本文来自微信公众号“高工机器人”，作者/钟淑婵。
历经生死十年，正值上扬时刻。
不同于工业机器人的其他工艺，抛光打磨是比较特殊的存在，被部分业内人士称作工业机器人应用难度的“珠峰”。国内外尚无在技术、产品、应用、市场等方面均十分成熟的企业。
与它的难度相匹配的，是一个数百万台的庞大市场，即传统人工替代市场。
2014年8月，江苏昆山一家汽车轮毂抛光车间因金属粉尘发生爆炸，再度触发人们对工厂生产环境的担忧。
事实上，在人工抛光打磨过程中，金属粉尘潜藏的爆炸危险只是“冰山一角”。金属、塑料、木材等材料粉尘，以及噪声污染，对人体的危害同样不容忽视。另一方面，传统的人工方式还存在抛光打磨效率低、产品质量难以得到有效保证、人工成本高昂、招工难等问题。
机器人替代人工，为上述抛光打磨行业问题带来了解决思路。随之而来的就是大批涌现的入局者，试图追逐风口，分得一杯羹，同时也为行业贡献一份力量。然而，在这场长达近10年的国产化进程中，大多数企业走得很艰难，成果并不是那么如意。
在近十年的发展中，中国抛光打磨机器人市场需求未得到完全释放，应用规模仍然较小。
高工机器人产业研究所（GGII）统计数据显示，2022年中国抛光打磨机器人销量为0.8万台，同比增长12.68%。GGII估计，2023年中国抛光打磨机器人销量预计为0.82台，增速预计继续下降，为2.88%。
约莫在2021年前后，行业经历了一次“洗牌”。风起时涌现的企业们，几乎是在同一时期获得的融资。而这批企业中，未完成对赌协议要求的有不少。一阵“刀雨”下来，腰斩了一批企业。
除此之外，陆续有一些企业因业绩严重亏损等原因而陷入经营困局，不得不变更业务、变卖企业，甚至是直接“关门大吉”。还有一些身处悬崖边的企业正在挣扎中，选择继续熬。
就客观事实来看，尽管目前行业发展并不算顺利，但是中国乃至全球的抛光打磨机器人替代及增量市场空间确实非常庞大。正因如此，再艰难的时刻，也不乏出现新老玩家前仆后继，验证自己的策略。无论是对行业发展还是企业自身而言，总要有人来做这件事。
针对行业存在的难点痛点、各企业的解决思路及打法、应用潜力市场等，高工机器人对行业中的新老玩家展开了一次调研，一探究竟。
注：文中所提到的抛光打磨机器人包含工具型和工件型。
万重山
身前的大山，一座又一座
“严格来说，中国的抛光打磨机器人还没起步。”
在高工机器人的调研中，一位业内资深人士直言道。
他表示，尽管是硬刚需，但是事实上几乎没有成熟的供应商，也几乎没有成熟的行业应用。
另一位深耕抛光打磨机器人领域的资深人士则表示：“中国的抛光打磨机器人行业，一直在摸索，在进步，但还不够。现在基本还是延用国外头部企业上世纪80年代的那一套。
全世界都一样，几十年来没有什么进步。你抄我，我抄你，内卷。或者装了些新东西进去，不好用且没必要，反而提高了成本。”
高工机器人在调研中获悉，整体来看，当前行业主要存在以下三个层面的痛点亟待解决：
01
抛光打磨过程
▌老师傅经验
打磨工艺复杂多变，传统的人工抛光打磨十分依赖老师傅的经验和判断。铁锈多一点，压力大一点；表面弯曲时，打磨工具就需要倾斜一点。
应对千变万化的产品形态，以及复杂的状况，老师傅能够凭“感觉”完成每一处的细节打磨，并长此以往地在实践中自主分析判断，优化“感觉”，形成肌肉记忆。老师傅还可以以言语及动作示范的形式，将复杂多变的工艺传授给新人。
机器人如何学习老师傅的“感觉”经验，自主适应不同的状况，并形成“肌肉记忆”？
▌材质复杂
常见的待抛光打磨产品材料，既有不锈钢、铁、金、银、铜、铝、锌、钛等金属材料，又有玻璃、陶瓷、合成橡胶、塑料、合成纤维、木材、石材等非金属材料。不同的材质，其物理性质、化学性质、力学性质和热性质各有不同。
▌来料一致性差
受到人工生产的精准性无法保证、焊接或铸造之后的产品形变、不同批次所用的原材料不同而造成产品一致性差等诸多因素影响，抛光打磨的前段来料一致性难以得到保证。
一位业内人士举例表示：“曾经与一家企业沟通过，对方的机床产品下面有一个口子要自动化打磨。但是铸件都是由人工敲砸，普遍存在5cm的偏差。”
来料不一致，再加上机器人打磨又是按照路径规划去“走位置”，就会造成一些工件打磨过度，有一些又没打磨到位。
▌生产产品切换频次高
