机器人自动化打磨抛光技术的应用

工业机器人五大应用行业讲解
早工业机器人是应用于汽车制造业，是用于通用汽车的材料处理工作，随着机器人技术的不断进步与发展，它们可以做的工作也变得多样化起来。

喷涂、码垛、搬运、包装、焊接、装配等等，现如今，服务机器人的出现又给机器人带来了新的职业——与人类交流。

那么，这么多应用方式，究竟哪几种机器人应用领域是广泛的呢？
1.打磨抛光机器人
打磨抛光机器人应用量并不高，只占了2%，主要也是应用于汽车制造业，原因大概也是因为市面上有许多自动化设备可以胜任机械加工的任务。

机械加工机器人主要从事应用的领域包括零件铸造、激光切割以及水射流切割。

2.喷涂机器人（4%）
这里的机器人喷涂主要指的是涂装、点胶、喷漆等工作，只有4%的工业机器人从事喷涂的应用，在中国市场上喷涂机器人的生产工厂是多的。

3.装配机器人（10%）
装配机器人主要从事零部件的安装、拆卸以及修复等工作，由于近年来机器人传感器技术的飞速发展，导致机器人应用越来越多样化，直接导致机器人装配应用比例的下滑，但是装配机器人的应用行业还是相对非常广泛的。

4.焊接机器人（29%）
机器人焊接应用主要包括在汽车行业中使用的点焊和弧焊，虽然点焊机器人比弧焊机器人更受欢迎，但是弧焊机器人近年来发展势头十分迅猛。

许多加工车间都逐步引入焊接机器人，用来实现自动化焊接作业。

5.搬运码垛机器人（38%）
目前搬运码垛机器人仍然是机器人的大应用领域，约占机器人应用整体的4成左右。

许多自动化生产线需要使用机器人进行上下料、搬运以及码垛等操作。

近年来，随着协作机器人的兴起，搬运机器人的市场份额一直呈增长态势。

机器人打磨抛光智能控制系统研究与开发探讨作者：周营平来源：《工业设计》2017年第04期摘要：本文结合机器人打磨抛光项目，对机器人打磨抛光系统模块进行了阐述，并对机器人智能打磨抛光控制系统进行了研究与探讨。

论述了当今机器人打磨抛光现状，总结出以恒力打磨抛光装置和分布式控制方式提高工件打磨抛光质量的方法，为机器人智能打磨抛光的应用提供借鉴参考。

关键词：机器人；恒力打磨抛光；智能系统；探讨研究引言提高产品质量、提升生产率、降低生产成本，改善人工作业环境是机器人智能打磨抛光控制系统的出发点。

综合考虑市场环境和行业的需要，进行打磨抛光机器人智能控制系统研究与开发探讨是必要的。

1工业打磨抛光市场环境1.1工业打磨抛光现状传统制造行业，抛光打磨是最基础的一道工序，但是其成本占到总成本的30%。

打磨抛光件不但品种繁多而且绝大部分外观复杂，通常工业打磨抛光作业均由人工操作完成，作业劳动强度大，工作效率低，作业环境极差。

市场对少部分规则工件研发的抛光打磨专机仅能完成单一的工艺任务，基本完成不了除原始工艺之外的其他任务，开发过程繁琐且柔性利用性很差，成本昂贵。

1.2打磨抛光机器人需求工业机器人是面向工业领域的多关节、多自由度的机械一体化自动机械装备和系统，它可以接受人类指挥，可以按照预先编排的程序运行，也可根据人工智能技术制定的纲领行动，结合生产线组成单机或多机自动化系统，完成制造过程中某些操作任务，实现无人化作业。

随着人口红利的消失、产品成本降低和产品质量提高等要求因素，高工产研机器人研究所预计未来四年中国抛光打磨市场规模平均增速将超过30%。

使用机器人打磨抛光有如下优点：（1）提高打磨质量和产品光洁度，保证其一致性；（2）提高生产率，一天可24小时连续生产；（3）改善工人劳动条件，可在有害环境下长期工作；（4）降低对工人操作技术的要求；（5）缩短产品改型换代的周期，减少相应的投资设备；（6）可再开发性，用户可根据不同样件进行二次编程。

