涂附磨具是最重要的磨削加工工具之一。打磨機器人的廣泛應(yīng)用為涂附磨具行業(yè)帶來了哪些實質(zhì)性的影響？涂附磨具行業(yè)應(yīng)當(dāng)如何適應(yīng)這一潮流，改變自己，創(chuàng)新發(fā)展，助力中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級？帶著這些問題，本刊記者電話采訪了國內(nèi)機械人打磨專家張志軍。
張志軍，畢業(yè)于北京理工大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院，2005 年加入 3M 中國研磨產(chǎn)品部，從事 10 多年磨料磨具的應(yīng)用開發(fā)，參與組建了機器人打磨實驗室，為 3M 中國研發(fā)中心資深工程師。2018 年加入 ATI 工業(yè)自動化有限公司，任 ATI 中國材料去除自動化事業(yè)部經(jīng)理。他曾經(jīng)先后兩次參加《中國涂附磨具國際論壇》，精深的專業(yè)素養(yǎng)和對涂附磨具的深刻理解，給行業(yè)同仁留下了深刻的印象，也為行業(yè)同仁了解認(rèn)識智能磨削技術(shù)帶來了很多啟發(fā)。
記者 ：智能磨削與工業(yè)機器人打磨技術(shù)在國內(nèi)的普及與應(yīng)用程度大致是什么樣的？
張總 ：打磨機器人是從事打磨的工業(yè)機器人，智能化代替人工打磨，提高工作效率以及保證產(chǎn)品優(yōu)品率?，F(xiàn)在越來越多的機器人打磨中，機器人打磨一般從事的是棱角去毛刺、焊縫打磨、內(nèi)腔內(nèi)孔去毛刺等工作。主要分為四大領(lǐng)域 ：一是鑄造之后的打磨。如水龍頭等五金件表面砂光 ；二是機加工的打磨，主要是去毛刺較多 ；三是焊接后的打磨 ；四是其它的打磨，即切割之后的毛刺打磨、沖壓之后的其它工藝，包括激光切割、等離子切割及一些塑料件等。
在這四大領(lǐng)域中，鑄造行業(yè)比如水龍頭的打磨加工是最為典型的，其頭部企業(yè)比如美國科勒、廈門九牧等，每家均擁有數(shù)百臺機器人，用砂帶打磨的自動化程度比較高。而機器人打磨用最多的是電子行業(yè)，如手機殼、筆記本等，它們的量大、產(chǎn)品周期快，90% 以上是通過機器人使用砂紙或海綿砂進(jìn)行打磨。應(yīng)當(dāng)說，在這兩個域里機器人打磨比較普及。
在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，如壓鑄行業(yè)去飛邊、去毛刺等，我個人感覺并不是很多，大約只有 20%，80% 仍是人工打磨。而在機加工行業(yè)，隨著整體的自動化進(jìn)步，包括整個產(chǎn)線都在實現(xiàn)自動化，采取機床上下料，過去人工打磨去毛刺現(xiàn)在變成了機器人去毛刺。這一塊兒的技術(shù)相對比較成熟，難度沒那么高，因為機加工件已經(jīng)用機床加工過，尺寸定位比較準(zhǔn)確，再用機器人去毛刺比較方便，越來越多機加工行業(yè)后處理也在用機器人去打磨、去毛刺，相比壓鑄行業(yè)應(yīng)用要高一些，大約 30%。在焊接領(lǐng)域，由于有一些難以突破的技術(shù)難點，機器人打磨的普及率相對低一些，目前還不到 10%。不過盡管眼下普及率并不算高，但客觀上市場需求還挺多，有些企業(yè)已經(jīng)開始詢價，在為今后做方案、做準(zhǔn)備了。所以從長遠(yuǎn)來看，這個領(lǐng)域也將逐步實現(xiàn)機器人打磨。
