（一）行業(yè)背景

傳統(tǒng)的手工拋光打磨存在勞動(dòng)強(qiáng)度高、拋光效果不穩(wěn)定、難以處理復(fù)雜形狀、安全風(fēng)險(xiǎn)和無法滿足高質(zhì)量要求等痛點(diǎn)。因此，應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)化表面精加工的技術(shù)隨之崛起。

手工打磨工藝

然而，打磨拋光領(lǐng)域一直難以實(shí)現(xiàn)全面的自動(dòng)化，特別是需要進(jìn)行精細(xì)打磨或?qū)Υ蚰ズ蟊砻嬗休^高要求的工件，如醫(yī)療器械設(shè)備等。

目前，自動(dòng)化打磨方案廣泛采用了“被動(dòng)柔順"技術(shù)，指在機(jī)器人的末端添加柔性裝置，以增加工具與工件之間的接觸性和適應(yīng)性。這些柔性裝置包括彈簧、阻尼器、可調(diào)解氣閥等，它們能夠使工具在打磨拋光過程中更好地適應(yīng)工件表面的形狀和特性。

末端柔性裝置

但是在工藝性要求更高的場景中，“被動(dòng)柔順”技術(shù)方案的弊端就顯現(xiàn)出來了：

1.限制性：

設(shè)置和調(diào)整柔性裝置需要考慮工件的形狀和特性，這需要更多時(shí)間和努力來進(jìn)行定制和適配；尤其是在面對(duì)具有細(xì)節(jié)、曲面變化或非均勻形狀的工件，柔性裝置的適應(yīng)性會(huì)受到限制。

2.不可控性：

柔性裝置的性能和適應(yīng)性可能存在差異，這可能導(dǎo)致不同工件或不同工件區(qū)域的打磨效果有所不同；此外，由于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制和定位誤差，可能出現(xiàn)柔性裝置與工件接觸不良等問題，影響打磨效果。

3.精度受限：

柔性裝置可能引入一些不確定因素，從而影響最終的打磨拋光精度；尤其是在對(duì)高精度表面要求更高的工件上，由于施加的壓力相對(duì)較小，使用柔性裝置在打磨時(shí)往往會(huì)引發(fā)不均勻的問題，出現(xiàn)缺陷、毛刺、劃痕，仍需要手工補(bǔ)充處理。

（二）宏集方案

總而言之，雖然“被動(dòng)柔順”技術(shù)能夠在一定程度上提高了機(jī)器人打磨系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性，但并非解決精細(xì)拋光打磨場景的最佳自動(dòng)化方案。

在此背景下，宏集嘗試采用七軸都帶有扭矩傳感器的柔性機(jī)械臂，為表面加工技術(shù)帶來新的解決方案。

宏集FP3&FR3關(guān)鍵特性

·軸數(shù)：7

·觸達(dá)：855mm

·工作空間覆蓋范圍：94.5%

·最大末端執(zhí)行器速度：2m/s

·有效負(fù)載：3kg

·示教力：2.5N

·扭矩傳感器：13位分辨率

·位置重復(fù)精度：< +/- 0.1 mm

由于在七軸都安裝了扭矩傳感器，宏集機(jī)械臂具有類人類觸覺，能夠在運(yùn)動(dòng)中實(shí)現(xiàn)柔性控制和精準(zhǔn)的力反饋，使客戶不需額外添加末端柔性裝置，就能以機(jī)器替代人工實(shí)現(xiàn)拋光打磨過程。

拋光作業(yè)中的宏集機(jī)械臂

在拋光打磨的過程中，宏集七軸柔性機(jī)械臂采用力位混合控制策略，同時(shí)控制關(guān)節(jié)的力矩和角度，實(shí)現(xiàn)柔性和精確性的平衡。這一控制策略，讓宏集機(jī)械臂得以在按照預(yù)設(shè)的軌跡運(yùn)行時(shí)，主動(dòng)保持對(duì)磨具和工件之間恒定可控的施壓，從而保證一致的打磨效果。

機(jī)械臂對(duì)不規(guī)則表面恒定施壓

此外，客戶只需通過直觀的人機(jī)界面，在機(jī)械臂編程界面的打磨應(yīng)用APP中，導(dǎo)入產(chǎn)品數(shù)模，選取特征點(diǎn)并進(jìn)行拖拽，宏集機(jī)械臂就會(huì)根據(jù)點(diǎn)位自動(dòng)生成路徑，從而大大壓縮了時(shí)間成本，提高了打磨實(shí)現(xiàn)的效率。

直觀的APP界面

（三）總結(jié)

總而言之，宏集推出七軸都帶有扭矩傳感器的柔性機(jī)械臂，通過類人類觸覺、力位控制策略與直觀易用的打磨app，實(shí)現(xiàn)均勻一致的打磨效果，打破“被動(dòng)柔順”方案的不可控性與精度限制，使表面精加工技術(shù)效率和精度大幅提升。

審核編輯 黃宇