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安全激光扫描仪避障原理全解析:从工作原理到工业应用

2025-04-21

一、安全激光扫描仪的核心避障原理

安全激光扫描仪(Safety Laser Scanner)是一种基于激光测距和区域监控的主动避障设备,主要用于工业自动化中的危险区域防护和移动设备(如AGV)避障。其工作原理可分为以下步骤:

烧焊场景03(1)(1).jpg

1. 激光发射与扫描

- 扫描仪通过旋转镜或固态激光器发射红外激光束(通常为Class 1安全激光,波长905nm或1550nm)。

- 激光以扇形或360°范围扫描环境,覆盖水平视角(如270°)和垂直视角(如10°)。

2. 飞行时间测距(ToF)

- 激光遇到障碍物后反射,扫描仪通过计算激光发射与接收的时间差(Δt)确定距离:

距离(d)= (光速 × Δt) / 2

- 测距精度:可达±30mm(如ESPE LGA10系列)。

3. 安全区域划分

- 用户可自定义警戒区(Warning Zone)和保护层(Protective Field):

- 警戒区:提前预警,设备减速(如AGV距离障碍物1m时触发)。

- 保护层:紧急停机,防止碰撞(如距离障碍物0.3m时切断电源)。

二、安全激光扫描仪的避障技术实现

1. 静态区域防

- 应用场景:机械手臂工作区、冲压设备防护。

- 技术特点:

- 通过固定安装扫描仪监控危险区域。

- 触发保护层时,直接切断设备电源(符合ISO 13849 PL d/e标准)。

2. 动态避障(AGV/AMR)

- 应用场景:仓储物流AGV、服务机器人。

- 技术特点:

- 实时更新障碍物位置(10Hz以上刷新率)。

- 结合SLAM算法动态调整路径(如丰田叉车采用倍加福VOS3000)。

3. 多设备协同

- 应用场景:大型自动化产线。

- 技术特点:

- 多个扫描仪组网,覆盖复杂区域(如汽车焊接车间)。

- 通过IO-Link或以太网/IP同步数据。

三、典型应用案例

1. 汽车制造车间

- 问题:机械臂工作区需防止人员误入。

- 方案:安装ESPE LGA10系列,设置双层保护区域(警戒区1m+保护层0.3m)。

2. 仓储AGV

- 问题:叉车动态避障需适应复杂环境。

- 方案:搭载ESPE LGA60系列安全激光扫描仪,实现360°实时避障(检测速度≥0.8m/s)。

3. 食品生产线

- 问题:无菌环境需非接触式防护。

- 方案:搭载ESPE LGA60系列安全激光扫描仪。

四、选型关键参数

1. 扫描范围:

- 水平角度(180°/270°/360°)。

- 最大半径(6m/10m/30m)。

2. 响应时间:≤100ms(PL d级要求)。

3. 防护等级:IP65(室内)/IP67(户外)。


意普激光扫描仪官方网址:https://www.espeyp.com/list_17/2362.html



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