安全光柵通過(guò)控制光軸燈實(shí)現(xiàn)人物分離的原理

在工業(yè)生產(chǎn)中，安全光柵既要阻止人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)，又要允許物料正常通過(guò)，這就需要精準(zhǔn)的 “人物分離” 能力。很多人好奇，光柵是如何區(qū)分 “伸手的工人” 和 “傳送的工件” 的？秘密就藏在光軸燈的控制邏輯里 —— 通過(guò)調(diào)節(jié)光束的亮滅規(guī)律、檢測(cè)遮擋特征，讓光柵像有 “智能眼睛” 一樣，只對(duì)人體觸發(fā)防護(hù)，對(duì)物料 “放行”。

一、光軸燈的基礎(chǔ)作用：構(gòu)建 “可識(shí)別的光墻”

安全光柵的發(fā)射器上分布著一排光軸燈（紅外發(fā)光二極管），每個(gè)燈對(duì)應(yīng)一條光束，與接收器的感光元件一一對(duì)應(yīng)，形成多束平行光。這些光軸燈不是同時(shí)亮滅，而是按特定規(guī)律依次點(diǎn)亮、熄滅，就像 “燈光在排隊(duì)閃爍”。

這種 “掃描式發(fā)光” 有兩個(gè)關(guān)鍵作用：

· 每束光有獨(dú)特的 “亮滅時(shí)間碼”，接收器能通過(guò)時(shí)間差識(shí)別不同光束，避免相鄰光束的干擾；

· 記錄每束光被遮擋的時(shí)長(zhǎng)和順序，為后續(xù)區(qū)分人與物提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

某流水線(xiàn)的安全光柵，光軸燈每秒掃描 500 次，即使有多個(gè)物體同時(shí)通過(guò)，也能精準(zhǔn)記錄每束光的遮擋情況，為人物分離提供原始數(shù)據(jù)。

二、人物分離的核心邏輯：從遮擋特征找差異

人體和物料的遮擋方式有明顯不同，安全光柵通過(guò)分析光軸燈的遮擋數(shù)據(jù)，捕捉這些差異：

（一）遮擋范圍：人體更 “不規(guī)則”

· 人體遮擋：手臂、軀干進(jìn)入時(shí)，會(huì)同時(shí)遮擋多束光，且遮擋范圍呈 “不規(guī)則形狀”（比如手臂可能遮擋 3-5 束光，且上下邊緣不整齊）；

· 物料遮擋：規(guī)則形狀的工件（如紙箱、金屬板）遮擋的光束數(shù)量固定，邊緣整齊（比如標(biāo)準(zhǔn)紙箱剛好遮擋 8 束光，上下邊緣平直）。

光柵的算法會(huì)對(duì)比遮擋范圍的 “不規(guī)則度”，當(dāng)超過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，判定為人體并觸發(fā)防護(hù)。某食品廠(chǎng)的包裝線(xiàn)，紙箱通過(guò)時(shí)遮擋的光束數(shù)量穩(wěn)定在 6 束，而工人伸手調(diào)整時(shí)會(huì)遮擋 4-7 束不等，光柵通過(guò)這一差異成功區(qū)分。

（二）遮擋時(shí)長(zhǎng)：人體更 “動(dòng)態(tài)”

· 人體遮擋：人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)后，可能停留、移動(dòng)，遮擋時(shí)長(zhǎng)不穩(wěn)定（比如伸手取物可能遮擋 1-3 秒，且中間有輕微晃動(dòng)導(dǎo)致光束時(shí)斷時(shí)續(xù)）；

· 物料遮擋：傳送帶輸送的物料通過(guò)速度均勻，遮擋時(shí)長(zhǎng)固定（比如每秒移動(dòng) 1 米的傳送帶，20 厘米的工件遮擋時(shí)長(zhǎng)剛好 0.2 秒）。

某物流分揀線(xiàn)的光柵，通過(guò)設(shè)定 “遮擋時(shí)長(zhǎng)波動(dòng)閾值”，當(dāng)遮擋時(shí)間忽長(zhǎng)忽短時(shí)，判定為人體；時(shí)長(zhǎng)穩(wěn)定在 ±0.05 秒內(nèi)時(shí)，判定為物料，準(zhǔn)確率達(dá) 99.5%。

（三）邊緣特征：人體有 “漸變過(guò)渡”

人體邊緣（如手指、袖口）是柔軟的，遮擋光束時(shí)會(huì)從 “部分遮擋” 過(guò)渡到 “完全遮擋”（比如手指先遮擋某束光的 30%，逐漸增加到 100%）；而物料邊緣堅(jiān)硬，遮擋是 “瞬間完全遮擋”（比如金屬板邊緣通過(guò)時(shí)，光束從 “全亮” 瞬間變?yōu)?“全滅”）。

安全光柵通過(guò)光軸燈的亮度變化曲線(xiàn)，捕捉這種 “漸變特征”，進(jìn)一步區(qū)分人與物。某電子廠(chǎng)檢測(cè)小型零件時(shí)，工人戴的手套邊緣會(huì)產(chǎn)生漸變遮擋，而零件通過(guò)時(shí)是瞬間遮擋，光柵借此減少了 90% 的誤判。

三、不同場(chǎng)景的參數(shù)調(diào)整

四、實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)與注意事項(xiàng)

（一）比傳統(tǒng)方式更靈活

傳統(tǒng)的 “紅外對(duì)射 + 反光板” 方案，只能檢測(cè)是否有物體通過(guò)，無(wú)法區(qū)分人與物，導(dǎo)致物料通過(guò)時(shí)頻繁停機(jī)。而帶人物分離功能的光柵，能減少 80% 以上的非必要停機(jī)，某汽車(chē)零部件廠(chǎng)用后生產(chǎn)效率提升 15%。

（二）調(diào)試需 “結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)”

· 首次安裝時(shí)，用典型工件和真人測(cè)試，讓光柵 “學(xué)習(xí)” 現(xiàn)場(chǎng)的遮擋特征；

· 更換物料規(guī)格（如從紙箱換成布袋）時(shí)，需重新校準(zhǔn)參數(shù)，避免因物料遮擋特征變化導(dǎo)致誤判。

五、結(jié)語(yǔ)

安全光柵通過(guò)控制光軸燈的掃描規(guī)律，捕捉人體與物料在遮擋范圍、時(shí)長(zhǎng)、邊緣特征上的差異，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的人物分離。這種技術(shù)讓防護(hù)更 “聰明”—— 既不影響生產(chǎn)節(jié)奏，又能守住安全底線(xiàn)，成為人機(jī)協(xié)作場(chǎng)景的理想選擇。

安協(xié)安全光柵搭載自研人物分離算法，支持根據(jù)場(chǎng)景自定義參數(shù)。訪(fǎng)問(wèn)官網(wǎng)（www.wvufootballtickets.com）可獲取《人物分離調(diào)試指南》，或聯(lián)系技術(shù)團(tuán)隊(duì)上門(mén)校準(zhǔn)。