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LIDAR

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Negli impianti dove la precisione di rilevamento condiziona la sicurezza degli operatori, la navigazione dei veicoli autonomi e l'integrità del controllo qualità, i sensori LiDAR sono diventati componenti essenziali. Elexonik mette a disposizione di system integrator, responsabili di automazione e OEM una selezione di sensori e sistemi LiDAR industriali, ordinabili con spedizione tramite corriere espresso in 3, 5 o 7 giorni lavorativi. Il team tecnico supporta i clienti nella verifica della compatibilità con l'impianto esistente, nella lettura delle sigle prodotto e nella selezione della variante corretta prima di confermare l'ordine: un servizio concreto per chi non può permettersi di ricevere un componente sbagliato o dimensionato in modo errato.

I sensori LiDAR disponibili a catalogo coprono le principali esigenze applicative dell'automazione industriale: dalla navigazione e anticollisione di veicoli a guida automatica (AGV) alla creazione di zone di sicurezza virtuali attorno ai macchinari, dal controllo dimensionale di componenti in produzione alla mappatura volumetrica di aree di magazzino. La categoria fa parte della struttura più ampia dei sensori industriali disponibili su Elexonik, all'interno del macro-comparto Controllo e Automazione.

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Laser scanner di sicurezza Sick S30A-4111CP, protezione aree pericolose fino a 7 m, dimensioni 155 x 185 x 160 mm.

Sick Sick - S30A-4111CP Re-stocking soon

Scanner di sicurezza Sick SG2-AAA00011IA0000, tecnologia LiDAR, campo di scansione 1,1 m, dimensioni 160 x 43 x 56 mm.

Sick Sick - SG2-AAA00011IA0000 Re-stocking soon

Scanner laser di sicurezza Sick S30A-6011EA, protezione aree pericolose fino a 7 m, dimensioni 155 x 185 x 160 mm.

Sick Sick - S30A-6011EA Re-stocking soon

Scanner laser di sicurezza Sick LMS151-10100, LIDAR 2D, campo 0,5-50 m, custodia IP67, dimensioni 105 x 102 x 162 mm.

Sick Sick - LMS151-10100 Re-stocking soon

Sick LMS111-10100, scanner laser di sicurezza LIDAR 2D, campo 0,5-20 m, custodia IP67, dimensioni 105 x 102 x 162 mm.

Sick Sick - LMS111-10100 Re-stocking soon

Omron FL-PS140W, barriera di sicurezza con luce stereo fotometrica, alta luminosità, facile montaggio e cablaggio.

Omron Omron - FL-PS140W Re-stocking soon

Cos'è la tecnologia LIDAR e come funziona in ambito industriale

LiDAR - acronimo di Light Detection and Ranging - è una tecnologia di telerilevamento che misura le distanze sfruttando la luce laser. Il principio di funzionamento si basa sul tempo di volo (Time-of-Flight, ToF): un impulso laser viene emesso dal sensore, rimbalza sull'oggetto rilevato e ritorna al ricevitore. Calcolando il tempo impiegato, il sistema ricava la distanza con precisione nell'ordine dei millimetri. Elaborando migliaia di questi punti di misura al secondo, il LiDAR costruisce una mappa di profondità 2D o una nuvola di punti 3D dell'ambiente circostante.

Rispetto al RADAR, che utilizza onde radio, la tecnologia LiDAR usa la luce, il che si traduce in una risoluzione angolare sensibilmente più alta e in mappe spaziali molto più dettagliate. Rispetto ai sensori a ultrasuoni, offre portate maggiori e precisione superiore. Queste caratteristiche rendono i sistemi LiDAR la scelta preferita in applicazioni industriali dove la mappatura tridimensionale, il riconoscimento di oggetti complessi o la creazione di perimetri di sicurezza precisi sono requisiti irrinunciabili.

LiDAR 2D e LiDAR 3D: differenze operative e criteri di scelta

I sensori LiDAR 2D scansionano su un singolo piano orizzontale o verticale: sono la soluzione standard per la navigazione a terra degli AGV, per il rilevamento perimetrale e per la creazione di barriere di sicurezza virtuali in applicazioni dove la variabile rilevante si sviluppa su un unico piano. Hanno un costo inferiore, un'integrazione più semplice e sono disponibili in formati compatti adatti all'installazione su mezzi mobili o a bordo macchina.

