在現(xiàn)代工業(yè)自動化系統(tǒng)中，光電檢測技術(shù)扮演著至關(guān)重要的角色。其中，安全光柵（即安全光幕）與測量光柵（即測量光幕）作為兩類核心光電傳感裝置，雖功能各異，卻在智能制造、物流分揀、機(jī)器人協(xié)作等場景中展現(xiàn)出強(qiáng)大的協(xié)同潛力。通過合理集成與系統(tǒng)設(shè)計，二者能夠?qū)崿F(xiàn)“安全防護(hù)”與“精準(zhǔn)測量”的無縫融合，既保障人員安全，又提升生產(chǎn)效率與智能化水平。
一、功能定位：各司其職，優(yōu)勢互補(bǔ)
安全光柵的核心使命是人身安全防護(hù)。它通過發(fā)射和接收紅外光束形成保護(hù)區(qū)域，一旦檢測到人員或物體侵入，立即向控制系統(tǒng)發(fā)送急停信號，強(qiáng)制設(shè)備停機(jī)，防止機(jī)械傷害。其設(shè)計遵循IEC 61496、ISO 13849等安全標(biāo)準(zhǔn)，具備高可靠性、自診斷功能和冗余設(shè)計，確保在任何單點故障下仍能實現(xiàn)安全響應(yīng)。
測量光柵則專注于尺寸檢測與位置識別。它利用高密度光束陣列，非接觸式地獲取物體的輪廓、高度、寬度、位置等數(shù)據(jù)，廣泛應(yīng)用于自動分揀、產(chǎn)品檢測、機(jī)器人引導(dǎo)、堆疊控制等場景。其優(yōu)勢在于高分辨率（可達(dá)1mm）、高速采樣和高精度，是實現(xiàn)自動化測量的關(guān)鍵傳感器。
二者功能不同，但在同一自動化系統(tǒng)中往往共存，形成“安全+測量”的雙重保障體系。
二、協(xié)同應(yīng)用場景解析
- 自動化分揀系統(tǒng)中的集成應(yīng)用
在快遞物流中心，傳送帶上的包裹需同時滿足安全防護(hù)與尺寸測量的需求。- 安全光柵安裝在操作人員可接近的區(qū)域（如裝包口、維修門附近），形成安全保護(hù)區(qū)。一旦人員靠近，設(shè)備自動停機(jī)，避免夾傷風(fēng)險。
- 測量光柵則布置在傳送帶上方或兩側(cè)，實時掃描包裹外形，獲取長寬高數(shù)據(jù)，用于計費、分類和路徑規(guī)劃。
二者協(xié)同工作：設(shè)備運行時，測量光柵持續(xù)采集數(shù)據(jù)；當(dāng)安全光柵被觸發(fā)，系統(tǒng)立即停機(jī)并鎖定測量功能，確保維護(hù)安全?；謴?fù)運行后，測量系統(tǒng)自動重啟，實現(xiàn)安全與效率的平衡。
- 機(jī)器人工作站的智能防護(hù)與引導(dǎo)
在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中，安全光柵用于劃定機(jī)器人的工作禁區(qū)，防止人員誤入造成碰撞。同時，測量光柵可安裝在上料區(qū)，用于檢測工件的位置、姿態(tài)和尺寸，為機(jī)器人提供精準(zhǔn)的抓取坐標(biāo)。
系統(tǒng)邏輯可設(shè)計為：當(dāng)測量光柵確認(rèn)工件到位且尺寸合格后，安全光柵解除部分區(qū)域的保護(hù)（如通過安全門互鎖），允許機(jī)器人啟動作業(yè)；一旦人員進(jìn)入，安全光柵優(yōu)先觸發(fā)，機(jī)器人立即進(jìn)入安全模式。這種“測量觸發(fā)、安全護(hù)航”的機(jī)制，極大提升了系統(tǒng)的智能化與安全性。 - 沖壓與裝配線的復(fù)合應(yīng)用
在沖壓機(jī)或裝配線上，安全光柵保護(hù)操作人員免受機(jī)械傷害。同時，在送料或成品輸出端，測量光柵可用于檢測產(chǎn)品是否變形、錯位或缺失，實現(xiàn)在線質(zhì)量控制。
例如：當(dāng)測量光柵檢測到產(chǎn)品尺寸異常時，系統(tǒng)可報警但不停機(jī)（除非達(dá)到安全閾值）；而當(dāng)安全光柵被遮擋，則必須立即停機(jī)。通過PLC或安全控制器對兩類信號進(jìn)行邏輯處理，實現(xiàn)“質(zhì)量監(jiān)控不停機(jī)，人身安全必停機(jī)”的智能策略。
三、系統(tǒng)集成與選型建議
- 獨立回路，安全優(yōu)先
安全光柵必須接入安全控制回路（如安全PLC、安全繼電器），其信號獨立于測量系統(tǒng)，確保即使測量系統(tǒng)故障，安全功能仍有效。 - 時間同步與信號融合
在需要協(xié)同判斷的場景中，可通過上位控制系統(tǒng)（如SCADA或MES）對測量數(shù)據(jù)與安全狀態(tài)進(jìn)行融合分析，實現(xiàn)更智能的決策。例如：僅當(dāng)測量結(jié)果顯示工件到位且安全區(qū)域無人時，才允許設(shè)備啟動。 - 安裝布局優(yōu)化
避免光束干擾，合理規(guī)劃安裝位置。安全光柵應(yīng)覆蓋所有潛在危險入口，測量光柵則需確保檢測視角完整，必要時采用多組光柵組合。 - 維護(hù)與診斷一體化
選擇支持PROFIsafe、CIP Safety等安全通信協(xié)議的設(shè)備，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控安全狀態(tài)；同時利用測量光柵的自診斷功能，實現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)。
