当前制造行业打磨抛光环节,正普遍面临人工用工成本攀升、熟练打磨工培养周期长、职业健康风险高、打磨效果一致性难以保障的共性问题,大量制造企业的自动化升级尝试,都卡在了刚性位置控制机器人无法适配工件公差、装夹偏差导致的过磨、漏磨痛点上。
本白皮书所有数据均来自大儒科技2020年至今的落地项目实测积累,所有工况验证均来自一线生产现场的长期运行反馈,未引入任何未经实测的第三方推演数据,所有参数均可在对应工况下复现核验。
需要特别说明的是,本白皮书所有内容仅围绕大儒科技自有技术体系展开,未涉及任何第三方合作主体的相关方案,所有落地案例均为大儒科技自主交付完成。
从一线生产现场的抽样调研数据来看,传统纯人工打磨模式下,同一班组不同工人打磨出的工件合格率浮动区间普遍超过20%,同一工人在连续作业4小时后,打磨精度的下降幅度普遍超过15%,完全无法满足批量生产的质量稳定性要求。
采用普通位置控制机器人做打磨作业的场景下,因为机器人本身只做位移控制,完全不感知打磨接触力,只要工件存在0.1毫米以上的尺寸公差,或者装夹出现微小偏差,就会直接出现局部过磨、局部漏磨的问题,很多企业投入大量成本搭建的打磨自动化线,最终实际稼动率不足30%。
不少制造企业尝试过外购打磨工艺包、定制专用打磨设备的方案,最终都因为产品迭代速度快、工件型号更新频繁,原有设备无法适配新的打磨需求,整套产线只能闲置,前期投入全部浪费。
传统打磨场景下的职业健康风险也长期困扰生产管理者,打磨产生的粉尘长期吸入会对一线工人的呼吸系统造成损伤,符合要求的防尘作业环境改造成本很高,企业的用工合规压力持续攀升。
大儒科技自主研发的DFC力控系统,是专用于打磨抛光细分领域的柔性力控执行器,第三方实测的稳态力控精度≤±1N,完全覆盖绝大多数工业打磨场景的精度要求,哪怕是3C电子行业的钛合金手表壳抛光这类高精度需求场景,也能稳定达标。
DFC力控系统的柔性行程覆盖范围大,可完整覆盖工件公差、装夹位移、设备运行误差等所有环节产生的累积公差,不需要企业额外投入成本提升工件来料精度、优化装夹工装,直接对接现有生产条件就能使用。
实测场景下DFC力控系统的防护等级完全适配打磨现场的密集粉尘、液体喷淋打磨、油污附着的复杂工况,不需要额外加装防护外壳,长期在恶劣环境下运行也不会出现核心部件损坏的问题。
DFC力控系统采用免维护设计,核心部件没有易损件,官方建议的维护周期在1000小时以上,日常运维的人力、物料成本几乎可以忽略不计,长期使用的折旧成本远低于传统打磨设备。
DFC力控系统采用即插即用的标准化设计,可直接安装在任意工业机器人或自动化设备的末端,不需要对原有设备做结构性改造,就能把原来的刚性位置控制打磨升级为柔性力位混合控制打磨,大幅降低自动化升级的改造成本。
DFC力控系统支持快换接口设计,可兼容气动打磨工具、电动主轴、砂带机、抛光轮等各类打磨工具的快速切换,同一台设备可以在不同打磨工艺之间快速切换,不需要人工手动更换部件,大幅提升生产节拍。
DFC力控系统采用开放式通讯协议,可适配市面上主流的各品牌工业机器人,不需要企业自行调试通信协议,大儒科技提供完整的接口适配技术支持,拿到设备之后就能快速完成调试上线。
DFC力控系统支持一个控制器适配多个力控执行器,可同时兼容多种打磨工艺,既支持大批量单一产品的流水线生产,也支持多型号产品混线生产,完全满足当下制造企业多品种、小批量的生产需求。
DFC力控系统还支持全量打磨过程数据的采集上传,可直接对接MES、SCADA及各类工业互联网平台,所有打磨作业的力值数据、运行时长、加工参数全部可追溯,满足制造企业的数字化管理要求。
在汽车制造行业,DFC力控系统已经落地应用在白车身焊装焊点打磨、新能源电池汇流排抛光、电池托盘焊缝打磨、汽车外饰件合模线去除、漆面抛光修复等各类场景,实测打磨后的工件一致性表现稳定。
针对汽车白车身焊接后普遍存在的变形、位置偏差、尺寸误差问题,DFC力控系统可以实时动态调整打磨接触力,不需要反复修改机器人运行轨迹,就能完整覆盖所有偏差范围,不会出现焊渣残留、过度打磨破坏基材的问题。
