只用不到1N輕微的力將機械臂在兩點之間輕松拖動，協(xié)作機器人便能輕松在復(fù)雜曲面工件上像水蛇一般柔順舞動，將工件打磨得锃亮——在百花繚亂、爭妍斗艷的工博會、WRC等各大機器人展會上，打磨協(xié)作機器人已然成為“常客”。

近幾年，隨著國產(chǎn)六維力傳感器、3D視覺市場的成熟和競爭加劇，力控、視覺解決方案的使用門檻降低，不少協(xié)作機器人企業(yè)相繼推出打磨協(xié)作機器人解決方案。

當(dāng)前制造業(yè)市場打磨操作以人工為主，機器人打磨的使用滲透率非常低，據(jù)高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2024年中國市場的拋光打磨機器人銷量0.84萬臺，同比增長2.44%，市場出貨量增長緩慢。

其中工業(yè)機器人占據(jù)了大部分出貨份額，協(xié)作機器人打磨市場更是處于技術(shù)驗證、場景探索的萌芽發(fā)展階段。一方面打磨成為協(xié)作廠商探索增量應(yīng)用的“藍?！?，但又因工藝復(fù)雜繁多，成為一塊“看起來很美”、“吃起來難啃“的硬骨頭。

協(xié)作機器人打磨市場

只是“看起來很美”？

金屬加工鑄造行業(yè)是打磨最常見的應(yīng)用場景，據(jù)中國鑄造行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2024年我國各類鑄件產(chǎn)量達5075萬噸，約占全球鑄件產(chǎn)量的45%，汽車工業(yè)、鑄管及管件、礦冶重金三大行業(yè)產(chǎn)量位居前三，預(yù)計每年國內(nèi)鑄造企業(yè)僅人力投入的打磨費用至少超過260億元人民幣。

打磨工作往往在粉塵、噪聲等惡劣環(huán)境中進行，長此以往嚴(yán)重影響工人的身體健康，加上人口老齡化等因素，招工成本逐年提升。同時人工打磨還存在成品一致性差、瑕疵殘次率高等問題。

上述種種現(xiàn)狀，似乎為機器替代、人機協(xié)作創(chuàng)造了極為有利的條件，但在當(dāng)前階段，協(xié)作打磨機器人更多是一個“看起來很美”的市場。

即使是已經(jīng)快步小跑了十余年的工業(yè)機器人打磨，當(dāng)前市場滲透使用率依然非常低，協(xié)作機器人打磨在近幾年才剛剛起步，還談不上踏上正途，面臨的挑戰(zhàn)也比工業(yè)機器人更加嚴(yán)峻。

機器人剛性、可靠性成敲門磚

第一個“攔路虎”便是惡劣工作環(huán)境對機器人本體剛性考驗。

“我們優(yōu)先會推薦客戶采用工業(yè)機器人，除非有特殊要求的才會推薦協(xié)作機器人?！币晃辉蚰バ袠I(yè)多年的集成企業(yè)市場經(jīng)理告訴高工機器人。

高工機器人通過調(diào)研了解到，剛性和絕對定位精度、重復(fù)定位精度是集成商采購協(xié)作機器人最大的擔(dān)憂，協(xié)作機器人大多采用電流環(huán)控制，長期高頻摩擦震動會影響核心零部件穩(wěn)定性和壽命，導(dǎo)致位置精度產(chǎn)生偏移。

有集成商直言:“一些協(xié)作機器人使用不到半年，可能3-6個月就會開始頻繁報錯了。”

打磨軌跡規(guī)劃費時費力

第二個“攔路虎”便是打磨軌跡問題，傳統(tǒng)的機器人打磨路徑依靠人工編程費時費力，調(diào)試周期長。

協(xié)作機器人想要省時省力，大多采取智能化路線，比如將視覺引導(dǎo)定位、力傳感器反饋、機器人控制及末端打磨工具聯(lián)動，通過視覺完成點位和打磨區(qū)域的路徑規(guī)劃，此外還需要考慮到工件尺寸誤差、打磨軌跡的補償算法。但這種智能化路線，所對應(yīng)的技術(shù)難度和使用成本都會變得高昂。

一位3D視覺企業(yè)研發(fā)人員告訴高工機器人，即使有了相機、六維力等硬件，實際打磨所需要的工藝+軌跡依然很復(fù)雜，需要處理好視覺數(shù)據(jù)擬合、力反饋信號、運動軌跡、打磨執(zhí)行機構(gòu)的控制和通訊算法、解決力信號的串?dāng)_等問題，真正形成“眼手腦”一體，才能形成一套自適應(yīng)方案的落地，而非空中樓閣的概念產(chǎn)品。

此外，部分小型負載的工業(yè)機器人價位在3-5萬元，而協(xié)作機器人+力控+視覺等功能的市場價格在5-8萬元左右，整體價格也會把出于降本考慮和對價格敏感的企業(yè)勸退。

