涂附磨具是最重要的磨削加工工具之一。打磨機(jī)器人的廣泛應(yīng)用為涂附磨具行業(yè)帶來(lái)了哪些實(shí)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(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)？帶著這些問(wèn)題，本刊記者電話采訪了國(guó)內(nèi)機(jī)械人打磨專家張志軍。
張志軍，畢業(yè)于北京理工大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，2005 年加入 3M 中國(guó)研磨產(chǎn)品部，從事 10 多年磨料磨具的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，參與組建了機(jī)器人打磨實(shí)驗(yàn)室，為 3M 中國(guó)研發(fā)中心資深工程師。2018 年加入 ATI 工業(yè)自動(dòng)化有限公司，任 ATI 中國(guó)材料去除自動(dòng)化事業(yè)部經(jīng)理。他曾經(jīng)先后兩次參加《中國(guó)涂附磨具國(guó)際論壇》，精深的專業(yè)素養(yǎng)和對(duì)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(shí)智能磨削技術(shù)帶來(lái)了很多啟發(fā)。
記者 ：智能磨削與工業(yè)機(jī)器人打磨技術(shù)在國(guó)內(nèi)的普及與應(yīng)用程度大致是什么樣的？
張總 ：打磨機(jī)器人是從事打磨的工業(yè)機(jī)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(lái)越多的機(jī)器人打磨中，機(jī)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(jī)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(guó)科勒、廈門九牧等，每家均擁有數(shù)百臺(tái)機(jī)器人，用砂帶打磨的自動(dòng)化程度比較高。而機(jī)器人打磨用最多的是電子行業(yè)，如手機(jī)殼、筆記本等，它們的量大、產(chǎn)品周期快，90% 以上是通過(guò)機(jī)器人使用砂紙或海綿砂進(jìn)行打磨。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，在這兩個(gè)域里機(jī)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(gè)人感覺(jué)并不是很多，大約只有 20%，80% 仍是人工打磨。而在機(jī)加工行業(yè)，隨著整體的自動(dòng)化進(jìn)步，包括整個(gè)產(chǎn)線都在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，采取機(jī)床上下料，過(guò)去人工打磨去毛刺現(xiàn)在變成了機(jī)器人去毛刺。這一塊兒的技術(shù)相對(duì)比較成熟，難度沒(méi)那么高，因?yàn)闄C(jī)加工件已經(jīng)用機(jī)床加工過(guò)，尺寸定位比較準(zhǔn)確，再用機(jī)器人去毛刺比較方便，越來(lái)越多機(jī)加工行業(yè)后處理也在用機(jī)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(diǎn)，機(jī)器人打磨的普及率相對(duì)低一些，目前還不到 10%。不過(guò)盡管眼下普及率并不算高，但客觀上市場(chǎng)需求還挺多，有些企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始詢價(jià)，在為今后做方案、做準(zhǔn)備了。所以從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這個(gè)領(lǐng)域也將逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)器人打磨。
記者 ：機(jī)器人打磨是一個(gè)大概念，具體到不同的工業(yè)領(lǐng)域、不同的磨削對(duì)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(shí)踐看，涂附磨具現(xiàn)在適應(yīng)于什么領(lǐng)域，將來(lái)還適應(yīng)于什么領(lǐng)域，跟上機(jī)器人、上自動(dòng)化沒(méi)有什么關(guān)系。原來(lái)用涂附磨具，現(xiàn)在還是用涂附磨具，原來(lái)用金剛石砂輪，現(xiàn)在還是用金剛石砂輪。在我看來(lái)，絕大多數(shù)的自動(dòng)化工作只是說(shuō)是用一個(gè)機(jī)械臂將人的手臂解放出來(lái)，磨料形式和打磨形式并沒(méi)有變，從這個(gè)角度講，磨料的格局該是什么樣，還是什么樣，每個(gè)領(lǐng)域都在實(shí)現(xiàn)自己的自動(dòng)化。
記者 ：就磨削壽命來(lái)講，在一些磨削應(yīng)用領(lǐng)域，普通磨料砂帶是否將逐步會(huì)被超硬材料砂帶所取代？
張總 ：在我看來(lái)，人們對(duì)金剛石砂帶的追求在于它的壽命長(zhǎng)、打磨得更快一些，對(duì)自動(dòng)化本身來(lái)說(shuō)，它偏好這個(gè)，希望更換產(chǎn)品的次數(shù)更少一些。不管是否使用機(jī)器人打磨，金剛石都會(huì)有它的優(yōu)勢(shì)，如果放在自動(dòng)化設(shè)備上，金剛石砂帶的優(yōu)勢(shì)會(huì)更放大，設(shè)備的產(chǎn)出率會(huì)大大提高，得到更高的推廣。所以，自動(dòng)化設(shè)備更偏好壽命長(zhǎng)的一些磨料產(chǎn)品。但是，金剛石柔性相對(duì)差一些，在初磨削的時(shí)候，超硬材料產(chǎn)品有自己的優(yōu)勢(shì)，但如果讓金剛石砂帶打磨水龍頭，不見(jiàn)得有它的優(yōu)勢(shì)。所以，在某些領(lǐng)域還是替代不了的。
