不同于常见的工业机器人自动化应用，研磨自动化一直是一项技术难题。
凭借多年来在机器人技术方面的持续突破及对工艺场景的深刻理解，非夕为研磨自动化提供了新的思路，打造了基于多种力控策略的机器人柔性研磨解决方案。
6月20日，在非夕科技在线研讨会中，表面处理应用专家朱磊分享了自适应机器人如何助力柔性研磨自动化、做到“刚柔并济”，为相关场景解决痛点问题。以下是本次分享的重点内容回顾。
研磨自动化面临的“N重考验”
宏观层面上，研磨自动化受制于三大要素：研磨耗材、研磨工具和执行器。微观层面上，研磨工艺的优劣则是影响制造结果的重要因素。
首先，工业领域的研磨在作业中无法避免会出现累计误差，包括但不限于前道工艺带来的成型偏差、尺寸偏差以及来料产品的定位偏差等，如果自动化方案不能有效应对，会带来研磨质量低、工件或工具损坏等问题。
其次，研磨工艺种类繁多，如切割、抛光、打磨、余量去除、去毛刺等各类工艺涉及的工件、路线作业方式和标准尽不相同，这对自动化方案的通用性提出了不小的挑战。使用专机设备的方案纵然可以解决单一工艺场景的需求，但在换型、换线的调试和部署时就会造成高昂的成本。此外，环境工况不友好、周边自动化复杂、检测要求高等也都是影响研磨效果的因素。
而对于部署和操作人员来说，现有的自动化方案在轨迹生成和软硬件设置上有诸多不便，非常影响部署效率和使用体验。
基于仿人化理念的破局新思路
为了达成高质量的研磨效果，使用机器人作为执行器的研磨自动化方案需要兼顾研磨力、机器人行进速度(即通常所谓“线速度”)和工具转速这三者之间的平衡，保证研磨力与去除量成正比、工具转速与去除量成正比、机器人行进速度与去除量成反比。
自适应机器人仿人化操作
作为机器人行业的创新入局者，非夕系统以仿人化的技术理念为基础，力求让机器人以更加类人的方式工作。
通过手感调整为主、视觉引导为辅的工作方式，非夕自主研发生产的自适应机器人具备位置误差容忍度高、抗干扰能力强、智能可迁移的技术特点，能够做到操作对象自适应、环境自适应、任务自适应，在研磨自动化作业中对非标机构和结构化环境的依赖很小。
这种自适应特性建立在两大核心能力之上：前沿的工业级力控和创新的层级式智能。
非夕自适应机器人的每个关节都配备了高精度的力/力矩传感器，最高可达0.03N的末端力感知分辨率、1kHz力控频响结合先进的整机力控算法，使得机器人具备高阶工业级力控性能，能够轻松实现基于力觉的复杂应用。
通过深度融合AI，自适应机器人能够高效地完成手眼配合操作，形成“手感”(感知)——“条件反射”(控制)——“小脑”(规划)——“大脑”(决策)的层级式智能，帮助机器人掌握通用化技能与实现知识的积累。
而在使用层面，非夕提出了“元操作(primitive)”的概念，即将复杂的任务拆解为对应的、不能再向下分解的基元操作，工程师可以通过串联一系列这样的“元操作”来完成机器人的任务编程。通过不断地拓展和丰富元操作集群，自适应机器人可以实现更多样、更复杂、更精细的任务。
自适应机器人助力柔性研磨自动化
灵活运用多种力控策略
对比非夕的机器人与市面上常见的执行器或研磨套件可以发现，自适应机器人通过环境交互将力传递至手臂关节中的力/力矩传感器，再通过整机的力控算法进行反馈，这是一个完全闭环的过程，全程只涉及到力和力矩两种类型的控制量。
基于强大的力控能力和上述的整机力控算法，自适应机器人可以灵活运用多种力控策略进行研磨。它可以轻松跟随随机的复杂曲面，并且末端自主贴合被切削面，保证实时、稳定的力输出。
在实际作业中，自适应机器人可以实现包括轴向和径向在内多方向的位置补偿，并始终保持全向力控;通过对末端轨迹偏移量进行限制，研磨轨迹精度得以大幅提升。
此外，高频、高精度的力控能力是能够使自适应机器人有效利用仿形工具适应个体工件差异，实现真正意义上的精准防过切。
不断优化人机交互体验
在研磨场景中，非夕也十分关注用户体验，希望能够通过自适应机器人独有的特性和功能，帮助用户在不同的研磨场景下高效完成任务。
为此，非夕打造了图形化编程软件Flexiv Elements，通过力控相关的“元操作(primitive)” 能力，使用户可以流畅轻松地完成机械臂的拖动示教轨迹录入、离线编程仿真、曲面和轮廓实时贴合等操作。
Elements中也内置了许多模块化的工艺软件包，其中的许多工艺开发对研磨场景来说至关重要，如运动轨迹(即机器人从A点到B点的空间转移轨迹)和研磨轨迹(在AB点之间使用不同研磨手法产生的轨迹)的复合叠加，支持包括但不限于螺旋线、“之”字形、渐扩线、随机曲线等轨迹。
此外，自适应机器人还能够通过手持工件的方式进行恒力打磨，采用这种外部TCP(ECP)的方式可以简化示教过程、快速获得研磨轨迹，并显著提高轨迹精度。研磨工艺软件也使机器人得以实现多种倾角研磨，并关注切入和切出点的状态，以确保在整个研磨过程中切入、研磨和切出的效果一致。
自适应机器人研磨应用及案例
汽车焊后处理
焊接是汽车制造常用的一种工艺，焊接后的车身表面大多会有不同程度的缺陷，如焊接飞溅、焊点、焊缝等，对后续的装配、涂装等工序均有较大影响。非夕为客户打造的焊后处理方案，凭借机器人的高响应底层力控技术实现复杂曲面的自适应贴合，能够弥补轨迹或工件精度误差，保证打磨/去除质量。
汽车座椅熨烫
座椅制造中，皮革熨烫是一个至关重要的工艺环节。非夕采用自适应机器人Rizon 4搭配定制化熨烫设备，凭借精细的力控性能实时贴合座椅表面，从而完成仿人化熨烫。
手机胶线擦抛一体
2.5D/3D屏幕的智能手机在涂胶组屏工艺环节会有热熔胶溢出的情况，为了保证手机外观的精致美观，需要对溢出胶进行擦拭和抛光处理。基于自适应机器人的工业级力控能力，非夕的手机胶线擦抛方案采用机器人手持工件的方式，利用外部TCP(ECP)，通过实时的位置、速度补偿，实现恒力控制。
扫描二维码，查看更多表面处理应用案例
非夕不仅在研磨自动化领域树立标杆，更广泛探索装配测试、移动操作、科研教育、食材处理等多元化应用，为各行各业的自动化转型提供强大支持。
（来源：非夕科技）
