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江西铭扬机器人有限公司
主营：工业机器人,机械手应用,码垛机器人 - 15070159599
江西铭扬机器人有限公司
主营：工业机器人,机械手应用,码垛机器人
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本文依托中国钨业协会硬质合金分会《2024年中国硬质合金行业运行分析报告》、国家《2023年规模以上工业企业科技活动统计年鉴》及工信部《制造业人才发展规划指南》等公开*数据，围绕粉末冶金压制成型环节的自动化升级需求展开分析，供行业从业者参考。
凌晨两点的粉末冶金车间，压机沉闷的节拍声里，操作工老张需要每隔几十秒将手伸进冲头区域，取出温度尚高的生坯，转身放入料盘。这道工序他重复了十二年，指尖的老茧记录着每一次与冲头抢时间的惊险。直到某天，车间引入了一台五轴伺服摆盘机械手，老张的工作从手伸冲头变成了看管机器。这个场景，正成为中国硬质合金、精细陶瓷等粉末冶金企业生产现场的真实切片。
中国钨业协会硬质合金分会数据显示，2023年全国硬质合金产量约5.4万吨，同比增长3.2%，其中数控刀片、棒材等小件制品的产量增速明显快于大制品。产量的增长并未缓解车间的焦虑——国家数据表明，2023年我国制造业规模以上企业平均用工缺口约12%，而粉末冶金压制成型岗位因劳动强度大、粉尘环境、冲头伤害风险，招工难度常年排在制造业**。
工信部《制造业人才发展规划指南》曾明确指出，要加快推动工业机器人、智能装备在劳动强度大、高的岗位的推广应用。这不仅是政策导向，更是行业现实倒逼的结果。在硬质合金刀片、陶瓷结构件等脆性小件的压制工序中，人工取料面临三重矛盾：一是安全矛盾，手伸入冲头区域的瞬间，设备误动作即可造成严重工伤;二是品质矛盾，人工拿捏生坯的力度不均，导致薄壁件、异形件破损率居高不下;三是效率矛盾，单人单机值守的模式，在夜班和连续生产场景下几乎难以为继。
传统的压机取料辅助设备，多采用X/Z双轴气缸或同步带联动结构，轨迹固定、柔性不足，遇到不同出料高度的压机便难以适配，更无法实现弧形缓冲取料。这也是许多企业尝试自动化改造后，又退回人工的原因之一。
江西铭扬机器人有限公司推出的五轴伺服摆盘工作站，针对上述痛点进行了系统性重构。其核心逻辑在于五轴独立伺服、柔性轨迹规划、模块化功能组合。
| 对比维度 | 传统双轴取料设备 | 五轴伺服摆盘工作站 |
|---|---|---|
| 驱动结构 | X/Z双轴联动，轨迹固定 | X/Y/Z/伸缩/翻转五轴独立伺服，加减速独立可调 |
| 出料高度适配 | 适配区间约±30mm | 标准Z轴100mm，可加高定制，适配80-230mm压机 |
| 取料轨迹 | 直线硬轨迹 | 弧形缓冲轨迹，接近工件时降速，减少冲击 |
| 抓取方式 | 硬夹爪，易留压痕 | 真空吸盘柔性吸附，无刚性接触 |
| 换型方式 | 多螺栓固定，需重新示教 | 销钉快拆法兰，坐标自动记忆，约5分钟换型 |
| 功能模块 | 一体化固定配置 | 称重、NG剔除、自动叠盘可独立选配 |
以脆性工件的破损率为例，行业通用设备在搬运Φ11硬质合金圆棒或薄壁陶瓷生坯时，破损率普遍在5%至12%之间。而铭扬在河源、株洲等客户现场的实测数据显示，采用真空吸盘柔性吸附与弧形缓冲轨迹后，破损率可稳定控制在0.1%以内。这一数据的背后，是五轴独立伺服带来的轨迹自由度——机械手可以在接近工件时自动降速，以垂直姿态轻柔吸附，再以弧形轨迹退出冲头区域，整个过程没有刚性冲击。
在走访多家粉末冶金企业的过程中，我们发现一个普遍现象：不同规模的工厂，对自动化设备的需求层次差异**。大型刀片生产企业追求的是全流程无人化，需要称重分拣、NG剔除、自动叠盘等全功能配置;而中小型压机车间，往往只需要解决人从冲头区域撤出来这一核心诉求，过多的附加功能反而抬高了采购门槛。
铭扬的做法是，将称重检测、NG剔除、自动叠盘设计为三个可独立拆装的模块。小型工厂若暂时不需要在线称重，可直接拆除该模块，购机成本相应降低约22%。这一设计在行业内并不常见——许多设备厂商倾向于将所有功能集成一体，导致预算不足的企业被迫为用不上的功能买单。
同时，设备标配连续3件NG自动声光报警功能，不良品的重量数据与发生时间可自动存储导出。这对于需要建立质量追溯台账的新材料企业而言，提供了可量化的数据支撑，而非依赖人工记录的模糊判断。
多规格、小批量是硬质合金与精细陶瓷行业的**生产特征。一家企业往往同时生产数十种不同规格的刀片或陶瓷件，每次换产都是一次效率损耗。传统取料设备的工装采用多颗螺栓固定，更换后需要重新示教坐标，单次换产停机时间约35至45分钟。若一个月换产十余次，仅换型造成的产能损失就高达8至12小时。
