是工業自動化的核心組成部分,分為以下幾大項:
一、系統核心組成
組件 | 功能說明 | 典型應用 |
機械手臂 | 執行抓取、搬運、放置動作(關節型/SCARA/直角座標) | 機床上下料、裝配線 |
傳送系統 | 物料輸送(輸送帶、滾筒線、AGV/AMR) | 車間物料流轉 |
視覺定位系統 | 引導機械手精確抓取(2D/3D視覺) | 亂序工件分揀 |
料倉/料架 | 存儲待加工物料(振動盤、料塔、智能料倉) | 小型零件供料 |
末端夾具 | 自適應抓取不同工件(氣動夾爪、電動夾爪、真空吸盤、磁吸裝置) | 多品種混線生產 |
控制系統 | 調各單元動作(PLC+工業電腦),與MES/SCADA對接 | 全線調度監控 |
二、核心應用場景
1. 數控機床加工(CNC)
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痛點:人工上下料效率低、夜班難招工、金屬碎屑傷人
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方案:
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機械手從料架取毛坯→裝入CNC→加工完成後取出成品→放回輸送線
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節拍提升:24小時連續運行,產能提升30%-50%
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案例:汽車變速箱殼體加工,實現1人看管8台CNC
2. 注塑成型產線
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痛點:高溫環境危險、取件速度影響週期時間
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方案:
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機械手同步完成:開模後取塑膠件→切除水口→放入檢測工位→嵌入金屬嵌件
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效益:週期時間縮短15%,良率提升(避免手部污染)
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3. 沖壓生產線
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方案:
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機器人從拆垛台取板材→送入沖床→多工序連續轉運→成品堆疊
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安全升級:完全隔離人機接觸,杜絕沖壓斷指事故
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4. 精密組裝
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應用:
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視覺引導機械手抓取微型零件(如手機馬達、光學鏡頭)→高精度裝配
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精度要求:重複定位精度±0.02mm,適用微米級作業
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三、關鍵技術優勢
管控 | 傳統人工 | 自動上下料系統 |
效率 | 受體力限制,8小時產能波動 | 24小時穩定節拍,產能提升30%-200% |
品質 | 人為失誤導致刮傷/漏工序 | 動作標準化,CPK≥1.67 |
成本 | 人力成本年增5%-10%+社保支出 | 2-3年回本,長期成本下降40% |
柔性 | 切換產品需重新培訓 | 通過程序切換,10分鐘轉產 |
安全性 | 機械捲夾、粉塵噪音危害 | 人機隔離,零工傷風險 |
四、未來趨勢
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AI深度整合:實時預測物料短缺(如料架存量監控)、動態優化抓取路徑
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人機協作(Cobot):輕量化設計,無需安全圍欄即可與工人並行作業
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雲端管控:多廠區上下料系統集中調度,數據驅動產能分配
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模組化標準化:即插即用組件降低部署週期(如Festo的Automation Kit)
應用建議:若計劃導入,優先評估工件一致性(尺寸/表面狀態)和品質要求,選擇匹配的機械手負載與行程。對於小型企業,可從單台CNC自動化開始試點,逐步擴展至產線級聯動。