精密抛光技术在航空航天零件制造中的应用一、精密抛光技术概述精密抛光技术是一种表面处理工艺，它通过去除材料表面的微小不平整，达到高度光滑和平整的效果。

这种技术在航空航天领域尤为重要，因为航空航天零件的制造对精度和表面质量有着极高的要求。

精密抛光不仅能提高零件的美观度，更能提升其性能，延长使用寿命。

1.1 精密抛光技术的核心特性精密抛光技术的核心特性包括高去除率、高表面质量和可控性。

高去除率意味着可以在较短的时间内去除材料表面的不平整；高表面质量则确保了零件表面的光滑度和平整度；可控性则允许操作者根据需要调整抛光的强度和范围。

1.2 精密抛光技术的应用场景精密抛光技术在航空航天零件制造中的应用场景广泛，主要包括以下几个方面：- 飞机发动机部件：发动机是飞机的心脏，其内部零件的表面质量直接影响发动机的性能和寿命。

- 航天器结构件：航天器在太空中面临极端环境，结构件的表面质量对其耐环境性能至关重要。

- 精密仪器部件：航空航天领域使用的精密仪器对零件的精度和表面质量有着极为严格的要求。

二、精密抛光技术的发展历程精密抛光技术的发展历程反映了材料科学、机械工程和自动化技术的进步。

从最初的手工抛光到现代的自动化精密抛光，技术的发展极大地提高了生产效率和产品质量。

2.1 早期的手工抛光早期的抛光技术主要依赖于手工操作，这种方法虽然能够达到一定的表面质量，但效率低下，且对操作者的技能要求极高。

2.2 机械抛光技术的发展随着工业革命的到来，机械抛光技术开始出现。

这种技术通过机械设备代替手工操作，提高了抛光的效率和一致性。

2.3 自动化和智能化抛光技术现代的精密抛光技术已经实现了自动化和智能化。

通过计算机控制，可以实现对抛光过程的精确控制，从而达到更高的抛光质量和效率。

2.4 精密抛光技术的关键技术精密抛光技术的关键技术包括：- 高精度抛光设备：高精度的抛光设备能够保证抛光过程的一致性和可重复性。

- 抛光材料的选择：不同的抛光材料对应不同的抛光效果，选择合适的材料对提高抛光质量至关重要。

抛光过程监控与质量控制的智能化解决方案一、抛光过程概述抛光过程是制造业中的一个重要环节，它直接影响到产品的外观质量和功能性。

随着工业4.0的推进，智能化技术在抛光过程中的应用越来越广泛，旨在提高生产效率，降低成本，同时确保产品质量。

智能化抛光过程监控与质量控制解决方案，通过集成先进的传感器技术、数据分析和机器学习算法，能够实时监控抛光过程，预测并优化抛光效果。

1.1 抛光过程的重要性抛光不仅能够改善产品的外观，提高产品的市场竞争力，还能去除表面的微小缺陷，提高材料的表面性能。

在精密制造、航空航天、汽车制造等领域，抛光过程的质量直接关系到产品的最终性能和使用寿命。

1.2 智能化抛光过程的关键技术智能化抛光过程涉及到的关键技术包括但不限于：- 高精度传感器：用于实时监测抛光过程中的各种参数，如温度、压力、速度等。

- 数据采集与处理：通过高速数据采集系统收集传感器数据，并进行实时处理与分析。

- 机器学习与：利用机器学习算法对抛光过程进行建模，预测并优化抛光效果。

- 自适应控制系统：根据实时数据调整抛光参数，实现自适应控制。

二、智能化抛光过程监控系统构建智能化抛光过程监控系统的构建是实现质量控制的基础。

该系统需要集成多种技术，以确保能够全面、准确地监控抛光过程。

