你这节课要解决的核心问题：同样是“自动装配”，为什么有的方案一次上线就稳定，有的方案反复打补丁？本质在于你是否把 工艺链路、夹具/供料、视觉/力控、通信架构、安全互锁、质量追溯、能耗 一起当作系统来设计。
| 模块 | 常见硬件 | 选型要点（落地判断） |
|---|---|---|
| 机器人本体 | 6轴工业机械臂 / SCARA（常见于电子装配） 协作机器人（人机共线）可选 | 负载=工具+工件+余量；臂展覆盖工位；重复精度是否满足插装/压装要求；节拍要求高则优先刚性/速度更强的工业臂/SCARA。 |
| 末端执行器（EOAT） | 夹爪（气动/电动） 真空吸具（含真空发生器/真空开关） 快换盘（工具快换） | 防掉落（断气保压/机械自锁）；快换用于多工艺；夹爪开合时间影响节拍；工件表面易划伤则加软爪/包胶/限力。 |
| 供料系统 | 振动盘 + 直线送料 柔性供料（柔振盘+视觉） 托盘/料仓（治具式） | 节拍快、姿态要求单一：振动盘最稳；多SKU/频繁换型：柔性供料更合适；托盘治具适合高一致性与追溯。 |
| 视觉系统 | 2D 相机（定位/检测） 3D 相机（高度/点云） 工业镜头、光源（同轴/环形/条形） | 先判断“看什么”：仅定位用 2D；需要高度/姿态更复杂用 3D；光源决定识别稳定性（很多识别不稳其实是光问题）。 |
| 力控与装配质量 | 六维力/力矩传感器（腕部） 顺应机构（RCC） 伺服压机（带力位移曲线） | 插装/压装/对孔类工艺，建议至少具备“力或位移”的闭环；力位移曲线可做100%在线质检（很实用）。 |
| 控制与安全 | PLC（主站） + 工业交换机 安全继电器/安全PLC 急停、门锁、光幕/雷达、三色灯、蜂鸣器 | 生产线通常 PLC 做节拍/互锁/总控，机器人做轨迹与动作；安全回路独立；所有危险动作都必须受互锁约束。 |
| 通信与数据 | EtherCAT / PROFINET / EtherNet/IP / Modbus-TCP 条码枪/扫码器（SN追溯） MES/数据库（记录曲线与结果） | 现场已有总线就跟随；关键是“统一命名+统一数据点表”；扭矩/力位移/视觉判定要可追溯，返工分析才有依据。 |
| 工装与夹具 | 定位治具、限位块、导向销、定位销 快换治具底板 | 装配稳定性=夹具定位精度+机器人重复精度；夹具定位不稳，再贵的机器人也救不回来。 |
提示：很多“机器人装配不稳定”的根因不是算法，而是“供料姿态不稳定 / 夹具定位不刚 / 光源不合适 / 互锁没设计”。
| 子系统 | 配置建议 | 为什么这样配 |
|---|---|---|
| 机器人 | 6轴工业臂（或SCARA）+ 末端快换（可选） | 锁付需要姿态与可达性；SCARA节拍更快但姿态自由度有限 |
| 锁付工具 | 电动伺服螺丝刀（带扭矩/角度反馈） | 能输出曲线，能判定滑牙/浮锁；比气动更可控 |
| 供料 | 螺丝供料机（吹送/轨道）+ 缺螺丝检测 | 节拍与稳定性核心；缺料要提前报警与停机互锁 |
| 定位 | 治具+导向销；必要时加相机二次定位孔位 | 螺丝孔偏一点就会卡牙/滑牙；治具定位是第一位 |
| 检测 | 扭矩/角度合格判定 + 视觉漏锁检测（可选） | 扭矩合格不等于装配合格；漏锁/浮锁可用视觉辅助 |
| 控制 | PLC 总控（节拍/互锁/报警）+ 机器人执行轨迹 | 工程维护更清晰：PLC管工位逻辑，机器人管运动 |
| 判定项 | 怎么判 | 能发现什么问题 |
|---|---|---|
| 起始接触点 | 力超过阈值（如 20N）即认为接触 | 工件是否放歪/缺件 |
| 目标位移窗口 | 终点位移在 [Xmin, Xmax] | 压装不到位/过压过深 |
| 峰值力窗口 | 峰值力在 [Fmin, Fmax] | 孔过紧/有毛刺/装错件 |
| 斜率/拐点 | 曲线形状（斜率突变、二次峰） | 卡滞、偏斜、异物 |
| 优化点 | 具体方案 | 现场收益 |
|---|---|---|
| 轨迹与加速度 | 把“猛加速-猛刹车”改为 S 曲线；把不必要的高速段降下来；减少无效往返 | 降低峰值功率与发热；寿命更长 |
| 再生能量 | 优先支持再生回馈（或共享直流母线）；没有回馈则合理选制动电阻并避免频繁急停 | 降低耗电与温升；减少报警 |
| 待机策略 | 长等待时进入低功耗待机（伺服保持策略按工艺）；相机/光源按需点亮 | 节拍空档耗电显著下降 |
| 气源能耗 | 排查气路漏气；真空发生器改为节能型（保压/间歇）；必要时换电动夹爪 | 很多工厂“气比电贵”，节能明显 |
| 电源效率 | 24V 电源选高效率型号；把大电流负载（电磁阀/光源）独立供电与隔离 | 减少压降与偶发重启 |
示例：一台 AMR 平均功率 250W（巡航+待机综合），需要 8 小时运行。
| 策略 | 做法 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 机会充电 | 在等待/排队/空档自动补电；设 SOC 上下限（例如 30%~80%）控制充电频次 | 多任务、碎片时间多的车间物流 |
| 快充 | 集中充电区，短时间高功率充电；配合温控与充电曲线（防过热） | 节拍紧、必须快速回线 |
| 换电 | 电池抽屉化，5分钟换电；电池统一维护与循环管理 | 24小时运行、不能停机的产线 |
| 项 | 推荐配置 |
|---|---|
| 机器人 | 6轴工业臂（负载按工具+工件+余量选）或 SCARA（节拍优先） |
| EOAT | 电动伺服螺丝刀 + 吸钉/供钉头 + 快换盘（可选） |
| 供料 | 螺丝供料机（吹送/轨道）+ 缺料检测 + 堵料报警 |
| 定位治具 | 高刚性定位治具 + 导向套/导向锥；必要时视觉二次定位 |
| 质量 | 扭矩/角度曲线全记录；OK/NG 分类；关键工位拍照存档（可选） |
| 控制 | PLC 主站（互锁/节拍/报警/MES） + 机器人运动执行 |
| 安全 | 门锁/光幕/急停；安全回路独立；危险动作必须互锁 |
如果你给我：产品类型（电子/家电/汽车零部件）、螺丝数量、节拍目标、是否多SKU，我可以把这份模板进一步变成“可落地的信号点表 + 流程图 + 报警表”。