全新高效率全自動智能化拋光機發展前景*

朱則剛 王化能

(1 湖北武漢市漢江機械裝備工程公司 武漢 430055)(2 杭州諾貝爾陶瓷有限公司 杭州 311100)

目前，國家產品生產質量管理規范對拋光的要求越來越高，我國設備出口也越來越多，對外觀的要求也越來越嚴格。拋光這個行業雖然不是新生事物，但其卻有很強的生命力和市場前景。全自動智能化拋光機與傳統的手動拋光機相比較，省時省力，拋出來的產品質量好；手動拋光既辛苦，又臟又累，而且質量難以達到所要求的任何標準。全自動智能拋光機聽起來比較遙遠，實際已在身邊逐步應用而受到關注。

1 全自動智能化拋光技術催生市場新動態

拋光就是把一些物體表面的毛糙部分清理掉以達到鏡面效果。拋光機操作的關鍵是要設法得到最大的拋光速率，以便盡快除去磨光時產生的損傷層。拋光機在每個國家的發展程度大不相同，各地區的機械也是盡顯不同。以目前的市場條件來看，拋光機分為3派：一是面對西方國家，包括德國、日本、西班牙等，西方地區的拋光機是一種價格較高、性能優良、配置高的一種；二是中國臺灣地區的拋光機，即中等型價格，主要是款式多，一般高機械性能的機型；三是中國發展的拋光機，價格一般，性能比臺灣機的拋光機要差一些。從成本價格比較、分析來看，當然是臺灣機高一個層次。從材料角度去比較，大眾化的拋光機結構是比較簡單的，都是由3部分組成，內襯材料、振動馬達以及振盤架子。相對來說，臺灣拋光機所用的材料PU膠質量比較好，使用壽命長，振盤也比較厚，比大陸拋光機的更重；從性能方面比較，所有的拋光機都是由振轉動簧以及振動馬達來決定自身的機能。最重要的是振動馬達，平等功率的振動馬達，臺灣拋光機的性能要更好。振動馬達是利用了自身的優點激振力，在振動研磨過程當中，最終實現振動翻轉效果以及研磨效果。

拋光機之所以廣受行業歡迎是因為利潤高、噪音小、操作簡單、省時省力，也節約了生產成本，應用范圍也非常廣泛，遍布我們的日常生活，比如運用在五金加工、汽車零件加工等。但是與其他發達國家相比，我國拋光機機技術還是相對落后的，主要是核心技術的缺失。還有我國拋光機市場發展來說較晚，隨著科學技術的提升，逐漸開始注重人才的培養和技術的引進，國外一些廠家憑借幾十年或者上百年的技術積累和新技術的研發，已經具備了強大的技術實力，在拋光機技術上，已牢牢占領著市場競爭的制高點。目前雖然國內拋光機產品種類比較繁多，但對于拋光機市場而言，系統效率相對來說比較低，長期處于低效運行的狀態。沒有自身品牌的獨特性，不利于拋光機市場進一步發展，政府及有關部門應該對企業自己創品牌、育名牌，要在市場依法保護、經費適當補助、市場宣傳服務等方面，都給予肯定和表彰，調動企業積極性，增強企業潛在的創建能力，擴大企業品牌的效應。提高綜合生產能力，擴大經營規模。

縱觀國內外拋光機的狀況，國內研發的拋光機在性能和外觀等方面還存在一定差距。國內研制的拋光機中多數機型的拋光盤為單盤或雙盤，有水龍頭，但冷卻條件差。由于冷卻條件差，試樣表面易發熱變灰暗，而且會繼續增厚形變擾動層，對快速拋光試樣帶來麻煩；拋光盤轉速固定不變，而全自動智能化拋光試樣制備過程中不允許組織變形、軟相脫落、硬相浮凸；拋光后試樣表面應光亮如鏡、無磨痕。為此，不同性質的材料，需采取不同措施。

隨著我國不斷地注重人才培養，在吸收國外先進技術的同時，應更加注重在基礎上創新，實現了綜合提升并且超越，拋光機競爭越來越強烈，在把市場擴大的同時，也要注意技術的提高，只有不斷完善技術，提高綜合實力，這樣才能在國際市場上提高水平。相信在不久的將來，我國拋光機必定會在國際市場上占有重要的一席。

