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協作機器人智能柔性製造生產線遨博（北京）智能科技有限公司（以下簡稱「遨博」）創立於2015年，是一家專注於協作機器人研發、生產和銷售的國家高新技術企業。

作為全球領先的協作機器人提供商，遨博結合行業應用需求，開發了具有全部知識產權的協作機器人產品，在國內率先實現了全部核心部件的國產化，打破了國外長期壟斷。產品先後通過 EN ISO 13849-1:2015（PL=d，CAT 3）、歐盟CE、北美NRTL、韓國KCs、中國CR、SEMI S2等認證，憑藉安全穩定、編程簡易等特點，廣泛應用於3C、汽車、五金家電、廚衛潔具、醫療健康、科研教育、餐飲、新零售、日化、物流等行業領域。

遨博銷售和技術支持網絡覆蓋中國、歐洲、北美、東南亞等國家和地區，2017-2020連續四年獲得國內年度最佳銷量，市場份額位居行業國內第一、世界第二。2021年遨博成功交付第一萬台協作機器人，成為國內首家突破萬台協作機器人銷量的民族品牌。2020年遨博在工業領域發布國內首條協作機器人生產協作機器人協作機器人智能柔性生產線，在健康理療行業發布世界首創按摩理療機器人，累計銷量超1000台，在餐飲行業發布世界首創餐飲自動化機器人，累計銷量超500台。公司以高成長性被 IEEE Spectrum 評為國際最具創新性和成長性的協作機器人企業，2017-2020年均保持50%以上的營收增長，2020年產銷達3000台，營業收入超過2億元。

遨博協作機器人協作機器人智能柔性生產線系統由模塊智能產線及智能平台系統組成。

模塊智能產線可實現遨博協作機器人的14型號一體化關節模塊（簡稱14模塊，下同）和其它模塊的自動化生產，全線共用i5機器人22台，i3機器人3台，引導相機2台，人工3名。整個模塊智能產線採用14段獨立輸送線組合而成，後期工藝調整時可通過增減輸送線數量調整產線。產線共設置27個頂升工位，已用23個工位，剩餘5個工位作為備份冗餘。

1、客戶背景

需要智能化生產力替代人工勞動力，從而減少人工開支，提高產品質量。

2、實施目標

遨博協作機器人智能柔性生產線系統按照「創新、協調、綠色、開放、共享」的發展理念進行設計，堅持科技創新引領，以供給側結構性改革為主線，以研發和智能生產和協作智能機器人設備行業產業集聚為着力點，實施創新發展戰略和智能製造。

3、面臨挑戰

產線研製過程中針對各工序特點開發了多種協作機器人應用模塊以解決行業性技術難點痛點，如電纜理線穿線、多種鎖附結構、單相機引導多台機器人、多臂協作生產等。產線應用了塗膠、鎖附、視覺引導、裝配、檢測、搬運等工藝工序，為協作機器人在工業生產領域應用提供了穩定高效的按照樣本。

一、方案介紹：

遨博協作機器人協作機器人智能柔性生產線系統由模塊智能產線、i5整臂組裝線、及智能平台系統組成。模塊智能產線可兼容i5機械臂14、25模塊生產。i5整臂組裝線為人機協作產線，應用協作機器人代替人工完成繁重的搬運及裝配動作，降低人員勞動強度。

智能平台系統圍繞生產為核心，採集人、機、料、法、環等相關生產數據，數據源包括：人及其行為數據、設備的數據、IT系統的數據（包括業務數據ERP、生產數據MES、倉儲數據WMS等）、文件數據（包括Excel、文本等數據）。根據業務需求分析，分析的結果展現在生產線上的智能交互顯示器上，實現工廠的數字化、智能化管理。

二、功能設計、技術實現：

（一）諧波注油

1. 工藝流程

1）人工將組裝完畢的諧波減速機放置在注油工位的工裝上；

2）按下啟動按鈕，設備自動為諧波減速機加油（加油量可自主設定）；

3）加油完畢後，人工將模塊搬運至諧波鎖附工位。

2. 技術特點：人機協作

為降低生產線設計難度、減小生產線改造成本，本工位採用人機協作方式，其中人工負責上、下料，協作機器人負責自動注油，機器人的啟動也由人工控制；而且本工位的人工和後續模塊上下料的人工採用同一個人，也節約了人工成本，如圖4所示。在人機協作模式下，人與機器攜手合作，由人員控制並監控生產，而機器人則負責精準的、勞累的重複性體力工作。把人的智能決策、柔性與機器人的重複性、高精度相結合，兩者發揮各自的專長，用較低成本實現了柔性高精度諧波自動注油系統的實現。

