机器人如何分得打磨市场一杯羹？

央视国防军事频道《国防科工》曾报道了航空工业西飞钣金工李世峰用一把榔头敲出几百架战机的故事，而且，不只我们这样做，国际上也通行这种方式。在位于西雅图波音的工厂里，有20余人如李世峰一般，专门负责打磨飞机的蒙皮，波音737型、757型、767型、777型等各种大型民航机，都是在西雅图的工厂这样一榔头一榔头敲出来的。在位于图卢兹空中客车工厂、位于德比的劳斯莱斯工厂，同样有着手持榔头和凿子的工人，专门负责打磨飞机的蒙皮。那为什么当今工业技术已经高度自动化，部分零部件的打磨依然主要由人工完成？带着这样的疑问，我们今天一起来探讨一下打磨工艺的难点，打磨自动化的现状与前景，机器人打磨如何才能成为老“磨工”？机器人如何分得打磨市场一杯羹等问题。

1 何为打磨？

打磨，是表面改性技术的一种，通过摩擦改变材料表面物理性能的一种加工方法，主要目的是为了获取特定表面粗糙度。在传统的制造业中，打磨应用十分广泛，如铸、锻造和焊后的零件通常需要通过打磨来提高轮廓精度和表面质量；精密的光学镜片，大型复杂构件如叶片，特殊材料的薄壁件等需要依靠打磨加工来满足特殊的表面需求。正如上述工业场景，材质复杂，加工工艺复杂多变等多种原因给打磨带来多种特定化的需求，导致需要人工凭借经验，自主判断如何更好打磨。

2 打磨自动化的现状、前景与难点

在社会老龄化日趋严重的发展态势下，打磨工出现了青黄不接的局面，熟练工大量缺乏，劳动力不足的问题，与此同时，随着自动化和机器人技术的大力发展，自动化打磨逐渐发展并广泛应用于汽车制造、3C行业、家电零部件行业、木材建材家居制造等行业，用于工件的表面打磨、棱角去毛刺、焊缝打磨、内腔内孔去毛刺等工作。

与人工打磨相比，机器人打磨能避免火花、粉尘及噪音对人身心健康的影响；能解决打磨不一致的问题；能降低人工成本，提高生产效率。数据显示，2022年我国抛光打磨机器人市场规模达96.1亿元，同比增长18.7%，其中汽车、3C电子行业的占比排名前二，分别占比18.9%和19.5%。未来，在制造业自动化需求持续释放的态势下，机器人打磨这一“潜力股”有望拓展更多用武之地。

毋庸置疑，机器人打磨的优势十分明显，但因打磨工艺的特殊和难点，导致经过多年发展，抛光打磨机器人应用规模仍然较小。

对于发展缓慢的原因，通过对市场的观察，大致存在以下制约因素：1.对于老磨工的打磨经验，难以完全迁移至机器人程序中；2.力控力度较难实现随机调整，以应对被加工工件表面复杂变化；3.部分场景打磨路径复杂，机器人轨迹自适应较难；4.打磨场景可大致分为软硬材料，软材料如塑料、木料等，硬材料如金属等，硬材料对机器人刚性要求高；5.场景通用性低，打磨工件产品类型、规格多样，难以规模化复制同类工艺。

3 机器人如何成长为老“磨工”？

道阻且长，未来可期。机器人打磨是趋势必然，但如何成为老“磨工”？这不是一蹴而就的事情。虽然自动化打磨进程并不如其他工艺速度快，但是值得庆贺的是，据小编所知，多家协作机器人企业十来年如一日的深耕在打磨市场，以期开出智能化赋能传统工艺的火花，而且在某些行业里面正由星星之火形成燎原之势。本文仅以协作机器人企业——节卡机器人为例，该公司面对打磨机器人接触力控制、轨迹规划等技术难点，经过多年的案例实践与技术积累，已形成成熟的柔性智能力控打磨方案。并已经在汽车和3C等行业取得了较好的应用。

针对曲面形状复杂多变，自动打磨轨迹规划难的问题，节卡机器人打造了多点位示教+自研力控算法。节卡机器人可携带打磨工具依据自定义的示教轨迹运作，并在力控补偿作用下，根据产品表面轮廓变化来实时调整作用力，满足平面、边缘，甚至是大曲率、复杂曲面的轨迹跟踪与自适应要求。

针对产品产品一致性问题，节卡机器人推出搭配六维力传感器+恒力柔顺功能。传感器精度可达量程千分之五，节卡机器人可实时反馈、调整并精确保证恒力打磨，使打磨工具在设定的接触力范围内紧密贴合产品表面，有效化解工件打磨不均、打磨过度问题，提升产品一致性。

针对产品种类多，多样化打磨需求，节卡机器人可赋能企业实现快速换产。JAKA协作机器人力量程可达800N，力矩量程可达40Nm，过载能力可达5500N/160Nm，小巧灵活、部署调试快。

在使用上，JAKA打磨机器人适合零基础操作工，实现快速上岗。工人经短期培训后，可快速掌握JAKA图形化编程&拖拽示教功能。JAKA Zu APP内置既有编程模块，工人通过组合指令模块可快速设定直线、弧线、多层次嵌套的打磨路径，编程像搭积木一样简单。节卡机器人力控拖拽示教十分顺滑，工人可手动拖拽机器人编辑点对点轨迹，简易直观，调试灵活。

目前节卡机器人在汽车、3C电子及家具木料等行业有较为成熟的应用。

在汽车行业，实现了后视镜外罩合模线打磨抛光，针对后视镜外罩的外形和材质特殊性，JAKA打造了汽车后视镜外罩打磨抛光柔性自适应解决方案。

 

在3C电子行业，实现了手机金属外壳打磨下料，节卡机器人通过集成复合夹具和浮动打磨工具，配合工装治具，可实现机器人代替人工完成打磨抛光工艺、自动下料，提高产品一致性、良品率，降低人工劳动强度，改善工作体验。

 

在通用工业行业，实现了家具木料曲面打磨。除此之外，节卡机器人在五金、陶瓷制品、半导体、医疗器械等领域的打磨场景也有着不俗表现。

 

依托轨迹规划与平滑、末端抖动抑制等方面核心技术及场景实践经验，节卡机器人不断破解千行百业的打磨自动化难题，助力制造业产线释放自动化“磨”力。

相信随着越来越多的企业不断躬身行业、钻研市场、精进技术，终将实现更多领域高质量的自动化打磨。

审核编辑：黄飞