復(fù)雜工藝的N種組合

如果說有一個高精度、高剛性、防護力性能強勁的打磨機器人本體，只能算是成功了一半，更復(fù)雜的是對于打磨處理工藝的理解和Know-how儲備。

打磨類工藝涉及去毛刺、去焊點、去合模線、清潔、砂光、拋光等復(fù)雜處理任務(wù)，要處理的材料包括金屬、木材、橡膠塑料、玻璃、石材、復(fù)合材料等，面對不同工件、不同材質(zhì)，采用何種打磨方式、打磨工具、打磨角度是一個復(fù)雜的挑戰(zhàn)，組合起來有上千種可能，堪稱是機器人“工藝難度天花板”。

單一機器人本體企業(yè)很難面面俱到，加上實際部署時調(diào)試和編程環(huán)節(jié)費時費力，市場上的打磨機器人方案大多由系統(tǒng)集成商來完成。系統(tǒng)集成商需要將對不同物體材料、打磨工具、處理方式等工藝經(jīng)驗轉(zhuǎn)換成可靠數(shù)據(jù)，再結(jié)合算法輸入指令，讓機器人進行位姿處理工藝、打磨參數(shù)、打磨工具切換的調(diào)整。

受限于本體剛性、軌跡精度、負載及臂展等問題，協(xié)作打磨機器人的使用場景有限，當(dāng)前主要集中在中小型汽車零部件（如門板、車燈、門把手）、塑料件去合模線、壓鑄件去飛刺、木材去毛刺（小型樂器）金屬拋光等場景。

上述市場的空間應(yīng)用廣闊，但目前落地的市場份額非常有限，各家協(xié)作機器人本體企業(yè)也在積極與集成商聯(lián)合打造項目，開拓更多應(yīng)用的可能。高工機器人了解到，非夕科技、遨博智能、越疆機器人、中科新松、法奧機器人、ABB、發(fā)那科、FRANKA、埃斯頓酷卓、節(jié)卡機器人、珞石機器人、艾利特機器人等國內(nèi)外企業(yè)均推出了協(xié)作打磨方案，向“硬骨頭”發(fā)起挑戰(zhàn)。

如非夕科技展示了航空航天碳纖維結(jié)構(gòu)件打磨方案，探索高端應(yīng)用領(lǐng)域復(fù)合材料的打磨工藝；越疆機器人開發(fā)柔順力控、跟隨控制等表面智能適應(yīng)算法，適用在汽車零配件、3C、金屬加工、家具制造等領(lǐng)域；中科新松、遨博智能、長廣溪智造、艾利特機器人等在汽車發(fā)動機、砂芯鑄件、車門等汽車零部件打磨領(lǐng)域發(fā)力。

當(dāng)前打磨市場自動化成熟度相對較高的是汽車零部件、3C電子、木材加工等行業(yè)，其他行業(yè)面對成本、可靠性等問題，大多依然采取人工雇傭解決方案，接受度較低。GGII保守估計，到2028年拋光打磨機器人銷量為1.17萬臺，市場規(guī)模超過43億元。

自適應(yīng)技術(shù)

協(xié)作打磨突破的DeepSeek時刻

傳統(tǒng)機器人打磨方案，大部分采用人工編程或離線編程仿真系統(tǒng)，支持導(dǎo)入機器人及工件模型，進行生產(chǎn)磨拋軌跡規(guī)劃、仿真系統(tǒng)場景搭建。

但即使是同一批次的打磨鑄件也會存在來料不一致性，再加上多品種、小批量的打磨工件柔性生產(chǎn)需求增加，勢必要求打磨機器人具備較強的自適應(yīng)工藝調(diào)節(jié)能力。

針對柔性化需求，“拖拽示教”及“自適應(yīng)打磨”成為近年來許多協(xié)作機器人企業(yè)在市場推廣的“金字招牌”，即通過點位拖拽示教，或者僅依靠視覺定位+力控+機器人運動控制+專屬系統(tǒng)工藝包，動態(tài)調(diào)整打磨的位姿、力度、速度等參數(shù)，完成對不同工件的自主打磨。

高工機器人了解到，雖然智能化程度不一、技術(shù)路線迥異，但國內(nèi)已有不少本體廠商、視覺企業(yè)、集成商、打磨工具企業(yè)都在致力于研發(fā)柔性打磨、AI自適應(yīng)打磨的軟件系統(tǒng)。

但從實地調(diào)研的情況來看，目前部分企業(yè)提出的“自適應(yīng)打磨”大多是針對簡單曲面、標(biāo)準(zhǔn)化鑄件等，采用模型導(dǎo)入預(yù)編程、離線編程等形式，只有極少數(shù)企業(yè)能夠借助AI視覺、仿真模擬等軟件工藝系統(tǒng)來實現(xiàn)不同材料、不同批次工件的來料自適應(yīng)，具備泛化能力。

非夕科技專注于自適應(yīng)機器人的研發(fā)，核心技術(shù)是力控自適應(yīng)路線，其Rizon拂曉系列機器人具備7個自由度，每個關(guān)節(jié)均配備了扭矩傳感器，實現(xiàn)直接力覺響應(yīng)控制，最高力感知精度在±0.1N以內(nèi)，若末端額外搭載六維力傳感器可以實現(xiàn)±0.03N的力控精度。

