央視國防軍事頻道《國防科工》曾報道了航空工業西飛鈑金工李世峰用一把榔頭敲出幾百架戰機的故事，而且，不只我們這樣做，國際上也通行這種方式。在位于西雅圖波音的工廠里，有20余人如李世峰一般，專門負責打磨飛機的蒙皮，波音737型、757型、767型、777型等各種大型民航機，都是在西雅圖的工廠這樣一榔頭一榔頭敲出來的。在位于圖盧茲空中客車工廠、位于德比的勞斯萊斯工廠，同樣有著手持榔頭和鑿子的工人，專門負責打磨飛機的蒙皮。那為什么當今工業技術已經高度自動化，部分零部件的打磨依然主要由人工完成？帶著這樣的疑問，我們今天一起來探討一下打磨工藝的難點，打磨自動化的現狀與前景，機器人打磨如何才能成為老“磨工”？機器人如何分得打磨市場一杯羹等問題。

1 何為打磨？

打磨，是表面改性技術的一種，通過摩擦改變材料表面物理性能的一種加工方法，主要目的是為了獲取特定表面粗糙度。在傳統的制造業中，打磨應用十分廣泛，如鑄、鍛造和焊后的零件通常需要通過打磨來提高輪廓精度和表面質量；精密的光學鏡片，大型復雜構件如葉片，特殊材料的薄壁件等需要依靠打磨加工來滿足特殊的表面需求。正如上述工業場景，材質復雜，加工工藝復雜多變等多種原因給打磨帶來多種特定化的需求，導致需要人工憑借經驗，自主判斷如何更好打磨。

2 打磨自動化的現狀、前景與難點

在社會老齡化日趨嚴重的發展態勢下，打磨工出現了青黃不接的局面，熟練工大量缺乏，勞動力不足的問題，與此同時，隨著自動化和機器人技術的大力發展，自動化打磨逐漸發展并廣泛應用于汽車制造、3C行業、家電零部件行業、木材建材家居制造等行業，用于工件的表面打磨、棱角去毛刺、焊縫打磨、內腔內孔去毛刺等工作。

與人工打磨相比，機器人打磨能避免火花、粉塵及噪音對人身心健康的影響；能解決打磨不一致的問題；能降低人工成本，提高生產效率。數據顯示，2022年我國拋光打磨機器人市場規模達96.1億元，同比增長18.7%，其中汽車、3C電子行業的占比排名前二，分別占比18.9%和19.5%。未來，在制造業自動化需求持續釋放的態勢下，機器人打磨這一“潛力股”有望拓展更多用武之地。

毋庸置疑，機器人打磨的優勢十分明顯，但因打磨工藝的特殊和難點，導致經過多年發展，拋光打磨機器人應用規模仍然較小。

對于發展緩慢的原因，通過對市場的觀察，大致存在以下制約因素：1.對于老磨工的打磨經驗，難以完全遷移至機器人程序中；2.力控力度較難實現隨機調整，以應對被加工工件表面復雜變化；3.部分場景打磨路徑復雜，機器人軌跡自適應較難；4.打磨場景可大致分為軟硬材料，軟材料如塑料、木料等，硬材料如金屬等，硬材料對機器人剛性要求高；5.場景通用性低，打磨工件產品類型、規格多樣，難以規模化復制同類工藝。

3 機器人如何成長為老“磨工”？

道阻且長，未來可期。機器人打磨是趨勢必然，但如何成為老“磨工”？這不是一蹴而就的事情。雖然自動化打磨進程并不如其他工藝速度快，但是值得慶賀的是，據小編所知，多家協作機器人企業十來年如一日的深耕在打磨市場，以期開出智能化賦能傳統工藝的火花，而且在某些行業里面正由星星之火形成燎原之勢。本文僅以協作機器人企業——節卡機器人為例，該公司面對打磨機器人接觸力控制、軌跡規劃等技術難點，經過多年的案例實踐與技術積累，已形成成熟的柔性智能力控打磨方案。并已經在汽車和3C等行業取得了較好的應用。

針對曲面形狀復雜多變，自動打磨軌跡規劃難的問題，節卡機器人打造了多點位示教+自研力控算法。節卡機器人可攜帶打磨工具依據自定義的示教軌跡運作，并在力控補償作用下，根據產品表面輪廓變化來實時調整作用力，滿足平面、邊緣，甚至是大曲率、復雜曲面的軌跡跟蹤與自適應要求。

針對產品產品一致性問題，節卡機器人推出搭配六維力傳感器+恒力柔順功能。傳感器精度可達量程千分之五，節卡機器人可實時反饋、調整并精確保證恒力打磨，使打磨工具在設定的接觸力范圍內緊密貼合產品表面，有效化解工件打磨不均、打磨過度問題，提升產品一致性。

針對產品種類多，多樣化打磨需求，節卡機器人可賦能企業實現快速換產。JAKA協作機器人力量程可達800N，力矩量程可達40Nm，過載能力可達5500N/160Nm，小巧靈活、部署調試快。

在使用上，JAKA打磨機器人適合零基礎操作工，實現快速上崗。工人經短期培訓后，可快速掌握JAKA圖形化編程&拖拽示教功能。JAKA Zu APP內置既有編程模塊，工人通過組合指令模塊可快速設定直線、弧線、多層次嵌套的打磨路徑，編程像搭積木一樣簡單。節卡機器人力控拖拽示教十分順滑，工人可手動拖拽機器人編輯點對點軌跡，簡易直觀，調試靈活。

目前節卡機器人在汽車、3C電子及家具木料等行業有較為成熟的應用。

在汽車行業，實現了后視鏡外罩合模線打磨拋光，針對后視鏡外罩的外形和材質特殊性，JAKA打造了汽車后視鏡外罩打磨拋光柔性自適應解決方案。

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在3C電子行業，實現了手機金屬外殼打磨下料，節卡機器人通過集成復合夾具和浮動打磨工具，配合工裝治具，可實現機器人代替人工完成打磨拋光工藝、自動下料，提高產品一致性、良品率，降低人工勞動強度，改善工作體驗。

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在通用工業行業，實現了家具木料曲面打磨。除此之外，節卡機器人在五金、陶瓷制品、半導體、醫療器械等領域的打磨場景也有著不俗表現。

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依托軌跡規劃與平滑、末端抖動抑制等方面核心技術及場景實踐經驗，節卡機器人不斷破解千行百業的打磨自動化難題，助力制造業產線釋放自動化“磨”力。

相信隨著越來越多的企業不斷躬身行業、鉆研市場、精進技術，終將實現更多領域高質量的自動化打磨。

審核編輯：黃飛

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