在工业制造领域,轴承作为核心基础零部件,其质量直接影响着整个机械设备的性能与寿命。传统轴承制造长期面临分选效率低、精度难保证、劳动力密集的痛点。
黑龙江大学的一项专利说明显示,传统球轴承内、外套沟道尺寸散差大,装配时内、外套分选均采用人工分选和合套,导致分选和合套速度慢,分选的轴承内、外套的质量难以保证。
而如今,随着智能制造的迅猛发展,这一状况正发生根本性改变。
01 行业痛点:人工分拣的困境与挑战
轴承分拣装配作为轴承制造的核心环节,长期以来面临着多重挑战。在传统生产模式下,人工分拣效率低下的问题十分突出。
以主轴承盖分拣为例,原有生产线需要6名工人,8小时仅能完成人均500件的分拣量,且由于工件种类繁多、差异性小,人眼识别出错率极高。
精度控制是另一大难题。高端轴承对质量要求极为苛刻,传统人工或机械抓取因力度、位置等存在误差,导致轴承质量难以达到高端产品需求标准。
在数据管理方面,传统模式也显得力不从心。一家欧盟制造商在采用自动化之前,每个轴承的包装都需要操作员手工完成,扫描生产报告中的数据,并手动匹配打印的标签。
这一过程不仅耗时长达3-5分钟每个轴承,更导致跟踪错误、库存不匹配乃至产品召回的风险。
02 技术突破:轴承自动分拣装配线的核心创新
面对行业痛点,轴承自动分拣装配线融合多种先进技术,实现了革命性的突破。
视觉识别与AI算法的应用让分拣系统拥有了“火眼金睛”。
华中科技大学黄剑教授团队研发的“融合多模感知交互的智能分拣系统”,以“2D视觉+3D建模+AI算法”深度融合为核心,内嵌12大行业定制化算法。
这套系统能在复杂工业环境中精准定位、随动抓取海量异形工件,即便1mm以内的零件割缝也可清晰识别,整体识别准确率超99%。
机器人抓取与定位技术的进步则让分拣装配更加精准。
洛阳郑大物联智能制造基地的轴承生产线使用的机械手抓取轴承的位置误差仅为2丝左右,为成人头发直径的1/5,有效减少了传统机械化制造过程中的抓取误差等问题,精度大幅提高。
智能输送与仓储系统构成了自动分拣装配线的血脉。
在中国恩菲工程技术有限公司设计的轴承立体仓储及输送系统中,轴承立体仓库通过选配软件系统下达出库任务,控制堆垛机从立体仓库货架选配出轴承。
按照顺序出库到地下式单链板输送线,并输送到轴承压装工位。
长距离使用单链板输送线进行输送不仅提高了输送效率,还可提前作为缓存提前出库;链板输送线通过升降旋转接料机构进行直角换向输送。
专用分拣装置与合套技术解决了轴承装配的核心难题。
黑龙江大学开发的球轴承自动装配机,通过内环测量装置、外环测量装置、分选平台和合套装置的协同工作,实现了轴承内环和外环的自动分选与合套,从根本上解决了人工分选效率低、质量不稳定的问题。
03 系统构成:自动化分拣线的整体架构
一套完整的轴承自动分拣装配线由多个子系统有机组成,每个子系统各司其职,又协同工作。
传感与检测系统是整个自动化分拣线的基础。
基于PIC的微型滚针轴承自动分拣系统,依据电子称重原理,利用PIC单片机为核心控制部件,实现了微型轴承在加工中的自动分拣。
而Fhope的自动轴承包装线则采用激光位移传感器在包装之前测量每个轴承的外径和内径,确保包装正确的产品。
分拣与装配系统是自动化线的核心环节。
主轴承盖自动分拣项目展示了一套完整的分拣流程:来料传送带上加刮板防止工件叠层,经过视觉位置检测系统,理料机器人抓取工件并摆放整齐。
工件依次经过激光视觉检测系统来识别工件种类,标识不清楚无法识别的、工件有异物的、视觉无法识别的进入NG通道。
数据管理与可视化系统扮演着“大脑”角色。
先进的自动分拣系统开发了配置标准化单元站设计,可根据项目需求快速适配应用,高复用性与高扩展性让中小企业智能化改造更灵活、成本更低。
04 应用成效:自动分拣带来的变革性影响
轴承自动分拣装配线的应用,为轴承制造业带来了全方位的提升。
在生产效率方面,提升尤为显著。
以Fhope的自动轴承包装线为例,包装时间从每单元3-5分钟缩短至每单位20-25秒;所需劳动力从3-4名工人减少到1名操作员;平均吞吐量从80单位/天提升至280+单位/天。
洛阳智能制造基地的轴承生产线每天可以产出高精度轴承480个,而传统机械化生产每天最多只能生产100个。
产品质量与精度大幅提升。
黄剑教授团队开发的系统实现了识别准确率超99%,定位精度≤1mm的优异性能。
洛阳郑大物联智能制造基地通过使用机械手,有效减少了传统机械化制造过程中的抓取误差等问题,精度大幅提高。
成本效益也十分明显。
Fhope的自动轴承包装线将标签错误从每天3-5个降低到接近零;因包装造成的退货率从2.1%降至<0.2%。
05 未来展望:轴承分拣装配技术的发展趋势
随着技术的不断进步,轴承自动分拣装配技术正朝着更加智能化、柔性化的方向发展。
人形机器人在物流领域的应用将为轴承分拣装配带来新的可能。
杭叉集团发布了首款轮式物流人形机器人;井松智能展示了其“通用仓储机器人赛道”的关键产品轮足式人形机器人;中力股份则推出了专为仓储拣料场景设计的超人形具身智能机器人“袋鼠”。
具身智能与AI大模型的融合将进一步推动技术升级。
物流领域具备天然的数据优势,可为人形机器人的技术迭代提供较好的数据基础。
仙工智能推出了专为具身应用打造的控制器SRC-5000,支持全身一体化控制,具备高实时性、高泛化性。
绿色物流与可持续发展也将成为轴承自动分拣装配技术的重要考量。
DHL快递推出了“绿色航燃(GoGreen Plus)”服务,通过使用可持续航空燃料,以“碳嵌入”的方式推动“范围3”减排。
回头看洛阳智能制造基地的生产线,机械手不知疲倦地精准抓取,自动导引车在产线间有序穿梭,轴承通过地下链板输送线自动送往各个工位。
厂房间以往繁忙的人工分拣场景已被高效的自动化流程取代。
从立体仓库到分拣装配,从质量检测到智能包装,轴承自动分拣装配线正在全球范围内重塑轴承制造业的面貌。
正如DHL快递中国区首席执行官吴东明所言:“这些科技不再是实验室中的概念,而是正在测试并应用或试用的真实技术”。