在整机制造的装配环节中,锁付是分布最广的工序之一。家电的后背板与顶部、汽车的内饰与结构件、3C 产品的外壳、电气设备的接线端子,只要有螺纹连接,就需要锁付。一台整机通常有多个锁付点,分布在不同位置、不同方向,是装配线上高频重复的工序。
这样一道高频工序,过去主要靠人工完成, 取料、对位、再用电批(电动螺丝刀)或风批将螺钉拧入,最后再进行目视确认,判断是否拧到位、有无遗漏,必要时补锁。如果是批量混产,就需要切换产品对应的螺丝。
人工锁付的局限
把锁付交给人工,有几个问题很难根除。
其一是质量不稳定。锁付是否到位,依赖操作者当下的操作手法,浮锁、漏锁时有发生,质量存在波动。其二是用工压力。多角度、多位置的重复锁付枯燥耗人,长时间作业容易疲劳,在招工难、人力成本上升的背景下,靠加人来保产能并不划算。其三是换型效率低。产线进入多型号混产时,人工换型要重新熟悉锁付的位置和顺序,型号切换越频繁,效率损失越明显。
这些局限叠加在一起,使锁付环节的自动化升级成为制造业普遍面临的现实需求。早期的自动锁付多采用固定轨迹设备,依赖工件每次都停在完全相同的位置,一旦遇到形态各异的工况,就需要停线重新示教,柔性十分有限。
视觉,为锁付自动化提供了新思路
近年来机器视觉与图像算法的成熟,为这道工序提供了新的解决思路,也让锁付的自动化升级具备了落地的条件。
视觉方面。视觉的价值在于让设备具备了"识别"的能力,不再要求工件精确停在预设位置,而是先判断每个工件的实际状态,再决定如何作业。锁付由此可以从"按固定程序执行"转向"依据现场情况调整",这正对应了固定轨迹设备难以跨越的柔性瓶颈。
与此同时,工业相机的分辨率与成像稳定性大幅提升,能够支撑产线节拍下的实时识别;3D 视觉的普及,使设备得以处理立体工件上不同深度与角度的锁付点,不再局限于平面;算法在定位与缺陷判断上的进步,则让识别结果足够可靠,可以直接驱动机器人执行。技术、成本与稳定性的同步成熟,使视觉引导的自动锁付从概念走向了规模化应用。
海研科技:以视觉为核心的智能锁付系统
海研科技智能锁付系统是一套以视觉为核心的自动打螺钉系统。针对锁付自动化的两个关键环节——定位与锁付。系统通过视觉和算法识别工件上螺孔的实际位置与螺丝姿态,把它转化为锁付坐标,机器人据此完成锁付,并在锁付的同时判断结果、记录数据。整套设备作为独立工站嵌入现有产线,不用对原有产线大改就能上线。
在定位上,系统对每个工件实时识别。相机采集图像后,由专用算法判断螺孔的实际位置与螺丝姿态,换算成机器人可执行的锁付坐标。因此工件形态的差异、来料的轻微偏移、型号的切换,都能被系统自适应吸收。
在锁付过程上,机器人依据视觉给出的坐标移动枪头对位,完成拧紧。设备可以覆盖整机等多个锁付点,实现垂直、水平等不同方向的锁付。锁付的同时,系统对执行状态进行判断,识别浮锁、漏锁等异常,并记录每一次锁付的过程数据。
供料和部署环节则为上述作业提供支撑。专用送钉机构与螺钉筛选机构保障螺钉稳定、合格地供给,减少卡钉造成的停机;多台打螺丝机器人可以并联、串联、协同部署,以匹配不同的产能要求和工位条件。
与柔性混产的高度适配
在多型号混产的产线上,锁付往往是最容易因自动化而变得僵化的环节之一。混产意味着同一条产线上轮换生产多个型号,而不同型号的螺孔位置、数量与方向各不相同。固定轨迹设备只能按预先示教的路径作业,每次切换型号都需要停线、重新示教、试跑确认,型号切换越频繁,停线带来的产能损失越大。这也是不少产线在锁付环节迟迟未能引入自动化的主要顾虑,担心自动化之后,产线的柔性反而被设备限制。
海研智能锁付以视觉识别替代固定轨迹,从根本上改变了这一处境。设备每一次锁付,依据的都是当前工件的实时识别结果。型号切换时,视觉系统识别到的即是新型号工件的真实螺孔位置,锁付坐标随之自动调整,无需人工重新调整,也无需停线。多个型号在同一条产线上轮换生产,对设备而言只是逐件重新识别,并不构成额外负担。
这一特性与当下制造业多型号、小批量的订单结构高度契合。对产线而言,型号切换不再占用额外的停线与调试时间,混产排产更为自由,无需为减少换型而刻意归并同型号订单;新型号导入时,锁付环节也无需单独进行设备调试,只要工件能被视觉正常识别,即可并入现有产线生产。过去在"以自动化保效率"与"以人工保柔性"之间的权衡,在视觉引导的方式下不再构成矛盾,自动化的稳定与多品种生产的灵活得以同时实现。对于产品迭代快、订单批量小的制造企业,这一适配性的实际意义,往往超过单纯的效率提升。
为智能制造注入视觉的价值
锁付是多数整机装配都会涉及的工序,其适用范围不限于单一行业。海研智能锁付已经在多个整机制造产线规模化部署,作为装配阶段的标准化工序稳定运行,可以向更多产线和产品品类复用。
工厂推进智能制造,多数时候是从一道道具体工序的改造累积起来的。锁付工序分布广、痛点明确,改造后的效果也容易衡量,适合作为切入的环节,它也是 AI 视觉在工业场景中比较成熟的应用。视觉负责识别工件的实际状态,算法负责判断锁付是否合格,机器人负责把判断转化为稳定的动作。这条从识别到判断再到执行的链路,支撑着单道工序的运转,也是智能工厂在更大范围内运转所依赖的同一套逻辑。
对海研而言,智能锁付是产品体系中的一个组成部分,与外观检测、智能贴敷、智能装配等环节一道,覆盖从来料到成品的多个工序。这些产品以 AI 视觉为核心的技术能力,可以协同部署,也可以单独使用。工厂能够从锁付这一道工序起步,再逐步把更多环节纳入智能化改造,让 AI 视觉覆盖到整条产线。
热门跟贴