01表面加工技術(shù)背景

傳統(tǒng)的手工拋光打磨存在勞動強度高、拋光效果不穩(wěn)定、難以處理復(fù)雜形狀、安全風險和無法滿足高質(zhì)量要求等痛點。因此，應(yīng)用工業(yè)機器人進行自動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)域一直難以實現(xiàn) 全面的自動化 ，特別是需要進行精細打磨或?qū)Υ蚰ズ蟊砻嬗休^高要求的工件，如醫(yī)療器械設(shè)備等。

自動化拋光打磨工藝

目前，自動化打磨方案廣泛采用了 “被動柔順"技術(shù) ，指在機器人的末端添加 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，這需要更多時間和努力來進行定制和適配；尤其是在面對具有細節(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，由于機器人的 運動控制和定位誤差 ，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；尤其是在對高精度表面要求更高的工件上，由于施加的壓力相對較小，使用柔性裝置在打磨時往往會引發(fā)不均勻的問題，出現(xiàn)缺陷、毛刺、劃痕，仍需要手工補充處理。

02宏集解決方案

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

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

宏集七軸柔性機械臂-HJ-FP3&HJ-FR3 特性

·軸數(shù)： 7

·觸達： 855mm

·工作空間覆蓋范圍： 94.5%

·最大末端執(zhí)行器速度： 2m/s

·有效負載： 3kg

·施教力： 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，宏集機械臂具有 類人類觸覺 ，能夠在運動中實現(xiàn)柔性控制和精準的力反饋，使客戶不需額外添加末端柔性裝置，就能以機器替代人工實現(xiàn)拋光打磨過程。

拋光作業(yè)中的宏集機械臂

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

此外，客戶只需通過直觀的人機界面，在機械臂編程界面的打磨應(yīng)用APP****中，導(dǎo)入產(chǎn)品數(shù)模，選取特征點并進行拖拽，宏集機械臂就會根據(jù)點位 自動生成路徑 ，從而大大壓縮了時間成本，提高了打磨實現(xiàn)的效率。

宏集機械臂APP界面

結(jié)語

宏集推出七軸都帶有扭矩傳感器的 柔性機械臂 ，通過類人類觸覺、力位控制策略，實現(xiàn)均勻一致的打磨效果，打破“被動柔順”方案的不可控性與精度限制，使自動化表面精加工技術(shù)效率和精度大幅提升。

審核編輯黃宇

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