在打磨拋光和柔性力控領(lǐng)域，結(jié)合非夕科技研發(fā)的全方位順應(yīng)性、曲面貼合追蹤、減振等技術(shù)，可以柔性處理如汽車零部件焊點/飛濺，數(shù)碼產(chǎn)品合模線/膠線、木制器毛刺等多材質(zhì)應(yīng)用。在軟件上，非夕科技開發(fā)了圖形化編程系統(tǒng)Flexiv Elements，可以利用軌跡模塊快速完成工藝編程，也可以通過拖拽示教導(dǎo)入打磨軌跡，配合軟件自動生成打磨軌跡和工藝設(shè)置。

除了力控路線，還有一類企業(yè)選擇通過視覺算法+物理AI推理模型將軌跡規(guī)劃和打磨工藝參數(shù)融合。

比如和意精工，其加拿大公司MARI憑借其軟件AARS（自主自適應(yīng)機器人系統(tǒng)）拿下2025漢諾威工博會機器人大獎，這套AARS系統(tǒng)通過3D相機實時識別工件表面形狀和位置信息，通過核心軌跡算法快速生成機器人運動軌跡，無需模型輸入，即可在復(fù)雜曲面自主規(guī)劃生成機器人可準(zhǔn)確執(zhí)行的具有工藝性的打磨軌跡，做到真正意義上的“手眼一體”，目前該技術(shù)已在汽車制造、金屬加工鑄造、家具加工、風(fēng)電等領(lǐng)域落地。

圖源：和意精工

AARS的專利核心技術(shù)基于物理信息 AI(Physics-Informed AI)，在先進制造領(lǐng)域，物理信息AI尤為適用，它無需海量樣本訓(xùn)練，就能通過物理規(guī)律推導(dǎo)優(yōu)化具有工藝性的制造過程、生產(chǎn)參數(shù)，并支持反饋調(diào)整，從而提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。和意精工市場負責(zé)人表示，這種技術(shù)必將被列為先進制造AI的重要方向，推動智能制造升級革新。

又如ABB新推出的PoWa系列協(xié)作機器人+AI解決方案，依托AI算法和動作快速建模，ABB協(xié)作機器人可以記錄操作人員操作工具的動作，最終轉(zhuǎn)換為機器人操作，從而完成機器人打磨工件的程序調(diào)試，實現(xiàn)自動打磨解決方案的快速部署，省去了傳統(tǒng)編程的繁瑣步驟。

“我們公司也在研發(fā)相關(guān)基于視覺的自適應(yīng)打磨系統(tǒng)?！痹阼T鐵件打磨領(lǐng)域占有一席之地的系統(tǒng)集成企業(yè)新境界自動化市場經(jīng)理向高工機器人表示。

“自適應(yīng)打磨技術(shù)的發(fā)展并不是一蹴而就的，時代是在進步的，放到幾年前也不會有人相信，只依賴視覺進行點位規(guī)劃能夠如此精準(zhǔn)?！?/p>

以同樣頗有技術(shù)難度的焊接協(xié)作機器人為例，或許與免示教焊接技術(shù)帶動協(xié)作機器人智能化升級，船舶、鋼構(gòu)等行業(yè)需求爆發(fā)帶動協(xié)作焊接機器人產(chǎn)品起量一般，當(dāng)自適應(yīng)打磨技術(shù)路線漸趨成熟、批量化柔性打磨應(yīng)用場景大大拓寬，國產(chǎn)打磨協(xié)作機器人將會可能進入起量的“DeepSeek時刻”。

寫在最后

總體而言，當(dāng)前打磨拋光機器人的場景需求還未完全釋放，比如磨拋工業(yè)機器人領(lǐng)域仍以品牌占據(jù)主導(dǎo)地位，協(xié)作打磨機器人領(lǐng)域的市場空間才剛剛起步，大多仍正在探索不同材料、不同場景打磨工藝和方案的融合，探索從人工編程示教、拖拽示教，再到力控/視覺自適應(yīng)打磨技術(shù)的過渡與融合。

在國產(chǎn)協(xié)作機器人雄踞超90%國內(nèi)市場份額、行業(yè)“價格戰(zhàn)”內(nèi)卷頻發(fā)的新競爭周期中，協(xié)作打磨機器人成為國產(chǎn)廠商突破原有應(yīng)用舒適區(qū)、向更加細分市場延展的一款硬核工藝產(chǎn)品。

在軟硬件快速迭代的新周期中，只有提升機器人品質(zhì)剛性、精準(zhǔn)打磨軌跡控制模型、增強工件視覺識別和參數(shù)調(diào)用的數(shù)據(jù)能力、強化部署效率和打磨裝備適應(yīng)性，才能在新興市場中快速占領(lǐng)用戶心智，完成對藍海市場的精準(zhǔn)狙擊和紅利搶奪。