技术分享丨自动化打磨的挑战与关键技术解析

机器人2024-01-112222工业机器人

打磨抛光是制造业中复杂且关键的一道工序。相较于传统人工打磨方式存在的效率低、成本高、招工难、良率低等问题，机器人能够更好满足行业提效增速降本的升级需求，近年来我国抛光打磨机器人市场加速发展，2022年市场规模达96.1亿元，安装量达8752台，预计未来5年，机器人安装量将超过3万台，抛光打磨机器人替代及增量市场空间潜力巨大。

然而总体而言，其应用规模相较于焊接、搬运、码垛等工艺仍然较小。这主要是因为抛光打磨难点众多，对机器人定位的精准度、刚度及稳定性等方面都有着极其严格的要求。

行业难题

难点1 来料一致性差

由于原材料批次差异、前序加工工序（如压铸、锻打、焊接等）导致的外形尺寸偏差，来料一致性难以保证，这使得产品的精准定位和识别极具挑战。

难点2 打磨良品率低

打磨抛光工艺对于轨迹精度要求很高，而在工件存在偏差的情况下，确保打磨效果的一致性和产品质量标准的统一更是难上加难，甚至会出现打磨不均或打磨过量的情况，导致良率过低，无法实现批量生产。对于较小的偏差，可采用浮动打磨工具解决，而对于较大的偏差，则要求机器人具备自主识别并自动补偿的能力。

难点3 编程复杂度高

待抛光打磨产品往往材质多样，外形复杂，需要磨削位置多为空间曲线、曲面，编程点位众多，机器人磨削轨迹自适应较难，且对操作人员技能要求高。

难点4 柔性换产难

由于大部分生产属于小批量、多品种的生产模式，工装无法通用，加之不同产品的加工工艺差异和打磨工具的不兼容性，要求打磨程序具备闭环控制和可量化的工艺参数。

难点5 机器人性能要求严苛

抛光打磨过程中机器人各关节承受力矩大，且磨削环境水雾、粉尘弥漫，将极大影响机器人的使用寿命，机器人的刚性、稳定性等核心能力都面临严峻考验。

难点6 工艺复杂，工具类型多

打磨工艺复杂，为满足不同材质产品的质量要求，机器人需具备频繁更换工具及耗材且不影响生产效率的能力。

关键技术

面对打磨这一棘手“难题”，珞石机器人凭借自身对打磨工艺的深入理解和多年案例实践经验，成功开发出一套解决打磨自动化难点和满足多样打磨需求的智能打磨解决方案，并逐渐积累了其中的核心关键技术优势。

▍01 力控

珞石机器人自主研发的柔顺力控系统，配备力控打磨工艺包，通过采用力/位置混合控制技术，能够实现主动柔顺控制，确保打磨过程始终保持接触力恒定，控制精度达到±0.5N，实现打磨压力闭环控制。面对表面处理要求较高的复杂曲线曲面，能够进行参数量化及工艺调整，从而保证产品一致性，提升打磨品质。

▍02 视觉

通过自主研发的AutoGen智能视觉系统实时采集处理工件信息，结合工艺要求自动规划生成机器人运行轨迹，补偿工件不一致带来的打磨误差，同时可以快速匹配工艺及材料参数，工艺参数在线调整，解决“小批量多种类”的换产难题。最大程度降低操作门槛，让普通操作工人也能够快速使用。

▍03 离线编程

珞石提供专业的机器人离线编程与仿真软件RokaeStudio，满足复杂连续曲面路径仿真建模及机器人干涉情况等仿真需求，解决复杂空间曲面、空间曲线的编程难题，能够缩短编程时间并提高编程效率。

▍04 机器人本体关键性能

①高精高速

搭载xCore高性能控制系统的珞石工业机器人运动性能“遥遥领先”：高速路径精度保持技术TrueMotion，示教路径与实际运行路径完全一致，满足小曲线轨迹精度要求；最优运动规划技术OptiMotion，保证轨迹精度的同时兼顾生产效率；全局振动抑制技术，在机器人操作空间任意可行位姿都能有效抑制振动，降低到位等待时间。

② 柔顺性

同时，机器人控制系统采用全新的路径生成算法，支持更小路径过渡半径，机器人打磨动作更柔顺，轨迹更精准，有效保证产品一致性。

③ 可靠性

升级碰撞检测：基于精细动力学模型实时检测机器人外力，保护机器人设备及安全；同时具备机器人打磨刚性和对机械结构的保护性，保证各关节受外力碰撞后机械零点不丢失；

高防护等级：提供具备 IP67 防护等级的工业机器人本体，在水雾、粉尘弥漫的环境中也能够持续工作，同时提供高防护控制柜，节省为控制柜单独布置防护环境的成本;

行业权威认证：机器人产品经过精密组装和严格测试，通过欧盟CE 、机器人CR等认证，保证机器人稳定可靠，帮助用户降低生命周期成本。

▍05 外设设备及末端工具

珞石拥有多类产品的非标设计经验，可根据客户的工件样式，按应用要求设计专业的工装定位夹具；同时可根据工艺要求，推荐合适的打磨工具、快换装置和打磨耗材；此外还可以根据实际情况，提供性价比高的自制浮动打磨机构，以满足不同工艺打磨要求。

珞石机器人在打磨领域深耕多年，已掌握铸铝、铸钢、锻打、塑胶和砂芯等各类产品的打磨、抛光、去毛刺工艺，为汽车零部件、日用五金、电力行业等行业提供了创新的智能力控打磨解决方案，积极推动行业智能化转型升级。

▍全球化服务

国际知名的自动化集团公司，营业额高达32亿欧元，全球拥有约14000名员工，其中，国内员工超2000名，全球超过100家分公司，业务遍布50多个国家工。营业额高达32亿欧元，全球拥有约14000名员工，其中，国内员工超2000名，全球超过100家分公司，业务遍布50多个国家工。营业额高达32亿欧元，全球拥有约14000名员工，其中，国内员工超2000名，全球超过100家分公司，业务遍布50多个国家。

来源 | 珞石机器人

排版 | 鹅鹅

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