I sensori LiDAR 3D acquisiscono invece dati volumetrici completi, costruendo nuvole di punti che descrivono l'intero spazio tridimensionale: sono indicati per il riconoscimento di oggetti complessi, l'ispezione dimensionale di componenti, la misurazione del volume di riempimento in silo e serbatoi e le applicazioni di mappatura ad alta fedeltà. Il costo e la complessità di integrazione sono significativamente più alti rispetto ai modelli 2D, e la scelta deve essere guidata dall'effettiva necessità di informazione volumetrica: non tutte le applicazioni la richiedono, e optare per un LiDAR 3D su un'applicazione che un modello 2D gestirebbe correttamente è un sovradimensionamento che incide sul budget senza portare vantaggi operativi concreti.

Come scegliere il sensore LiDAR corretto: criteri di verifica prima dell'ordine

La selezione di un sensore LiDAR industriale non si riduce alla portata nominale indicata in scheda tecnica. Chi ha già fatto questa selezione su impianti reali sa che i parametri da verificare sono almeno sei, e che saltarne anche uno solo è la causa più frequente di incompatibilità in fase di messa in servizio.

Portata, risoluzione angolare e campo visivo

Verifica la portata effettiva richiesta dall'applicazione, non quella nominale del sensore. La portata nominale è spesso dichiarata su bersagli con alta riflettività: su superfici scure, opache o inclinate, la portata reale può ridursi anche del 30-40%. Se l'applicazione richiede il rilevamento affidabile di pallet verniciati di scuro o di superfici assorbenti, verifica sempre la portata su bersaglio di riferimento corrispondente al materiale reale.

Controlla la risoluzione angolare in relazione alla dimensione minima dell'oggetto da rilevare. Un sensore con risoluzione angolare di 0,33° a una portata di 10 m separa oggetti distanti almeno 5-6 cm: se la tua applicazione richiede il rilevamento di oggetti o gap più piccoli, occorre un sensore con risoluzione angolare più fine o una distanza di installazione ridotta.

Verifica l'ampiezza del campo visivo (Field of View) in relazione all'area da coprire. I LiDAR 2D per sicurezza hanno tipicamente un campo visivo fino a 270°; i modelli per navigazione AGV coprono spesso 360°. Un campo visivo insufficiente rispetto all'area di monitoraggio obbliga all'installazione di più sensori, con conseguente complessità di integrazione e sincronizzazione.

Grado di protezione, interfacce e compatibilità con il sistema di controllo

Accerta il grado di protezione IP adeguato all'ambiente di installazione. Un sensore installato in un reparto produttivo con polveri sottili, nebbia d'olio o getti d'acqua per le operazioni di pulizia richiede almeno IP65 o IP67. I modelli con protezione inferiore in ambienti gravosi si degradano rapidamente, con conseguente deriva delle misure e perdita di affidabilità del sistema.

Verifica la compatibilità dell'interfaccia di comunicazione con il sistema di controllo esistente. I sensori LiDAR industriali comunicano tipicamente tramite Ethernet/IP, PROFINET o IO-Link, con alcune gamme che supportano anche protocolli seriali. Prima di ordinare, controlla quale protocollo è gestito dal PLC o dal sistema di supervisione dell'impianto: un LiDAR con interfaccia PROFINET non può essere integrato direttamente su un sistema che parla solo EtherCAT senza un gateway aggiuntivo.

Per applicazioni di sicurezza funzionale, verifica la certificazione del sensore rispetto al Performance Level richiesto. Non tutti i LiDAR industriali sono certificati per funzioni di sicurezza: i modelli safety devono avere una certificazione specifica (tipicamente TÜV) con dichiarazione del PL raggiungibile secondo EN ISO 13849-1 o del SIL secondo IEC 62061. Usare un sensore di misura standard in una funzione di sicurezza è una non conformità che espone a responsabilità dirette in caso di incidente.

Errori tipici nella selezione e nell'integrazione dei sensori LiDAR

Il caso della portata sottostimata su bersagli reali

Un errore ricorrente riguarda la selezione basata sulla portata nominale dichiarata in scheda tecnica senza considerare le condizioni reali dell'ambiente. In un'applicazione di navigazione AGV in un magazzino con scaffalature metalliche verniciate di bianco, un sensore con portata nominale di 25 m può funzionare correttamente. Lo stesso sensore installato in un reparto di verniciatura con superfici nere opache o in un tunnel di cottura con vapori densi può avere una portata reale scesa a 10-12 m, insufficiente per i tempi di risposta richiesti dall'anticollisione. Quando un cliente ci contatta per un problema di rilevamento discontinuo o di frenate improvvise degli AGV, la prima cosa che il team Elexonik verifica è la specifica di portata sul bersaglio reale, non quella nominale della scheda tecnica.

