machine geplaatst. Dat is geen geldige oplossing. Mogelijke alternatieven zijn het verkorten van de stoptijd, het aanpassen van de gevarenzone, het plaatsen van afschermingen of het kiezen van een andere veiligheidsvoorziening.
Ten slotte moet de berekening passen bij de veiligheidsfunctie. De vereiste Performance Level, de architectuur van de besturing, de foutdetectie en de periodieke testmogelijkheden horen bij dezelfde veiligheidsmaatregel. Een goed gepositioneerd lichtgordijn compenseert geen onvoldoende betrouwbare veiligheidsbesturing.
Van berekening naar een werkbare installatie
Een goede aanpak begint met het vaststellen van het gevaarlijke proces en de toegangsrichtingen. Daarna worden de stoptijd, het gebruikte veiligheidscomponent en de montagewijze bepaald. Op basis daarvan volgt de veiligheidsafstand. Pas vervolgens kan worden vastgesteld of het gekozen lichtgordijn op die positie technisch en operationeel werkbaar is.
Leg de uitgangspunten vast in het technische dossier of veiligheidsdossier: de formule, invoerwaarden, meetresultaten, gebruikte resolutie, montagematen en de maatregelen tegen omzeilen. Dat helpt bij validatie, periodieke inspecties en toekomstige wijzigingen aan de machine. Bij een verbouwing, een nieuwe aandrijving of aangepaste besturingssoftware moet de berekening opnieuw worden beoordeeld.
Voor complexe bestaande lijnen is een beoordeling op locatie meestal de meest betrouwbare route. Promasafe kan risicoanalyse, stopmeting, safety engineering, levering en installatie op elkaar laten aansluiten. Daarmee ontstaat niet alleen een berekende afstand op papier, maar ook een beveiliging die past binnen de beschikbare ruimte en de dagelijkse operatie.
Wie een lichtgordijn plaatst, moet uiteindelijk één praktische vraag met vertrouwen kunnen beantwoorden: kan iemand na detectie de gevarenzone bereiken voordat de gevaarlijke beweging volledig is gestopt? Als het antwoord niet aantoonbaar nee is, vraagt de opstelling om aanpassing.
