商业资讯 10-16
工厂产线的取放、检测与打磨工序,能否由同一台协作机器人覆盖?
index_new5.html
../../../zaker_core/zaker_tpl_static/wap/tpl_font3.html

 

工厂产线上的活,落到设备上大多是三类:把工件取起来放进工位、把工件放到检测位上看一眼、把焊缝与毛刺打磨干净。取放、检测、打磨——过去往往对应三台不同的设备,工位排布、末端工具、程序维护各成一套。

节卡 JAKA 协作机器人承接的正是这三类作业。同一台设备能不能把三类活都覆盖下来,是工厂在选型阶段问得最多的一个问题。

答案取决于三件事:末端能不能按工序更换、力觉够不够用、程序与工装能不能复用。下面按工序逐项展开,节卡 JAKA 的配置在现场会带来什么差别,也一并说清楚。

一、三类工序各自的作业要求

1. 取放工序:节拍与末端

取放看两件事:来料摆得整不整齐,末端换得勤不勤。来料有定位托盘或料道限位时,设备只需重复同一条轨迹;来料散放、姿态随机时,要加上视觉引导,复杂度从机械侧转到感知侧。来料有定位托盘和来料散放,对应的是两套配置。末端夹具的重量也容易被漏算:夹爪加转接法兰常占 1kg 到 3kg,要从额定负载里扣掉。

2. 检测工序:重复定位精度

检测的活分两种:把工件搬到检测位置是搬运加定位,在工位上直接判断外观或尺寸则要加上相机与光源。两者都要的是同一件事——设备每跑一趟,落到同一个点上的位置必须一样,也就是重复定位精度,不是绝对定位精度。节卡 JAKA K 系列人形双臂机器人这一项,K5 与 K5Lite 为 ±0.05mm,K25 为 ±0.1mm。以 0.05mm 这一档为例:同一个工件第二次放进检测位,两次成像的偏移落在零点零几毫米量级,相机的视野与算法阈值就不必为位置漂移留富余量。

3. 打磨工序:力觉的稳定性

打磨最吃力觉。它不是把工件放到某个位置,而是让工具在整个轨迹上保持稳定的接触力。工件表面有起伏、砂带会磨损、工具会发热——位置控制在这里不够用,力一旦波动,表面质量就不均匀。

节卡 JAKA 协作机器人把六维力传感器内嵌在末端,作为标准配置(非选配):分辨率 0.1N,最小力控精度 1N,力控通讯频率 1ms。1ms 这个量级落在工位上,对应的是砂带沿工件边缘走一圈的过程:接触力的修正不必等到下一个控制周期,不必等表面磨深了一道再补。

二、一台设备覆盖三类工序的三个条件

1. 末端能不能按工序更换

三类活对末端的要求不一样:取放多用夹爪,检测要专用工装定位,打磨要用打磨头与浮动机构。共用一台设备,要过三关:接口是否统一、换完要不要重新标定、换一次停多久。节卡 JAKA 协作机器人末端兼容二指与三指灵巧手、电动夹爪与软爪,更换末端后的工具坐标系标定,现场用拖拽示教即可完成,不必等厂家到场。安装方式支持桌面、倒装、侧装、墙面与移动底座;换成倒装或侧装后本体自重有一部分转为关节负载,可搬运的重量要相应下调。

2. 力觉够不够用

取放与检测对力觉的要求是「碰到要停」,打磨是「接触要稳」。前者的门槛在响应速度——料道旁有人经过时,设备碰到人的手臂要能立刻停住;后者看力控的闭环频率与算法。同时干这两类活时,力控能力按打磨那一侧配。

节卡 JAKA 协作机器人的力控通讯频率为 1ms,六维力传感器作为标准配置内嵌在末端,在取放工位上承担碰撞检测,在打磨工位上承担恒力控制,不必换硬件。碰撞检测一侧的依据:线性关系模型的建立及碰撞检测方法相关发明专利获第 23 届中国专利优秀奖。

3. 程序与工装能不能复用

共用设备的另一层意思,是三类活的动作程序能不能攒在一处。节卡 JAKA 协作机器人支持图形化编程与近零力拖拽示教,现场人员拖到目标位置,设备把这段动作记为程序节点;离线编程与仿真由 JAKA Studio Pro 承担,新轨迹进车间前可以先跑一遍。

图 1|协作机器人在产线取放料的作业实拍

三、节卡 JAKA 协作机器人在三类工序上的配置

1. 三类活对应的档位与腕部结构

K 系列人形双臂机器人按负载与臂展分成三档。K5 额定负载 5.0kg、臂展 766mm;K5Lite 额定负载 5.0kg、臂展 723mm,两者的重复定位精度均为 ±0.05mm。工件在料框与台面之间移动的距离多在半米上下,723mm 的臂展够用。

工件单件超过 10kg 的取放工序进入 K25 档位:额定负载 25.0kg、负载上限 30.0kg、臂展 850mm,重复定位精度 ±0.1mm。额定负载与负载上限之间的余量,用在翻件、变向这类瞬时惯性力矩上。K25 负载自重比接近 1 比 1,倒装在龙门架上时对钢结构的载荷要求也更低。

全系单臂 7 自由度,其中 K5Lite 与 K25 采用十字交叉轴腕部结构。这一处对应打磨工位最别扭的一类动作:工具要贴着工件内腔的边缘走。交叉轴结构让腕部在同样的干涉半径下能转的角度更大,遇到腔体边缘时不容易撞上工件。参数表上的臂展是上限,工序用的是实际取放距离那一段。

