裝配工序

在大多數(shù)人的觀念里，制造生產(chǎn)中的裝配環(huán)節(jié)是一項(xiàng)偏低端的勞動(dòng)密集型工作，其技術(shù)含量低，是制造過(guò)程中的個(gè)最后一步，不過(guò)是“擰螺絲”的簡(jiǎn)單體力勞動(dòng)。實(shí)際上，裝配早已超越了“擰螺絲”的簡(jiǎn)單概念，它是制造業(yè)的核心環(huán)節(jié)之一，是一個(gè)決定產(chǎn)品質(zhì)量、成本和效率的綜合性技術(shù)環(huán)節(jié)。
隨著現(xiàn)代產(chǎn)品的復(fù)雜度以及裝配精度要求不斷升高，裝配工作越來(lái)越復(fù)雜，為了提高產(chǎn)品的一致性和生產(chǎn)效率，制造企業(yè)也在不斷提高裝配工藝，逐步往自動(dòng)化的方向發(fā)展。在高度定制化的今天，消費(fèi)者需求日益?zhèn)€性化、多樣化。這使得產(chǎn)品的生命周期大幅縮短，更新?lián)Q代速度極快，因此，企業(yè)需要能夠在同一條生產(chǎn)線上，快速、低成本地生產(chǎn)組裝出不同型號(hào)、不同配置的產(chǎn)品。傳統(tǒng)的“剛性”自動(dòng)化生產(chǎn)線，專為單一產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)計(jì)，換產(chǎn)時(shí)需要長(zhǎng)時(shí)間的停線和重新調(diào)試，無(wú)法適應(yīng)這種快速變化的市場(chǎng)。裝配協(xié)作機(jī)器人因此誕生。

裝配協(xié)作機(jī)器人

裝配協(xié)作機(jī)器人，顧名思義，是專門用于執(zhí)行裝配任務(wù)的協(xié)作機(jī)器人，是以協(xié)作機(jī)器人作為主體，在其末端根據(jù)不同的裝配任務(wù)需要安裝上不同的裝配系統(tǒng)，其核心組成部分有：

• 機(jī)器人本體：通常為6軸關(guān)節(jié)型臂展，模仿人類手臂，提供高度的靈活性，同時(shí)，有著高重復(fù)定位精度（如±0.02mm或更高），能確保每一次動(dòng)作都能精準(zhǔn)到位。
• 智能控制器：機(jī)器人的“大腦”，負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、指令解析和與外部設(shè)備通信。
• 末端執(zhí)行器：機(jī)器人的“手”，根據(jù)任務(wù)不同而定制，如電動(dòng)伺服夾爪、真空吸盤、擰螺絲刀、點(diǎn)膠閥、視覺(jué)相機(jī)等。
• 傳感器系統(tǒng)：機(jī)器人的“感官”，主要包括：1、力/力矩傳感器：安裝在腕部，用于感知裝配過(guò)程中的微小力變化，實(shí)現(xiàn)“柔順控制”；2、2D/3D視覺(jué)系統(tǒng)：作為機(jī)器人的“眼睛”，用于識(shí)別、定位和檢測(cè)零部件。

裝配協(xié)作機(jī)器人完成一個(gè)任務(wù)，是一個(gè)集感知、決策、執(zhí)行于一體的閉環(huán)過(guò)程。典型工作流程如下：

