Cảm biến dò đường laser (Scanning laser range finders) với các tính năng đặc biệt, có thể được sử dụng thay thế hàng loạt các cảm biến laser thông thường, hiện đang dần trở nên phổ biến trong công nghiệp. Bài viết này cung cấp các thông tin cơ bản, những ứng dụng rộng rãi cũng như những tiềm năng trong tương lai của cảm biến, đặc biệt là các dòng cảm biến dò đường laser HOKUYO.
Cảm biến dò đường laser là gì? Điểm khác nhau giữa cảm biến dò đường laser và cảm biến laser thông thường.
Cảm biến laser là một loại cảm biến vô cùng phổ biến trong các hệ thống tự động. Với cấu tạo gồm một đầu thu và một đầu phát tia laser, khi xuất hiện vật cản trên đường truyền của chúng, cảm biến sẽ truyền về các tín hiệu để nhận biết hay đếm sản phẩm trong các băng chuyền sản xuất hay nhận biết người để đóng mở cửa trong các hệ thống cửa tự động.
Cảm biến laser thông thường
Loại cảm biến này đã được biết tới rộng rãi qua vô vàn các bộ phim hành động Hollywood nghẹt thở như James Bond 007, với các tòa nhà lớn, các ngân hàng vốn cần sự bảo mật tuyệt đối trước những kẻ đột nhập luôn tìm cách thoát khỏi các bức tường laser chằng chịt, tưởng chừng như không thể vượt qua.
Hệ thống hàng ngàn cảm biến laser bố trí dày đặc khiến cho việc đột nhập có vẻ là việc bất khả thi
Thông thường, cảm biến laser sẽ phát ra một chùm tia sáng đỏ (có thể nhìn thấy hoặc không thể nhìn thấy bằng mắt thường) mảnh như sợi chỉ xuyên suốt theo một đường thẳng từ đầu thu đến đầu phát. Vậy nên để có thể tạo ra các bức tường laser như trong phim, chắc hẳn ta cần bố trí một số lượng lớn các cảm biến, vốn gây rất nhiều khó khăn cho việc lắp đặt, điều chỉnh và sửa chữa. Chúng ta đều biết rằng càng sử dụng nhiều cảm biến, độ ổn định của hệ thống càng giảm và hơn hết, chi phí sẽ ngày càng tăng cao.
Xuất phát từ các bất lợi này, nhiều nhà sản xuất đã tiến hành nghiên cứu và cho ra đời một loại cảm biến mới có thể thay thế cho hàng ngàn cảm biến laser riêng lẻ, tạo nên vùng quét cực kỳ rộng trên một mặt phẳng 2D với góc quét 270 độ. Một trong số đó là các cảm biến dò đường laser đến từ HOKUYO AUTOMATICS (Nhật Bản).
Cảm biến dò đường laser UST-05LN
Về cơ bản, cảm biến phát ra các chùm tia laser quét khắp mặt phẳng có phạm vi từ 4m đến 80m tùy theo model. Khi có chướng ngại vật hay con người xuất hiện trong vùng làm việc của cảm biến, ngay lập tức vị trí của chúng sẽ được xác định bằng các tọa độ X, Y hoặc các tọa độ góc. Những thông số này sẽ được hiển thị trên màn hình thông qua một phần mềm của nhà sản xuất, đồng thời kích hoạt ngõ ra theo 3 tín hiệu riêng biệt. Vì vậy, cảm biến có thể giúp ta xác định được các kích thước, vị trí và hướng chuyển động của vật dựa trên các dữ liệu nhận được.
Một số ứng dụng cảm biến dò đường laser HOKUYO
Cảm biến dò đường laser HOKUYO hiện đang được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Sau đây là một vài ví dụ minh chứng cho điều này.
1. Điều khiển tay máy:
Cảm biến gửi các tín hiệu về bộ điều khiển PLC giúp thiết lập vùng bảo vệ an toàn khi các tay máy làm việc, đảm bảo chúng không va chạm với nhau, đồng thời phát hiện sự chuyển hướng hay ngừng hoạt động có trong khoảng thời gian đã được ấn định hay không.
Ứng dụng của cảm biến trong việc điều khiển các tay máy cùng hoạt động
2. Cảnh báo an toàn khi xe nâng hàng đang hoạt động trong khu vực nhà xưởng:
Xe nâng hàng đang hoạt động trong khu vực nhà xưởng
Theo hình trên, mặt phẳng màu hồng là vùng làm việc của cảm biến dò đường laser. Mọi xe nâng đi vào vùng làm việc này sẽ được phát hiện và từ đó, các cảnh báo được phát ra. Như vậy, khi mọi người đi vào từ cánh cửa màu vàng, họ có thể yên tâm di chuyển mà không phải lo sợ sẽ va chạm với xe nâng. Và vì vậy, tính năng an toàn khu vực được đảm bảo.