Confusione tra LiDAR di misura e LiDAR di sicurezza

Un altro scenario frequente è l'utilizzo di un sensore LiDAR di misura o di navigazione in una funzione che richiede un livello di Performance Level certificato. I LiDAR di misura non hanno la ridondanza interna, i meccanismi di autodiagnostica e la certificazione TÜV richiesti per le funzioni di sicurezza secondo EN ISO 13849-1: installarli come barriere di sicurezza virtuali in sostituzione di un LiDAR safety certificato è una non conformità che la valutazione del rischio non può ignorare. La distinzione non è sempre immediata dal nome commerciale del prodotto: occorre verificare esplicitamente la dichiarazione di PL e SIL presente nella documentazione tecnica prima di qualificare il sensore per una funzione di sicurezza.

Applicazioni dei sensori LiDAR nell'automazione industriale

Navigazione e anticollisione per AGV e robot mobili

La navigazione autonoma di veicoli a guida automatica è l'applicazione che ha determinato la diffusione dei sistemi LiDAR nell'industria manifatturiera e logistica. I sensori montati sugli AGV mappano l'ambiente in tempo reale, rilevano ostacoli fissi e mobili, localizzano il veicolo rispetto alla mappa di riferimento e calcolano le traiettorie di evitamento. La tecnologia LiDAR è preferita ai sistemi basati su fotocamere in ambienti con illuminazione variabile o assente, perché funziona indipendentemente dalle condizioni di luce: un AGV equipaggiato con sensori LiDAR opera correttamente tanto in un corridoio ben illuminato quanto in un'area di magazzino in penombra o al buio completo.

Sicurezza e monitoraggio di aree pericolose

I LiDAR safety certificati creano zone di protezione virtuali attorno a macchinari pericolosi, isole robotizzate e aree di transito. Quando un operatore entra nella zona di allerta, il sistema riduce la velocità del macchinario; se entra nella zona di protezione, attiva l'arresto di sicurezza. Questo approccio sostituisce o integra le tradizionali barriere fotoelettriche in applicazioni dove la forma dell'area protetta è irregolare o variabile, dove le barriere fisiche comprometterebbero l'accessibilità o dove è necessario distinguere tra presenza umana e transito di materiali. I sensori fotoelettrici e le barriere fotoelettriche restano la soluzione più indicata per la protezione di accessi lineari, mentre il LiDAR safety è preferibile per perimetri complessi e forme irregolari.

Controllo di processo e ispezione qualità

Nel controllo dimensionale in linea, i sistemi LiDAR 3D misurano il profilo di materiali su nastri trasportatori, verificano la geometria di componenti rispetto alle tolleranze di progetto e rilevano difetti superficiali che alterano il profilo atteso. Nella logistica, la misurazione volumetrica di pacchi e pallet alimenta i sistemi di calcolo del peso volumetrico e ottimizza il riempimento delle unità di trasporto. Nella gestione delle materie prime, il rilevamento del livello di riempimento in silo e serbatoi tramite LiDAR è preferibile agli ultrasuoni in presenza di polveri o vapori che attenuano il segnale acustico.

Compatibilità, accessori e integrazione con il sistema di automazione

I sensori LiDAR raramente operano come componenti isolati: fanno parte di un sistema che include l'unità di calcolo, il software di configurazione, i cavi di connessione schermati e, nelle applicazioni safety, il modulo di sicurezza che gestisce le uscite di arresto. Prima di completare la specifica, è necessario verificare la coerenza dell'intero sistema.

Per le applicazioni che richiedono l'integrazione con logica di controllo centralizzata, la categoria PLC, HMI e analisi dati completa l'ecosistema con controllori e gateway di comunicazione compatibili con i protocolli più diffusi. Per le applicazioni di sicurezza funzionale, i moduli di sicurezza gestiscono le uscite di arresto nel rispetto dei livelli di Performance Level richiesti. Chi lavora su impianti con AGV o robot mobili può trovare nel catalogo Elexonik anche i sensori di prossimità e i sensori infrarossi che completano l'architettura di rilevamento su applicazioni multi-sensore.

I brand Sick e BALLUFF dispongono di gamme LiDAR specificamente sviluppate per l'automazione industriale - dalla navigazione AGV alle applicazioni safety - con supporto tecnico pre-vendita disponibile tramite il team Elexonik per la verifica della configurazione corretta rispetto all'impianto specifico.