（二）諧波鎖附

1. 工藝流程

1）電機通電1000檢測電流是否≤0.17，並記錄數據，合格品繼續作業；

2）電機通電48V3A，3000轉檢查電機是否有異響，合格品繼續作業；

3）波發生器安裝螺紋孔（電機軸上）點膠，剛輪安裝螺紋孔（電機殼端面上）點膠；

4）安裝諧波減速機，預鎖波發生器螺釘；

5）預裝諧波減速機剛輪的固定螺絲；

6）啟動電機驅動工裝，電機200rpm，轉1分鐘適配；

7）停止電機轉動，鎖緊波發生器的螺絲；

8）電機轉動200rpm，諧波剛輪緊固螺釘分級緊固1Nm、1.5Nm、2Nm，電批自檢測是否有漏鎖螺絲或鎖付不合格螺絲；

9）電機通電3000轉運行2-3分鐘，電機轉速降至1000轉，檢測電流是否小於0.25A，並記錄數據存檔。

10）合格模塊搬運至上下料工位

2. 技術特點：三機協作

此工位由於工序動作比較複雜，故採用三台協作機器人配合完成諧波鎖附工序，其中一台負責點膠、一台負責預鎖螺絲、一台負責分級緊固，如圖4所示。實時提取並綜合分析三機器人及配套設備運行的參數，實現三台機器人信息共享、時序規劃、協調控制，協同完成裝配任務。通過三台機器人之間的任務分配和協同工作，較好地解決了本工序難點。

（三）剎車裝配鎖附

1. 工藝流程

1）載板上料機托舉裝載剎車產品的載板並定位；

2）機器人抓取剎車產品，移位至工裝板所載的剎車模塊軸上方；

3）壓裝剎車壓頭下壓，帶動機器人帶拉簧末端向下運動，將剎車壓裝到位。

4）機器人帶鎖付機構移動至待鎖付位置，依次完成三顆螺絲鎖付；螺絲採用氣吹方式供料。

2. 技術特點：雙機協作

採用兩台協作機器人進行協同裝配，其中一台機器人抓取剎車產品並安裝至模塊內，另一台機器人隨後進行螺絲鎖附，如圖5所示。

（四）防塵蓋塗油穿線螺絲鎖付

1. 工藝流程

1）機器人抓取防塵蓋產品，移位至塗油頭位置旋轉塗油；

2）塗油完畢放置於中轉台，切換機器人另一個洗盤抓手將防塵蓋吸取定位；

3）穿線機器人抓取線並捋線，雙臂協作防塵蓋穿線機器人將防塵蓋穿過線，並捏住線頭放置到位；

4）穿線機器人放開線頭，用壓頭壓住防塵蓋；

5）螺絲鎖付機器人移動至待鎖付位置，先鎖一顆螺絲；

6）穿線機器人放開壓頭離開；

7）螺絲鎖付機器人移位鎖第二顆螺絲。

2. 技術特點：基於視覺引導的三機協作

因為防塵蓋穿線是軟線外伸，位置不固定，因此採用視覺引導，通過圖像識別技術判定穿線空間位置，引導機器人末端夾爪夾住穿線，再採用雙臂協作方式，由另一台機器人把穿線拉直，雙臂協同將穿線穿過防塵蓋小孔，並捏住線頭放置到位，然後第三台機器人進行螺絲鎖附。整個工序動作完成準確度比人工完成高80%以上，速度提高50%以上。

（五）光編組裝

1. 工藝流程

1）流水線將上游暫存區的三個載板輸送至各人工工位後氣缸頂起定位用於作業。

2）工人同時進行光編組裝工序（人工給機器人上料，機器人完成組裝），三個工位全部完成後流水線將三個載板輸送至下游暫存區；（每個工位配備觸摸屏可觀看視頻操作說明及接受人工完成信號）

2. 技術特點：人機協作

由於光編零件小、薄、脆，用機器人夾持安裝容易造成零件損傷或者需要極高工具成本，因此採用人工上料，機器人完成精密組裝，通過人機協作可以低成本、高精度、高效率完成光編組裝工序。