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刀、剪作为家家户户常用的必备品，有着大多数人都不知道的复杂制作工艺。从原料到成品，要经过冷热加工数十道精细工序，要保证剪切锋利、开合和顺、手感轻松，绝不是一件容易的事。在传统的刀剪加工中，金属工件在经历焊接、铸造等基础加工工序成型后，还要经历打磨、抛光、开刃、去倒角等精细化修整工序，验收合格之后才能出厂。
而这些精细化工序，以往都需要人工完成。近期，36氪获悉珞石机器人推出了以智能机器人为核心硬件的自动化刀剪打磨方案，并已与拥有400年历史的刀剪老字号张小泉达成合作。
具体来说，针对刀具的水磨、抛光、开刃、去毛刺等核心工艺过程，珞石机器人开发了刀具开刃工作站、自动化水磨工作站两款产品。两个工作站均搭配了珞石六自由度XB系列高精高速工业机器人（重复定位精度达±0.02mm），其中，水磨工作站主要是利用机器人配合多台水磨机完成自动化上下料和打磨过程；刀具开刃工作站则主要利用机器人搭配恒力控（力控）软件工艺包，配合 AutoGen 智能视觉规划系统，完成刀具开刃全流程工序。
水磨机自动化上下料
珞石机器人合伙人、集成事业部总经理王皓告诉36氪，利用自动化的机器设备来进行刀剪制造主要有以下优势：
- 一是提升综合生产效率。从珞石的实践数据来看，水磨工作站可以达到10秒内完成设备自动取放料，设备稼动率（是指一台机器设备实际的生产数量与可能的生产数量的比值）可达95%；刀具开刃工作站可以直接替代人工，且工作不受时间限制，生产效率提升50%以上。
- 二是保证一致性和良品率。使用机器人进行刀剪打磨，可以保证每一工件都保持相同的打磨路径及力度，确保开刃后刃口成形的一致性。而人工操作则会因技术、经验、精力等原因产生很难保证一致性，由此进一步影响良品率。
而要达到这样的效果，其中也有多个关键点需要攻克：
- 首先，刀剪等工件的打磨精度和一致性与打磨工具同工件接触面的压力（磨削力）存在直接关联，要实现高度一致，需要保持精准的恒定压力控制。
- 其次，开刃的质量往往取决于工人技术和经验，这项工艺需要长期经验积累，自动化设备想要做到与资深专家同等的效果，需要精确量化工艺指标，并将其转化为机器程序。
- 最后，刀剪品类多样且制造环境复杂，机器人必须自身的稳定和安全。
针对以上几个关键点，珞石机器人首先实现了精准恒力控制，并依靠自主研发的AutoGen 智能视觉规划系统，通过视觉提取分析使得高精度机器人可以自动生成轨迹，补偿刀具误差，从而稳定高效地实现开刃、去毛刺、抛光等工艺过程。
为了对打磨、开刃等工艺有准确的把握，珞石的工程师与磨刀老师傅、行业专家深入交流，共同研究，最终结合珞石的算法将工艺以力控（参数化）数据的形式储存下来。
高柔性操作也是珞石机器人刀剪自动化方案的另一特色，珞石机器人工作站可兼容4—10寸刀具开刃口、去毛刺、抛光作业，这主要得益于来料、检测、开刃、抛光等工序的模块化设计，并且AutoGen智能视觉规划系统可以兼容多种不同型号的刀具打磨开刃。
“依靠AutoGen智能视觉规划系统，在进行不同工件换产时，操作人员无需人工示教编程，换产难度更低。”王皓说。
机器人刀具开刃打磨
此外，在打磨方面，珞石机器人自主设计了浮动打磨机构，配合定制化锉刀、打磨刷等打磨耗材能够兼容多种工件差异，同时，水磨机系统还配合机器人控制系统实时生产信息交互，快速完成产品工艺、品类、产能等数据的智能化交互，保证打磨后的成型产品一致性。
值得一提的是，珞石机器人自主研发高性能控制系统可以有效抑制机器人在打磨过程的振动，同时全机拥有IP67高等级防护，可以保证机器人在淋水环境中稳定运行。
除了刀剪的打磨开刃，珞石XB系列工业机器人还利用力控的技术优势，在打磨领域持续深入探索，开发出活塞、缸体等复杂工件的去毛刺，金属铸件、塑胶产品、导轨倒角的打磨抛光等自动化解决方案。
据悉，2019年，珞石同国际一线打磨耗材供应商芬兰磨卡达成战略合作，将在打磨工艺技术上实现优势互补，进行更多打磨领域的自动化探索。
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原文发布时间：2020-07-09
本文作者：汝晴
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来源：oschina
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