展品抢鲜看 | Franka力控机器人在精细打磨抛光领域的应用

▽ 该新解决方案/技术名称是什么？

Franka：Franka力控机器人打磨抛光系统。

▽ 解决方案/技术是在怎样的行业背景或者市场背景下产生的？

Franka：相比其他工艺，打磨抛光工艺一直比较难实现全自动化，特别是精细打磨且对打磨后的表面有较高工艺要求的，如注塑成型的汽车外观件合模线的打磨，医疗器械和精密零部件的打磨抛光。目前主流的自动化打磨方案还是采用了“被动柔顺”技术，即在机器人末端加上可浮动装置如弹簧，阻尼器，可调解气阀等，在常规场景中，这类方案已经得到了普及应用。

但是对于工艺性要求高的场景，此方案的弊端就显现出来了，第一个是响应性受制于末端浮动装置，难以应对表面波动比较大的场景，当末端发生偏差的时候就算传感器采集到误差，很难在很短的时间里让机器人发生轨迹纠正；第二个是过程不可控，绝大多数末端浮动装置并未与机器人形成一个完整的控制闭环，工艺工程师无法通过一个量化的参数来调整工艺；第三个是，程序规划困难，不论是离线仿真还是现场调试，打磨程序的最终效果严重依赖工件的位置精度，工件本身的轮廓精度和浮动装置多次使用后的一致性。第四个，也是最为严重的问题，无法在打磨按压力很小的情况下使用，比如软性材料的打磨如果采用机器人固定轨迹+被动柔顺的方案，往往会打磨不均匀，要么过磨要么没磨到。此类问题在机器人的末端额外加上力学传感器虽有一定的改善但依然难以形成一个完美的解决方案。

▽ 该新解决方案/技术的优势或者功能是什么？能解决哪些客户需求，或者行业痛点？

Franka：在之前问题的背景下，我们尝试采用关节带有扭矩传感器的机器人来解决这个问题，Franka机器人具有0.05N的力分辨率，0.02Nm的力矩分辨率和1KHz 实时响应控制频率，在力控制和响应性上做到了全球同类型机器人领域的领先水准。在使用了关节力控型机器人后，就可以使用任何原来手工打磨的工具，而不需要设计复杂的浮动设备或定制的打磨工具，通过机器人本身的“柔顺力控”技术将打磨过程的所有参数量化，这些参数将由机器人系统统一控制，减少了过程的不可确定性。力位混合控制（Hybrid position/force control）的使用，可以让机器人在运行既定轨迹的同时，保持对磨具和被打磨工件之间稳定可控的按压力，达到一致的打磨效果。

同时我们也在人机界面上做了优化，用户可以直接通过导入数模，在编程界面随机拖拽示教一些点位，机器人可以自动生成轨迹，并跟踪曲面，保证打磨工具一直垂直于打磨面，大大减少了离线编程或者现场示教的时间。（以下是视频信息）

▽ 目前，该解决方案/技术取得怎样的效果？客户和市场反馈如何？请列举一个代表性的成功案例？

Franka：今年我们在车身外观件或者内饰件合模线的打磨与医疗精密零部件的打磨抛光案例中都取得了不俗的成绩。特别是汽车注塑件的合模线打磨应用，我们今年已经和多家汽车行业的头部客户达成有效的技术交流与合作，我们设备打磨出的工件，要比人工打磨出的品质更高并且一致性好，同时我们也在优化整套设备的性能，如自动换砂纸机构，工件输送线等，在此我们也欢迎打磨行业拥有成套设备开发经验的集成商参与到我们的项目里来。

展位号G02