2.1 系统架构设计智能化抛光过程监控系统的架构设计需要考虑数据的采集、传输、处理和反馈。

系统通常由以下几个部分组成：- 传感器层：负责收集抛光过程中的关键数据。

- 数据传输层：确保数据能够快速、准确地传输到数据处理中心。

- 数据处理层：对收集到的数据进行分析和处理，提取有用的信息。

- 控制层：根据数据处理结果，调整抛光设备的工作参数。

2.2 关键技术实现实现智能化抛光过程监控系统的关键技术包括：- 多源数据融合：整合来自不同传感器的数据，提供更全面的抛光过程视图。

- 故障诊断与预测：通过分析历史数据，识别潜在的故障模式，预测未来可能发生的问题。

图片仅供参考，以实际配置为准该系统依据国家相关职业工种培养及鉴定标准，结合中国当前制造业的岗位需求设计研发而成。

该系统由该系统涵盖了机、电、光、气一体化专业中所涉及的多学科、多专业综合知识，可最大程度缩短培训过程与实际生产过程的差距，涉及的技术包括： PLC 控制技术、传感器检测技术、气动技术、电机驱动技术、计算机组态监控及人机界面、机械结构与系统安装调试、故障检测技术技能、触摸屏技术、运动控制、计算机技术及系统工程等。

1、系统采用计算机仿真现代化信息技术手段，通过操作、模拟、仿真三个培训层面，解决专业培训理论、实验、实习和实际应用脱节的问题。

2、系统操作安全(多重人身、设备安全保护)、规范，使用灵活，富有现代感。

3、模块化结构，各任务模块可与机器人组合完成相应任务4、开放式设计：可根据实训内容选择机器人夹具及载体模型；并根据学员意愿选择在实训平台的安装位置及方向；且具有很好的延伸型，客户可根据自己的需求开发新模型及夹具。

1、三相四线380V±10% 50HZ2、工作环境：温度-10℃－+40℃，相对湿度<85％(25℃)，无水珠凝结海拔<4000m3、电源控制：自动空气开关通断电源，有过压保护、欠压保护、过流保护、漏电保护系统。

4、输出电源：(1)三相四线 380V±10% 50HZ(2)直流稳压电源： 24V/5A，7、机器人： ABB IRB26001、实训台实训台体采用优质钢板(板厚 1.2mm)制作，表面喷涂处理；实训台面采用型材结构搭建，可任意安装机器人或其它执行机构；并有不锈钢网孔电气安装板 (板厚 1.5mm)，用于安装控制器件与电源电路；实训台上配有相应的操作面板，采用内嵌按钮和指示灯，分别为“启动”、“停止”、“复位”，并且具备急停功能；可编程逻辑控制器安装于电气网孔板上，实现机器人与各任务模块的组合；实训台底脚上安装有脚轮，能够方便移动与定位。

摘要：针对目前人工打磨效率低、成本高、质量一致性差等现象，设计并实现了具备高柔性、高度灵活性的自动化打磨集成工作站。

首先结合人工打磨方式对自动化工作站系统需求展开分析，并进行系统整体设计，随后以PLC、工业机器人为核心设计工作站控制系统，最后调试程序并完成实体零件打磨。

试验表明，该工作站可以高效、高质量完成零件打磨。

关键词：工业机器人；打磨加工；PLC0 引言在“中国制造2025”战略背景下，以工业机器人应用为核心的智能制造工厂近年来得到了极大的发展。

随着机器人易用性、稳定性及智能化水平的不断提升，大批量加工作业采用工业机器人自动化生产方式不但可以极大地提高生产效率，还可以极大地提高良品率和生产稳定性，是未来制造业转型升级的重要发展方向。