Normative e certificazioni: cosa verificare prima dell'installazione

I sensori LiDAR installati in funzioni di sicurezza devono rispondere a requisiti normativi precisi. La norma EN ISO 13849-1 definisce i livelli di Performance Level (da PL a a PL e) richiesti per le funzioni di sicurezza delle macchine: un LiDAR utilizzato per la protezione di un'area pericolosa deve avere una certificazione TÜV o equivalente che dichiari il PL raggiungibile, l'architettura di ridondanza interna e il tasso di guasto pericoloso (PFH). I sensori privi di questa documentazione non possono essere qualificati per funzioni di sicurezza, indipendentemente dalle caratteristiche di rilevamento.

Per le applicazioni che rientrano nell'ambito della Direttiva Macchine 2006/42/CE, la valutazione del rischio deve identificare il PL richiesto per ogni funzione di sicurezza prima della selezione del sensore: è il PL richiesto che determina il sensore, non il contrario. I sistemi LiDAR con certificazione safety secondo IEC 62061 dichiarano il Safety Integrity Level (SIL) raggiungibile, parametro rilevante per le applicazioni in settori con requisiti di sicurezza elevati. Il team tecnico Elexonik supporta i clienti nella verifica della conformità normativa degli strumenti selezionati rispetto ai requisiti documentati nella valutazione del rischio.

Per i sensori LiDAR impiegati in ambienti con atmosfere potenzialmente esplosive, la certificazione ATEX (Direttiva ATEX 2014/34/UE) è un requisito obbligatorio: non tutti i modelli industriali sono disponibili in versione Ex, e la verifica della disponibilità deve essere effettuata prima di qualsiasi impegno di fornitura.

I brand disponibili per i sensori LiDAR industriali

Sick - Gamma LiDAR tra le più complete per l'automazione industriale: sensori 2D per navigazione AGV e sicurezza di area, scanner laser per il controllo dimensionale e sistemi 3D per applicazioni di ispezione e mappatura. I modelli della serie safety sono certificati TÜV fino a PL e e SIL 2/3, ordinabili con supporto tecnico pre-vendita per la definizione della configurazione corretta rispetto all'architettura di sicurezza dell'impianto.
Baumer - Sensori LiDAR e di distanza laser per applicazioni di misura e rilevamento preciso in ambienti industriali. Le soluzioni Baumer si distinguono per la robustezza meccanica e la tenuta in condizioni ambientali gravose, con modelli disponibili in esecuzioni con protezione IP67 e resistenza a vibrazioni e cicli termici intensi. Indicati per applicazioni di misura di profilo, controllo di posizione e rilevamento oggetti su linee automatizzate.
BALLUFF - Soluzioni di rilevamento laser e sistemi di identificazione per l'automazione di fabbrica. La gamma include sensori di distanza ad alta precisione con interfacce IO-Link per l'integrazione diretta in architetture di automazione Industry 4.0, ordinabili con documentazione tecnica completa e supporto nella lettura delle sigle prodotto per la selezione della variante corretta.
Turck - Sensori di distanza e sistemi di rilevamento laser per applicazioni industriali con requisiti di robustezza elevati. Le soluzioni Turck sono particolarmente diffuse in applicazioni di controllo posizione e rilevamento presenza su impianti con cicli operativi intensi, con interfacce di comunicazione compatibili con i principali sistemi di controllo industriale.

Domande frequenti sui sensori LiDAR industriali

Come si verifica se un sensore LiDAR è adatto a un'applicazione di sicurezza funzionale?

Il primo elemento da controllare è la presenza di una certificazione di sicurezza esplicita nella documentazione tecnica del sensore: i modelli LiDAR safety dichiarano il Performance Level raggiungibile (secondo EN ISO 13849-1) e il Safety Integrity Level (secondo IEC 62061), con certificazione TÜV o equivalente. Questa informazione deve comparire nella scheda tecnica ufficiale e nel manuale di installazione, non solo nel materiale commerciale. Il secondo parametro da verificare è la compatibilità tra il PL dichiarato dal sensore e il PL richiesto dalla valutazione del rischio della macchina: se l'analisi di rischio identifica PL d per la funzione di protezione di area, il sensore deve essere certificato almeno PL d. Il terzo aspetto riguarda le uscite di sicurezza: i LiDAR safety hanno tipicamente due uscite OSSD (Output Signal Switching Device) a doppio canale, che devono essere collegate a un modulo di sicurezza o a un relè di sicurezza omologato. Se hai dubbi sulla classificazione del sensore o sulla coerenza con l'architettura di sicurezza dell'impianto, il team Elexonik verifica la documentazione tecnica prima di confermare l'ordine.

Qual è la differenza tra un LiDAR 2D e un LiDAR 3D in un'applicazione di navigazione AGV?

