裝配工序

在大多數人的觀念里，制造生產中的裝配環節是一項偏低端的勞動密集型工作，其技術含量低，是制造過程中的個最后一步，不過是“擰螺絲”的簡單體力勞動。實際上，裝配早已超越了“擰螺絲”的簡單概念，它是制造業的核心環節之一，是一個決定產品質量、成本和效率的綜合性技術環節。
隨著現代產品的復雜度以及裝配精度要求不斷升高，裝配工作越來越復雜，為了提高產品的一致性和生產效率，制造企業也在不斷提高裝配工藝，逐步往自動化的方向發展。在高度定制化的今天，消費者需求日益個性化、多樣化。這使得產品的生命周期大幅縮短，更新換代速度極快，因此，企業需要能夠在同一條生產線上，快速、低成本地生產組裝出不同型號、不同配置的產品。傳統的“剛性”自動化生產線，專為單一產品的大規模生產設計，換產時需要長時間的停線和重新調試，無法適應這種快速變化的市場。裝配協作機器人因此誕生。

裝配協作機器人

裝配協作機器人，顧名思義，是專門用于執行裝配任務的協作機器人，是以協作機器人作為主體，在其末端根據不同的裝配任務需要安裝上不同的裝配系統，其核心組成部分有：

• 機器人本體：通常為6軸關節型臂展，模仿人類手臂，提供高度的靈活性，同時，有著高重復定位精度（如±0.02mm或更高），能確保每一次動作都能精準到位。
• 智能控制器：機器人的“大腦”，負責運動規劃、指令解析和與外部設備通信。
• 末端執行器：機器人的“手”，根據任務不同而定制，如電動伺服夾爪、真空吸盤、擰螺絲刀、點膠閥、視覺相機等。
• 傳感器系統：機器人的“感官”，主要包括：1、力/力矩傳感器：安裝在腕部，用于感知裝配過程中的微小力變化，實現“柔順控制”；2、2D/3D視覺系統：作為機器人的“眼睛”，用于識別、定位和檢測零部件。

裝配協作機器人完成一個任務，是一個集感知、決策、執行于一體的閉環過程。典型工作流程如下：

• 感知與識別：視覺系統首先對工作臺上的雜亂零件進行拍照。通過圖像處理算法，識別出目標零件的類型、位置和方向。例如，確認螺絲孔在哪里，或者哪個零件是需要被抓取的。
• 規劃與定位：控制器根據視覺系統提供的坐標信息，計算出機器人移動到抓取點的最優路徑。機器人運動到零件上方，準備抓取。
• 抓取與搬運：末端執行器（如夾爪或吸盤）執行動作，穩定地抓取零件。機器人沿著規劃好的軌跡，將零件搬運到目標裝配位置。
• 精裝配與力控：這是最核心的環節。機器人依靠力/力矩傳感器進行“柔順裝配”。以插入軸套為例：機器人不是硬性地將軸壓入套中，而是在接觸時持續監測受到的阻力。一旦發現阻力異常（如卡住），它會進行微小的“晃動”或“搜索”動作，同時保持恒定的下壓力，直到軸順利插入到位。這個過程完美模擬了熟練工人的“手感”。
• 反饋與循環：完成一個步驟后，機器人會向總控系統發送“完成”信號。然后移動到下一個位置，或等待下一個指令，開始新一輪的裝配循環，直至整個產品裝配完成。

裝配協作機器人的優勢

當下制造企業面對核心矛盾是市場對“個性化、快速迭代”產品的需求與 “成本、效率和質量穩定性” 之間的巨大張力。傳統大規模生產和傳統自動化無法解決這個矛盾，而純人工生產則在成本和質量上難以為繼。裝配協作機器人恰恰位于這個矛盾的交點上，并提供了完美的解決方案，是未來制造的必然選擇，詳細來說，裝配協作機器人有如下核心優勢：