2 全自動智能化拋光機的類型特點及其應用領域

拋光機是一種電動工具，拋光機由底座、拋盤、拋光織物、拋光罩及蓋等基本元件組成。電動機固定在底座上，固定拋光盤用的錐套通過螺釘與電動機軸相連。拋光織物通過套圈緊固在拋光盤上，電動機通過底座上的開關接通電源起動后，便可用手對試樣施加壓力，在轉動的拋光盤上進行拋光。拋光過程中加入的拋光液可通過固定在底座上的塑料盤中的排水管流入置于拋光機旁的方盤內。拋光罩及蓋可防止灰土及其他雜物在機器不使用時落在拋光織物上而影響使用效果。常見全自動智能化拋光機主要有如下的典型類型特點及其應用領域。

模具拋光機采用進口大功率器件，功率比同類產品提升30%。微電腦控制的諧振頻率自動尋找和鎖定功能；數控九段振動大小和放電間隙跟蹤適應功能。模具拋光機適用范圍：各種模具(包括硬質合金模具)的復雜型腔、窄槽狹縫、盲孔等粗糙表面至鏡面的整形拋光，可拋光各種金屬、玻璃、玉石、瑪瑙等。

火焰拋光機采用電解水技術，通電從水中提取氫氧氣體的能源設備，其中氫氣作為燃料，氧氣用于助燃，可取代乙炔、液化氣等含碳氣體，具有熱值高、火焰集中、零污染，生產效率高，節能方便等優點。其適合攜機到野外環境操作。適合首飾廠、金店、齒科、玻璃及其它行業的精密工藝明火焊接、小型澆鑄、小零件淬火退火、各種金屬絲焊接、高溫材料試驗等。

金相拋光機電動機固定在底座上，固定拋光盤用的錐套通過螺釘與電動機軸相連。拋光織物通過套圈緊固在拋光盤上，電動機通過底座上的開關接通電源起動后，便可用手對試樣施加壓力在轉動的拋光盤上進行拋光。拋光過程中加入的拋光液可通過固定在底座上的塑料盤中的排水管流入置于拋光機旁的方盤內。拋光罩及蓋可防止灰土及其他雜物在機器不使用時落在拋光織物上而影響使用效果。

兩工位拋光機，包括機架、拋光輪盤、動力裝置；拋光輪盤設置在機架上，拋光輪盤由動力裝置帶動；拋光輪盤的盤面包括外層纖維織物；拋光機具有兩個拋光輪盤，兩個拋光輪盤分別為平輪盤和凸輪盤。新型拋光機具有平輪盤和凸輪盤，使用者可方便地頻繁交替使用平輪盤和凸輪盤對制品表面的平面、凸面、凹面進行人工拋光，工作效率高。

薄壁件拋光機按照動力與控制的傳遞關系，由電機驅動機構、曲柄傳動機構、往復運動導桿機構、薄壁件夾、薄壁件夾緊拋光機構、配電箱等構成。薄壁件位置微調機構自動微調薄壁件空間位置使其按模具型面和具體加工路徑的要求控制位移路徑。優點是大大提高了薄壁件表面層質量及表面性能穩定性，真正在工藝上實現了高精度的薄壁件拋光加工機械化。

國外研制的全自動拋光機，能夠自動控制冷卻液的流量，整個操作過程采用全自動化模式，節省了人工并有效地提高了效率與質量。我國全新高效率全自動智能化拋光試樣制備的研究開發，雖然已有幾年的歷史，并已取得了一定的成績，但是和國外相比仍有明顯不足。我國目前還沒有全新高效率全自動智能化拋光國家標準，全新高效率全自動智能化拋光機作業質量的測試指標以及測試條件，各個生產研制單位大多是根據企業標準對試樣拋光進行測試檢驗，判定標準不一，影響了新機型的開發研制。

拋光技術廣泛適用于木材、家具行業如平木板、家具金屬拉手等工件砂光拉絲；五金(金屬)材料及制品鋁型材及其制品、不銹鋼制品及器皿、銅型材及制品、水暖衛浴器材、鎖類、燈飾制品、標牌銘牌、五金工藝飾品、刀剪類、門的活葉、汽車自行車零配件、餐具類、匙扣類制品、鈕扣、皮帶扣、手機外殼、鐘表行業等工件砂光拉絲；電子零件、電子器材如電子零件、平板砂光拉絲等。全新高效率全自動智能化拋光機專門針對鋼、鋁銅等金屬制品的表面和管類進行效果處理，幾十種原廠配件滿足不同需要，能輕而易舉制造出各種精度不同的雪花紋、拉絲紋、波浪紋、啞光面、鏡面等，快速修補深度劃痕和輕微刮花，快速打磨和拋光；焊縫、水口痕、跡氧化膜、污跡和油漆等，適用於去毛刺、形成圓角，裝飾性金屬加工，在加工過程中不會形成暗影、過渡地帶和裝飾面不均勻等，是金屬制品生產線的重要設備。如此看來，全新高效率全自動智能化拋光機的誕生與研用將推動著市場化進程。同時拋光機也應用在建筑陶瓷行業，為行業的發展起到重要作用。