传统的人工打磨方式存在许多劣势，如对操作人员加工技能水准要求较高，导致生产效率低、人工成本高，且由于人工技术水平不一，零件打磨质量一致性也难以得到保证。

目前，基于工业机器人的自动打磨技术在很多领域有所运用，例如练琛等人设计了工业机器人与台磨机的协同打磨系统，可以完成普通工件的打磨；浙江工业大学的黄琴设计了基于工业机器人的水龙头抛光系统，该系统通过机器人夹持水龙头，在砂带机构上进行抛光；通过RobotStudio软件，完成了对汽车轮毂打磨的仿真过程[7]；M. C. Lee等人基于一台三自由度加工中心和一台两自由度工业机器人搭建出适用于曲面抛光的五自由度抛光设备，并完成实验仿真验证]。

以上应用大部分是针对多批量、单一品种零件的自动化打磨加工，且大多使用机器人夹持零件在打磨设备上加工的方式，而航空机载零件品种多、结构复杂、形状各异，在机加工后需进行表面抛光、毛刺清理及修形等加工，属于最终的精加工工序，需要借助多种工具完成多项打磨内容。

本文针对航空机载零件，设计了具备高柔性、高度灵活性的自动化工作站，可以配备各种柔性、刚性工具，实现对多品种零件的自动化集成打磨。

1 系统需求分析及总体设计1.1 系统需求分析采用传统人工方式打磨零件时，会根据不同打磨内容采用毛刷、旋转锉刀、砂纸等工具完成打磨。

埃夫特机器人在打磨抛光领域的应用摘要本文介绍打磨抛光机器人用于替代传统人工进行工件的打磨抛光工作，主要用于工件的表面打磨、棱角去毛刺、焊缝打磨、内腔内孔去毛刺、孔口螺纹口加工等工作，可应用于卫浴五金行业、IT行业、汽车零部件、工业零件、医疗器械、木材建材家具制造、民用产品等行业。

其主要优点：提高打磨质量和产品光洁度，保证其一致性；提高生产率，一天可24小时连续生产；改善工人劳动条件，可在有害环境下长期工作；降低对工人操作技术的要求；缩短产品改型换代的周期，减少相应的投资设备；可再开发性，用户可根据不同样件进行二次编程；具有可长期进行打磨作业、保证产品的高生产率、高质量和高稳定性等特点。

关键词：机器人，打磨抛光，生产率，稳定性0 引言在一些传统制造行业，抛光打磨是最基础的一道工序，但是其成本占到总成本的30%。

目前社会劳动力成本越来越高，这种不需要文化要求的岗位，其薪酬相对过去越来越高，有的甚至月薪超过1万元。

以卫浴行业为例，同样的岗位，如果使用抛光打磨机器人，三年可回收成本，而且产品品质更好，抛光打磨颜色更均匀。

因此，随着人口红利的消失、产品成本降低和产品质量提高等因素的要求，打磨抛光机器人的市场前景一片光明。

虽然在打磨抛光领域使用机器人有很多优点，但是在实际应用中仍然有一定的难度。

机器人的稳定性，外围设备是否满足机器人的生产要求，现场工艺等都会影响最终生产出来的产品质量。

对此，安徽埃夫特智能装备有限公司（以下简称埃夫特）设计出一台适用于卫浴行业的柔性打磨机器人，填补了国内同类工业机器人空白。

该机器人在市场上的成功应用，也标志着埃夫特公司在打磨抛光领域成功地迈出了第一步。

图1 工业机器人安装量图2 工业机器人保有量1 打磨抛光机器人需求现状各类权威数据表明，我国工业机器人的需求量以每年35%-45%的速度增长，具体销售量2013年为36560台，2014年为57096台，2015年为66000台，预计今年的安装量会突破70000台。

全自动打磨抛光工业机器人系统研发摘要：为实现工件的全自动打磨抛光，需通过Pro/E 建模设计工业机器人本体、上下料系统、打磨平台及机构，从而研发并控制自动打磨抛光工业机器人系统，通过以太网通讯关联 PLC 与控制柜。

关键词：打磨抛光机器人；数学建模；模糊变结构控制；Pro/E建模一、全自动打磨抛光工业机器人总体方案目前，研发全自动打磨抛光工业机器人有利也存在弊端，优势是可以充分展现机器人优于人工的生产稳定性、联系性以及优化性能，通过设定最优抛光动作，在一定程度上可以提升抛光质量及效率；而弊端是工业环境制约研发过程发展。