記者 ：機器人打磨是一個大概念，具體到不同的工業(yè)領(lǐng)域、不同的磨削對象，它涉及到的技術(shù)復(fù)雜性與技術(shù)路徑各不相同，所應(yīng)用的解決方案也是不同的，那么涂附磨具最適應(yīng)哪些領(lǐng)域？
張總 ：從現(xiàn)有的實踐看，涂附磨具現(xiàn)在適應(yīng)于什么領(lǐng)域，將來還適應(yīng)于什么領(lǐng)域，跟上機器人、上自動化沒有什么關(guān)系。原來用涂附磨具，現(xiàn)在還是用涂附磨具，原來用金剛石砂輪，現(xiàn)在還是用金剛石砂輪。在我看來，絕大多數(shù)的自動化工作只是說是用一個機械臂將人的手臂解放出來，磨料形式和打磨形式并沒有變，從這個角度講，磨料的格局該是什么樣，還是什么樣，每個領(lǐng)域都在實現(xiàn)自己的自動化。
記者 ：就磨削壽命來講，在一些磨削應(yīng)用領(lǐng)域，普通磨料砂帶是否將逐步會被超硬材料砂帶所取代？
張總 ：在我看來，人們對金剛石砂帶的追求在于它的壽命長、打磨得更快一些，對自動化本身來說，它偏好這個，希望更換產(chǎn)品的次數(shù)更少一些。不管是否使用機器人打磨，金剛石都會有它的優(yōu)勢，如果放在自動化設(shè)備上，金剛石砂帶的優(yōu)勢會更放大，設(shè)備的產(chǎn)出率會大大提高，得到更高的推廣。所以，自動化設(shè)備更偏好壽命長的一些磨料產(chǎn)品。但是，金剛石柔性相對差一些，在初磨削的時候，超硬材料產(chǎn)品有自己的優(yōu)勢，但如果讓金剛石砂帶打磨水龍頭，不見得有它的優(yōu)勢。所以，在某些領(lǐng)域還是替代不了的。
記者 ：在自動化、智能化磨削的背景下，新興磨料比如堆積磨料、陶瓷磨料、團(tuán)聚磨料這類產(chǎn)品是否更受歡迎？
張總 ：它們的優(yōu)勢確實是被自動化設(shè)備更喜歡，包括可以產(chǎn)生更大的壓力，超越人，比如陶瓷磨料，壓力大它就會表現(xiàn)得更好。有時人工打磨，它不破碎，就感覺不好用。如果機器人可以提供更大的壓力，就可以讓陶瓷磨料、堆積磨料的自銳性更好一些，能將砂帶磨料的性能更好地發(fā)揮出來。它們跟金剛石一樣，不管有沒有自動化，這些磨料在專機上有優(yōu)勢，使用起來比較方便，磨削性能穩(wěn)定持久性要好一點。就是說，這種堆積磨料壽命長、一致性穩(wěn)定性好。以前只有靠人來控制的因素，對機器人來說，就更喜歡、更迫切，甚至說是不可或缺的。比如磨削性能穩(wěn)定持久性，以前用人工打磨，第一個工件可能用 10 秒鐘，等打第 20 個工件時，可能都需要 15 秒了。人工打磨時是邊打磨邊判斷，靠經(jīng)驗適時調(diào)整。但對機器人打磨就需要在編程時考慮進(jìn)去。如果砂帶磨削性能是穩(wěn)定的，程序員就會比較喜歡。對機器人來說，也還是更偏好堆積磨料這類的產(chǎn)品。
記者 ：工業(yè)機器人打磨突破了傳統(tǒng)的磨料磨具打磨方式，可能還包括了金屬磨削、激光磨削、水磨等各種工藝技術(shù)，涂附磨具的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域是否會被更多地替代？