3 拋光創新技術在繁榮市場經濟中應用廣泛

多年來廠家對物件表面進行拋光處理采用較多的是手工拋光，即是在低轉速的拋光輪上，先涂上適量的拋光臘，再調高拋輪轉速，對物件表面進行拋磨。物件表面拋光處理，必備條件為拋光輪、無心磨床拋光臘及拋光機。拋光輪的尺寸、材料、結構、轉速，和拋光臘的特性及物件本身的材料和表面形狀，拋光機操作者熟練程度，都將直接影響拋光性能和拋光效果。

自動拋光機是一種自動化和智能化較高的機械設備，是在普通拋光機的基礎上經過技術改造而生產出的一種拋光設備，該設備適用范圍較大，主要用于各種金屬和非金屬元件的去毛刺處理、表面氧化層處理、表面拋光處理、打磨洗凈處理、氧化薄膜處理等。

自動拋光機對于產量較大的工廠，拋光工藝相對比較成熟，拋光流程安排之后，按照每一道工序作具體的拋光配置，；于比較規則的元件，如球體、圓柱體、立方體、平板、椎體、旋轉體等，每個地方都很容易拋到，那么在生產工藝中，只需要同種機型的機器即可，設置4道程序，也即是說4臺機器組成一條線；對于不規則的元件，如勺子、叉子、刀具等，就要進行分段拋光，需要配置全自動去毛刺拋光機、半自動拋光機、三坐標自動拋光機和超精拋光機等等，拋光出來的成品質量會非常高，并且產量大。

產品經過拋光后為使其美觀，工件也有表面要求；不一樣的東西，要求都不盡相同，看使用者都有些什么標準。模具要進行拋光，塑膠模光潔度很好,要是不拋光就達不到那樣的效果；而且塑料有一定的粘度，要是不拋光，產品就不能脫模；像五金模具里面的拉伸模，不拋光的話拉出來的產品會花 ，也不容易加工出合格的產品來。為了方便脫模及達到用戶的表面要求，使產品表面更美觀，為了產品的進一步加工……都有可能要拋光。

大米拋光是清潔米加工的關鍵工序之一，由于拋光可去除米粒表面的糠粉，適當的拋光能使米粒表面淀粉膠質化，呈現一定的亮光。外觀效果好，商品價值提高。稻谷經脫殼后成為糙米，糙米去除絕大部分皮層和一部分胚后成為大米。大白米米粒的表面還帶有少量糠粉，影響大米的外觀品質、儲存性和制成米飯的口感，所以需要通過拋光工序去掉這部分糠粉。拋光是大米加工中的一道工序。在這道工序中，從谷子中剝離出來的米粒不僅要在拋光機中剝去比糠殼薄得多的一層糠皮，還要除去一些雜質。經過拋光工序后，米粒會變得更白，且更為透亮，吃起來口感也更好。

許多制造商也會運用拋光。在配制上，好產品都能滿足這些苛刻的技術規格要求。將純拋光變成油漆的護理劑，它將貴重的油料溶入到油漆中，去除細小的刮痕，使表面產生不可思議的光澤。當對一輛深色的轎車進行拋光處理后，會看到有很大的不同。經常對汽車進行拋光處理，長期堅持可以使汽車潤色無限，有深層光澤。所以，經過拋光的車子，而且是經過精細拋光的車子，才能做出鏡面來。2014年美國知名珠寶設計師推出的珠寶作品，就是以拋光制成的寶石首飾，采用月長石、黃寶石、石英等多彩的瑰麗寶石，運用獨特的設計構思，制作出一系列奢華高貴、時髦有型的異國情調珠寶首飾。

冶金、機械、汽車、拖拉機、兵器、航天航空、軸承、工模具等制造行業中所需的金屬材料類型多樣化，由于各種金屬材料的物理、化學等性能不一，使得拋光機在試驗參數測定、確定最佳性能指標等方面有很大難度。全新高效率全自動智能化拋光機的機制研究、系統設計和開發要適合我國的具體國情，不僅要適合拋光機各種性能的要求，提高制樣質量和自動化程度，同時也應考慮到工作者不同知識層次的需要，使設備力求操作簡單、安全可靠，而且還應考慮盡量降低成本，提高性能價格比。在市場經濟鏈穩態發展過程中，新一代拋光材料堅不可摧，拋光產品的更新換代在新生態市場循環體系中發揮著巨大的催化劑作用。