一方面，原有生产环境影响现有机械结构，因此所设计的机械结构需结合现有生产环境及尺寸；另一方面，设计机器人系统需满足金属抛光打磨所需的高灵活性以及高精准性设计要求[1]。

（一）全自动打磨抛光工业机器人整体结构布局其结构如下图所示，机器人本体、上下料系统、更换打磨工装机构等进行组合构成完整系统。

对于所设计结构布局要求如下：首先，设置合理尺寸配合机器人本体使用；其次，合理安排控制柜、辅助工装、传送带、上料机构、机器人以及工作台、线槽等位置，为实现全自动打磨抛光奠定有效基础。

全自动打磨抛光工业机器人系统整体结构布局Pro/E 建模打磨抛光工艺流程为：首先，带有真空吸盘的机器人打磨系统模块通过真空抓取待打磨抛光工件，并放置于打磨台中，大打磨头自动安装打磨砂布负责抛光打磨工件表面，小打磨头负责抛光打磨工件侧面，打磨好的工件会通过真空吸盘放置于传送带，完成工件抛光打磨过程。

打磨抛光机器人系统 Pro/E 建模二、全自动打磨抛光工业机器人及辅助系统设计（一）机器人主体研究全自动打磨抛光工业机器人，主要研究内容包含机器人控制算法、尺寸、机器人运动速度以及旋转半径等重要参数。

本文选用的全自动打磨抛光工艺机器人系统为 FUNAC M-10iA 型机器人，需要注意的是机器人的选择需根据工种类型，择优而选。

机械手自动化打磨和抛光应用机械手自动化打磨和抛光应用随着工业技术的不断发展，机械手自动化技术已经成为了现代制造业的重要组成部分。

机械手自动化打磨和抛光技术的应用，使得制造业的效率和质量都得到了显著的提升。

本文将介绍机械手自动化打磨和抛光技术的基本原理、应用场景以及未来发展趋势。

一、机械手自动化技术的基本原理机械手自动化技术主要是通过机械臂和控制系统来实现的。

机械臂是机械手自动化的核心部分，它具有多个自由度，可以灵活地移动和操作工具。

控制系统则是机械臂的“大脑”，它可以接收和处理来自外部的信号，然后通过控制机械臂的运动来实现自动化操作。

二、机械手自动化打磨和抛光技术1、自动化打磨技术自动化打磨技术主要是利用机械臂来操作打磨工具，对工件表面进行自动化打磨。

这种技术的应用可以显著提高打磨效率和打磨质量，同时也可以降低工人的劳动强度，减少人为因素对产品质量的影响。

2、自动化抛光技术自动化抛光技术主要是利用机械臂来操作抛光工具，对工件表面进行自动化抛光。

这种技术的应用可以显著提高抛光效率和抛光质量，同时也可以降低工人的劳动强度，减少人为因素对产品质量的影响。

三、机械手自动化打磨和抛光技术的应用场景机械手自动化打磨和抛光技术可以应用于许多行业，例如汽车制造、航空航天、电子、家具制造等。

在这些行业中，这种技术的应用可以显著提高生产效率和产品质量，同时也可以降低生产成本，提高企业的竞争力。

四、机械手自动化打磨和抛光技术的未来发展趋势随着科技的不断进步，机械手自动化打磨和抛光技术也在不断发展。

未来，这种技术将更加智能化、精细化和个性化。

例如，通过引入人工智能技术，可以实现机械臂的自适应运动和智能优化，从而提高生产效率和产品质量。

同时，还可以通过改进机械臂的结构和材料，提高其耐磨性和使用寿命，从而降低生产成本。

此外，还可以根据不同的生产需求，定制个性化的机械臂，以满足不同行业的需求。

五、结论机械手自动化打磨和抛光技术的应用，对于提高制造业的效率和产品质量具有重要意义。