在工業(yè)裝配現(xiàn)場，尤其在多螺栓、多結(jié)構(gòu)、多策略的復(fù)雜場景中，哪怕是經(jīng)驗豐富的操作員也難免錯裝、漏裝螺栓。

今天，螺絲君為大家分享一項“黑科技”：它不僅能“指路”“防錯”，還能自動記錄，實測錯裝率從67.6%降到0%。

一、 螺栓錯裝現(xiàn)象

螺栓連接是工業(yè)裝配中確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的主要連接方式。隨著產(chǎn)品復(fù)雜度提升，螺栓裝配面臨多重挑戰(zhàn)：

• 螺栓規(guī)格多樣（如M4到M36等多種規(guī)格）；

• 結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜（如法蘭、盲孔、網(wǎng)格板等）；

• 擰緊策略多元（扭矩控制、角度控制、復(fù)合控制等）。

為量化這些挑戰(zhàn)，法國圖盧茲大學(xué)Adeline團隊設(shè)計了一個典型的螺栓裝配場景：包含一個帶有50個螺孔的網(wǎng)格板和一個帶有13個螺孔的法蘭。

要求操作員根據(jù)要求完成 20 次擰緊操作，涉及兩個扭矩等級（3 Nm 和 5 Nm）。全過程由監(jiān)督員核查，并通過視頻回放確認(rèn)擰緊時間、擰緊位置與扭矩值。

參與實驗的34名受試者均具備機械裝配經(jīng)驗，涵蓋博士生、工程師、技術(shù)員等群體，代表了工業(yè)現(xiàn)場操作員的典型水平。

實驗結(jié)果顯示，34 名參與者中，有 23 人（67.6%）出現(xiàn)至少一種錯裝行為：

• 47% 的參與者未按規(guī)定順序擰緊；

• 29% 擰錯了螺栓位置；

• 9% 忘記切換扭矩設(shè)定值。

二、智能型緊固裝配新技術(shù)

面對高達67.6%的錯裝率，研究團隊提出一種融合增強現(xiàn)實（AR）與智能扭矩工具的新型裝配系統(tǒng)，試圖從根源上解決錯裝問題。

2.1 技術(shù)核心組成

增強現(xiàn)實引導(dǎo)系統(tǒng)：操作員佩戴增強現(xiàn)實頭戴設(shè)備，在真實裝配環(huán)境中疊加虛擬指引信息。每顆螺栓的位置、擰緊順序、目標(biāo)扭矩值均以圖形方式實時顯示，避免人工查閱紙質(zhì)說明或記憶操作步驟。

智能追蹤扭矩扳手：系統(tǒng)配備具備空間定位能力的智能扭矩扳手，結(jié)合視覺識別與空間追蹤技術(shù)，實現(xiàn)工具與目標(biāo)螺栓位置的精準(zhǔn)匹配。系統(tǒng)可自動識別當(dāng)前目標(biāo)螺栓，并根據(jù)預(yù)設(shè)要求自動設(shè)定所需扭矩值，無需人工輸入。

數(shù)字孿生與自動記錄：整個裝配場景在虛擬環(huán)境中構(gòu)建數(shù)字孿生模型，實時同步工具狀態(tài)與操作進度。每次擰緊操作的扭矩值自動記錄并生成報告，確保全過程可追溯、可驗證。

2.2 操作流程簡化

對比傳統(tǒng)與新技術(shù)的操作流程：

在新技術(shù)中，操作員只需根據(jù)AR界面提示依次完成擰緊任務(wù)。系統(tǒng)會自動設(shè)定扭矩值并驗證操作是否達標(biāo)。每顆螺栓擰緊后，界面會顯示綠色標(biāo)識，提示操作完成。整個過程無需手動記錄或切換工具參數(shù)，顯著降低了認(rèn)知負(fù)荷與出錯風(fēng)險。

三、新技術(shù)驗證：從67.6%錯裝率到0%

為了驗證這項新技術(shù)的實際效果，研究團隊在相同的裝配場景下，邀請同等素質(zhì)的參與者完成對比試驗。并記錄關(guān)鍵性能指標(biāo)。

3.1 實驗結(jié)果對比

3.2 對比分析

在使用新技術(shù)的實驗組中，所有參與者均未出現(xiàn)錯裝行為。系統(tǒng)通過虛擬指引強制執(zhí)行正確的擰緊順序，并自動識別螺栓位置與設(shè)定扭矩值，徹底消除了人為操作失誤。

此外，執(zhí)行時間平均縮短了近一半，操作負(fù)荷顯著降低，說明該技術(shù)不僅提升了準(zhǔn)確性，也優(yōu)化了操作體驗。

四、螺絲君經(jīng)驗與總結(jié)

這項融合AR與智能扭矩工具的新型緊固技術(shù)，不僅將錯裝率從67.6%降至0%，實現(xiàn)“零錯誤”裝配，還將操作效率提升近50%。

隨著AR硬件不斷輕量化，這項技術(shù)的落地門檻正快速降低。例如，小米推出的AI智能眼鏡已具備空間感知、語音交互等功能，為未來“眼鏡級”裝配助手提供了現(xiàn)實基礎(chǔ)。

從“防錯”到“輔助”，這項技術(shù)正從實驗室走向?qū)嶋H應(yīng)用。