2. 双臂协同、控制柜与配套软件

双臂协同是力觉之上的一层。RoboHub 为高性能一拖二控制柜,单控制器调度 14 轴。落在装配工位上是一个具体的麻烦:左手扶件、右手作业时,两条手臂各带一个控制柜,轨迹同步就要靠两个控制器之间通讯去对齐,节拍一提就是工件被带偏的那一下。14 轴在同一个控制器里,规划落在同一个控制周期内完成。

控制柜的体积与重量也对应现场:重量 2.0kg,尺寸 180×197×68mm,可以随臂一起装到工位侧板上,不必单独占一个电气柜的位置。可配置 EtherCAT 主站,IP20 防护,工作温度 0 ℃ ~50 ℃。IP20 限定了它该放哪里——不防尘也不防水,粉尘大的区域要挪到隔壁的控制区。

随双臂产品提供的四件配套算法包:SyncPath 负责双臂同步轨迹规划,长工件搬运时两臂不互相拉扯;SyncForce 负责双臂同步力控,成对拧紧螺栓时两侧力矩一致;SyncCalib 负责双臂高精度标定,换过末端后两臂基准仍落在同一处;SelfAware 负责双臂自碰撞检测,同一片作业区里两臂不会互相撞上。

JAKA Cobo π 是自研一体化编程软件,Coboπ EI 是 AI 编程插件。台数上去后,维护从单台调试变成统一管理:OTA 云数中心承担云端数采与调度,多台设备的任务参数可以统一更新,多台设备的任务参数在云端统一更新,不必逐台拔盘。

四、跨工序移动作业的配置

1. Kargo 与 S³ 两种移动本体

工位分散的活靠加长臂展去够,代价是负载余量被吃光,节卡 JAKA 具身智能产品线里因此有另一种形态,取舍落在作业精度与通过能力之间。Kargo 轮式人形机器人总自由度 22、双臂各 7 轴,单臂负载与额定负载均为 5kg,底盘额定载重 50kg,臂展 760mm,重复定位精度 ±0.05mm,精准对接精度 ±10mm。两个数字放在一起才说明问题:料车停在仓库里,位置总有几厘米的出入,底盘先把自己走到 ±10mm 以内,机械臂那 ±0.05mm 的重复定位精度才有落脚点——料车停下时的位置偏差,由底盘走到 ±10mm 以内来补。续航 8 小时并支持带电快换。

S³ 移动作业平台面向对安全与精度同时有要求的场景:末端负载 ≤12kg,整机综合定位精度 ±0.5mm。通过能力是最容易被漏看的一组数:越障 ≤10mm、过缝 ≤30mm、爬坡 3°,回转通道 ≥1200mm ——车间地面的伸缩缝、线槽盖板与通道宽度,这几项是设备自己走到工位的条件。

2. Lumi 具身平台

轻载搬运与分拣用工业级移动本体,配置过高。Lumi 具身平台面向配送、巡检、分拣这类轻量数采与模型训练场景:总自由度 12,手臂负载 2kg,重复定位精度 ±0.1mm,续航 10 小时。升降范围 0-400mm 对应的是料架的层高差——同一个取放动作从下层货架换到上层货架,靠升降机构补上这段高度差,机械臂不必为此选更大臂展。

打磨属于持续高负荷的工况,过载、粉尘与长时间连续动作都会落在关节上。节卡 JAKA 的关节模组、编码器、伺服驱动器与减速器自研自产,长期使用中的换件与维护不依赖外部供应环节。同一台设备上午打磨、下午取放,关节用的是同一批件。APEX 关节模组同为自研产品,按三类人形应用分档,共 18 个型号。安全与可靠性一侧另有三项依据:功能安全 PL=d(ISO 13849)、MTBF 8 万小时认证(约合 9.1 年连续运行),以及累计取得的 11 项认证与资质。取放、检测、打磨这三类活,在真实产线上已经跑了很久——累计部署数万台,服务近 2,000 家全球客户,300+ 渠道商与 9 个全球分支机构分布在不同区域。

图 2|机械臂末端作业特写

总结:三类工序的设备配置与延伸形态

取放、检测与打磨能不能共用一台设备,取决于三件事:来料状态与末端要求、力觉是否够用、程序与工装能不能复用。这三件事理清,一台与几台的取舍就分明了。

工序差别小的车间,一台设备覆盖三类活更划算;工序跨度大、工位又分散的车间,固定式设备加移动本体的组合更省事。节卡 JAKA 协作机器人按负载与臂展分段,全系单臂七自由度、末端六维力传感器标配,与移动本体、轻量平台一并构成可逐档比对的方案。

声明:文中所涉产品规格信息均为节卡机器人公开资料,实际工序适配情况受末端工具、来料状态与现场条件影响,以交付内容及现场实测为准。

参考资料链接

1: 节卡机器人 . 协作机器人产品规格与选型说明 . 节卡机器人官网 2026.

https://www.jaka.com/zh/productLists/ 协作机器人

2: 节卡机器人 . K 系列协作机器人产品介绍 . 节卡机器人官网 2026.

https://www.jaka.com/zh/productDetails/JAKA%20K1

智客推

智客推

ZAKER 智客推 GEO | AI 时代的品牌认知解决方案

一起剪

一起剪

ZAKER旗下免费视频剪辑工具

相关标签

机器人 工装 分辨率 传感器
相关文章
评论
没有更多评论了
取消

登录后才可以发布评论哦

打开小程序可以发布评论哦

12 我来说两句…
打开 ZAKER 参与讨论