芯耀
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打磨是一種通過(guò)機(jī)械或手工方式對(duì)工件表面進(jìn)行加工，以達(dá)到去除毛刺、平整表面、提高光潔度要求的特殊工藝，作為產(chǎn)品加工的最后一道工序，直接影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和性能，在制造業(yè)中扮演著重要角色，市場(chǎng)潛力巨大。
從目前的市場(chǎng)格局來(lái)看，傳統(tǒng)人工打磨占據(jù)主導(dǎo)地位，而機(jī)器人打磨的滲透率仍處于非常低的水平。隨著人工成本持續(xù)攀升、以及打磨作業(yè)環(huán)境帶來(lái)的職業(yè)健康危害和“招工難”等問(wèn)題日益凸顯，機(jī)器人替代人工的趨勢(shì)明顯，成為了滿足行業(yè)提效、增速、降本的剛性需求。
01 打磨機(jī)器人為何優(yōu)勢(shì)凸顯，卻無(wú)處生根
盡管打磨機(jī)器人被視為“硬剛需”，但就客觀事實(shí)來(lái)看，目前行業(yè)發(fā)展并不算順利。據(jù)MIR 睿工業(yè)數(shù)據(jù)顯示，2024年中國(guó)工業(yè)打磨機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模約為0.76萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)2.8%。
2017-2028年中國(guó)工業(yè)打磨機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模推移（臺(tái)）
數(shù)據(jù)來(lái)源：MIR睿工業(yè)《2024年打磨機(jī)器人市場(chǎng)研究報(bào)告》
就目前而言，中國(guó)打磨機(jī)器人市場(chǎng)需求尚未得到完全釋放，相較于工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用較多的焊接、上下料、搬運(yùn)碼垛等場(chǎng)景，市場(chǎng)滲透率仍處于較低水平。在實(shí)際部署與應(yīng)用中，打磨機(jī)器人仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)，例如：
1. 產(chǎn)品一致性差
在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，焊接或鑄造工藝導(dǎo)致的產(chǎn)品形變、不同批次原材料差異等因素的存在，造成機(jī)器人在執(zhí)行固定程序時(shí)難以實(shí)現(xiàn)兼容和補(bǔ)償，導(dǎo)致產(chǎn)品合格率較低。同時(shí)，面對(duì)多樣化產(chǎn)品規(guī)格時(shí)，工裝和夾具難具兼容性，頻繁換線影響生產(chǎn)效率；
2. 機(jī)器人性能不足
① 大多數(shù)機(jī)器人因剛性、軌跡精度、穩(wěn)定性不足，在類似拋光等加工場(chǎng)景中，易受到振動(dòng)等因素影響，導(dǎo)致打磨出來(lái)的產(chǎn)品粗糙度不達(dá)標(biāo)；
② 碰撞導(dǎo)致零點(diǎn)丟失，原有打磨軌跡無(wú)法使用，需要重新調(diào)試，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；
3. 機(jī)器人編程效率低
由于機(jī)器人編程復(fù)雜、依賴人工示教編程，調(diào)試周期長(zhǎng)；而離線編程由于實(shí)物和模型存在偏差，機(jī)器人適應(yīng)性差，難以滿足柔性化生產(chǎn)需求；
4. 機(jī)器人成本過(guò)高
目前打磨市場(chǎng)基本被外資廠商所主導(dǎo)，機(jī)器人價(jià)格高、設(shè)備投資回報(bào)周期長(zhǎng)等因素導(dǎo)致機(jī)器人產(chǎn)品主要服務(wù)于大型企業(yè)，難以滿足中小型企業(yè)的定制化需求。除了機(jī)器人本身存在的痛點(diǎn)和客觀因素在一定程度上阻礙了打磨行業(yè)本身的發(fā)展，市場(chǎng)層面也存在制約。從打磨整體市場(chǎng)來(lái)看，市場(chǎng)零散、銷售渠道薄弱，集成商和本體廠商大多專注于各自擅長(zhǎng)的特定細(xì)分領(lǐng)域，企業(yè)規(guī)模小、銷售渠道單一，這種碎片化的格局也進(jìn)一步限制了打磨市場(chǎng)的進(jìn)一步開拓。
02 如何化解打磨機(jī)器人痛點(diǎn)？
