Home > News > 博客 > 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

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

#博客 · 2025-11-27

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�。薹ㄗ龅矫恳豢怕菟恳恢拢�
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。