Per la navigazione a terra degli AGV in ambienti strutturati - corridoi di magazzino, aree di produzione con layout fisso - il LiDAR 2D è la soluzione standard e in molti casi sufficiente: scansiona su un piano orizzontale, mappa le pareti, le scaffalature e gli ostacoli a livello del sensore, e consente la localizzazione e la pianificazione del percorso con un costo e una complessità di integrazione contenuti. Il LiDAR 3D diventa necessario quando l'ambiente presenta variazioni verticali significative che il piano di scansione 2D non intercetterebbe - oggetti sospesi, rampe, variazioni di quota - oppure quando la missione del veicolo include il riconoscimento e la manipolazione di oggetti tridimensionali. In applicazioni miste, alcuni impianti combinano un LiDAR 2D per la navigazione e la sicurezza con una camera 3D o un LiDAR 3D compatto per le operazioni di prelievo e deposito, ottimizzando il rapporto tra costo e prestazioni di sistema.

Come si sceglie l'interfaccia di comunicazione corretta per integrare un LiDAR nel sistema di controllo esistente?

La scelta dell'interfaccia dipende esclusivamente dall'architettura di comunicazione già presente nell'impianto. Se il PLC di controllo gestisce PROFINET, il sensore deve supportare PROFINET; se l'architettura è basata su Ethernet/IP, occorre un modello con quella interfaccia. IO-Link è un'opzione interessante per le applicazioni in cui il sensore viene connesso a un master IO-Link già presente nel sistema di I/O distribuito, perché semplifica il cablaggio e aggiunge capacità di diagnostica remota. Alcuni modelli LiDAR offrono più interfacce contemporaneamente, il che dà flessibilità in caso di futuri aggiornamenti dell'architettura. Prima di ordinare, verifica anche la disponibilità del file GSD (per PROFINET) o dell'EDS (per Ethernet/IP) necessario per la configurazione del progetto PLC: questi file devono essere forniti dal produttore e la loro assenza può allungare significativamente i tempi di messa in servizio. Il team Elexonik verifica la disponibilità di questi file per i modelli ordinati e può supportare nella configurazione iniziale.

È possibile trovare su Elexonik un LiDAR equivalente a un modello fuori produzione o difficile da reperire?

Sì, la gestione di componenti fuori produzione è tra i servizi che il team Elexonik offre in modo operativo. Quando un cliente contatta il supporto con la sigla di un sensore LiDAR non più disponibile, il team verifica le specifiche tecniche critiche - portata, risoluzione angolare, campo visivo, interfaccia di comunicazione, grado di protezione, eventuale certificazione safety - e identifica nel catalogo attuale il modello con caratteristiche equivalenti o compatibili con l'applicazione originale. In molti casi la sostituzione richiede una piccola modifica alla configurazione software o al cablaggio di interfaccia, che il team documenta al momento della selezione. Per avviare questa verifica, è sufficiente fornire la sigla completa del sensore esistente o, in alternativa, le specifiche tecniche dell'applicazione. Puoi contattarci dalla pagina contatti o scriverci su WhatsApp per una risposta diretta.

Supporto tecnico, spedizioni e garanzia per i sensori LiDAR

Chi lavora su impianti con AGV, isole robotizzate o sistemi di controllo qualità in linea sa che la selezione di un sensore LiDAR sbagliato si paga in fase di commissioning, non al momento dell'ordine. Per questo il supporto tecnico pre-vendita di Elexonik non è una generica disponibilità alla consulenza: è un servizio operativo che verifica la sigla prodotto, controlla la compatibilità con il sistema di controllo dell'impianto e, per le applicazioni di sicurezza funzionale, conferma la coerenza tra la certificazione del sensore e il Performance Level richiesto dalla valutazione del rischio.

Oltre alla fornitura di sensori nuovi, Elexonik offre un servizio di riparazione e assistenza tecnica su numerosi componenti industriali, inclusi sistemi di misura e rilevamento: un'opzione utile quando il fermo impianto non ammette i tempi di approvvigionamento di un nuovo componente. Tutti i dettagli sono nella pagina dedicata a riparazioni e assistenza tecnica.

Le spedizioni vengono gestite in 3, 5 o 7 giorni lavorativi tramite corriere espresso, in base alla disponibilità del prodotto. Gli acquisti sono coperti da garanzia secondo le condizioni di vendita pubblicate sul sito. Per richiedere supporto tecnico, verificare la disponibilità di un modello specifico o avviare la ricerca di un equivalente fuori produzione, puoi contattare il team dalla pagina contatti. Per sapere chi siamo e come lavoriamo, visita la pagina chi siamo.