老式冲床（机械式离合器或脚踏开关控制）因缺乏安全防护装置，存在极高操作风险。加装安全光栅是提升安全性的有效手段，但需根据设备特性设计电路和机械结构。以下是改装的核心步骤及接线方法：
一、设备选型与安装准备
光栅选型要求
选择Type 4/PLe安全等级的光幕，防护能力需满足ISO 13849标准。
光幕高度需覆盖模具开口区域（推荐≥300mm），分辨率≤30mm（防止手指穿过）。
优先选用对射式光幕（抗干扰强），如SICK C4S系列或OMRON F3SG-SR型号。
机械安装
在冲床工作台两侧焊接或螺栓固定L型钢制支架，确保光幕发射端与接收端水平对正（误差≤1mm）。
光幕底部距模具开口下沿≤20mm，顶部高于上模最高点≥50mm（防绕行）。
二、电气接线方案（以机械式冲床为例）
电源接入
老式冲床通常无24VDC电源，需外接隔离型开关电源（输入220VAC，输出24VDC/2A），为光幕独立供电。
电源线需穿金属管保护，避免与冲床动力线平行走线（间距≥30cm）。
安全回路设计
方案一（直接控制）：
将光幕的安全继电器输出触点（NC/NO）串联到冲床离合器控制回路中（图1）。当光幕被遮挡，触点断开，离合器断电，滑块急停。
接线示例：
光幕输出端→中间继电器线圈→离合器电源线。
脚踏开关→中间继电器常闭触点→离合器电磁阀。
方案二（冗余控制）：
若冲床功率较大（＞5kW），需增加安全继电器模块（如PILZ PNOZ X3），实现双通道冗余控制，防止触点粘连失效。
三、关键电路改造细节
离合器控制改造
拆除原脚踏开关的直连电路，改为通过光幕安全回路控制。
保留原机械急停按钮，与光幕形成双重保护（串联接入总电源）。
抗干扰措施
光幕信号线使用屏蔽双绞线，屏蔽层单端接地（冲床本体接地电阻≤4Ω）。
在继电器线圈两端并联RC吸收回路（0.1μF电容+120Ω电阻），抑制触点火花。
四、功能测试与调试
静态测试
通电后确认光幕指示灯为绿色常亮，遮挡任意光束时指示灯变红，离合器立即释放。
用万用表测量离合器线圈电压，遮挡光幕后电压应降至0V（响应时间≤20ms）。
动态测试
以φ20mm测试棒以1m/s速度侵入光幕区域，滑块应在下死点前停止，回程距离≤6mm（GB 27607标准）。
连续触发光幕100次，检验系统稳定性，无误动作或延迟。
五、注意事项
禁止跨接安全回路：不得为“提高效率”短接光幕信号触点，否则失去防护意义。
定期维护：每月清洁光幕透镜，检查支架螺栓是否松动；每半年测试响应时间。
人员培训：操作员需掌握光幕复位流程，严禁擅自屏蔽防护功能。
通过上述改造，老式冲床可达到现代化设备的安全标准。但需注意，若冲床为凸轮式刚性离合器（无制动器），仅靠切断离合器无法立即停机，需额外加装机械制动装置或升级为气动离合器，否则光幕防护效果将大打折扣。
