摘要：协作机器人（Cobot）以部署快、围栏要求低、换线灵活，越来越适合中小批量产线。本篇以“上料+拧紧+下线”为例，梳理从评估、选型、仿真、夹具、安全、调试到量产的七个关键节点，并给出 ROI 粗算方法与常见误区排查单。

1. 现状评估：节拍与稳定性优先

• 节拍基线：统计 1 天/3 天的实际节拍均值与波动；以 P95 作为设计目标。

• 稳定性：关注上游来料尺寸、治具精度、配方切换频率；这些决定末端夹具形态与定位方式。

• 安全边界：人机共线的人员走位、取放路径、障碍物。

2. 方案选型：Cobot ≠ 低速机器人

核心是 “末端+轨迹” 的组合：电批/吸盘/自锁夹爪+柔顺控制与力矩监测。轴数与负载只占一部分因素。

1. 负载/半径：根据工件最大重量与Reach决定 5/10/12kg 等级。

2. 定位精度：±0.2 mm 以内建议加治具定位销或视觉定位。

3. 控制接口：选支持Modbus/TCP或Profinet的控制柜，方便与 PLC/MES 对接。

3. 数字仿真与离线编程

用离线软件建立 机器人-工装-相机-工位 的三维仿真，输出节拍预测与碰撞校核；将关键路径点导出到实际控制器，减少现场编程时间 50% 以上。

4. 末端夹具与治具

• 上料：吸盘+限位块，配气控阀检测吸附成功；

• 拧紧：电批需带扭矩曲线与防空打；

• 视觉：二维码与定位点同框，减少相机数量。

5. 安全与合规

按 ISO/TS 15066 评估碰撞力；限定速度/力矩阈值，必要时在高速段用安全扫描仪划区；对危险刀具必须设置物理隔离。

6. 调试步骤

1. 单步示教：逐点确认安全距离与姿态；

2. 节拍优化：合并直线段、使用连续轨迹、减少姿态切换；

3. 稳定性验证：满班跑 8 小时记录 NG 原因与频次。

7. ROI 粗算

两班制，人工 2 人/工位，Cobot1 套（含末端与视觉）替代 1.5–2 人，合计回收期通常 8–14 个月。把“治具修改+换线时间缩短”的隐性收益计入更接近真实。

常见误区

• 把“示教成功”当作“量产稳定”；

• 忽略来料偏差与治具寿命；

• 只看速度不看安全停机策略。

结语

协作机器人价值在“柔性”与“数据闭环”。先跑通最小可行工位，再复制到相邻工位，效果更好。

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