拋光打磨機器人迎來廣闊市場：這些行業領軍企業都是怎樣布局的？

文 | 本刊記者 康曉博

拋光打磨機器人迎來廣闊市場：這些行業領軍企業都是怎樣布局的？

文 | 本刊記者 康曉博

事實上，在3C行業、五金家具、醫療器材、汽車零部件、小家電、重工行業、玻璃行業……幾乎制造業的方方面面，拋光打磨機器人都正迎來龐大的市場需求。

雖然時間已經過去了兩年多，但一些人注定不會忘記2014年的8月2日——這天早上7時34分，位于江蘇省昆山市的某家企業突然發生了重大爆炸事故，在一聲聲慘痛的巨響中，146名員工永遠失去了生命。

事故發生在這家企業的一個鋁合金汽車輪轂拋光打磨車間。打磨下來的鋁粉塵集聚不散，最終發生了爆炸。在為逝去的生命哀悼惋惜之際，人們也不禁把目光投向了拋光打磨這一作業本身——作為制造業中最普遍、最廣泛的基礎性生產工序之一，拋光打磨行業有著數以千萬計的工作人員。工作環境是惡劣的，除了有發生事故的風險，打磨拋光所造成的粉塵還有可能令人罹患肺病。某種程度上可以說，在過往的許多年間，一代代從業人員正是用他們的辛勞、健康，甚至生命來支撐著這一工序的運轉。

難道，就沒有辦法把人從這種惡劣的勞動環境中解放出來嗎？

當然有——用機器人取代人工。事實上，伴隨著“中國制造2025”戰略的實施和智能制造的大力推進，如今，拋光打磨行業正迎來一場深刻的變革；與之相應的是，一片廣闊的市場空間，也正呈現在人們面前。

為什么需要“機器人換人”？

2016年10月18日，上海。一場由中國機器人產業聯盟主辦的拋光打磨機器人行業的頂級峰會——“2016中國機器人研磨工業創新峰會”正式拉開了帷幕。來自全球各地的機器人制造商、系統集成商、材料生產商等涵蓋了全產業鏈各個環節的行業“大咖”們齊聚一堂，就拋光打磨機器人的行業發展、技術應用、推廣普及等，展開了深度探討。在一片片思維碰撞所閃爍起的火花中，拋光打磨機器人行業的發展面貌逐一清晰；而其未來的發展趨勢，也變得愈來愈有跡可循。

如前所述，拋光打磨是制造業中一項不可或缺的基礎工序。大到重型機械、汽車，小至手機、小家電，甚至水龍頭，都離不開拋光打磨；也正是因為這道生產工序的存在，我們日常生活中隨處可見的這些物品才能有光潔亮麗的外觀。

不過，“光鮮”的外表背后，卻是無數工人的辛苦勞作——經年累月地研磨金屬材料有可能讓他們的手腕或者手指出現問題；研磨所產生的金屬粉塵如果不能及時排出車間，有可能會發生爆炸事故。正是因為勞動強度大、工作環境惡劣，近年來，我國拋光打磨行業的從業人員正急劇減少，“招工難”的現象越來越普遍。此外，從生產的角度來看，用人工進行拋光打磨還面臨著生產效率低、產品一致性差等問題；而隨著“人口紅利”的消失，其勞動成本也正變得越來越高。“事實上，無論是打磨質量、生產效率，還是人工勞動條件，種種因素都促使研磨行業對自動化和機器人提出了新的需求；而有需求就有市場，有市場就需要我們快速找出解決方案，并且是最適合中國的解決方案。” 中國機器人產業聯盟執行理事長兼秘書長宋曉剛在峰會上意味深長地指出，“這一方面需要我們企業的自身努力；另一方面，也需要一個像我們今天峰會這樣的、凝聚了由設備、材料、技術、工藝等各個方面企業所參加的更大的平臺來加強溝通，從彼此的需求和經驗中得到啟示，謀求合作、形成合力、共同發展。”

一如宋曉剛所說，在拋光打磨行業，機器人正迎來一片廣闊的應用市場。那么，這塊市場的空間將有多大？庫卡機器人制造（上海）有限公司（以下簡稱“庫卡”）系統設計工程師翟耀平向記者舉例說道：“福建泉州地區集聚著眾多生產衛浴產品的企業，號稱‘衛浴之鄉’。旺季時，僅一個泉州市就有15萬人在做拋光打磨工作；淡季時，也有10萬人。現在當地許多企業急切地希望能用機器人來拋光打磨，因為手工勞作不僅勞動強度大、產品一致性差，而且‘招工難’的現象越來越普遍。”