4 創新拋光技術產業化贏得市場競爭優勢

常用手工操作進行拋光，不僅勞動強度大，勞動條件也較差，生產率不高。為克服這些缺點，對某些較小零件，常采用成批光飾的方法。成批光飾就是將零件與磨料、水或油和化學促進劑放入專用容器內，通過振動和旋轉使零件與磨料產生摩擦，從而達到除銹、除油、去毛刺、倒銳角等降低表面粗糙度的目的。根據加工方式不同，成批光飾可分為普通滾光、振動擦光、離心光飾、離心盤光飾、刷光和噴砂等。在此背景下，我國研發團隊基于力控制的拋光機器人取得重要進展，其能模仿工人拋光工件的操作，通過控制接觸力，使拋光工具與加工工件之間保持恒力接觸，有效保障拋光質量，實現工件拋光的自動化。

長久以來，拋光工序大多通過手工處理來完成，費時費力效率低，而且產品一致性差。因此，自動拋光設備的需求日漸強烈，而這種需求存在于很多行業和領域。目前，大多數廠家對物件表面進行拋光處理較多的采用手工拋光。它是在低轉速的拋光輪上，先涂上適量的拋光臘，再調高拋輪轉速，對物件表面進行拋磨。物件表面拋光處理，必備條件為拋光輪、無心磨床拋光臘及拋光機。拋光輪的尺寸、材料、結構、轉速，和拋光臘的特性及物件本身的材料和表面形狀，拋光機操作者熟練程度，都將直接影響拋光性能和拋光效果。

從以前的“去工業化”轉變到如今的“再工業化”，歐美國家已經在開始大力發展機器人產業。瞄準這一發展趨勢，國內外多家制造企業開始轉型進軍機器人制造領域，部分產品已經在工廠應用。用機器人打敗人是美國“再工業化”戰略的方法之一。在中國，以現代化、自動化的裝備提升傳統產業，也是推動產業升級的客觀需求。

“十三五”期間，我國工業機器人產業市場需求將以每年15%～20%的速度增長。據報道，不久前浙江金石成功研發機器人全自動拋光機，24 h工作相當于8名熟練工的工作量。機器人全自動拋光機機械臂被“關”在密封的室內，外面設置控制臺，室內由靈活的機械臂和拋光機器組成。工人按下控制臺按鈕，操作間里的機械臂便自動抓取鑄件，靈活自如地將一件件模具拋光，并把拋光好的成品放在規定位置。機器人是自動執行工作的機器裝置，它既可以接受人的指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領操作。國際機器人聯合會預計，未來中國將會成為全球最大的機器人市場。工業機器人與視覺等傳感器新技術以及多源傳感器信息融合技術的集成，正在使其向更加智能化的方向邁進，在國際上該技術也處于應用研究階段。

目前，高效率的生產、產品節能與回收、智能化操作與無人化管理已成為發展趨勢，這也應該是我國拋光機的主流發展方向。拋光機向著高端化轉變，并且已經逐漸顯露出其強勁的發展勢頭，設備的自動化、智能化程度將大幅提升。拋光機對五金的質量、外觀、銷售流通、使用及成本起著關鍵性的作用。國內外特別是歐美地區國家對五金拋光機械的研制和開發越來越重視。隨著國內拋光工業領域的不斷擴大，傳統的拋光設備已經不能滿足行業高速發展的需求。此外，我國推出強制認證制度，大幅度提高了國內五金生產的各項要求，也刺激了各地拋光企業對自動化、智能化的高端拋光機械的需求不斷提升。在大環境變化的趨勢下，多元化、具有多種切換功能，能適應多種材質和模具更換的拋光機才能更適應市場的需求。

“十三五”是我國工業機器人產業發展的關鍵性轉折點，市場需求呈現井噴式發展。機器人作為智能制造裝備的重要組成部分，正迎來戰略性的發展契機。機器人的發展和普及，是國家科技基礎和制造業發展水平的重要體現。近年來，全球各國都在推進機器人產業發展，工業機器人的發展推廣更是進入了前所未有的黃金時期。在勞動力成本上升、制造業升級要求趨于強烈等因素的綜合作用下，中國市場的機器人需求正在快速上升。

未來拋光機產業將配合工業自動化趨勢，在技術發展上朝著機械功能多元化，結構設計標準化、模組化，控制智能化，結構高精度化等幾個方向發展。只有不斷提高國內拋光企業的技術水平，提升國產裝備的質量水平和自動化、智能化程度，才能更好地滿足市場需求。