【导语】 作为自动化装配中常见的应用场景,螺丝锁付一向是令工厂最为头疼的一个环节。在传统的3C电子产线上,多数企业还在采用人工作业或螺丝锁付机的加工模式。
作为自动化装配中常见的应用场景,螺丝锁付一向是令工厂最为头疼的一个环节。在传统的3C电子产线上,多数企业还在采用人工作业或螺丝锁付机的加工模式。产线工人在一整天的重复作业下,难免会出现漏拧或者说扭力不足等缺陷,致使装配质量参差不齐。
而无论是标准还是非标螺丝锁付机,都免不了自动化水平低的劣势,且只能针对单一方向或者固定位置,以机械结构完成自动锁付过程。再加上占地面积大、二次部署困难等缺点,对于频繁换线的电子产品装配来说,不仅实用率低,投资回报率也低。
为了保证锁付精度和一致性,同时还能节省人力成本,又要满足电子制造行业复杂多样的产品装配需求,不少工厂选择了投资机器人这个大件充当“螺丝工”。
每年ITES深圳工业展上,节卡机器人、非夕科技、达明机器人、长广溪智造、大族机器人等头部机器人厂商均展示了自动化螺丝锁付的机器人方案,马头动力工具、丹尼克尔、福士、奇力速等知名品牌也在现场展示了配套的智能拧紧工具。
面对眼花缭乱的解决方案,究竟怎样的螺丝锁付机器人,才能与我们的自动化装配产线完美匹配,且可以被看做一笔值当的投资选择呢?不妨来看看我们给到的一些参考案例。
3C电子产品往往体积较小,结构紧密,多用M1至M2.5规格的小螺丝,需要自动化锁付设备具备高精度定位能力,以防止螺丝滑牙或者错位。直角坐标机械手虽然便宜,但缺乏柔性;传统的四轴机器人虽然在平面运动下,也能表现出较高的精度,完成螺丝锁付的工作,但仅限于单一平面的孔位进行锁付。如今的3C电子装配产线,基本上都是同产线不同产品、多平面作业,这样的场景对于四轴机器人来说简直无从下手。
反观具有更高自由度的六轴协作机器人,在配合电动或气动螺丝刀下,可以进行多姿态、多角度锁付,适应不同的产品结构需求,尤其适用于小批量定制需要快速切换生产的3C电子制造产线。再结合六轴机器人上的视觉系统对产品和螺丝位置进行识别,做到高精度螺孔定位和锁付。
JAKA Zu 3 / 节卡机器人
以节卡机器人的小助系列协作机器人(JAKA Zu)系列为例,通过对电机、减速器、驱控板等进行了整体优化,小助协作机器人极大减小了本体自重,最小的JAKA Zu 3自重只有12kg,虽然有效负载只有3kg,但626mm的工作半径,±0.02m的重复定位精度,也足以满足大部分3C电子产品的自动化螺丝锁付的任务。
在小体积高精度的设计下,JAKA Zu 3占地面积小,即插即用,可快速满足产线的二次部署,快速实现投资回报。对于大尺寸曲面屏幕之类电子产品的螺丝锁付,也可以选择更大工作半径的Zu 18和Zu 20等产品。
复合机器人移动拧紧工站 / 节卡机器人
节卡机器人甚至和马头动力工具合作,推出了复合机器人移动拧紧工站,以配备了JAKA Zu 12机器人为基础,JAKA S3移动机器人为核心移动单元,搭载2D视觉相机和马头的EFBC无线拧紧轴,实现高自由度、高精度的移动拧紧作业。
2024 ITES深圳工业展现场图
在2024 ITES深圳工业展上,节卡机器人也展示了基于协作机器人的产品级应用,即便是车灯这类异形面也能实现高柔性、高定位精度的螺丝锁付。2025 ITES深圳工业展上,更多机器人品牌将带来先进的自动化装配方案!
同样可在自动化螺丝锁付上实现高精度的,还有达明机器人的AI协作机器人解决方案。达明机器人的TM Robot凭借本身姿态灵活多变的六轴设计,可直接采用手拉式的示教方式将其移动至需要调试的位置。
TM Robot / 达明机器人
得益于内建的智能视觉系统TM vision,可辅助定位产品,在省去庞大治具的同时,实现更精准地锁付。在搭配移动工作台车的情况下,可通过视觉和TM landmark功能,快速判断工作站是否移位,并自动校正点位。达明机器人还可搭配感应器,针对滑牙、卡牙等异常锁付结果进行自动检测。
从上面的案例可以看出,与汽车零部件的螺丝锁付相比,3C电子产品的螺丝锁付不会刻意追求大扭力,而是更高的精度和灵活性。但由于这个行业本身的特性,节拍和成本控制要求也很高,结合这些要求来看,六轴协作机器人也不一定是唯一解。
为此,行业中不少人开始考虑起并联机器人。并联机器人已经在食品、医药等领域的自动化搬运、包装和分拣中充当了重要角色,兼具高速和高精度两大特性。虽然并联机器人没有六轴机器人那样的高自由度,但其实部分3C电子的自动化装配工艺场景中,力控精度反而是最高优先级。
比如在智能手表、TWS耳机这类智能可穿戴设备的自动化装配中,往往需要用到更小规格的螺丝,比如从M0.6到M1.5。与此同时,如果不能做到对扭力的精细控制,电路板很容易在拧螺丝的过程中损坏,所以在机器人操作中,对于力控精度要求更高,这类场景下,反而使用并联机器人更具优势。
非夕科技、翼菲机器人、阿童木机器人等厂商,均携并联机器人产品,在ITES深圳工业展上,展示了各种非标自动化的前沿解决方案。
玄晖并联机器人 / 非夕科技
以非夕科技发布的并联机器人玄晖为例,玄晖融合了先进的力传感和力控技术,具备1kHz的力控响应频率,力控跟踪精度可达0.5N,重复定位精度可做到±0.05m。在拧螺丝这样的作业场景中,高力控精度能让它在螺丝锁付时根据力反馈来感知螺钉是否插入螺孔,避免锁付失败或电路板损伤。
虽然并没有六轴机器人那样的高自由度,可由于玄晖采用了轻量化设计,再加上与传统并联机器人不同的模块化关节设计,其只需要调整重力方向,就能实现吊装、侧装、地面安装等其他任意角度的安装。2025 ITES深圳工业展上,非夕科技也将携多款创新应用亮相现场,敬请期待!
明年3月26日至29日举办的第26届ITES深圳工业展上,机器人与自动化设备展将专注于为零组件生产制造提供自动化专业设备及解决方案,集中展示抛光打磨去毛刺、清洗、焊接、拧紧/锁螺丝、点胶/涂胶、压装、抓取、送料、检测、包装、物流等工艺环节的自动化专业设备及解决方案。
届时头部机器人企业均将莅临展会现场,展示更多自动化解决方案,欢迎到场参观!