自动化仓储物流向高密度、多机协同方向发展后,安全防护系统的升级成为行业关注的重点。

激光避障雷达作为新一代区域感知防护方案,正在逐步替代传统安全光栅。以明治AS-33C为代表的主流产品,主要围绕自定义区域防护、多级分级响应、ToF测距与AI滤波、紧凑化集成设计四大技术方向展开,通过扫描式激光测距构建二维防护场,将防护方式从传统的线性遮挡扩展为区域感知。

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一、仓储安全防护的技术背景

自动化仓储物流向高密度、多机协同方向发展后,传统安全防护方式在新场景下的适用范围有限。

传统安全光栅基于对射式光电原理,属于线性平面防护,只能覆盖固定直线区域,难以适配异形作业路径,且不具备距离感知能力,通常采用"遮挡即停"的触发逻辑。物理围栏为纯物理隔离方式,灵活性较低,占用空间较大。

行业内的技术演进方向主要体现在三个转变:从被动遮挡转向主动感知,从线性防护转向区域防护,从单级触发转向分级响应。激光雷达通过激光扫描测距构建二维防护场,是上述方向的一类实现载体。

二、激光避障雷达的核心技术路径

1. 非规则区域自定义防护

以明治AS-33C为代表的扫描式激光避障雷达,基于扫描式测距原理,支持通过软件划分3个独立报警区域,每个区域的形状、大小可根据现场工位布局自定义绘制。对于机械臂旋转周边的扇形区域、货架边缘的狭长区域、设备接驳口的异形区域,均可通过软件配置形成对应的防护场,以覆盖传统线性光幕难以覆盖的位置。

2. 多层级分级响应

基于距离感知能力,主流产品普遍采用三级分级响应逻辑:

· 小于3米的报警区:触发急停,避免直接碰撞;

· 3至5米的预警区:控制设备降速至30%,留出避让余量;

· 5至10米的注意区:触发光声报警,提示人工干预。

该逻辑在保障安全的前提下,可减少因无关障碍物导致的非必要停机。

3. ToF高精度测量与AI滤波

当前主流激光避障雷达多采用脉冲飞行时间法(ToF)进行距离测量。以明治AS-33C为例,针对70%反射率目标,测量距离大于10米,测量精度为±2厘米。设备内置AI滤波算法,针对仓储场景中常见的粉尘、反光金属、包装漫反射等干扰源进行优化,误报率可控制在较低水平。

4. 紧凑化设计与标准接口

在结构设计上,主流产品普遍追求紧凑化集成。以明治AS-33C为例,产品主体高度小于7.2厘米,底座边长5厘米,可适应狭窄空间的安装需求。通信接口方面,主流产品普遍支持RS485与Modbus TCP协议,可接入PLC或MES系统,便于与现有控制系统对接。

三、现场应用案例

某自动化仓储物流中心的码垛工作站,原采用安全光栅防护,运行中存在三类问题:线性防护导致货架边缘等异形区域存在盲区;单级触发导致AGV经过时频繁停机;环境干扰导致误报率较高。

引入激光避障雷达方案(如明治AS-33C)后,通过自定义区域覆盖防护盲区,通过分级响应减少非必要停机,通过AI滤波降低误报率,整体运行稳定性得到明显提升。

四、选型参考

自动化仓储安全防护方案的选型,需要结合工位布局、设备协同模式与控制系统接口综合判断。在方案落地前,建议结合现场工位条件进行技术验证,确认防护区域划分、分级响应阈值和接口兼容性满足需求后,再逐步推进规模化部署。