要想实现抛光打磨机器人的效率最大化，最简单、也是最理想的状态是长期规模化地针对单一产品抛光打磨。但事实上，大多数生产厂商需要频繁切换同一天产线所需生产的产品，一周内打磨三、四款产品是非常常见的。这对机器人的柔性生产要求高，效率最大化挑战大。
蓝点触控CEO刘吴月举例分析：“通常产线生产计划根据客户订单来定。例如，一家企业一年需要生产一千种产品，今天生产A产品，隔天可能就需要生产B产品，然后再过七八天又继续生产A产品。上述过程，对机器人柔性生产能力提出了非常高的要求。”
一位业内人士表示：“按照这种生产计划，除了人工所需的个人时间，机器人可以继续工作外，几乎看不到有多明显的效率提升。但如果一直生产单一产品，机器人的效率优势就明显多了。例如手机底盖和铜阀门等单一产品打磨，不用更换程序，1个人就可以操作、监管12台机器人。”
02
机器人本体及配套工具
▌性能不足，寿命短
抛光打磨对机器人的刚性、轨迹精度、稳定性、感知能力、场景适应性等提出了高要求。既对“刚”有要求，又对“柔”有需求。任何一性能不满足，都会影响产品的打磨效果。
另一方面，应用于抛光打磨的机器人使用寿命普遍较短。高工机器人在调研中获知，在高强度打磨工作中，发那科的多关节机器人的寿命平均为1.5年~2年，而同等工况下的多数国产多关节机器人的平均寿命仅不到6个月。
一位业内人士表示：“6个月后，要么坏电机，要么坏减速器。”
▌打磨良率低
据业内人士介绍，目前行业中，机器人打磨的良率达到90%已经是“天花板”了，普遍良率仅有30%~50%，损耗非常大。
天机研发总监安杰表示，打磨良率与机器人控制系统紧密相关。
埃夫特首席战略官唐欣则认为，打磨良率与前端来料统一性、整个方案设计有关，打磨工具需要和工艺、耗材、软件等紧密配合。
▌耗材类型多，工具进口限制
“打磨是一个实时接触的过程，牵涉到很多变量因素，可选择的耗材也有上千种。”盈连科技市场总监何琉表示。面对上千种耗材，如何柔性、快速切换，是一大难题。
另一方面，高工机器人在调研中获悉，在打磨硬质合金或半导体高硬度脆性材料等材质十分特殊的产品时，通常需要用到超硬材料金刚石所制的砂带。
然而，高端工业金刚石技术主要被欧美主要国家掌握，我国仍在持续攻关中。并且自2022年8月15日起，美国正式实施了管制金刚石等材料的出口管制禁令。
据了解，高温高压法（HTHP）是目前我国人造金刚石的主要生产方法。但HTHP法所制金刚石容易形成各种缺陷，纯度也无法满足高端应用的要求。据一位业内人士透露，其曾经使用国产金刚石砂带试验打磨，效果不如预期，无法满足要求。
03
企业
▌技术路线不明
目前，行业中主要有三种技术路线，即“机器人+力控设备”、“机器人+六维力传感器”、“机器人+打磨工具”。一位业内人士表示：“行业没有领头人，没有得到成熟验证的技术路线，因此很多企业也只能一条一条尝试，甚至是交叠尝试。”
▌打磨工艺认知不足
打磨工艺繁杂，部分企业的认识是片面的，甚至是错误的。进而导致其解决方案并不适用于实际工业生产现场。打磨机器人工作站变成了一个“艺术品”，离实际工业应用尚存差距。
▌经营管理能力欠缺
如果方向判断正确，死磕单一技术，也许能走通；如果起始方向就偏了，死磕就变成了死板，终究会走进死胡同。一位业内人士透露，近十年以来，不乏存在一些企业最后面临倒闭，是因为创始团队过于固执，不善于总结经验，吸取教训，识得变通。
另一方面，过于依赖融资等外部资金，而无法“自造血”获取盈利，是部分企业正存在的问题。发展初期，经营管理能力上的差距尚且不会暴露这一问题。但随着时间的推移，问题逐渐显现，企业难走得长远。
身前的大山，一座又一座。针对上述行业现状，一位业内资深人士表示：“这并不是一家或几家企业能够解决的，而需要全产业链的企业集思广益，共同努力。”
关关难过，关关过
前文所说的，主要是生产端所存在的问题。事实上已经有不少国产厂商给出了自己的解决思路，并已经得到部分验证或正在验证中。
在消费端，市场对抛光打磨机器人的认知度和接受程度并不高。成本是市场接受程度不高的一大原因。一位业内人士指出：“打磨机器人需要的功能太多了，市场能接受的成本支撑不了。我们现在是把美元或者欧元当人民币算，才能被市场接受，相当于欧美企业产品成本的1/8到1/10。”
另外在市场认知度方面，盈连科技市场总监何琉表示：“力控打磨市场需要被更多的人看到和参与。”盈连科技给出的方案是从「机器人+独立力控系统」出发，将机器人与独立的力控系统和针对机器人打磨场景开发的力控研磨机、力控强磨机等浮动主轴融合应用，适配任意机器人本体，无需二次开发，操作起来更加简易、便捷。