Đặt cảm biến thẳng hàng vùng màu đỏ ngang với xe nâng hàng để phát hiện khi xe vào vùng nguy hiểm
3. Đảm bảo an toàn cho các xe tự hành AGV (Automatic Guided Vehicles):
Xe tự hành được định nghĩa là các xe vận hành tự động không người lái theo các chương trình đã được lập trình sẵn. Chính vì vậy, các cảm biến laser có tầm quan trọng rất lớn trong việc xác định tuyến đường đi của xe hay tránh các vật cản, giúp xe đưa ra các quyết định rẽ, dừng để tránh tai nạn gây hư hại.
Hoạt động của xe tự hành trong nhà máy
Những ý tưởng trong tương lai
Thời đại của chúng ta chứng kiến sự phát triển của các flycam có thể chụp hình, quay phim từ trên cao. Tuy nhiên các thiết bị này vẫn phải được điều khiển từ xa để tránh các chướng ngại vật hay khi len lỏi giữa các tòa nhà cao tầng. Vậy nếu chúng được gắn thêm cảm biến dò đường laser thì sao? Một hiện tại với đầy rẫy với các vụ tắc đường sẽ biến mất, thay vào đó một tương lai với không chỉ là flycam mà còn là những chiếc xe ô tô không người lái di chuyển trên không sẽ không còn là một viễn cảnh xa vời đối với chúng ta.
Một tương lai flycam không cần con người điều khiển sẽ không còn xa
Và đây, những chú robot thông minh làm nhiệm vụ cảnh giới ban đêm thay cho những cảnh sát tuần tra. Khi phát hiện đối tượng đi vào khu vực được bảo vệ, robot sẽ thu thập dữ liệu, đưa vào bộ nhớ lập trình và so sánh với các dữ liệu có sẵn. Nếu dữ liệu trùng khớp, đối tượng sẽ được phép vào, và ngược lại, kẻ gian bị phát hiện và robot sẽ phát đi báo động.
Những chú robot tuần tra thay thế cho các chú cảnh sát
Và cuối cùng, robot di chuyển thích nghi theo địa hình cũng sẽ không còn là ước mơ với cảm biến dò đường laser. Cảm biến sẽ thu thập các dữ liệu địa hình trên mặt đất để điều chỉnh các cơ cấu chấp hành thích nghi theo các dữ liệu thu được. Khi đi qua sông suối, robot sẽ như một chiếc tàu lặn; khi đi qua vùng núi cao, robot trở thành chiếc máy bay. Vậy vấn đề còn lại thuộc về các nhà chế tạo thiết bị. Rõ ràng với cảm biến dò đường laser này chúng ta có thễ biến các ước mơ thành hiện thực.
Robot vượt mọi địa hình cũng không còn là điều viễn vông
Vai trò của công ty Thanh Thành trong việc cung ứng các sản phẩm cảm biến dò đường laser HOKUYO
Công ty Thanh Thành, với thời gian hơn 10 năm đồng hành, là đại diện của nhà sản xuất HOKUYO tại Việt Nam. Hàng năm chúng tôi đều cử các nhân viên sang nhà máy HOKUYO ở Osaka để (được) học tập và huấn luyện. Thanh Thành đóng vai trò như một cầu nối giữa các khách hàng ở Việt Nam với đội ngũ chuyên gia kỹ sư HOKUYO ở Nhật Bản, để từng bước đưa công nghệ tiên tiến nhất vào áp dụng trong ngành sản xuất tự động ở Việt Nam.
Tất cả các vấn đề kỹ thuật khách hàng cần tìm hiểu sẽ được chúng tôi cùng với các chuyên gia Nhật Bản cùng nhau giải quyết. Ngoài ra, khách hàng có thể tiến hành kiểm tra trực tiếp các bộ cảm biến laser luôn có sẵn trong kho của công ty. Mọi sự cố xảy ra khi sử dụng sản phẩm sẽ được chúng tôi thay mặt cho nhãn hàng giải quyết nhanh nhất, cố gắng đáp ứng 24/7 không làm ảnh hưởng đến quá trình sản xuất của khách hàng.
Chúng tôi tin rằng bằng việc ứng dụng các công nghệ tiên tiến nhất, người Việt Nam hoàn toàn có thể sáng tạo ra những sản phẫm made in Việt Nam để ứng dụng trong công nghiệp và cuộc sống, góp phần đưa nền kinh tế Việt Nam hòa nhập cùng công nghệ 4.0 trên thế giới.