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專攻應用痛點,自適應機器人“剛柔并濟”助力研磨自動化

專攻應用痛點,自適應機器人“剛柔并濟”助力研磨自動化

2025/2/25 18:05:30

不同于常見的工業機器人自動化應用,研磨自動化一直是一項技術難題。憑借多年來在機器人技術方面的持續突破及對工藝場景的深刻理解,非夕通過自適應機器人為研磨自動化提供了新的思路。

那么,非夕的自適應機器人是如何助力柔性研磨自動化、做到“剛柔并濟”,為相關場景解決痛點問題的呢?下面是來自非夕表面處理應用拓展經理朱磊的分享。


專攻應用痛點,自適應機器人“剛柔并濟”助力研磨自動化

研磨自動化面臨的“N重考驗”

宏觀上,研磨自動化受制于三大要素:研磨耗材、研磨工具和執行器。微觀上,研磨工藝的優劣則是影響制造結果的重要因素。

首先,工業領域的研磨在作業中無法避免累計誤差,如果自動化方案不能有效應對,就會帶來研磨質量低、工件或工具損壞等問題。

專攻應用痛點,自適應機器人“剛柔并濟”助力研磨自動化

其次,研磨工藝種類繁多,其所涉及的工件、路線作業方式和標準盡不相同,這對自動化方案的通用性提出了不小挑戰。專機設備縱然可以解決單一工藝場景需求,但會造成高昂的成本。

對于部署和操作人員來說,現有的自動化方案在軌跡生成和軟硬件設置上有諸多不便,十分降低部署效率、影響使用體驗。

基于仿人化理念的破局新思路

為達成高質量研磨效果,以機器人作為執行器的研磨自動化方案通常需要保持研磨力、機器人行進速度(即通常所謂“線速度”)和工具轉速這三者之間的平衡。

專攻應用痛點,自適應機器人“剛柔并濟”助力研磨自動化

作為機器人行業的創新入局者,非夕以仿人化技術理念為基礎,通過手感調整為主、視覺引導為輔的工作方式,使自適應機器人具備位置誤差容忍度高、抗干擾能力強、智能可遷移的技術特點,能夠做到操作對象自適應、環境自適應、任務自適應,在研磨自動化作業中對非標機構和對結構化環境的依賴很小。

自適應機器人的特性建立在兩大核心能力之上:前沿的工業級力控和創新的層級式智能。


專攻應用痛點,自適應機器人“剛柔并濟”助力研磨自動化

非夕自適應機器人的每個關節都配備了高精度的力/力矩傳感器,最高可達0.03N的末端力感知分辨率、1kHz力控頻響結合先進的整機力控算法,使得機器人具備高階工業級力控性能,能夠輕松實現基于力覺的復雜應用。

通過深度融合AI,自適應機器人能夠高效地完成手眼配合操作,形成“手感”(感知)——“肌肉”(控制)——“小腦”(規劃)——“大腦”(決策)的層級式智能,幫助機器人完成通用化技能與知識的積累。

而在使用層面,非夕提出了“元操作(primitive)”的概念,即將復雜的任務拆解為對應的、不能再向下分解的基元操作,工程師可以通過串聯一系列這樣的“元操作”來完成機器人的任務編程。

專攻應用痛點,自適應機器人“剛柔并濟”助力研磨自動化

自適應機器人助力柔性研磨自動化靈活運用多種力控策略

通過強大力控能力和整機力控算法,自適應機器人可以靈活運用多種力控策略進行研磨,輕松跟隨隨機的復雜曲面,末端自主貼合被切削面,保證實時、穩定的力輸出。


專攻應用痛點,自適應機器人“剛柔并濟”助力研磨自動化

在實際作業中,自適應機器人可以實現多方向位置補償,并始終保持全向力控;通過打磨軟限位功能對末端軌跡偏移量進行限制,研磨軌跡精度得以大幅提升。

此外,高頻、高精度的力控能力能夠使自適應機器人有效適應個體工件差異,實現真正意義上的精準防過切。

不斷優化人機交互體驗

為優化用戶體驗,非夕打造了圖形化編程軟件Flexiv Elements,通過力控相關的“元操作(primitive)” 能力,使用戶可以流暢輕松地完成機械臂的拖動示教軌跡錄入、基于離線編程仿真、曲面和輪廓實時貼合等操作。

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Elements中內置了許多模塊化的工藝軟件包,如運動軌跡(即機器人從A點到B點的空間轉移軌跡)和研磨軌跡(在AB點之間使用不同研磨手法產生的軌跡)的復合疊加,支持包括但不限于螺旋線&“之”字形、漸擴線、隨機曲線等軌跡。

此外,自適應機器人還能夠通過手持工件的方式進行恒力打磨,采用這種外部TCP(ECP)的方式可以簡化示教過程、快速獲得研磨軌跡,并較明顯地提高軌跡精度。研磨工藝軟件也使機器人可以實現多種傾角研磨,并關注切入和切出點的狀態,以確保在整個研磨過程中的效果一致。


專攻應用痛點,自適應機器人“剛柔并濟”助力研磨自動化

關節抗擾動算法增強穩定性

通過理論算法和底層建模,非夕機械臂的力矩控制可以將振動降低25%至50%,機器人可以在惡劣環境中工作更長時間。另外,濾波和吸收功能可以應對高頻抖動,保護關節里的傳感器和減速機等部件。

自適應機器人研磨應用及案例

憑借卓越的技術實力和深厚的行業積累,非夕成功打造了多種基于力控策略的機器人柔性研磨解決方案,廣泛應用于3C電子、汽車制造等行業,并獲得客戶的一致認可。

汽車焊后處理

非夕為客戶打造的焊后處理方案,憑借機器人的高響應底層力控技術實現復雜曲面的自適應貼合,能夠彌補軌跡或工件精度誤差,單次焊渣去除率超過99%。


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汽車座椅熨燙

非夕采用自適應機器人Rizon 4搭配定制化熨燙設備,憑借精細的力控性能實時貼合座椅表面,使熨燙效果達到人工精度及水平。


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手機膠線擦拋一體

非夕采用機器人手持工件的方式,利用ECP(外部TCP),通過實時的位置、速度補償,實現恒力控制,將良率提升至99.5%+。

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黃莉
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