面對(duì)打磨行業(yè)長(zhǎng)期存在的技術(shù)瓶頸和應(yīng)用難題，尤其是生產(chǎn)端存在的問(wèn)題，以珞石機(jī)器人為代表的國(guó)產(chǎn)廠商正在通過(guò)持續(xù)創(chuàng)新提供系統(tǒng)性解決方案。針對(duì)打磨場(chǎng)景對(duì)機(jī)器人性能、精度、可靠性等方面的嚴(yán)苛要求，珞石機(jī)器人憑借對(duì)打磨工藝的深入理解和多年案例實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，率先進(jìn)行了深入的技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)布局。
作為國(guó)產(chǎn)機(jī)器人領(lǐng)域的代表企業(yè)，珞石將打磨作為重點(diǎn)發(fā)展方向，成立了專門的打磨產(chǎn)品線，并針對(duì)打磨場(chǎng)景基于現(xiàn)有產(chǎn)品平臺(tái)，全新開發(fā)了NB12h-12/1.4（負(fù)載12kg、臂展1473mm），NB25h-25/1.8（負(fù)載25kg、臂展1836mm）和NB25h-35/1.8（負(fù)載35kg、臂展1836mm）的3款打磨專用機(jī)器人，針對(duì)打磨作業(yè)中的振動(dòng)抑制、精度、速度、剛性等方面進(jìn)行了全面優(yōu)化。
1 硬件上
三款打磨機(jī)器人的4-6軸均采用準(zhǔn)雙曲面?zhèn)鲃?dòng)，具備更高抗載能力和抗沖擊能力，提升機(jī)器人剛性的同時(shí)使機(jī)器人使用壽命更長(zhǎng)，適配于高剛度作業(yè)場(chǎng)景。57mm超大中空手腕，使得打磨工具的復(fù)雜布線更輕松，部署更便捷。
2 軟件上
針對(duì)碰撞后零點(diǎn)丟失的問(wèn)題，珞石基于高精度動(dòng)力學(xué)模型實(shí)時(shí)檢測(cè)外力，打造了高靈敏的碰撞檢測(cè)功能。即開啟碰撞檢測(cè)后，機(jī)器人可快速緩沖撞擊力，碰撞后快速恢復(fù)且不丟零點(diǎn)，重新上電后可繼續(xù)使用，并保證零點(diǎn)偏差低于±0.04mm，響應(yīng)速度提升100%，速度突變提升一倍。據(jù)了解，作為國(guó)內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn)規(guī)?；涞貞?yīng)用的碰撞檢測(cè)功能，目前珞石已與部分國(guó)內(nèi)的頭部集成商達(dá)成合作，并進(jìn)行深度升級(jí)測(cè)試，以保證打磨機(jī)器人產(chǎn)品從速度、精度等基礎(chǔ)工序上都能滿足生產(chǎn)條件。
針對(duì)機(jī)器人高精度、高速度作業(yè)難題，珞石通過(guò)采用高剛性本體與新一代xCore控制系統(tǒng)，使機(jī)器人在軌跡速度、精度及可靠性等性能層面達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先級(jí)別，打磨動(dòng)作更柔順，軌跡更精準(zhǔn)。在精度上，每臺(tái)機(jī)器人出廠前都會(huì)進(jìn)行激光標(biāo)定，打磨機(jī)器人采用TrueMotion高速路徑精度保持技術(shù)，通過(guò)高精度誤差補(bǔ)償算法，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的軌跡重復(fù)精度小于0.3mm，重復(fù)定位精度小于±0.02mm，同時(shí)采用全局振動(dòng)抑制技術(shù)，顯著降低機(jī)器人末端抖動(dòng)。
在速度上，采用基于動(dòng)力學(xué)的OptiMotion最優(yōu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃技術(shù)，最大發(fā)揮機(jī)器人性能，五軸速度提升6%，六軸速度提升10%，機(jī)器人速度相比上一代提升40%，達(dá)到業(yè)內(nèi)頂尖水平。同時(shí)，在執(zhí)行連續(xù)變姿態(tài)、連續(xù)小線段軌跡等復(fù)雜運(yùn)動(dòng)時(shí)更流暢，提高工作節(jié)拍的同時(shí)保障機(jī)器人的使用壽命。
此外，面向復(fù)雜場(chǎng)景需求，珞石為客戶開發(fā)了行業(yè)深度適配的柔性力控系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)以及離線編程軟件，讓機(jī)器人同時(shí)具備物體識(shí)別能力及壓力反饋能力。