記者 ：在自動(dòng)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(shì)確實(shí)是被自動(dòng)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(huì)表現(xiàn)得更好。有時(shí)人工打磨，它不破碎，就感覺(jué)不好用。如果機(jī)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(lái)。它們跟金剛石一樣，不管有沒(méi)有自動(dòng)化，這些磨料在專機(jī)上有優(yōu)勢(shì)，使用起來(lái)比較方便，磨削性能穩(wěn)定持久性要好一點(diǎn)。就是說(shuō)，這種堆積磨料壽命長(zhǎng)、一致性穩(wěn)定性好。以前只有靠人來(lái)控制的因素，對(duì)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，就更喜歡、更迫切，甚至說(shuō)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(gè)工件可能用 10 秒鐘，等打第 20 個(gè)工件時(shí)，可能都需要 15 秒了。人工打磨時(shí)是邊打磨邊判斷，靠經(jīng)驗(yàn)適時(shí)調(diào)整。但對(duì)機(jī)器人打磨就需要在編程時(shí)考慮進(jìn)去。如果砂帶磨削性能是穩(wěn)定的，程序員就會(huì)比較喜歡。對(duì)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，也還是更偏好堆積磨料這類的產(chǎn)品。
記者 ：工業(yè)機(jī)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(huì)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(dòng)化方案時(shí)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?yàn)樗袕椥?、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(shì)，它就是替代不了，即使上自動(dòng)化也還是要用它。
記者 ：智能磨削對(duì)涂附磨具最根本的要求就是磨削性能穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在適應(yīng)這些智能磨削方面還存在哪些問(wèn)題，應(yīng)該怎么去改進(jìn)？
張總 ：在我看來(lái)，無(wú)法改進(jìn)，有些技術(shù)特性就是那樣。只能是自動(dòng)化廠家想方設(shè)法了解磨料特性，設(shè)計(jì)一些更換裝置，想方設(shè)法節(jié)約更換時(shí)間，讓換磨削產(chǎn)品的時(shí)間在線下進(jìn)行，讓打磨工作站效率更高。有人提出來(lái)，我們的砂帶能不能用上一天或更換頻率更少，這很難做到。現(xiàn)在我們開(kāi)發(fā)金剛石砂帶、陶瓷磨料和堆積磨料產(chǎn)品，只能是簡(jiǎn)單地延長(zhǎng)磨削壽命，但從根本上還是需要更換。如果說(shuō)我們有自動(dòng)化更換方案，就對(duì)磨料壽命的依賴性沒(méi)有那么強(qiáng)了。不管怎么說(shuō)，換磨料可以節(jié)約磨削時(shí)間，機(jī)器人打磨的時(shí)間增加，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)就是效益。
記者 ：實(shí)際上磨削產(chǎn)品和磨削機(jī)器人是互相的關(guān)系。機(jī)器代人對(duì)于涂附磨具來(lái)說(shuō)，既有壓力，也是動(dòng)力。
張總 ：沒(méi)有危機(jī)，反而是機(jī)會(huì)。并不是說(shuō)自動(dòng)化代替磨料磨具，自動(dòng)化只是代替運(yùn)動(dòng)方式，代替人的手臂，它還是需要磨料磨具的支持。只不過(guò)現(xiàn)在寄希望于磨料壽命更長(zhǎng)、一致性更好，減少它們的更換時(shí)間，減少調(diào)試程序的復(fù)雜度，甚至希望磨料是萬(wàn)能的，一個(gè)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(wú)法做到的。所以，自動(dòng)化企業(yè)要解決的問(wèn)題，是實(shí)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(dòng)打磨、智能磨削方面，國(guó)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(guó)外有的大部分東西，我們國(guó)內(nèi)都有，國(guó)內(nèi)好多企業(yè)也都在做，除了個(gè)別頂尖的沒(méi)有外，大部分國(guó)外應(yīng)用場(chǎng)景在國(guó)內(nèi)都有了，而且在這方面中國(guó)也許比國(guó)外都發(fā)達(dá)，比如電子領(lǐng)域的打磨、手機(jī)殼的打磨，國(guó)外都沒(méi)有這個(gè)產(chǎn)業(yè)，蘋果的產(chǎn)業(yè)鏈都在中國(guó)，這一點(diǎn)中國(guó)是獨(dú)一無(wú)二，處于領(lǐng)先地位的。
記者 ：適應(yīng)未來(lái)工業(yè)機(jī)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(duì)未來(lái)新產(chǎn)品的渴望不報(bào)有希望，說(shuō)白了，這方面的技術(shù)沒(méi)有太多革命性的發(fā)展，我只希望它能夠被機(jī)器人更好地抓起來(lái)。至于說(shuō)磨料有什么革命性的進(jìn)步和發(fā)展，這也不是自動(dòng)化行業(yè)所能決定的事情或是它能提出的問(wèn)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(jī)器人，也無(wú)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(duì)，磨削嘛，智能磨削是解放手工勞動(dòng)力的，手工用什么，機(jī)器人還是用什么，磨削的本質(zhì)沒(méi)有變，只不過(guò)是把人給省出來(lái)了，并沒(méi)有高端和低端之分。
