激光舱安全意味着什么?
用于焊接汽车零件的设备可能会带来危险。然而,这种危险是由国际规定的标准来规范的。您可能会认为这是一项相当枯燥的工作,但对于进一步开发激光安全舱的先驱之一 Erwin Heberer 来说,这是一项充满激情的工作。
激光给希伯来人留下了深刻印象。在人们看不见的情况下,激光聚焦光线,产生巨大的能量。这种能量可以熔化金属,但也存在风险。"激光的一个问题就是会反射。它们会产生热点,可以把自己烧成任何东西,"Heberer 说。如今,激光已广泛应用于工业领域,例如汽车制造,因为它取代了许多传统的焊接任务。然而,这项技术也提高了安全要求,因为这些热点是危险的,甚至会灼伤墙壁、光学器件或金属部件,在最糟糕的情况下,甚至会灼伤人体皮肤。
在位于富尔达的系统制造商 FFT 总部,与其他地方一样,激光焊接系统周围也设置了保护舱。Heberer 走进其中一间灰色的工作间,里面用液压夹具固定着两扇车门。两台库卡公司生产的橙色工业机器人在这些部件上弯曲,这些部件的顶端是带透镜的立方体。这些透镜聚焦激光束,将汽车零件焊接在一起。沿着机器人手臂延伸的电缆引导焊丝并传输激光束。
20 多年来,Heberer 一直是激光安全方面的专家,他已经在全球范围内检查了许多激光安全舱,包括德国的主要汽车制造商,以及捷克、西班牙、美国和中国的汽车制造商。虽然这些安全舱在地理位置上相距甚远,但其基本结构在世界各地都是一样的,因为激光的物理特性在世界各地都是一样的。通常采用统一的标准来确定激光舱的安全性:60825 - 4,该标准由国际电工委员会(IEC)制定。
该标准要求每八小时对激光系统进行一次检查。Heberer 通过测量机舱外的辐射来确保机舱在此期间的安全。辐射量不得超过每平方米 50 瓦。该标准还包含详细的规定,例如如何检查保护墙是否能够承受激光。Heberer 要检查的方面很多,包括门的结构和通风,还有激光安全屏障背面的正确标签等细节。这些小细节至关重要,因为它们可以决定防护墙是否能够承受激光束。遵守该标准的企业可以确保达到最新的安全标准。这增强了制造商、客户和使用激光的员工的信心。标准还具有法律意义。国际电工委员会(IEC)和德国标准化协会(DIN)的标准不仅适用于激光技术。
上世纪八九十年代,工业激光器的价格越来越低,因此得到了更广泛的应用,而有关其安全使用的规定也在不断进步。1989 年,慕尼黑的一家公司委托 76 岁的 Erwin Heberer 建造激光安全舱。Heberer 很快就问自己,这些轿厢是否真的安全。于是,研发工作开始了。
在亚琛和哥本哈根进行的测试表明,轿厢壁破裂的频率比预期的要高得多。Heberer 还发现,传统的测试方法与实际情况不符。他与约阿希姆-弗兰内克(Joachim Franek)一起意识到,从激光焦点到侧面的热流没有得到充分考虑。大多数测试都是在小型激光器上进行的,然后将结果线性推断到工业激光器上。"然而,这对于功率较高的激光器来说是不切实际的,因为它们的表现各不相同。它们取决于光斑的大小,"他报告说。
赫伯勒还热衷于强调激光反射的危险。他展示了烧伤组织样本的图片,以此强调激光束散射带来的危险。在富尔达 FFT 的激光室里,他还展示了一块有烧伤痕迹的金属板。即使在今天,由于不可预见的热点,仍有可能出现孔洞。不过,我们现在已经对这些危险做好了更充分的准备。
Heberer 在从事激光防护领域的工作之前,就积极参与了噪声防护标准化委员会的工作,并大力推动激光标准的改革。20 世纪 90 年代,当他在国际电工委员会(IEC)工作时,改革激光舱的测试程序成为他的主要关注点。他的建议最终于 2000 年在米兰被采纳。
标准化工作是一个漫长的过程,Heberer 用一份修改建议清单解释了这一点。对他来说,这项工作让他充满热情,因为它帮助他解决了重要的技术难题,提高了全球激光舱的安全性。如今,他仍然鼓励大家积极参与标准化进程。毕竟,通过参与,您不仅可以帮助塑造技术水平,还能确保自己的产品在国际上被认可为标准。
不过,Heberer 批评说,德国的一些大公司较少参与标准化委员会的工作,因为他们害怕让竞争对手了解自己的创新。但他坚信,从长远来看,参与其中是有好处的。
得益于民间组织的标准化工作,德国在经济奇迹期间发挥了标准制定者的主导作用。这对于面向欧洲和全球市场的企业来说仍然非常重要。德国的 "自下而上 "模式还确保了真正需要的标准得以制定。
埃尔温-海伯勒并不认为中国参与国际标准化组织从根本上是消极的。当大公司参与标准化工作时,全球互操作性就会得到加强,这对每个人都有利。因此,他最后呼吁:"参与标准化!"
资料来源:《法兰克福汇报》,第 16 页,第 65 期(2025 年 3 月 18 日)