该系统力控精度最高1N以内，响应速度144次/秒，具备自适应补偿、重力补偿、双向力控等功能，已在新能源电池盒托盘、汽车零部件、精密制造、工程机械等行业广泛应用。
蓝点触控给出的方案，是将机械臂与六维力传感器硬件、力控算法、行业工艺算法融合应用。其力控系统融合了视觉检测技术，控制精度优于0.1N，响应速度为ms量级。在工艺积累方面，蓝点触控开发的复杂曲面三维随型技术，对工艺匠人的抛磨手法进行了建模，并积累了海量测试数据。据了解，蓝点触控目前已经给客户批量打磨了近400万件产品，今年的打磨工作站出货量在百台量级。
“业内的力控的方案大致有三种：在工具型方面，一种是在末端配置浮动打磨头；一种是给机器人配置用六维力传感器。在工件型方面，通常在砂带机中实现力控，其中衍生出两种方案，分别为气动和增加伺服电机。
蓝点触控的打磨机器人工作站，砂带机非常简单，没有做任何浮动，执行机构都是靠机器人去完成力控。减少成本的同时，也提高了机器人的寿命和可维护性。”蓝点触控CEO刘吴月在高工机器人的调研中表示。
在提升控制精度方面，天机自主研发的控制系统Fusion具有高精度的路径规划算法，创新性采用合成路径规划技术，机器人从“规划”到“执行”都实现了高精准度，包括直线轨迹精度提升50%，曲线轨迹精度提升80%，配合动力学算法，机器人综合速度提升30%。Fusion对机器人可实现更加精细的控制，如人手臂一样，完成曲面打磨应用。
另一方面，在高工机器人的调研中一位业内资深人士分析道：“目前的核心问题在于，机器人抛光打磨设备智能化程度很低，非常难用，对操作人员的要求又高，不能实现高水平的自适应、自学习及自决策，编程时间非常长，影响了效率、效果、成本。
因此，抛光打磨机器人应用的突破点在于机器人的智能化。实现自适应、自学习、自决策，是解决当前行业痛点的重点突破方向。必须考虑到操作人员的普遍素质，让机器人变成几乎全自动的‘傻瓜机’。但路曼曼，其修远兮。”
埃斯顿针对工具型打磨应用市场，打造了「机器人+力控控制一体化」方案。该方案将机器人、力控工具、激光视觉的高柔性、高自动化、高自适应等优点融入打磨方案，开发出具有触觉和视觉灵敏性的柔性打磨方案，根据不同的材料工件，不同的打磨位置来施加不同的打磨力，同时具有一定的柔性来弥补材料不一致的问题，深度解决行业痛点。
其中，在自适应方面，激光系统识别表面轮廓变化，自适应调整机器人姿态保障工具与工件表面的稳定贴合。在感知方面，埃斯顿的微动力执行系统实时补偿工件表面轮廓变化，保障工具与工件表面的稳定跟随；实时反馈、调整并精确执行预设的接触力，保障机器人任意姿态下表面接触力的精度1N以内。
非夕科技给出的是基于自适应机器人的柔性打磨抛光解决方案。借由力控，自适应机器人可以轻易地跟随随机的复杂曲面，自动记录轨迹和压力状态，并利用自学习出来的控制策略执行打磨任务。在手机边框打磨项目中，机器人的动态力控精度可达1N，每次进行切入切出的瞬间，力的波动可以控制在2-3N之间，从而有效地避免了过抛问题。
此外，拂晓系列本身的七关节自由度设计也使其可以更加灵活地进行空间运动。通过有效避开六自由度手臂必然存在的奇异点构型，自适应机器人能够在足够大的工作空间内实现连续的零瑕疵恒力和变力控制。
佳安智能给出的方案则是，依托其自研的机器人感控系统、智能磨抛软件和持续积累的工艺数据库，而研发的一体化产品，搭载空间全力感知力控系统及高精度3D视觉系统、自动生成对象的3D点云模型、实现0.1mm精度级别的视觉感知、具备自主规划、机器人协作功能的自研智能磨抛CAM软件。
斯帝尔给出的方案，从「AI+机器人」出发，其NextBrain™AI磨菇云系统，融合了机器人大脑认知系统、AI感知神经系统（力觉、触觉、视觉、声觉）、轨迹智能规划、工艺配方智能生成等，自主学习消化打磨产品形态、材质、工艺、路径规划等。
总结
信心加满，交给时间
抛光打磨机器人近十年的发展道路十分崎岖，企业走得艰难。
但借用一位在该行业闯荡了十余年的资深人士的话来说，大家都在砥砺前行。无论再怎么艰难，退出的企业再多，都还是会有人顶上去，继续尝试，持续突破。
他认为：“抛光打磨机器人这件事，只有中国可以做成。方向是清晰的，需要的是时间进步，我们不会放弃。”
信心加满，交给时间。