1. 力控系統(tǒng)：力控系統(tǒng)具備全姿態(tài)力位補(bǔ)償、閉環(huán)控制等功能，可實(shí)時(shí)地補(bǔ)償法向偏移量20mm，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品恒力打磨，避免過(guò)載損傷工件或工具，有效改善因來(lái)料一致性差、工件柔性易變形等因素造成的良品率低的問(wèn)題，保障復(fù)雜工件表面打磨質(zhì)量一致性。
2.視覺系統(tǒng)：通過(guò)先進(jìn)的算法和AI自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，視覺系統(tǒng)可實(shí)時(shí)采集處理工件信息，結(jié)合工藝要求自動(dòng)規(guī)劃生成物體邊緣軌跡，同時(shí)可以根據(jù)不同的材料和打磨需求在線實(shí)時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)誤差自動(dòng)檢測(cè)及補(bǔ)償，大幅提升編程效率，尤其適用于小批量、多品種或者基于傳感器的自適應(yīng)柔性加工場(chǎng)景。
3.打磨專用調(diào)試軟件：珞石根據(jù)打磨客戶的需求，專門定制開發(fā)打磨版本軟件，使客戶在產(chǎn)品調(diào)試上更便捷，更易上手?？芍С肿远x按鍵功能，可進(jìn)行點(diǎn)位快速插入；支持可選程序段的點(diǎn)位偏移及鏡像偏移。針對(duì)表面拋光打磨的場(chǎng)景開發(fā)出專用的MoveT擺動(dòng)打磨指令，使客戶在使用上更加便捷。
4.離線編程軟件：珞石機(jī)器人離線編程與仿真軟件RokaeStudio基于珞石控制系統(tǒng)開發(fā)，提供機(jī)器人庫(kù)、設(shè)備庫(kù)、工具庫(kù)等豐富的云端資源庫(kù)，支持多種軌跡生成方式，針對(duì)不同的復(fù)雜模型，可通過(guò)算法自動(dòng)提取并精確識(shí)別模型的點(diǎn)、線、面特征，快速生成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡。并且提供友好的人機(jī)交互界面，可大幅提升編程效率，簡(jiǎn)化操作門檻。
此外，珞石以客戶需求為導(dǎo)向，攜手上游工具廠商及合作伙伴，通過(guò)技術(shù)與服務(wù)模式的多重創(chuàng)新，從打磨項(xiàng)目方案售前咨詢，到面向客戶定制化功能開發(fā)，為終端客戶提供了貫穿產(chǎn)品生命全周期的服務(wù)。
典型案例
珞石機(jī)器人憑借卓越的技術(shù)實(shí)力，已廣泛應(yīng)用于打磨領(lǐng)域的頭部集成商和終端客戶，并實(shí)現(xiàn)多個(gè)項(xiàng)目批量落地。知名集成商如廣州太威、磨致機(jī)器人等均選擇了珞石的解決方案，共同服務(wù)于渤海活塞、飛龍股份、福田康明斯等知名企業(yè)。珞石的打磨機(jī)器人解決方案成功助力這些企業(yè)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體去毛刺產(chǎn)線、渦輪殼去毛刺產(chǎn)線及鑄鋁殼體打磨產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了智能制造升級(jí)。通過(guò)多臺(tái)設(shè)備協(xié)同作業(yè)，配合機(jī)器人高速、穩(wěn)定、精準(zhǔn)的軌跡控制，精確調(diào)節(jié)去毛刺力度，方案已在現(xiàn)場(chǎng)規(guī)?；瘧?yīng)用，顯著提升了產(chǎn)品質(zhì)量與一致性。單臺(tái)設(shè)備即可替代2~3名工人，在多機(jī)聯(lián)動(dòng)下進(jìn)一步幫助客戶大幅降低人工成本，提升生產(chǎn)效率與自動(dòng)化水平，推動(dòng)行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型進(jìn)程。
①渦輪殼去毛刺
在汽車渦輪殼去毛刺的應(yīng)用中，多采用手工去毛刺的方式，表面存在的毛刺易增加人員受傷風(fēng)險(xiǎn)，降低產(chǎn)品質(zhì)量、影響設(shè)備使用壽命。且毛刺和金屬粉末一旦進(jìn)入氣路通道或渦輪增壓器內(nèi)將導(dǎo)致管道堵塞，嚴(yán)重的還會(huì)影響汽車行駛安全?；趯?duì)打磨軌跡精度的苛刻要求，尤其是轉(zhuǎn)彎區(qū)速度和精度高要求，珞石推出了渦輪殼去毛刺工作站。該工作站可實(shí)現(xiàn)各種尺寸和形狀工件的去毛刺全覆蓋，并通過(guò)機(jī)器人高速、穩(wěn)定精準(zhǔn)的軌跡動(dòng)作，精準(zhǔn)控制去毛刺力度，顯著提升了產(chǎn)品質(zhì)量和一致性。同時(shí)，該獨(dú)立工作站可根據(jù)產(chǎn)能要求靈活部署產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)打磨過(guò)程100%自動(dòng)化；其一體化設(shè)計(jì)配備廢屑收集系統(tǒng)，不僅能實(shí)現(xiàn)快速部署和投產(chǎn)，還確保了作業(yè)環(huán)境的清潔。在實(shí)際落地應(yīng)用中，一臺(tái)渦輪殼去毛刺工作站可有效替代2-3名工人，大幅降低了客戶的人工成本，受到一致好評(píng)。
