Welche Anwendungen gibt es von LiDAR im Bereich Industrieroboter?

Die Anwendung von LiDAR im Bereich Industrieroboter nimmt rasch zu und wird zu einem wichtigen Sensorgerät für die Umsetzung von „intelligenter Fertigung“ und „Industrie 4.0“. Basierend auf den neuesten Branchenpraktiken im Jahr 2025 können die Kernszenarien in die folgenden sechs Richtungen zusammengefasst werden.
1. Hochpräzise Navigation und Clusterplanung
In Szenarien wie Lagerhaltung, Häfen und Produktionslinienlagern erfordert AGV/AMR eine Positionierung auf Zentimeterebene und unterstützt eine komplexe Flusssteuerung mit „Hybridfahrzeugen + Mensch-Maschine-Koexistenz“.
3D SLAM LiDAR kann unter Bedingungen wie Regalwechsel, schwacher Beleuchtung, Regen und Schnee im Freien stabil Karten erstellen, ohne dass Reflektoren oder QR-Codes erforderlich sind; In Kombination mit Cluster-Planungsalgorithmen kann ein einzelnes Lager mehr als 100 gleichzeitig betriebene Fahrzeuge unterstützen.
Das Schema ab 16 Linien kann den Differenzdruck der Konstruktionszeichnung auf ± 5 mm reduzieren, und die Reaktionszeit zur Hindernisvermeidung beträgt weniger als 200 ms, sodass die „Schwarzlichtfabrik“ 24 Stunden lang ununterbrochen transportieren kann.
2. Online-Erkennung und Größenmessung
Der natürliche Vorteil von LiDAR ist „ein Scan, Ausgabe in voller Größe“, wodurch etwa drei Koordinaten- und visuelle Workstations ersetzt wurden:
Durch einen Echtzeitvergleich zwischen 3D-Punktwolken und digitalen CAD-Modellen können Defekte wie Körperlücken, Rückfederung von Stanzteilen und Ebenheit von Batteriekästen mit Echtzeitalarmen für Defekte mit einer Ebene von 0,05 mm erkannt werden, und die Zykluszeit für die Einzellinienerkennung kann um mehr als 30 % verkürzt werden.
FMCW-Laserradar kann zusätzlich Geschwindigkeitsinformationen zur „dynamischen Paketvolumenmessung“ auf Hochgeschwindigkeitsförderbändern ausgeben und so Daten für die anschließende Abrechnung und Behälteroptimierung bereitstellen.
3. Sicherheitsüberwachung und Mensch-Maschine-Zusammenarbeit
Kollaborative Roboter (Cobots) müssen beim Teilen von Arbeitsplätzen mit Menschen sofortige Sicherheit gewährleisten.
Das halbkugelförmige 360-Grad-Radar bildet einen 4 Meter langen Sicherheitsschirm auf der Roboterbasis oder der Oberseite des Zauns. Sobald es das Eindringen von Personen erkennt, verlangsamt oder stoppt es die Maschine. Dies ist flexibler als herkömmliche Sicherheitslichtvorhänge und erfordert keine Mehrfachverkabelung.
Bei großen Stanz- und Biegeanlagen kann die Echtzeitüberwachung, ob Hände/Werkzeuge im Formbereich stecken bleiben, arbeitsbedingte Unfälle erheblich reduzieren.
4. Unbemannte Gabelstapler und Schwerlastlogistik im Freien
Unbemannte Gabelstapler müssen den gemischten Betrieb von Innenregalen, Außenplattformen und Lagerplätzen ausgleichen.
Der Fernlicht-LiDAR ermöglicht eine Erfassung großer Entfernungen von mindestens 150 Metern in Kombination mit IMU und Radgeschwindigkeit, um eine Positionierung auf Zentimeterebene zu erreichen. Es kann Plattformhöhe und Containerverriegelungslöcher automatisch identifizieren und das automatische Be- und Entladen von LKWs durchführen.
In Häfen und Tagebauen können 60-Tonnen-Schwerlastfahrzeuge mithilfe der „LiDAR+5G-Fernbedienung in einer Reihe angeordnet werden, was die Umschlagseffizienz um 25 % steigert und den Bedarf an manuellen Fahrern um 90 % reduziert.
5. Prozessrückverfolgbarkeit und digitaler Zwilling
Lidar kann Punktwolken mit hoher -Dichte auf einmal erzeugen und so ein „echtes 3D“-Basisbild für digitale Zwillinge bereitstellen:
Scannen Sie stündlich die gesamte Produktionslinie, vergleichen Sie automatisch die Geräteverschiebung und die Materialstapelhöhe, erkennen Sie rechtzeitig Abweichungen durch Vibrationen und Setzungen und führen Sie eine vorausschauende Wartung durch.
Durch die Kombination von Barcode/RFID wird eine „Produktortungszeit“-Bindung erreicht, die eine räumliche Indizierung auf Sub-Dezimeter-Ebene für eine qualitativ hochwertige Rückverfolgbarkeit und Bestandsvisualisierung ermöglicht.
6. Verbundroboter „Hände und Füße kombiniert“
Die neue Generation des Verbundroboters „mobiles Fahrgestell + sechsachsiger Roboterarm“ muss das Greifen, Be- und Entladen während der Bewegung abschließen.
Lidar ist für die Fahrwerksnavigation und räumliche Hindernisvermeidung verantwortlich und sendet gleichzeitig 3D-Punktwolken an die Roboterarmsteuerung, um „beim Gehen sehen und den Punkt greifen“ zu können. Es kann Werkstücke mit einem Gewicht von mehr als 20 kg automatisch zwischen Werkzeugmaschine und CNC austauschen.
In dunklen oder hellen Werkstätten ist LiDAR stabiler als Vision und vermeidet Erkennungsfehler, die durch reflektierende Metalloberflächen verursacht werden.
Zusammenfassung
Von der „Single-Point-Navigation“ zur „Full-Stack-Wahrnehmung“ vollendet Lidar die Transformation von „unterstützender → führender Rolle“ im Bereich Industrieroboter. Da die Kosten für im Inland produziertes 16-32-Zeilen-Radar auf unter 2.000 Yuan fallen und die FMCW-Technologie nach 2025 serienmäßig implementiert wird, werden sich ihre Anwendungsgrenzen weiter auf kleine und mittlere Fabriken und sogar diskrete Produktionslinien ausdehnen und so eine wahrnehmbare Grundlage für eine wirklich flexible Produktion legen.