• 感知與識(shí)別：視覺(jué)系統(tǒng)首先對(duì)工作臺(tái)上的雜亂零件進(jìn)行拍照。通過(guò)圖像處理算法，識(shí)別出目標(biāo)零件的類型、位置和方向。例如，確認(rèn)螺絲孔在哪里，或者哪個(gè)零件是需要被抓取的。
• 規(guī)劃與定位：控制器根據(jù)視覺(jué)系統(tǒng)提供的坐標(biāo)信息，計(jì)算出機(jī)器人移動(dòng)到抓取點(diǎn)的最優(yōu)路徑。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到零件上方，準(zhǔn)備抓取。
• 抓取與搬運(yùn)：末端執(zhí)行器（如夾爪或吸盤）執(zhí)行動(dòng)作，穩(wěn)定地抓取零件。機(jī)器人沿著規(guī)劃好的軌跡，將零件搬運(yùn)到目標(biāo)裝配位置。
• 精裝配與力控：這是最核心的環(huán)節(jié)。機(jī)器人依靠力/力矩傳感器進(jìn)行“柔順裝配”。以插入軸套為例：機(jī)器人不是硬性地將軸壓入套中，而是在接觸時(shí)持續(xù)監(jiān)測(cè)受到的阻力。一旦發(fā)現(xiàn)阻力異常（如卡?。鼤?huì)進(jìn)行微小的“晃動(dòng)”或“搜索”動(dòng)作，同時(shí)保持恒定的下壓力，直到軸順利插入到位。這個(gè)過(guò)程完美模擬了熟練工人的“手感”。
• 反饋與循環(huán)：完成一個(gè)步驟后，機(jī)器人會(huì)向總控系統(tǒng)發(fā)送“完成”信號(hào)。然后移動(dòng)到下一個(gè)位置，或等待下一個(gè)指令，開(kāi)始新一輪的裝配循環(huán)，直至整個(gè)產(chǎn)品裝配完成。

裝配協(xié)作機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)

當(dāng)下制造企業(yè)面對(duì)核心矛盾是市場(chǎng)對(duì)“個(gè)性化、快速迭代”產(chǎn)品的需求與 “成本、效率和質(zhì)量穩(wěn)定性” 之間的巨大張力。傳統(tǒng)大規(guī)模生產(chǎn)和傳統(tǒng)自動(dòng)化無(wú)法解決這個(gè)矛盾，而純?nèi)斯どa(chǎn)則在成本和質(zhì)量上難以為繼。裝配協(xié)作機(jī)器人恰恰位于這個(gè)矛盾的交點(diǎn)上，并提供了完美的解決方案，是未來(lái)制造的必然選擇，詳細(xì)來(lái)說(shuō)，裝配協(xié)作機(jī)器人有如下核心優(yōu)勢(shì)：

• 極致的柔性生產(chǎn)傳：傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人安裝需要數(shù)月，產(chǎn)品換型時(shí)，調(diào)試工作量大、耗時(shí)長(zhǎng)。相比之下，協(xié)作機(jī)器人通?？稍趲仔r(shí)或幾天內(nèi)完成部署。通過(guò)拖拽示教、圖形化編程界面，普通工人經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可完成新任務(wù)的設(shè)置和程序修改。這使得生產(chǎn)線能夠快速在不同產(chǎn)品型號(hào)之間切換。
• 敏捷響應(yīng)能力，適應(yīng)小批量、多品種趨勢(shì)：現(xiàn)代市場(chǎng)（如3C、小家電、醫(yī)療器械）產(chǎn)品生命周期短，定制化需求高。協(xié)作機(jī)器人允許企業(yè)以低成本、高效率的方式實(shí)現(xiàn)“混線生產(chǎn)”，在同一工位上完成多種不同產(chǎn)品的裝配任務(wù)，完美應(yīng)對(duì)“大規(guī)模定制”的挑戰(zhàn)。
• 開(kāi)創(chuàng)性的人機(jī)協(xié)作與安全保障：內(nèi)置的力/力矩傳感器和碰撞檢測(cè)技術(shù)，使機(jī)器人在與人類發(fā)生意外接觸時(shí)能夠立即停止或減緩運(yùn)動(dòng)，極大降低了傷害風(fēng)險(xiǎn)。這意味著機(jī)器人可以直接部署在工人身邊，共享工作空間。
• 低成本與高回報(bào)：協(xié)作機(jī)器人本體成本通常低于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人使得初始投資低；并且輕量化設(shè)計(jì)使其易于安裝，甚至可以直接安裝在普通工作臺(tái)上，無(wú)需改造地面，后續(xù)的使用和維護(hù)成本也低，由于上述成本優(yōu)勢(shì)，以及它帶來(lái)的效率提升、質(zhì)量穩(wěn)定和人力節(jié)省，裝配協(xié)作機(jī)器人的投資回收周期通常非常短。
• 精密裝配與質(zhì)量一致性：通過(guò)力/力矩傳感器，機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)柔順裝配，在插入軸套、安裝卡扣等場(chǎng)景中，能感知微小的阻力并實(shí)時(shí)調(diào)整姿態(tài)，避免卡死或零件損傷，因此保證工藝質(zhì)量，可以精確控制力度和力矩，確保每一次操作的工藝參數(shù)都完全一致，杜絕過(guò)緊或過(guò)松。