翟耀平所說的僅僅只是一個特定地區的某個特定行業的狀況。事實上，在3C行業、五金家具、醫療器材、汽車零部件、小家電、重工行業、玻璃行業……幾乎制造業的方方面面，拋光打磨機器人都正迎來龐大的市場需求。而在這股“機器換人”潮流即將浩蕩而來之際，各大企業正紛紛發力、加速布局——這其中，既有“機器人四大家族”，也有本土的機器人制造商；既有應用系統集成商，也包括了打磨材料制造商，可謂是全產業鏈“集體出擊”。一方面是廣闊的市場，另一方面則是越發激烈的市場競爭，各方力量的競逐與合作，似乎從另一個角度透露出了這一產業所內蘊的勃勃生機。

那么，對于企業來說，制勝的關鍵是什么呢？

“四大家族”布局

“其實工業機器人是通用的，既可以用來做焊接，也可以做搬運，或者是打磨拋光。但是在不同的應用上，其所需要的軟件、硬件還有外圍的設備，是不一樣的。比如，打磨有可能需要加上力控系統，在定位的時候還可能要加上視覺系統；此外，還需要有不同的軟件應用功能。”上海ABB工程有限公司（以下簡稱“ABB”）去毛刺打磨拋光應用行業銷售經理王文中如是對《中國機電工業》說道。

而翟耀平也向記者表示，其實現在“四大家族”的機器人產品質量都已經達到了一定程度，差距不是太大；所要比拼的是一些關鍵性的應用軟件技術。“其實影響機器人打磨的因素有很多，比如工件的材質和外形，研磨工具及耗材的質量，以及打磨壓力、機器人的速度等等。要想讓機器人很好地完成工作，就需要針對這些因素研發出一些關鍵性的技術，比如庫卡就推出了Force Torpue Control技術、Safe Guiding技術等等。”翟耀平說道。他具體介紹說，庫卡的Force Torpue Control是一個可后載入的工藝程序包，通過Force Torpue Control和一個軟件支持的力矩傳感系統，機器人可以獲得一種觸覺，能夠感覺靈敏地對外力和外力矩作出反應，并在工件上施加編程的力和力矩，從而實現更好的加工；而Safe Guiding技術是庫卡開發的一項人機協作應用，只需用手拖動工具端運行，機器人就可自動將軌跡記錄下來，并生成軌跡程序，使機器人的操作使用和編程更加簡化，這不僅提高了效率，而且降低了對操作人員的技術要求。

關鍵性的應用技術成了比拼的要點，其他機器人企業自然不會落后。王文中向會場的嘉賓們著重介紹了ABB公司的兩項技術——Force Control Technology（力控技術）和Powerpac技術。他表示，ABB的力控技術由三個部分組成——第一部分是力傳感器，第二部分是數據采集盒，第三部分是力控軟件。這一技術在打磨拋光的過程可以使打磨工具和被打磨的工件在一定范圍內保持恒定，而傳感器和數據采集盒能采集工作數據，軟件可以進行分析，如此便形成了一個實時全閉環的反饋系統，可以用來糾正打磨的路徑，從而保證打磨的質量。

事實上，在實際的應用推廣上，打磨拋光機器人還會遇到這樣一個難題——許多客戶所生產的產品規格越來越多，而批量在變小，過去的那種“單一產品、大批量”正在變為“多品種、小批量”，這就需要經常對機器人的程序進行修改，甚至要重寫，這加大了編程調試的難度。許多企業因此不愿意使用機器人。王文中介紹說，ABB正是針對這一狀況推出了Powerpac功能包，其可以提高編程調試的效率，縮短編程調試的時間，從而在一定程度上解決這一難題。“實際上，ABB機器人在打磨拋光領域有著悠久的使用和豐富的經驗。ABB集團的前身之一，瑞典的阿西亞公司（ASEA）早在上世紀七十年代就已研發出了專門進行拋光的機器人；到現在，這四臺機器人還一直在使用，已經打磨拋光了四十多年，完成了七百多萬件工件，這恰恰證明了ABB機器人具有穩定的質量和卓越的性能。”王文中不無自豪地說道。

上海發那科機器人有限公司機器人技術中心副科長吳鈺燦在峰會上介紹了發那科的多項技術優勢——包括Remote TCP功能、力傳感器、ROBOGUIDE離線編程技術等等。“在實際生產中，許多工件是不規則的，有圓弧面有曲面，變化比較大。如果要通過在線編程一個點一個點來校對，是很難把整個路徑編好的。”吳鈺燦說道，“而發那科的ROBOGUIDE離線編程技術可以把機器人的數據、周邊的產品數據導入系統，按照現實狀況進行布局；然后把程序編好，再把程序導出來，如此就可做到每個加工點的精確控制，打磨出的產品效果非常好。所以我們的產品在復雜工件的應用中是非常多的。”

