在“机器人+实施方案”的战略规划下，如何更加有效的扩展机器人应用场景，尤其是在制造业扩大各类机器人应用，推动制造高效率高质量创新升级，打通“机器人+制造”在磨抛应用的最后一厘米、一毫米、甚至是一微米，这或许是当前“机器人+制造”的关键制约因素。
近日，一家国内科技创新型公司“上海赛威德机器人有限公司”全球首发了以液控浮动力控为核心技术的设计的一体化磨抛工具，展示出了赛威德赋能协作机器人实现“机器人+制造”在重载磨抛领域的历史性突破。
视频先睹为快
▍让协作机器人“刚起来”
近年来协作机器人行业如火如荼，国内涌现了一大批相关企业。同时，协作机器人在各行业的应用也逐渐深入，但是在机器人打磨方面却踌躇不前，很难大范围的推广普及，主要原因有两点：第一，协作机器人刚性较差，打磨时的振动对机器人影响较大，机器人寿命受到很大影响，在打磨工况下寿命一般不超过三到六个月，第二，协作机器人负载一般在20kg以内，要求末端工具重量轻，目前市场上传统的气动浮动打磨工具重量都比较重，很难满足使用要求，因此协作机器人只能用气动砂纸机做一些轻载打磨抛光，在重载打磨方面属于空白。
上海赛威德有限公司（简称赛威德SWR）成立于2021年，专注于EHA液控磨抛系统、增减材一体机、爬壁机器人三大业务方向，本次重点推出的AGP自适应打磨工具是一款专用于协作机器人的高性能液压打磨装置，体积小，重量轻，非常易于安装到各类协作机器人末端，可以提供稳定可靠的打磨力，帮助协作机器人实现对各类金属及非金属材料的精密磨抛。
例如打磨抛光一直是制造业基础工序中的重要一环。打磨主要用于工件的表面打磨、抛光、去毛刺等工作。因为打磨的本质是两种材料的相互摩擦削减，已达到特定的表面特征，而参与摩擦的材料会根据自身的硬度、韧性产生磨损。
因此机器人打磨往往需要及时反馈机器人在打磨过程中工件与打磨设备的接触力，以及工件的磨削状态，防止机器人因为摩擦振动而出现冲击过载和工件“过打磨”或“欠打磨”，从而确保工件打磨的一致性，防止产生废品，这对于机器人本体自身刚度以及打磨工具的刚柔控制、耗材磨料等都提出了非常苛刻的要求。
但在这个视频中我们看到，应用了赛威德液控磨抛工具的各协作机器人，已经能够很好的完成结构钢甚至是超强刚焊缝的打磨，铸铝件、铸铁件的打磨，不锈钢拉丝抛光、自适应曲面磨抛等多项金属加工工艺，这意味着液控打磨头有效解决了机器人打磨、抛光等工艺过程中的振动和冲击问题，攻克协作机器人无法使用传统打磨头进行重载磨抛制造的全球难题，其顶尖一流的一体集成化，高刚高精设计，其优良的主动力控技术极大的改善了重载磨抛的振动冲击从而有效的改善了机器人减速机关节磨损和寿命问题，真正实现了轻量化协作机器人在重载打磨抛光领域实际作业，为协作机器人磨抛应用于铸造、焊接、金属加工、装备制造、能源化工、航空航天等行业打下了更为坚实的基础。
从视频中还可以看到液控打磨工具另外一些独特的亮点，例如这款打磨头能够即插即用、简单部署的特性配合协作机器人无疑能使得装配、操作更加简单，从而让协作机器人应用更容易落地。
但赛威德液控磨抛打磨工具通过结合协作机器人，以一种更加柔性和简单的方式，实现了磨削接触力的高平稳性以及打磨方式的多样化，从而更好地保障工件径向和轴向表面处理的效率、质量，得以在铸件、焊接件磨抛等领域大显身手。
▍技术原理解析
机器人大讲堂了解到，原先高端打磨头的全球主要供应商来自美国和北欧等发达国家，中国企业则依靠性价比优势在中低端机型占有较高市场份额。