越疆CRA系列協(xié)作機(jī)器人

作為國(guó)內(nèi)協(xié)作機(jī)器人的領(lǐng)頭羊，越疆CRA系列協(xié)作機(jī)器人專為現(xiàn)代制造業(yè)對(duì)柔性化、智能化和高精度的需求設(shè)計(jì)，在制造裝配環(huán)節(jié)表現(xiàn)相當(dāng)出色，其具體表現(xiàn)如下：

• 以極致精度與穩(wěn)定性保障質(zhì)量：通過(guò)優(yōu)化精度控制算法和振動(dòng)抑制技術(shù)，CRA系列實(shí)現(xiàn)了±0.02mm的重復(fù)定位精度，并將高速運(yùn)動(dòng)下的抖動(dòng)控制在0.3mm以內(nèi)。這意味著在裝配過(guò)程中，機(jī)器人能始終保持穩(wěn)定可靠，直接提升產(chǎn)品的一致性和良品率。
• 以人機(jī)協(xié)同與柔性生產(chǎn)提升效率：CRA系列無(wú)需安全圍欄即可與人并肩工作，其拖拽示教和圖形化編程功能讓產(chǎn)線工人也能快速調(diào)試。當(dāng)生產(chǎn)任務(wù)需要切換時(shí)，機(jī)器人能迅速調(diào)整以適應(yīng)新工藝，滿足 “小批量、多品種” 的柔性生產(chǎn)需求。
• 以模塊化與開(kāi)放生態(tài)降低應(yīng)用門檻：CRA系列提供從3kg到20kg的多種負(fù)載型號(hào)，豐富的I/O接口和對(duì)主流工業(yè)總線協(xié)議的支持，使其能像積木一樣輕松集成到現(xiàn)有生產(chǎn)線中。這種模塊化、即插即用的理念，顯著降低了自動(dòng)化升級(jí)的復(fù)雜度和成本

基于上述能力，CRA系列在多個(gè)制造領(lǐng)域的裝配環(huán)節(jié)中表現(xiàn)出色：

• 3C電子裝配：憑借 ±0.02mm 的重復(fù)定位精度，CRA系列能勝任PCB板貼標(biāo)、噴碼、螺絲鎖付等精密工作。其高精度和穩(wěn)定性有效保證了像電路板、手機(jī)中框等微小部件裝配的高良品率。
• 汽車零部件裝配：在汽車油管接頭等部件的裝配中，CRA系列機(jī)器人不僅能快速精準(zhǔn)地完成上下料，避免人工出錯(cuò)，其高靈敏碰撞檢測(cè)和安全皮膚技術(shù)更能確保與人協(xié)同時(shí)的絕對(duì)安全。
• 精密部件與復(fù)合裝配：對(duì)于軸承、齒輪、軸套等精密部件，CRA系列能實(shí)現(xiàn)微米級(jí)防抖，確保裝配的穩(wěn)定可靠。此外，它還能與AGV小車組合成復(fù)合機(jī)器人，構(gòu)建柔性裝配單元，實(shí)現(xiàn)物料在工位間的自動(dòng)搬運(yùn)和精準(zhǔn)裝配。

綜上所述，裝配協(xié)作機(jī)器人以其極致的柔性生產(chǎn)能力、敏捷的響應(yīng)速度、開(kāi)創(chuàng)性的人機(jī)協(xié)作模式、低成本高回報(bào)的投資效益以及精密裝配與質(zhì)量一致性等核心優(yōu)勢(shì)，正逐步成為未來(lái)制造業(yè)不可或缺的關(guān)鍵力量。面對(duì)市場(chǎng)對(duì)個(gè)性化、快速迭代產(chǎn)品的迫切需求，裝配協(xié)作機(jī)器人不僅能夠有效解決成本、效率與質(zhì)量穩(wěn)定性之間的矛盾，更將推動(dòng)制造業(yè)向更加智能化、靈活化的方向邁進(jìn)，開(kāi)啟制造業(yè)的新篇章。