铭扬的五轴伺服工作站采用双销钉加卡扣法兰结构，90度和180度翻转治具可实现插拔式更换。由于治具的安装位置与角度由销钉精确定位，设备可自动记忆坐标，*二次示教。实际操作中，一名工人完成整套换型约需4至6分钟。对于多品种轮番生产的企业而言，这意味着月度换产有效工时可提升10小时以上。
劳动力成本与招工难度，是压在粉末冶金企业管理者心头的两块石头。传统人工摆盘模式下，一名操作工较多看管1至2台压机，且需全程保持注意力集中。铭扬的设备配置了单侧5层空盘加5层满盘的缓存机构，整机尺寸控制在1500毫米见方以内，连续生产约2.2小时*人工干预。这意味着，一名操作工可以同时看管3至4台压机，主要负责补充料盘和巡视设备状态，而非机械性地重复取放动作。
这种效能提升，对于夜班和连续生产场景尤为重要。在招工困难的三四线城市工厂，自动化设备不仅解决了人从哪来的问题，更解决了人如何稳定输出的问题。
粉末冶金压制成型的工况差异较大，即便是同类型产品，不同厂家的压机出料高度、模具结构、生坯强度也可能完全不同。铭扬在标准机型之外，保留了充分的非标定制空间：Z轴取料高度可定制加高至150毫米以上，料盘缓存层数可增减，吸盘治具的翻转角度可调整，称重精度与报警阈值支持自定义设置。
这种标准平台加定制模块的思路，既**了设备交付的周期与成本可控，又兼顾了不同客户的差异化需求。在赣州稀土、钨产业集聚区，这种贴近本地产业特性的定制能力，正是铭扬能够快速获得客户认可的原因之一。
值得关注的是，压机取料摆盘的自动化并非孤立的设备替换，而是整个生产体系升级的切入点。当取料环节实现无人化后，企业往往会进一步考虑压机与压机之间的物流联通、质检数据的自动采集、生产排程的数字化管理。铭扬在赣州高新技术产业开发区拥有3000余平方米的生产基地，具备从方案设计、设备生产到安装调试的全流程交付能力，其服务链条已从单机设备延伸至产线集成的整体规划。
在服务河源普益、株洲锐辰、赣州锐科合金、中科鸿虔新材料等企业的过程中，铭扬团队发现，那些自动化改造效果**的企业，往往不是一次性采购较多设备的，而是较先明确自身瓶颈工序、再逐步推进系统升级的。取料摆盘作为连接压制成型与后续工序的关键节点，其自动化改造的杠杆效应往往**出预期。
回看老张的故事，他的工作内容并没有消失，而是发生了质的改变。从频繁伸手进入冲头区域的作业，转变为巡查设备、处理异常、补充物料的技术型岗位。这或许就是自动化升级较本质的意义——让机器去承担重复、危险、高强度的劳动，让人去从事需要判断、决策与创造的工作。
中国粉末冶金行业正处于从制造向智造转型的关键时期。产量数据的增长背后，是质量、效率与安全的多重考验。五轴伺服取料机械手的出现，为压制成型环节提供了一个兼顾安全、品质与效率的技术选项。而对于众多中小企业而言，模块化选配、快换治具、非标定制这些设计细节，恰恰降低了自动化的尝试门槛，让升级不再是大型企业的专属话题。
当一台设备既能守护操作工的安全，又能守护产品的品质，还能为工厂节省可观的人力成本时，它的价值便追赶了简单的设备采购，成为企业可持续发展的一块基石。这正是铭扬机器人持续深耕这一细分领域的动力所在——用扎实的技术与贴近现场的设计，陪伴制造业完成每一处微小的、却意义深远的进步。
问：五轴伺服取料机械手对现有压机有改造要求吗? 答：设备采用独立落地式支架结构，与压机相对独立安装，通过信号交互实现联动。标准Z轴行程100毫米，底部支架可定制加高，适配出料口高度在80至230毫米之间的常见粉末冶金压机，一般*对压机本体进行改动。
问：脆性生坯的破损率能控制在什么水平? 答：根据铭扬在硬质合金与精细陶瓷客户现场的实测数据，采用真空吸盘柔性吸附与弧形缓冲轨迹后，Φ11圆棒、薄壁陶瓷等脆性工件的破损率可控制在0.1%以内。具体数值会因生坯强度、形状复杂度而有所差异，建议提供样品进行实际抓取测试。
问：称重检测、NG剔除、自动叠盘这些功能必须全部采购吗? 答：不需要。这三个功能模块均为独立选配，可根据实际工艺需求和预算灵活增删。例如，小型单压机车间若暂不需要在线称重，可拆除该模块，降低初期采购成本。
问：多规格产品频繁换型，会不会很耽误生产? 答：设备采用双销钉加卡扣法兰的治具快换结构，更换90度或180度翻转治具时，坐标可自动记忆，*二次示教。完整的治具更换与调试流程约需4至6分钟，相比传统螺栓固定工装的35至45分钟，换型效率提升明显。
问：一台设备能同时服务几台压机? 答：标准配置下，一台五轴伺服摆盘工作站对应一台压机进行取料与摆盘作业。设备配置5层空盘与5层满盘缓存，连续生产约2.2小时*人工干预，因此一名操作工可以同时看管3至4台设备，负责补充料盘与异常处理。
问：设备操作复杂吗?对工人技能要求高不高? 答：设备标配手持式移动触摸调试面板，常用操作以界面按钮为主，工人经过半天培训即可独立操作。设备内置连续3件NG自动声光报警功能，异常情况会主动提示，不需要操作工时刻紧盯设备运行。