赛威德该款液控磨抛工具，采用了独特的技术路线，创新性地采用了一体式微型高频响电静液执行器（EHA）与高扭矩无框力矩电机，产品结构设计紧凑，内置位移与力传感器，既可以实现恒力打磨，又可以实现位置控制，而且在不同的应用场景下可以灵活切换。液控磨抛还能帮助机器人本体减震、缓冲，减少减速机关节磨损和减轻机器人刚度不足的问题。
目前赛威德打磨产品覆盖了中高端多个领域，产品形成多个系列，其中典型的A系列产品重量仅6.5公斤—11.5公斤，B系列产品为15公斤—23公斤，这对于机器人末端的负载要求就非常低，但在功能上却能实现从一维到二维到三维工艺覆盖，实现了力控磨抛工具的历史性跨越发展！
相较传统气控和六维力控磨抛工具，赛威德该款液压控制磨抛工具体积更加小巧，但输出力更大，最大输出力可达5000N，远高于气动500N左右的输出力。与欧美国家知名品牌进行对比，在同样打磨效果下赛威德该款控磨抛打磨工具的主轴功率远低于欧美国家同类产品，其力控精度更高，打磨更平稳。这意味着其能耗可大幅降低，磨料消耗速度降低且粉尘量小，在节能环保上具有更明显的优势。
据悉，之所以能够实现如此显著的能力提升，背后得益于该款液控磨抛工具成功将EHA液压执行机构，伺服电机、控制器实现了一体化设计，让产品结构紧凑的同时，内部还集成多个传感器，可以轻松实现自适应曲面打磨，并还可以通过产品上的人机交互窗口对打磨参数进行输入，保证力与TCP速度的恒定以及柔性伸缩。且操作更加简单，对于编程要求非常低。
因为在去毛刺，抛光等许多过程应用中，通常需要用机器人拾起零件并将其以恒定速度围绕固定工具移动，例如砂带，去毛刺工具，抛光轮等。没有RTCP等特定功能，机器人在处理零件边缘的圆弧周围编程时步骤非常繁琐。
更进一步细分来看，液控磨抛算是一个新的技术路线，这种液压执行机构与伺服控制器的组合，不仅能够形成较强的力控能力，而且能量密度较高，实现相对恒定、稳定的力矩，从而在低转速下也能完成高切削量。
在具体实践中表明，搭载该款打磨工具，在进行高精度薄削时位置控制精度能达到0.01毫米，可以完成极致的工艺处理效果。但在表面初始磨抛时，该工具的主动力控浮动可以极大吸收振动减少机械冲击，对于机器人本体的刚度需求进一步减弱。
也是借助于节能环保的低功率高扭矩运行和一体化高效热平衡免维护设计，该打磨头能够在黑色金属如结构钢焊缝、铸件等重载打磨过程中快速自然冷却，从而减少了外部额外冷却装置，让打磨头更加紧凑和轻量化，极大的扩展了打磨头的适应面，实现更高的产品覆盖面，甚至能够与小负载的协作机器人进行较好匹配，配合拖拽示教，在易部署的同时，大幅降低了打磨系统集成的综合成本，也极大的降低了后期维护成本。
▍结语与未来
近年来国内打磨机器人安装量呈现快速增长态势，机器人在磨抛制造工序中，已经有着极为广阔的应用，尤其在海工船舶、航空航天、能源动力等重工行业，医疗器械、半导体等精密加工行业，五金卫浴等应用材料实现了多种轻金属到复合材料的组合，工件更是囊括铸件、焊接件、增材件、抛光件等多个种类，还有一些例如弱刚度工件的处理以及软物料操作也需求明显，这对于打磨工具的精密度、稳定性和可靠性提出了更为显著的技术要求。
上海赛威德机器人有限公司发布的液控浮动力控打磨工具作为一款适用于协作机器人的高性能主动力控浮动打磨头，产品设计紧凑、其高性能和能够快速简易的适配于各类协作机器人，部署完成后更是能提供稳定可控的大功率输出，可以快速实现对各类金属材料的自动化精密打磨作业，未来有望极大的扩展协作机器人等新兴机器人产品的应用场景，推动机器人+制造在磨抛领域的大范围拓展和升级。
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