如何使用激光距离传感器控制机器人传输系统

激光距离传感器在机器人和自动化行业有很多用途。它们可以跨越行业的许多不同方面，但本文重点介绍使用激光距离传感器作为位置传感器的过时技术的电池改造。

这些传感器在测距方面非常准确，这使它们可以进行许多不同类型的控制。但是，应该注意的是，应将某些安全功能编程到系统中，以确保安全处理任何激光故障。

传统的T-cart控制方法

要了解 T-cart 控制，重要的是要了解 T-cart 操作的具体内容。 T 型推车是一种电子控制推车，通常在金属轨道上，在自动码垛操作中对托盘进行分类和移动。这些推车在仓库环境中移动托盘。他们通常将托盘从一组装载输送机带到码垛过程的下一步 - 通常是收缩包装站。

图一。 有轨推车。图片由提供 Muratec

T 型推车使用可编程逻辑控制器 (PLC) 或机器人来控制运动并充当推车操作背后的“大脑”。 PLC 可以使用不同的输入来解释何时何地采取不同的装载或卸载托盘。 PLC 需要来自 T-cart 本身的反馈，以了解其在许多不同路径组合中的位置。

限位开关

有多种不同的方式可以将位置数据从 T 型推车提供给控制它的 PLC 或机器人系统。一种过时但常见的做法是使用限位开关来中继推车位置。虽然限位开关在将适当的信息传递给控制单元方面工作得很好，但使用现代传感技术更容易处理某些缺陷。限位开关还需要比其他传感器类型更广泛的编程，因为它们在任何给定时间传递的信息较少。

图 2. 伊顿的 NEMA 工业限位开关。图片由提供 伊顿

虽然限位开关适用于 T 型推车系统，但它们有其他更现代的传感器没有的弱点。首先，它们是一个电气/机械单元。有几个因素会影响它们的性能，因为它们依赖于电气和机械输入才能正常运行。出于所有实际目的，限位开关中出现的任何电气问题也可能出现在任何其他电气传感单元中，因此在这种情况下不会考虑这些问题。

由于限位开关涉及与其环境的物理交互以实现正常功能，因此与仅依赖于电气传感的传感器相比，它们更容易受到影响。身体磨损可能是其性能的决定性因素。随着时间的推移，开关可能会磨损并慢慢开始改变其运行方式，从而导致电池出现问题。由于这些变化是微妙的，它们可能会被忽视，直到发生灾难性故障。最后，当外力移动或将它们推离其正确位置时，它们也会受到负面影响。

使用激光距离传感器

虽然许多类型的传感器可能适用于 T-cart 系统，但本文将重点介绍激光距离传感器。激光距离传感器使用激光来判断传感器与发射的激光与之交互的任何物体之间的距离。

激光从传感器发射到物体，然后被物体反射，传感器接收反射光。它使用从光束发送到再次接收到的时间来判断有问题的物体有多远，称为飞行时间传感器。

激光距离传感器可以向控制单元提供模拟或数字信号。然后，在为 T-cart 的运动做出决策时，该信号可用作控制逻辑的连续输入。然后，激光可以根据 T-cart 在其行驶时间内的位置传递一系列值。然后，PLC 逻辑可以获取原始数据，并根据手推车的当前位置以及接下来需要行驶的位置做出决策。

图 3。 飞行时间。视频由提供 Pepperl+Fuchs

从技术上讲，T-cart 可以通过与轨道平行的单个激光距离传感器来控制。传感器可以放置在一个固定的支架上，看着推车本身，或者安装在推车上，并沿着路径移动，推车看着一个静止的物体。

安装选择应反映最简单的布线路线。单个传感器可以传递足够的信息来控制推车，提供一系列数字；例如，10 m 轨道上的 0–10000 mm。虽然这种设置在技术上可行，但它仍然存在系统内未被注意到的故障的可能性。如果有东西落在激光的路径上，它会突然读取一个小得多的数字，PLC 可能会认为它位于与实际位置不同的位置。

T-cart操作正确使用激光距离传感器

在前面描述的场景中适当使用激光传感器是使用两个传感器，要么指向 T 型推车上的相反方向，要么从轨道的相对两端（如果它们安装在 T 型推车上）。这种设置为系统提供了冗余，PLC 接收到足够的信息来检测系统内的许多不同故障。

图 4。 激光距离传感器。图片由提供 堡盟

使用两个激光器，PLC 或控制单元将接收两个独立的数据馈送。这些数据馈送理论上应该在彼此的特定范围内。如果接收到的数据超出给定范围，PLC 会识别出单元格内发生了某些事情。要么有东西落在了 T 车的路径上，要么激光给出了错误的信息。

包含两个激光器的系统还具有检查来自传感器的任何零星数据的额外好处。如果一个传感器在其位置“跳跃”，而另一个没有，则可以对 PLC 进行编程以向系统发送警报。

激光也可以帮助控制同一轨道上的多辆 T 型车。如果每辆小车有两个激光器，它们的距离是已知的，并用于多辆小车控制。该系统故障过程与单车系统类似。

激光距离传感器是改造传统上使用限位开关运行的旧 T-cart 系统的一种简单方法。它们可以轻松安装到推车上或靠近轨道，为 PLC 提供重要信息。新的机器人和自动化单元也可以从它们中受益，作为控制单元的一种更简单的传感方式。使用两个传感器来创建冗余并在通道中出现错误或产品掉落时停止故障。