在智能制造加速發展的背景下,工業自動化系統對傳感器的集成度、智能化和安全性提出了更高要求。傳統上,測量光幕用于尺寸檢測,安全光柵用于人員防護,兩者功能獨立、系統分離,不僅增加了布線復雜度和控制成本,也對空間布局提出了挑戰。如今,一種融合測量與安全雙重功能的新型光電裝置——測量光幕安全光柵一體機,正逐步成為智能工廠的標配,引領工業傳感技術的新趨勢。
所謂測量光幕安全光柵一體機,是指在同一硬件平臺上集成高精度測量功能與功能安全防護能力的復合型光電傳感器。它既能像測量光幕一樣,以毫米級分辨率實時獲取物體的外形尺寸、位置和輪廓數據,又能像安全光柵一樣,在檢測到人體侵入時立即輸出安全停機信號,確保操作人員安全。這種“一機雙能”的設計,打破了傳統傳感器功能單一的局限,實現了效率與安全的深度融合。
其核心技術在于模塊化架構與智能控制算法的結合。設備內部通常采用雙通道獨立處理系統:一個通道專注于高速數據采集與計算,支持模擬量、數字量或工業以太網輸出,滿足PLC或上位機對測量數據的需求;另一個通道則符合IEC 61496、ISO 13849等安全標準,具備SIL2/PLe等級認證,輸出OSSD安全信號,直接接入安全繼電器或安全PLC,確保功能安全。兩個系統共享同一組光束陣列,但邏輯獨立、互不干擾,既節省空間,又提升系統可靠性。
在實際應用中,這種一體機展現出顯著優勢。例如,在自動化物流分揀線上,傳統方案需在傳送帶兩側分別安裝測量光幕和安全光柵。而采用一體機后,僅需一套設備即可同時完成包裹尺寸掃描與操作區安全防護。當系統正常運行時,測量功能持續工作;一旦維護人員靠近,安全功能立即響應,設備自動停機?;謴瓦\行后,系統無縫切換,無需重新校準,極大提升了運維效率。
在機器人協作工作站中,一體機的應用更具價值。它可部署在機器人工作單元的入口區域,一方面檢測工件是否到位、姿態是否正確,為機器人提供精準引導;另一方面監控人員活動,防止誤入危險區域。通過智能邏輯配置,系統可實現“測量觸發安全授權”——即只有當測量確認物料到位后,才允許機器人啟動作業,進一步提升系統的智能化與安全性。
此外,一體機通常支持PROFINET、EtherCAT等工業通信協議,具備遠程診斷、狀態監控和參數配置功能。運維人員可通過HMI或MES系統實時查看設備健康狀態、測量數據和安全事件記錄,實現預測性維護和數字化管理。部分高端型號還支持區域屏蔽、動態消隱等高級功能,適應復雜多變的生產環境。
當然,選擇此類設備也需注意:必須確保其安全通道通過權威認證,且測量與安全功能可獨立配置、互不影響。安裝時應遵循安全距離計算標準,避免因布局不當影響響應性能。
展望未來,隨著邊緣計算、AI算法和功能安全技術的進一步融合,測量光幕安全光柵一體機將向更高集成度、更強智能化方向發展。它不僅是傳感器的升級,更是智能工廠“感知-決策-執行”閉環中的關鍵節點,為構建安全、高效、柔性的自動化系統提供堅實支撐。這一趨勢,正在重塑工業傳感的未來格局。