自動(dòng)化裝配線安全光柵選型：從場景適配到避坑指南的實(shí)操手冊

在一家電子裝配廠里，手機(jī)電池組裝線因?yàn)榘踩鈻胚x得不合適，老是誤判物料，頻繁停機(jī)，一個(gè)月下來損失不小。這事兒看著簡單，其實(shí)里頭學(xué)問大著呢。自動(dòng)化裝配線雖然不像沖壓設(shè)備那樣看著危險(xiǎn)，但對安全光柵的精度、反應(yīng)速度要求可不低。到底怎么根據(jù)產(chǎn)線特點(diǎn)選出合適的光柵？接下來就結(jié)合 3C 電子、汽車零部件等行業(yè)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，和大家嘮嘮選型的門道。

一、選型前必做的「三維度風(fēng)險(xiǎn)評估」

1.裝配線類型決定防護(hù)重點(diǎn)

不同的裝配線，防護(hù)的重點(diǎn)也不一樣。像精密電子裝配線，做手機(jī)主板焊接、芯片貼裝這類活兒，工人經(jīng)常要用鑷子操作，稍微不注意手指就可能碰到危險(xiǎn)區(qū)域，所以得重點(diǎn)防手指級的細(xì)微入侵。而且這里面小尺寸物料多，光柵得能區(qū)分小零件和人體。

汽車零部件裝配線就不同了，發(fā)動(dòng)機(jī)部件組裝、線束插接時(shí)，機(jī)械臂高速移動(dòng)，主要得防手臂級的危險(xiǎn)。不過金屬工件多了，容易反光，車間里光源也多，保證信號(hào)穩(wěn)定是個(gè)難題。

物流分揀裝配線主要是檢測包裹位置，防止錯(cuò)層、傾斜卡料，而且包裹材質(zhì)五花八門，紙箱、塑料、金屬都有，光柵得能應(yīng)對不同材質(zhì)的反射信號(hào)。

2.物料特性影響檢測邏輯

物料的尺寸和材質(zhì)，直接影響光柵的選擇。電子裝配線的微型元件特別小，像 0402 封裝電阻，這就得選光束間距小的光柵；汽車裝配線的線束插件比較大，光束間距大一些的光柵就能滿足需求。

材質(zhì)方面，金屬工件反光強(qiáng)，得選帶偏振濾光片的光柵；透明塑料件容易漏檢，需要光柵能提高光束功率。

3.運(yùn)行節(jié)奏決定響應(yīng)參數(shù)

裝配線運(yùn)行速度不一樣，對光柵響應(yīng)時(shí)間的要求也不同。像家電裝配線，運(yùn)行速度慢，選響應(yīng)時(shí)間 200ms 左右的經(jīng)濟(jì)型光柵就行，能省成本；但汽車總裝線速度快，就得選響應(yīng)時(shí)間在 100ms 以內(nèi)的高速型光柵，這樣才能保證機(jī)械臂在短距離內(nèi)急停。

二、三大核心參數(shù)的「裝配線適配法則」

安全光柵的核心參數(shù)需根據(jù)裝配線場景適配，具體如下表所示：

1.檢測精度：別讓 “毫米級差異” 留隱患

檢測精度看光束間距。電子裝配、精密儀器組裝這類工作，得用 10 - 15mm 間距的光柵，能檢測到 16mm 以上的物體，防止手指或小型工具靠近危險(xiǎn)區(qū)域。之前有個(gè)藍(lán)牙耳機(jī)生產(chǎn)線，就因?yàn)橛昧?30mm 間距的光柵，沒檢測到員工捏取芯片時(shí)的手指，后來換成 15mm 間距的，才解決問題。

物流分揀、部件裝配這些場景，30 - 50mm 間距的光柵就夠用了，主要用來檢測物料位置。比如汽車座椅裝配線，用 30mm 間距的光柵檢測頭枕支架，誤判率大大降低。

2.抗干擾能力：破解裝配線 “信號(hào)迷局”

車間里干擾多，像 LED 工位燈、掃碼槍這些光源，會(huì)影響光柵信號(hào)。這時(shí)候選 940nm 紅外波長，帶通濾光片的光柵，能過濾掉可見光，減少誤報(bào)。要是光柵安裝在伺服電機(jī)、變頻器附近，電磁干擾大，就得用雙層屏蔽的信號(hào)線纜，而且光柵得有電磁兼容認(rèn)證。

3.安裝便利性：小空間里的 “安裝密碼”

電子裝配線空間有限，得選超薄型光柵，厚度 40mm 以下最好，有些手表裝配線用的光柵厚度才 25mm，能省不少空間。物流分揀線經(jīng)常需要維護(hù)，選 M12 航空插頭的光柵，插拔方便，比螺絲接線能節(jié)省大量維護(hù)時(shí)間。

三、選型避坑指南：這三個(gè) “坑” 千萬別踩

1.誤區(qū)一：“低風(fēng)險(xiǎn)場景就選最便宜的”

有些企業(yè)覺得裝配線風(fēng)險(xiǎn)低，就選便宜的基礎(chǔ)款光柵，結(jié)果因?yàn)榭覆蛔≤囬g光源干擾，設(shè)備天天誤停。后續(xù)更換帶濾光片的光柵，花的錢比當(dāng)初省的多多了。就算是低風(fēng)險(xiǎn)場景，也得考慮環(huán)境干擾，選帶基礎(chǔ)抗干擾功能的產(chǎn)品。

2.誤區(qū)二：“檢測精度越高越好”

檢測精度得按需選擇。精密電子線要是選了 10mm 間距的光柵，可能把小元件誤判成人，導(dǎo)致設(shè)備頻繁停機(jī)。一般根據(jù)最小物料尺寸，再加上 20% 左右的安全余量選間距就行。

3.誤區(qū)三：“忽視售后服務(wù)與認(rèn)證”

選光柵一定要看有沒有 TüV、CE 這些權(quán)威認(rèn)證，高等級光柵必須有 PLd/SIL3 認(rèn)證。而且最好選能提供現(xiàn)場校準(zhǔn)服務(wù)的廠家，之前有汽車廠就是讓廠家工程師上門調(diào)試，才把漏檢率降下來。

四、安裝調(diào)試「黃金三步驟」

安裝時(shí)光柵定位很重要，以危險(xiǎn)區(qū)域中心為基準(zhǔn)確定高度，用激光水平儀校準(zhǔn)，保證發(fā)射端和接收端水平偏差小，也可以用手機(jī)攝像頭輔助觀察。

調(diào)試時(shí)要用產(chǎn)線的最小、最大物料模擬測試，看看設(shè)備響應(yīng)正不正常。和 PLC 系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)時(shí)，記得設(shè)置區(qū)域屏蔽、延時(shí)重啟這些功能，避免正常作業(yè)觸發(fā)報(bào)警。

五、結(jié)語：適配才是 “好光柵” 的唯一標(biāo)準(zhǔn)

給自動(dòng)化裝配線選安全光柵，不是隨便挑個(gè)參數(shù)合適的就行，得綜合考慮產(chǎn)線類型、物料特性、環(huán)境條件。安協(xié)針對自動(dòng)化裝配線，有各種類型的光柵產(chǎn)品，從低等級到高等級，從窄間距到寬間距都有，還自帶抗干擾設(shè)計(jì)和智能聯(lián)動(dòng)功能。如果您在選型上有疑問，歡迎訪問官網(wǎng)（www.zzzhenghao.com）下載選型手冊，或者聯(lián)系技術(shù)團(tuán)隊(duì)，讓專業(yè)選型為您的生產(chǎn)安全保駕護(hù)航。