越疆CRA协作机器人在汽车制造中的价值革命：螺丝锁付自动化解决方案

螺丝锁付作为汽车制造装配阶段最基础、最关键的工序之一，虽然不如焊接、冲压那样“硬核”，却贯穿整车的几乎每一个结构部位，并直接影响安全性能、使用体验以及整车耐久性。
随着汽车行业向“电动化、轻量化、智能化”快速演进，传统的螺丝锁付方式越来越难以满足高精度、高柔性、高一致性的生产需求。协作机器人由此成为新的主流解决方案，在汽车锁付工艺中发挥着越来越重要的作用。
本文将从多个角度深度解析螺丝锁付的重要性、挑战与协作机器人带来的变革。

螺丝锁付在汽车制造中的重要性
螺丝锁付不仅数量大，而且分布广、要求高，是汽车装配中“影响最大，却最容易被忽视”的工序。

1. 决定关键结构的强度与安全性
在汽车制造中，大量关键零部件依赖螺丝进行紧固，包括：

• 悬挂系统（如减震器、摆臂）：这些部件关系到整车操控稳定性，任何螺丝扭矩问题都可能导致操控失灵甚至事故；
• 制动系统（如刹车卡钳）：需要严格扭矩控制，一旦松动会直接威胁行车安全；
• 电动车电池包结构件与箱体：这些部位的螺丝不仅保证结构稳定，还承担密封、防护、防振等功能。

这些部位通常需要极高的扭矩精度，误差范围甚至小于 ±3%，否则会造成松脱、断裂或疲劳失效。

2. 直接影响整车品质、NVH表现与用户体验
螺丝锁付不良会产生一系列难追踪的质量问题，例如：

• 内饰异响、松动、振动；
• 车身部件贴合度差；
• 长期使用后产生位移或变形。

尤其是新能源汽车，由于结构减重，螺丝质量问题更容易通过振动和噪声显现，对品牌口碑影响巨大。

3. 满足大规模量产的稳定性与可重复性
一个典型的整车制造工厂每天要锁付 数十万颗螺丝，要求：

• 每颗螺丝都必须达到标准扭矩；
• 每一道工序的节拍高度稳定；
• 所有数据可追溯，满足质量体系要求。

螺丝锁付看似简单，但其精度、重复性、可靠性直接决定能否满足连续化生产线的稳定输出。

传统螺丝锁付方式面临的挑战
传统方式包括人工锁付、手持电批半自动锁付以及固定式自动化锁付设备。这些方式在现代汽车制造中暴露越来越多的问题。

1. 人工作业强度大、易出错、成本高
螺丝锁付是重复性极强的劳动，一名工人一天可能重复上千次相同动作，带来：

• 长期弯腰、抬臂导致肌肉劳损；
• 力度控制不稳定，极易因疲劳造成扭矩偏差；
• 情绪、注意力等人为因素造成漏锁、错锁；
• 工伤概率上升，企业的管理压力增大。

随着劳动成本上涨，依赖大量人工锁付已不具备可持续性。

2. 扭矩一致性差、质量难控制、缺乏数据可追溯性
人工方式的最大问题就是“不稳定”，包括：

• 扭矩时大时小，无法做到每一颗螺丝一致；
• 无法产生完整的扭矩/角度工作记录；
• 缺少 MES 追溯数据，无法满足整车厂越来越严格的质量体系要求；
• 返工成本高，一旦锁付缺陷进入下一个工序，损失成倍增加。

这些问题不仅影响生产效率，还会增加后期返修和召回风险。

3. 传统自动化设备柔性差、场景受限
虽然自动锁螺丝机速度快，但也存在明显缺点：

• 螺丝孔位置稍变，就必须重新设计夹具；
• 产品型号一变化，整套设备需要大改甚至报废；
• 占地大，需要安全栅栏，难以部署在狭窄工位；
• 无法适应多角度、深孔、隐蔽位置等复杂工况。