• 極致的柔性生產傳：傳統工業機器人安裝需要數月，產品換型時，調試工作量大、耗時長。相比之下，協作機器人通常可在幾小時或幾天內完成部署。通過拖拽示教、圖形化編程界面，普通工人經過簡單培訓即可完成新任務的設置和程序修改。這使得生產線能夠快速在不同產品型號之間切換。
• 敏捷響應能力，適應小批量、多品種趨勢：現代市場（如3C、小家電、醫療器械）產品生命周期短，定制化需求高。協作機器人允許企業以低成本、高效率的方式實現“混線生產”，在同一工位上完成多種不同產品的裝配任務，完美應對“大規模定制”的挑戰。
• 開創性的人機協作與安全保障：內置的力/力矩傳感器和碰撞檢測技術，使機器人在與人類發生意外接觸時能夠立即停止或減緩運動，極大降低了傷害風險。這意味著機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：協作機器人本體成本通常低于傳統工業機器人使得初始投資低；并且輕量化設計使其易于安裝，甚至可以直接安裝在普通工作臺上，無需改造地面，后續的使用和維護成本也低，由于上述成本優勢，以及它帶來的效率提升、質量穩定和人力節省，裝配協作機器人的投資回收周期通常非常短。
• 精密裝配與質量一致性：通過力/力矩傳感器，機器人可以實現柔順裝配，在插入軸套、安裝卡扣等場景中，能感知微小的阻力并實時調整姿態，避免卡死或零件損傷，因此保證工藝質量，可以精確控制力度和力矩，確保每一次操作的工藝參數都完全一致，杜絕過緊或過松。

越疆CRA系列協作機器人

作為國內協作機器人的領頭羊，越疆CRA系列協作機器人專為現代制造業對柔性化、智能化和高精度的需求設計，在制造裝配環節表現相當出色，其具體表現如下：

• 以極致精度與穩定性保障質量：通過優化精度控制算法和振動抑制技術，CRA系列實現了±0.02mm的重復定位精度，并將高速運動下的抖動控制在0.3mm以內。這意味著在裝配過程中，機器人能始終保持穩定可靠，直接提升產品的一致性和良品率。
• 以人機協同與柔性生產提升效率：CRA系列無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線工人也能快速調試。當生產任務需要切換時，機器人能迅速調整以適應新工藝，滿足 “小批量、多品種” 的柔性生產需求。
• 以模塊化與開放生態降低應用門檻：CRA系列提供從3kg到20kg的多種負載型號，豐富的I/O接口和對主流工業總線協議的支持，使其能像積木一樣輕松集成到現有生產線中。這種模塊化、即插即用的理念，顯著降低了自動化升級的復雜度和成本

基于上述能力，CRA系列在多個制造領域的裝配環節中表現出色：

• 3C電子裝配：憑借 ±0.02mm 的重復定位精度，CRA系列能勝任PCB板貼標、噴碼、螺絲鎖付等精密工作。其高精度和穩定性有效保證了像電路板、手機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系列機器人不僅能快速精準地完成上下料，避免人工出錯，其高靈敏碰撞檢測和安全皮膚技術更能確保與人協同時的絕對安全。
• 精密部件與復合裝配：對于軸承、齒輪、軸套等精密部件，CRA系列能實現微米級防抖，確保裝配的穩定可靠。此外，它還能與AGV小車組合成復合機器人，構建柔性裝配單元，實現物料在工位間的自動搬運和精準裝配。

綜上所述，裝配協作機器人以其極致的柔性生產能力、敏捷的響應速度、開創性的人機協作模式、低成本高回報的投資效益以及精密裝配與質量一致性等核心優勢，正逐步成為未來制造業不可或缺的關鍵力量。面對市場對個性化、快速迭代產品的迫切需求，裝配協作機器人不僅能夠有效解決成本、效率與質量穩定性之間的矛盾，更將推動制造業向更加智能化、靈活化的方向邁進，開啟制造業的新篇章。