來自安川電機（中國）有限公司的工廠自動化部部長三原秀一用日語向會場的嘉賓們介紹了安川在打磨拋光上的產品優勢。他指出，安川的打磨機器人配置了壓力輸出功能，可以進行位置停止檢出，位控精度可以控制在三十毫米的范圍內；此外，安川還采用了觸摸屏來控制伺服系統，從而實現了高速應答和簡單操作。“安川在中國實行本地生產、本地銷售的原則，去年，我們在常州的工廠生產能力達到了1.2萬臺/年，所生產的機器人產品和日本工廠具備同等品質。我們的目標就是用安川的產品來為中國的自動化市場做貢獻！” 三原秀一不無激情地說道。

無疑，“四大家族”在打磨拋光機器人上已經展開了多方布局，并開始全速發力。那么，面對這一廣闊的應用市場，中國本土的機器人企業，又有著怎樣的作為呢？

本土企業發力

霍錦添對于2014年發生在昆山的那場慘痛事故記憶尤深。某種程度上可以說，他所在的企業——廣東利迅達機器人系統股份有限公司（以下簡稱“利迅達”）之所以要涉足打磨拋光機器人，正是帶著一份“改變工人惡劣工作環境”的產業情懷。“打磨拋光會產生大量的金屬粉末，除了有爆炸的危險，平時如果沒有完善的防護，工人也很容易罹患矽肺。正是鑒于這樣惡劣的工作環境，我們企業跟拋光打磨機器人結下了不解之緣。”霍錦添不無感慨地說道。

在進入拋光打磨機器人行業后，通過堅持不懈地技術創新，如今利迅達的產品已經具備適用于多種類型工件、有效減少誤差和廢品率、保證質量穩定下節約成本、自動化柔性打磨加工等一系列優勢，在電子電器、汽車、廚衛等領域擁有了一大批客戶。“去年，我們接到一個項目，給一位客戶做一個智能化的無人車間。目前我們正持續不斷地為其分批交付產品，努力將這個項目做好——從上工序到下工序都覆蓋自動化拋光打磨，甚至包括前端的包裝下料等，也實現自動化。這樣將會具備更高的生產效率和更高的產值水平。” 霍錦添透露道。他表示，利迅達在今后的發展當中，將不斷提升競爭力，加快技術創新，力求使智能化拋光打磨技術能夠應用到更多行業、更多新型產品上，讓更多的企業嘗到機器人拋光打磨的甜頭。

來自溫州的金石機器人科技有限公司在拋光打磨領域已經有了幾十年的豐富經驗。其副總經理賀干群在峰會上指出：“用機器人進行拋光打磨把人員從惡劣的工作環境中解放了出來，生產效率極高，可以滿足客戶24小時連續生產；此外，還大大降低了對工人的技術要求，一個普通員工就可應付4～5臺機器人放料，生產出的產品品質穩定、一致性強。”雖然具備如此眾多的優勢，但在賀干群看來，拋光打磨機器人也不是沒有瓶頸。“比如，使用機器人的話前期投資會比較大，而且要求客戶的產品批量要大，產品附加值不可太低。此外，有時候在工作中，如果產品本身有缺陷、有細小的氣孔、砂眼等等，機器人不能夠識別。”針對這些瓶頸，金石推行了一系列持續優化方案，大大提升了產品性能、為客戶提供更佳的服務，從而贏得了衛浴、汽車、醫療器械、電器開關等行業諸多客戶的信賴。“我們的目標，就是要打造中國機器人拋磨第一品牌！”賀干群不無豪邁地說道。

也有中國本土企業通過并購，來增強在打磨拋光機器人上的實力，比如埃夫特。今年3月份，埃夫特成功收購了意大利知名機器人系統集成商埃華路（EVOLUT）——這家成立于1991年的企業如今已是歐洲最具影響力的系統集成商之一，在機器人成套系統和整廠解決方案的提供上有著豐富的經驗，尤其在智能視覺系統方面有著國際領先的技術。埃華路中國公司總經理黎廣信在峰會上介紹說，到目前為止，埃華路在全球共有超過2600套的機器人設備在運行，其中有1700套都帶有視覺系統，尤其在汽車領域具備強大的競爭力，迄今已斬獲了包括奔馳、寶馬、法拉利、沃爾沃、菲亞特、博世、克萊斯勒等等在內的一大批知名用戶。

“埃華路的技術優勢主要體現在哪里呢？首先，我們有26年的應用經驗，精于復雜生產線的分析、設計與落實，在各種金屬鑄件的打磨、拋光、去毛刺上擁有豐富的經驗，具備從單機到線體到整體智慧工廠的‘交鑰匙’工程；其次，我們有很好的遠程控制技術和形象的人機界面，可以監控、驗證每個工作站或整個加工線的狀態，為智能化生產線奠定基礎；第三，我們擁有強大的視覺技術，可以幫助機器人實現精準定位與夾持；此外，我們的離線3D編程軟件可以通過在虛擬環境中模擬機器人打磨工作站的工作過程，實現產品品種的快速更換。”黎廣信詳細介紹道。在他看來，未來的自動化打磨拋光行業中，人機協作機器人將會扮演非常重要的角色。“人機協作機器人具備編程量少、安全性高、新應用多等一系列優點，而且非常適合‘多品種、小批量’的生產方式，所以我認為這是未來的一個方向。”黎廣信說道。