在车型更新节奏加快的今天，这类设备的投资回报率持续下降。

4. 复杂场景（狭小空间、多角度、移动线体）难以解决
汽车装配工位常出现：

• 紧贴仪表台边缘的隐蔽锁付位置；
• 必须以特定角度插入的深孔锁付；
• 移动总装线体上同步操作的需求。

人工尚能凭经验应对，但传统固定自动化设备几乎无能为力。

螺丝锁付协作机器人的优势
协作机器人凭借灵活、安全、易部署等特点，逐渐成为汽车螺丝锁付的主流方式。其优势体现在多个维度。

1. 安全协作、布局灵活，极适合总装线体
协作机器人可与人工共享工位，无需安全围栏，大幅减少空间占用，适合：

• 空间受限的内饰工位；
• 总装线体的连续工序；
• 需与人工互相配合的场景。

更重要的是，它可以被快速移动到其他工位，满足柔性需求。

2. 精密扭矩控制，让每一颗螺丝都“可控可追溯”
协作机器人+智能电批可实现：

• 精准锁付扭矩、角度控制；
• 多级锁付策略（先低速定位→高速旋入→最终扭矩收紧）；
• 每颗螺丝锁入数据自动上传 MES；
• 自动判断 OK/NG，避免漏锁、浮锁。

这使装配质量从依赖人工经验转变为高度可控的数字化过程。

3. 天然适配多车型混线与柔性制造
协作机器人的最大价值之一就是“灵活”：

• 更换车型只需更新程序与简单治具，而无需重建整套工装；
• 多工位任务可统一由一台机器人执行，如仪表台→车门→内饰结构件；
• 支持多角度、多方位锁付，不受固定轨迹限制。

特别适合汽车行业越来越常见的混线生产。

4. 可集成视觉系统，实现高精度定位与复杂锁付场景
协作机器人可接入2D/3D 视觉定位、AI 缺失检测、调姿补偿、移动线体追踪（跟线锁付），这让机器人可以胜任人工才能完成的高难锁付任务，如：

• 隐蔽锁付点位识别；
• 电池包上百个螺丝的动态校准；
• 异形结构件的自动定位锁付。

越疆协作机器人 CRA 系列的实际应用优势
越疆机器人 CRA 系列是针对工业级螺丝锁付与装配要求打造的高性能协作机器人，其在国内多家汽车主机厂与零部件企业中大量落地，为复杂锁付场景带来了高可靠性、强柔性的智能方案，以下是其关键性能指标（可支撑高精度锁螺丝作业）：

• 节拍提升：CRA 系列采用高性能一体化关节，其关节速度可达 223°/s，比上一代或传统机械臂周期更短，可使典型业务（如物料搬运、装配、锁付）“生产节拍提升 25%”。 
• 定位精度：越疆 CRA 系列通过激光校准，每台机器人绝对定位精度可低于 0.4 mm。 
• 安全性能：具有 20+ 安全功能、PLd Cat.3 级独立安全控制器，可实现无围栏人机协作。
• 断电制动：CRA 系列在断电情况下，电磁抱闸可在 18 ms 内快速制动，且位置保持误差 ≤ 1 mm。 
• 通信与接口：24 路 DI / DO 通用 I/O，支持 Modbus TCP、EtherNet/IP、PROFINET 等工业协议，便于与螺丝电批、MES 系统集成。
• 有效载荷与臂展：不同型号涵盖从 3 kg 到 20 kg 负载 (CR3A 到 CR20A)，工作半径 (臂展) 范围也从 620 mm 到 1700 mm，可覆盖从小部件锁付到较大结构件锁付场景。

随着智能制造加速推进，协作机器人在汽车螺丝锁付工位的渗透率将在未来 3 年持续快速提升。
它不仅解决了人工稳定性差、劳动强度高、质量难追溯等痛点，也成为车厂提升效率、质量、柔性化的重要抓手。
特别是越疆 CRA 系列，以高精度、高稳定性、柔性方案和低成本部署，成为越来越多汽车工厂的首选。