摘要 

【背景】 新能源汽车风扇自动化产线中，黑色模条测距难题长期制约抓取稳定性与生产效率。 

【目的】 解决黑色吸光物体在强震动、高速运动工况下的测距失效问题。 

【方法】 采用摩天L2s灌胶款激光测距传感器，结合双传感器协同的“边移动边测量”预判式抓取方案。 

【结果】 抓取成功率稳定在99.9%以上，有效消除震动导致的测量偏差，产线节拍瓶颈得到解除。 

【结论】 该方案已成功应用于多家新能源汽车零部件企业，为黑色工件高速抓取场景提供了可复制的技术路径。 

1. 引言 

在新能源汽车风扇的自动化生产中，PLC编程人员与自动化工程师常面临一个共同挑战：如何让传感器在黑色吸光物体、强震动、近距离、高速运动等工况下，依然输出稳定可靠的测距数据，确保机械臂精准抓取？ 

黑色模条测距难题、强震动干扰、近距离高速运动以及严苛节拍要求，成为制约抓取稳定性与产线效率的关键瓶颈。本文针对上述问题，提出基于摩天L2s灌胶款激光测距传感器的双传感器协同方案，并通过实际产线验证其有效性。 

2. 问题陈述

 2.1 黑色吸光物体的测距难题 

在新能源汽车风扇生产中，转子浸锡工序的自动化程度直接影响整线节拍与良品率。某专业风扇生产企业的一条自动化产线，在采用雄创机械臂进行转子抓取时，长期受困于以下问题：

●黑色模条吸光严重：转子放置于黑色模条上，传统光电传感器对深色低反射率物体灵敏度低、光信号衰减大，导致测距不稳定甚至无法输出有效距离。 

2.2 强震动环境下的测量误差

 ●震动干扰造成读数偏差：机械臂高速运动（移动速度≥1.2m/s）产生震动传导至传感器，测量值较实际值平均偏大2.5mm，引发抓偏与漏抓。 

2.3 节拍要求的严苛性 

●节拍要求严苛：抓取工位空间紧凑（传感器工作距离0.1m–1.2m），客户要求单次抓取周期压缩至1.8秒以内，传统“测量—停止—判断—动作”串行模式已无法满足。 为系统性解决上述痛点，该企业与摩天射频（MyAntenna）技术团队合作，引入L2s灌胶款激光测距传感器，目标将抓取成功率提升至99.9%以上，同时缩短节拍时间。 

3. 方法与系统设计 

3.1 L2s灌胶款激光测距传感器原理

 L2s灌胶款激光测距传感器采用优化的光学算法，对黑色、低反射表面具有出色的检测能力。即使在黑色模条上，依然能稳定输出毫米级精度数据，彻底解决传统传感器对黑色、低反射表面光信号衰减大，测距不稳定的问题。 

3.2 抗震动设计：物理灌胶工艺 

通过内部灌封胶填充，传感器核心元器件被牢牢固定，有效吸收机械臂运行产生的高频震动，确保光路稳定，从根源上消除震动对测量精度的影响，解决“读数跳动”的困扰。 

3.3 双传感器协同：“边移动边测量”预判式抓取 

为了在高速运动中抢占时间，我们与客户共同验证了一套高效的“预判式抓取”方案： 

●并行安装，预判姿态：在机械臂前端平行安装两台L2s传感器。在机械臂向料盘移动过程中，两台传感器同时测量黑色模条边沿的距离。 

●差值分析，防歪斜：当两台传感器测得的距离差值小于2mm时，PLC判定料盘姿态端正、无歪斜，机械臂无需减速即可继续前进。 

●逼近抓取，无缝衔接：在判定料盘姿态合格后，机械臂直接进入抓取工位，由L2s传感器实时反馈距离数据，引导夹爪精准抓取转子。 

这套方案的核心价值在于：将“测量-判断-动作”的串行流程，转变为“边移动边测量”的并行模式，为PLC编程人员节省了宝贵的节拍时间。 

3.4 控制架构 

系统以PLC为控制核心，两台L2s传感器通过模拟量输入模块接入，PLC内置差值判断与运动控制算法。在连续生产测试中，抓取成功率稳定在99.9%以上，未发生因信号丢失或震动导致的抓偏故障。PLC接收到的距离数据平滑稳定，软件滤波算法复杂度大幅降低。 

4. 核心应用价值 

●信号更干净：灌胶款有效抑制震动噪声，对黑色物体输出稳定，PLC接收到的距离数据更平滑，减少软件滤波负担。

●响应更快速：传感器测量速率提升，配合“移动中测量”策略，可大幅缩短抓取周期。 

●调试更简单：双传感器差值判断逻辑清晰，易于在PLC程序中实现，降低编程复杂度。 

●适应性更强：即使在黑色、低反射表面场景下，L2s依然保持稳定测距性能，满足严苛工业环境需求。 

5. 项目成果与数据验证 

5.1 抓取精度提升，降低不良率 

通过灌胶款对黑色物体的稳定感知与抗震动设计，抓取位置偏移量得到有效控制。转子浸锡工序的不良品率显著下降，产品质量一致性明显改善。 

5.2 产线节拍优化，产能提升

 “边移动边测量”的并行模式解除了该工位的节拍瓶颈，产线整体效率获得有效提升，满足了客户对高速生产的需求。

 5.3 调试与运维效率改善 

双传感器差值判断逻辑采用标准化PLC功能块封装，新产线调试时间大幅缩短。灌胶款传感器在连续运行中未出现因粉尘或震动导致的性能衰减，现场维护频次显著降低。 

5.4 方案可复制性 

本方案的成功经验已在多家新能源汽车零部件企业的风扇、电机转子装配线中复制应用。所有应用场景均涉及黑色工件抓取与高速移动工况，验证了方案的普适性。 

6. 关键参数汇总 

7. 结论

针对新能源汽车风扇自动化产线中黑色模条测距难题，本文提出了基于摩天L2s灌胶款激光测距传感器的双传感器协同方案。通过物理灌胶抗震动设计、优化的光学算法、以及“边移动边测量”的预判式抓取策略，有效解决了黑色吸光物体在强震动、高速运动工况下的测距失效问题。 

实际产线验证结果表明，该方案将抓取成功率提升至99.9%以上，显著优化了节拍时间，降低了不良率与运维成本。该方案已在多家新能源汽车零部件企业成功复制，为同类黑色工件高速抓取场景提供了可靠的技术路径。 

关于摩天射频 摩天射频（MyAntenna）是专注于激光测距传感器与天线研发、生产与销售的国家级高新技术企业，通过ISO9001认证。核心产品包括激光测距传感器、内外置天线定制等，已广泛应用于新能源汽车、电力、建材、化工、冶金、机器人、自动化装备等行业。 

激光测距传感器以工业级稳定性与灵活性，为自动化产线的“高速”与“精准”提供可靠感知基础。如需了解L2s灌胶款详细参数或双传感器方案PLC示例程序，欢迎联系技术支持团队。