在一个最近的《设计世界》专题，我们涵盖了如何量化功能安全的基础知识，以及什么构成了具有功能安全认证的伺服刹车选项。在这里，我们将分享更多关于线性轴安全制动器的构建以及制动器安全性与工业物联网能力的交叉的细节。
机器安全是几乎所有行业的核心，以确保无危险自动化和满足监管要求。13849-1功能安全标准是涵盖各种机器类型的设计协议的顶级标准，而工业标准规定了特定机器的安全要求，如码垛机或机床(包括冲床)。也就是说，在涉及自动切片、冲压、推、压碎或撕碎运动的危险机器上，具有功能安全认证的部件和子系统越来越不可或缺。拥有此类机械的行业在ISO 13849风险缓解技术的新部署方面处于领先地位。
经过最高功能安全级别认证的制动器——特别是13849-1类别2至4和性能级别c至e——必须有传感器反馈。这种制动器还必须经过国际第三方认证机构的认证。一旦外部能量源丢失，制动器就会进入安全模式。如果控制刹车条件的PLC或PC命令安全模式，刹车也默认为锁定故障安全位置。
非常幸运的是，此类制动器中的传感器还有一个次要目的，即提供工业4.0 (IIoT)功能。这些功能可以实现机器状态监控、机器寿命结束预测，以及防止与刹车相关的对机器正常运行时间和吞吐量的威胁。
传感器如何集成到线性制动系统
只要考虑一下，一些基于弹簧组气动释放摩擦动作的线性制动器是如何通过集成一个或两个磁性接近传感器来实现更高的功能安全评级的。由于弹簧啮合，这些默认为锁定(安全)位置。他们的传感器可以检测分离发生在应用制动的额定空气压力分离摩擦表面的活塞和面对。此外，传感器用于检测接合——当制动器的摩擦面在弹簧阵列的控制下钳住驱动器的线性轨道时。一种简单的PNP模式，产生常开(NO)或常闭(NC)信号，通常与PLC或其他控制的下沉输入配对。否则，一个简单的下沉NPN模式(产生NO或NC信号)通常与PLC或其他控制源输入配对。
两个例子的线性运动应用这种传感器装备的制动器包括基于电机的线性执行器和气动杆缸的线性制动器。
基于电机的线性执行器的线性制动器
大多数功能安全认证的基于电机的线性执行机构线性制动器采用弹簧设置气动释放摩擦作用。其中一些制动器通过集成一个或两个磁性接近传感器实现更高的功能安全评级。运动两个传感器的安排可以设置为有一个传感器服务故障安全冗余功能，或传感器可以独立登记啮合和脱离制动状态。
这些制动器可用于保持位置以及紧急停车。选项大量与最常见的线性运动轮廓轨道变化-包括15至55毫米线性轨道选项，构成了约95%的所有轨道在今天的运动设计。
线性刹车已经开始使用的一个地方是被认为风险最高的垂直轴——对人类生命或肢体构成4级风险。在这里，原始设备制造商添加了带有传感器的线性轴故障安全轨道制动器，以防止重力引起的设备和负载自由下落。
气动杆式气缸的线性制动器
大多数功能安全认证的气动杆缸线性制动器采用弹簧设置气动释放摩擦作用。在这里，摩擦面夹紧(通过一个称为夹紧环的摩擦元件)总成的线性杆，以安全持有或紧急停止。与基于电机的线性运动的制动器一样，一些线性制动器通过集成一个或两个磁性接近传感器实现了更高的功能安全评级。
这些制动器的另一个优点是，线性制动器使用与杆式制动器相同的分离动力源(气动动力源)，允许使用类似的组件。更重要的是，气缸安装配置中的线性制动器可以让oem设置轴，让一个通用控制器在两个组件上执行命令。
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了下:线性运动技巧
