激光测距仪在自动化立体库中的应用

【摘 要】堆垛机是自动化立体库的重要组成部分，自动化立体库内所有物料的出入库全部由堆垛机进行存放。激光测距仪作为堆垛机的水平定位设备，因此激光测距仪的性能、参数及工作状态直接影响到堆垛机的准确定位，文章以Leuze AMS200/120-11型激光测距仪为案例，阐述激光测距仪的原理、影响因素及维护保养，分析激光测距仪在自动化立体库中的应用。

【关键词】激光测距仪 影响因素 维护保养

前言

激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确定位的仪器，激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者（零点或基点）到目标的距离。在化工、制药工业、商业、军事等多个领域有着广泛的用途，并且发挥非常重要的作用。自动化立体库堆垛机运行稳定性、准确定位完全由激光测距仪的性能决定。

一、激光测距仪工作原理

测距原理基本可以归结为测量光往返目标所需要的时间，然后通过光速c=299792458m/s和大气折射系数n计算出距离D。由于直接测量时间比较困难，通常是测定连续波的相位，称为测相式测距仪。

激光测距仪是光波测距中的一种测距方式，如果光以速度c在空气中传播在A、B两点间往返一次所需时间为t，则A、B两点间距离D可用下列表示。

D=ct/2

式中：D――A、B两点间距离

c――光在大气中的传播速度

t――光往返A、B一次所需的时间

激光测距仪根据测量时间方法的不同，分为脉冲式激光测距仪和相位式激光测距仪两种。脉冲法测量距离的精度一般在±1米，测量误差较大，同时还存在盲区；相位式激光测距仪利用无线电波的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的延迟，在根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间，因此应用于精密测距领域，精度达毫米级。

二、设备型号参数

（1）设备型号： Leuze AMS200/120-11；2）量程120米；3）测量精度±2mm

（2）重复测量精度±0.5mm；5）适应环境：-30℃至+70℃；6）反光板500mm*500mm

三、影响激光测距仪的因素

（1）激光测距仪固定螺栓松动的影响。由于堆垛机在行走过程中的震动，造成激光测距仪螺栓松动，导致激光测距仪定位误差或出现脱靶现象。

（2）巷道异物的影响。库内物品掉落或包装物的脱落阻挡激光测距仪对设备的准确定位或安全运行会产生影响。

（3）灰尘对激光测距仪的影响。反光板长时间不清洁，灰尘对于设备准确定位产生一定误差。

（4）反光板清洁残留水渍的影响。对反光板清洁后，不能将残留水渍及时清洁立即运行设备时，由于残留水渍的反射，易造成定位误差。

四、模拟实验

从零点（反光板最远端）开始，分别选择三个中间点和距反光板最近的立体库货位原始值（三次定位读数均值）作为校验点基准值，以设备测量精度和重复测量精度之和作为允许误差，即为2.5mm。分别模拟紧固螺栓松动两圈、巷道放置异物、湿抹布擦洗反光板和发光板有灰尘四种因素测试激光测距仪工作情况。见表1

从以上数据可以看出，紧固螺栓松动和巷道异物对激光测距仪的准确定位影响较大，易造成定位错误（停机报警）；反光板的清洁对激光测距仪的定位没有明显影响，定位误差在可接受范围内。

五、激光测距仪的维护保养

（1）定期对激光测距仪固定螺栓进行紧固，一般需要每月检查一次。

（2）检查如果商品包装的完好性，每天对巷道进行检查，及时处理掉落商品或脱落包装，避免对激光测距仪产生影响。

（3）根据立体库内的环境，每两周或每月使用干抹布对反光板进行清洁，避免残留水渍对激光测距仪准确定位产生影响。

六、结语

激光测距仪作为立体库堆垛机的定位设备，设备状态及附件的清洁直接影响到定位准确性，因此，定期对设备进行清洁和准确性的校验，对于设备的稳定运行非常关键。

参考文献：

[1]汪友生，徐小平.相位法激光测距的实现[J].北京工业大学学报，2003，（04）

[2]徐恒梅.激光测距系统的设计研究[D]；哈尔滨工程大学，2010.