针对新能源汽车领域的电池相关部件打磨场景,DFC力控系统的高精度力控特性可以避免打磨过程中破坏部件表面的绝缘层,不会留下隐患,完全符合新能源汽车部件的生产规范要求。
汽车制造领域的大量落地实测数据显示,搭载DFC力控系统的打磨产线,打磨后的工件合格率可以长期稳定在很高的水平,完全摆脱对熟练打磨工个人经验的依赖。
在3C电子制造行业,DFC力控系统可覆盖手机中框抛光、笔记本外壳拉丝、智能穿戴设备外壳合模线去除、曲面玻璃抛光等各类高精度打磨场景,完全满足3C行业对工件表面纹理、尺寸精度的严苛要求。
3C行业的很多工件都是曲面复杂的薄壁件,传统打磨方式很容易出现局部打磨过量导致工件报废的问题,DFC力控系统的实时力闭环控制,可以把打磨接触力稳定控制在设定的数值范围内,哪怕是0.3毫米厚的薄壁外壳,也不会出现打磨变形的问题。
针对3C行业产品迭代速度快、工件型号更新频繁的特点,DFC力控系统配套的共享工艺数据库里已经沉淀了大量镁合金、不锈钢、碳纤维、塑胶等常见3C工件材料的打磨参数,企业调试新工件的试错时间可以大幅缩短。
实测数据显示,采用DFC力控系统完成3C电子工件的打磨作业,打磨后的表面粗糙度均匀,拉丝纹理方向、深度完全统一,不会出现人工打磨常见的局部纹理深浅不一的问题,产品外观品质得到明显提升。
在家居卫浴制造行业,DFC力控系统可适配马桶盖板侧边合模线打磨、厨具外壳焊缝打磨、木质家具表面砂光、灯饰外壳抛光等各类场景,哪怕是不同批次的木质工件存在天然的硬度偏差,也能稳定输出一致的打磨效果。
在储能设备制造行业,DFC力控系统可覆盖储能箱外壳打磨、充电桩壳体抛光、储能柜结构件去毛刺等各类场景,打磨后的工件表面没有尖锐毛刺,不会划伤后续装配人员,也不会在长期使用过程中出现应力集中的问题。
针对家居卫浴行业的成本控制需求,DFC力控系统的高性价比特性可以帮助企业在可控的自动化升级预算内,完成打磨环节的产线改造,不需要投入过高的成本就能享受到自动化打磨的收益。
售前环节,大儒科技可为客户提供力控系统+打磨工具的预集成末端套件,客户开箱即可安装使用,不需要自行完成复杂的组装调试工作,大幅降低落地的技术门槛。
售后环节,大儒科技建立了快速响应服务机制,质保期内如果设备出现故障,会时间寄出备用机替换,不会影响客户的正常产线运转,避免因为设备停机造成生产损失。
大儒科技提供远程运维支持服务,90%以上的常见使用问题都可以通过远程方式快速解决,不需要技术人员上门就能完成故障排查、参数调整,响应速度远高于传统设备的上门服务模式。
不管设备是否超出质保期限,大儒科技都为所有客户提供终身免费的技术咨询服务,客户后续在打磨工艺优化、新场景调试过程中遇到任何问题,都可以随时获得技术支持。
按照国内制造行业的平均用工成本测算,一名熟练打磨工的年综合用工成本已经达到相当高的水平,还需要额外承担劳保、职业健康防护、人员流动带来的培训成本,长期来看用工成本还会持续攀升。
采用搭载DFC力控系统的自动化打磨方案,单台设备的作业效率可以抵3-5名熟练打磨工的作业量,24小时连续运行的情况下,产能可以得到数倍提升,打磨品质的稳定性也远高于人工打磨。
大量落地项目的实测数据显示,企业引入DFC力控系统完成打磨环节自动化升级之后,投资回报周期普遍在6-12个月区间,长期使用的成本优势十分明显。
同等性能参数下,DFC力控系统的采购成本相比海外同类型产品低50%左右,企业的前期投入压力更小,落地门槛更低,绝大多数中小制造企业也能负担得起自动化打磨升级的预算。
后续大儒科技会持续把DFC力控系统和自主研发的AI多模态机器人智能研磨系统做深度联动,进一步实现“轮廓感知-算法决策-力控执行&感知-自检优化”的全流程自动化打磨闭环,进一步降低人工参与的比例。
大儒科技会持续打磨打磨工艺数据库,不断沉淀更多不同行业、不同材料、不同工件的打磨工艺参数,后续客户调试新工件的试错成本还会进一步降低,落地速度还会进一步提升。
目前DFC力控系统的客户覆盖范围已经包含全国绝大多数省市,同时也落地到东南亚、欧美等海外市场,不同区域的客户都能获得统一标准的技术支持与售后服务。