材料商的機遇

除了機器人生產企業、系統集成商，打磨材料制造商也已意識到自動化研磨行業所蘊藏的市場機遇，并與機器人企業通力合作、加速布局。

作為材料領域的世界巨頭企業，3M公司在研磨行業的歷史積淀已經超過了100年，其產品包括種類豐富的磨削砂帶、纖維砂碟和小型磨光機、砂光機、打磨機等工具。“3M雖然不直接做機器人打磨工作站業務，但我們會與客戶、集成商一起開發機器人打磨工作站，與客戶一起工作研究自動化研磨的可行性。我們在這方面有著十分豐富的經驗。”3M中國有限公司資深研磨技術工程師張志軍在峰會上介紹道，“其實磨削的本質就是兩種材料的相互摩擦，參與摩擦的材料會根據自身的硬度、韌性產生磨損。因此，通常情況下，磨料的硬度要大于被加工材料的兩倍。”

那么，打磨材料在自動化研磨上起到了怎樣的作用呢？利迅達總經理霍錦添舉了這樣一個例子——某位客戶向利迅達采購打磨拋光機器人，產品性能本來經過測試證明非常好，但客戶買回去之后把打磨材料更換了，因此生產出來的產品質量有所降低。“我們本來用的是3M的打磨材料，但是他們鑒于成本問題，就換成了其他便宜的材料，結果其最終實現的效果差了很多。”霍錦添說道，“很多客戶都不太重視材料，但實際上材料是很關鍵的。因此我們希望能夠與3M一起合作，向客戶不斷地采集數據，通過數據來讓客戶使用更高效的材料產品。”而3M中國研磨技術專家John Barry 也對此指出，自動化研磨是一項系統工程，要確保整個打磨工作站，如機器人、夾具、主軸、材料等各個組件的匹配，才能發揮出最佳效益。

3M公司還在這場峰會期間舉行了新品發布會。3M大中華區總裁兼中國首席執行官Stephen Shafer表示，3M一直鼓勵和堅持創新，目前有三分之一的新品開發和技術創新都是在過去5年間完成的；未來，3M將繼續加大在中國市場上的投資，加快創新步伐。

來自“聯盟”的力量

伴隨著工業4.0的浪潮滌蕩全球，機器人產業已毫無疑問地成為當下一個正呈爆發性增長的“風口”——不僅僅是拋光打磨，在焊接、搬運、碼垛、裝配、潔凈等制造業的各個環節、各個角落，機器人都如一股強勁的旋風般席卷而來。中國機器人產業聯盟執行理事長兼秘書長宋曉剛指出，2015年，中國市場上工業機器人的銷量突破了6.8萬臺，已經連續三年成為全球第一大市場。

“機器人行業這幾年之所以在中國能夠發展得很快，主要有這么幾個原因——第一，中國的經濟發展進入了新常態，結構調整、轉型升級、提質增效成了新的發展戰略，而加快發展機器人產業，促進機器人應用，是實現新戰略的重要途徑；第二，中國有著規模最大、門類最多的制造業，這為機器人的應用提供了廣闊的應用領域，也為機器人產業發展提供了持續的發展動力；第三，因為我們國家經過多年的快速發展，已經具備了較為堅實的發展和應用機器人的技術與工業基礎。所以我經常說，從中國的機器人市場來看，應用拉動是中國機器人發展最大的優勢。”宋曉剛分析道。

事實上，雖然機器人行業在迅猛增長，但如果產業中的各方力量各守陣營、獨自作戰，行業將不可避免地缺乏一種內生的凝聚力。而這種力量，很大程度上來源于行業組織——中國機器人產業聯盟。僅以這場峰會為例——在打磨拋光機器人即將迎來爆發性增長之際，由中國機器人產業聯盟所主辦的這次峰會，不僅為各大企業、行業專家們搭建起溝通、交流、合作的平臺，更為行業梳理了發展邏輯，注入了發展動力，從而在很大程度上促進了這一細分行業蓬勃、健康地成長壯大。

“中國機器人產業聯盟一直致力于推動中國機器人產業的持續健康發展。聯盟愿意和行業各企業、行業各從業人員共同努力，不斷增強我國機器人的市場競爭力和國際話語權！”宋曉剛說道。他的話語間洋溢著十足的自信和昂揚的斗志。