② 門鉸鏈打磨
在門鉸鏈打磨場(chǎng)景中，機(jī)器人需要手持工件對(duì)鑄件的合模線去毛刺，表面打磨拋光。然而，由于鑄鋁材料對(duì)于毛刺去除及表面質(zhì)量要求高，打磨過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊力，對(duì)機(jī)器人的打磨精度、剛性及穩(wěn)定性要求嚴(yán)苛。珞石NB12h-12/1.4機(jī)器人，末端負(fù)載能力強(qiáng)，同時(shí)中空手腕走線更方便，避干涉性更強(qiáng)，可多角度變姿態(tài)對(duì)鑄鋁件的合模線進(jìn)行去除，表面平整，配備可浮動(dòng)力控砂帶機(jī)對(duì)打磨量進(jìn)行精準(zhǔn)控制，滿足復(fù)雜工況下作業(yè)的需求。同時(shí)，NB12h-12/1.4機(jī)器人采用碰撞檢測(cè)工藝包，保證打磨質(zhì)量穩(wěn)定性的同時(shí)，有效規(guī)避人為失誤造成的撞機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，該方案在節(jié)拍方面與機(jī)器人頭部企業(yè)效率達(dá)到同等水平，合格率達(dá)到100%，投資回報(bào)周期降低至1.5年，為客戶構(gòu)建了穩(wěn)定可靠的智能打磨解決方案，受到客戶好評(píng)。
03 何時(shí)開啟打磨機(jī)器人新時(shí)代？
目前，工業(yè)機(jī)器人打磨應(yīng)用主要集中在汽車零部件和3C等關(guān)鍵領(lǐng)域。隨著力控技術(shù)和免示教打磨技術(shù)的持續(xù)突破與成熟，機(jī)器人打磨的潛在應(yīng)用場(chǎng)景將不斷拓展。從市場(chǎng)發(fā)展階段來(lái)看，打磨機(jī)器人的應(yīng)用將呈現(xiàn)明顯的梯次推進(jìn)特征。
短期內(nèi)，由于汽車零部件、3C行業(yè)及五金衛(wèi)浴產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度高，適合機(jī)器人單一產(chǎn)品多批量操作，未來(lái)將成為打磨機(jī)器人規(guī)?；涞氐南葘?dǎo)市場(chǎng)；
中期來(lái)看，隨著視覺引導(dǎo)技術(shù)和AI技術(shù)的發(fā)展，打磨機(jī)器人將在醫(yī)療、航空航天等高附加值領(lǐng)域滲透；
長(zhǎng)期而言，依托于AI技術(shù)、大數(shù)據(jù)模型等前沿技術(shù)，使打磨機(jī)器人具備自主軌跡規(guī)劃能力，解決多品種、小批量的個(gè)性化制造問(wèn)題，從而在家具制造、建筑等多樣性需求較高的場(chǎng)景開辟新的增長(zhǎng)空間。
機(jī)器人打磨可以顯著縮短產(chǎn)品更新?lián)Q代周期，減少相應(yīng)的設(shè)備投入等多種優(yōu)勢(shì)，尤其在中小企業(yè)的龐大需求帶動(dòng)下，打磨行業(yè)潛力將持續(xù)釋放。盡管中國(guó)打磨機(jī)器人在核心部件、工藝等方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)，但隨著以珞石為代表的國(guó)產(chǎn)廠商以及生態(tài)廠商的共同努力，通過(guò)構(gòu)建國(guó)產(chǎn)打磨機(jī)器人的技術(shù)護(hù)城河，中國(guó)打磨機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將加速跨越“技術(shù)攻關(guān)-場(chǎng)景落地”的發(fā)展曲線，加速打磨機(jī)器人在中小企業(yè)的普惠應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)“機(jī)器人替人”的突破進(jìn)展，迎來(lái)打磨機(jī)器人新時(shí)代，將工人從粉塵彌漫、噪聲刺耳的作業(yè)環(huán)境中解放出來(lái)。