張總 ：在涂附磨具的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，目前絕大部分工藝還是沿用以前的工藝，工人們以前用什么，現(xiàn)在做自動化方案時還是用什么，幾乎 90%以上都在沿用以前的工藝。涂附磨具的性能是不可替代的，因為它有彈性、磨削快。比如打磨不銹鋼焊縫、拋光和用砂紙打磨油漆等傳統(tǒng)涂附磨具的優(yōu)勢，它就是替代不了，即使上自動化也還是要用它。
記者 ：智能磨削對涂附磨具最根本的要求就是磨削性能穩(wěn)定性好、壽命長，國內(nèi)產(chǎn)品在適應(yīng)這些智能磨削方面還存在哪些問題，應(yīng)該怎么去改進(jìn)？
張總 ：在我看來，無法改進(jìn)，有些技術(shù)特性就是那樣。只能是自動化廠家想方設(shè)法了解磨料特性，設(shè)計一些更換裝置，想方設(shè)法節(jié)約更換時間，讓換磨削產(chǎn)品的時間在線下進(jìn)行，讓打磨工作站效率更高。有人提出來，我們的砂帶能不能用上一天或更換頻率更少，這很難做到?，F(xiàn)在我們開發(fā)金剛石砂帶、陶瓷磨料和堆積磨料產(chǎn)品，只能是簡單地延長磨削壽命，但從根本上還是需要更換。如果說我們有自動化更換方案，就對磨料壽命的依賴性沒有那么強了。不管怎么說，換磨料可以節(jié)約磨削時間，機器人打磨的時間增加，對生產(chǎn)企業(yè)來說就是效益。
記者 ：實際上磨削產(chǎn)品和磨削機器人是互相的關(guān)系。機器代人對于涂附磨具來說，既有壓力，也是動力。
張總 ：沒有危機，反而是機會。并不是說自動化代替磨料磨具，自動化只是代替運動方式，代替人的手臂，它還是需要磨料磨具的支持。只不過現(xiàn)在寄希望于磨料壽命更長、一致性更好，減少它們的更換時間，減少調(diào)試程序的復(fù)雜度，甚至希望磨料是萬能的，一個磨料就可以干很多活，很多打磨工作能不能一步搞定，這從工藝上是無法做到的。所以，自動化企業(yè)要解決的問題，是實現(xiàn)更換更方便 ；涂附磨具需要改進(jìn)，需要不斷創(chuàng)新，但是仍舊有它的生命力。
記者 ：在自動打磨、智能磨削方面，國內(nèi)外相比是一種什么情況？
張總 ：現(xiàn)在打磨跟其他行業(yè)一樣，國外有的大部分東西，我們國內(nèi)都有，國內(nèi)好多企業(yè)也都在做，除了個別頂尖的沒有外，大部分國外應(yīng)用場景在國內(nèi)都有了，而且在這方面中國也許比國外都發(fā)達(dá)，比如電子領(lǐng)域的打磨、手機殼的打磨，國外都沒有這個產(chǎn)業(yè)，蘋果的產(chǎn)業(yè)鏈都在中國，這一點中國是獨一無二，處于領(lǐng)先地位的。
記者 ：適應(yīng)未來工業(yè)機器人打磨發(fā)展方向智能磨具需要哪些涂附磨具新產(chǎn)品？
張總 ：我對未來新產(chǎn)品的渴望不報有希望，說白了，這方面的技術(shù)沒有太多革命性的發(fā)展，我只希望它能夠被機器人更好地抓起來。至于說磨料有什么革命性的進(jìn)步和發(fā)展，這也不是自動化行業(yè)所能決定的事情或是它能提出的問題。
記者 ：依您的看法，智能磨削就是替代人工，有人工的地方就可以用機器人，也無所謂高端應(yīng)用和低端應(yīng)用之分，可以這樣理解嗎？
張總 ：對，磨削嘛，智能磨削是解放手工勞動力的，手工用什么，機器人還是用什么，磨削的本質(zhì)沒有變，只不過是把人給省出來了，并沒有高端和低端之分。
