DFC1201-F 力控系统在白车身电阻焊飞溅打磨中的应用场景与解决方案

简介：在汽车白车身制造过程中，电阻点焊是常见的连接工艺。受焊接电流、电极压力、板件间隙及焊接工艺波动等因素影响，焊点周围可能产生焊接飞溅、焊瘤及局部凸起。若飞溅物未得到有效处理，可能影响后续涂装、表面质量及车身外观。

白车身电阻焊飞溅打磨主要针对钢板焊装总成中的焊点飞溅、局部凸起及需要修整的区域，通常具有加工区域分散、工件结构复杂、来料位置存在偏差以及表面质量要求较高等特点。

大儒科技 DFC1201-F力控系统可安装于机器人末端，配合适用的打磨工具，对白车身电阻焊飞溅进行柔性打磨与局部修整。系统通过柔性行程适应工件位置、尺寸及形变偏差，通过实时力控制调节加工过程中的实际接触压力，降低因工件偏差造成的过磨、漏磨风险。

本文围绕白车身电阻焊飞溅打磨场景，介绍汽车零部件自动化打磨的发展趋势、柔性力控打磨的基本原理，以及DFC1201-F在该类应用中的匹配方式、工艺实施思路和能力边界，为汽车制造企业、机器人集成商及自动化设备企业评估机器人柔性打磨方案提供参考。

一、白车身电阻焊飞溅打磨为什么需要柔性加工

1. 电阻点焊会产生需要后处理的飞溅

白车身制造大量采用电阻点焊工艺。焊接过程中，电流通过上下电极作用于板材，使接触区域产生热量并形成焊核。在一定焊接条件下，熔融金属可能从焊点区域向外飞出并附着在附近板面，形成焊接飞溅。飞溅的大小、位置和形态并非***固定，会受到焊接参数、板材状态、电极状态以及板件装配情况等因素影响。因此，即使是同一车型、同一焊接工位，不同工件上的飞溅实际状态也可能存在差异。

对于后续需要进行涂装或表面处理的车身区域，需要根据实际工艺要求对明显飞溅进行清理，使处理后的表面满足后续工序要求。

2. 白车身飞溅位置存在实际偏差

理论CAD模型可以提供机器人的基础加工轨迹，但实际白车身是由多块板材焊装形成的组合结构。

在实际生产中，板件可能存在：

l 冲压件尺寸及形状公差；

l 板件装配位置偏差；

l 焊接过程产生的局部变形；

l 工装定位误差；

l 不同批次工件之间的状态差异。

因此，理论飞溅位置、机器人轨迹位置与实际工件表面之间并不一定***重合。如果机器人仅按照固定的刚性轨迹进行打磨，当实际工件位置发生变化时，就可能出现：

l 工件位置偏高 → 工具接触压力增加 → 局部过磨；

l 工件位置偏低 → 工具接触不足 → 飞溅残留或漏磨。

这也是白车身电阻焊飞溅打磨从人工操作向机器人自动化转变过程中需要重点解决的问题。

3. 冲压钢板结构对打磨压力更加敏感

白车身大量采用钢板冲压件，不同区域板材厚度差异较大，局部板材厚度相对有限，飞溅清理虽然属于局部材料去除，但并不意味着可以无限提高加工压力。加工力过大时，可能增加局部材料去除、表面损伤和热量积累的风险；加工力过小时，又可能无法有效去除飞溅。

因此，自动化飞溅打磨需要解决的不是简单的“打磨得越快越好”，而是在满足飞溅去除要求的同时，使实际加工压力与工件状态相匹配。

二、DFC1201-F如何解决白车身飞溅打磨中的接触波动

工业机器人通常以位置控制为基础，根据预设轨迹完成空间位置和轨迹运动。而实际白车身表面可能与理论轨迹存在偏差，在打磨等持续接触加工过程中，机器人轨迹与工件实际状态之间不可避免地存在偏差。

例如：

工件实际位置高于理论位置，工具可能产生过大的接触压力；

工件实际位置低于理论位置，工具可能无法充分接触；

工件存在焊接变形或局部尺寸变化，固定轨迹难以***适应；

打磨过程中材料余量发生变化，实际接触状态也会随之变化。

柔性力控系统通过安装在机器人与加工工具之间，使机器人负责轨迹运动，力控执行器负责末端柔性适应与加工力调节。

1. 柔性行程：解决位置变化与尺寸偏差

柔性行程主要解决的是”打磨工具工具如何跟随工件”，用于适应板件装配偏差、局部变形及机器人与工件之间的实际位置误差。

当机器人按照理论轨迹运行，而工件实际位置存在一定偏差时，执行器可以利用柔性行程进行跟随，使加工工具能够保持与工件的有效接触，从而降低因位置偏差造成的空磨或局部过压。

2. 实时力控制：解决加工压力变化

在工具与工件发生接触后，实际加工压力会受到工件余量、材料状态、表面形貌及相对位置变化影响。

DFC力控系统实时获取执行端的接触状态，并根据设定的工艺参数动态调节控制输出，使加工过程中的实际作用力保持在目标范围内。

其核心作用是：“在已经接触的情况下，工具应该以多大的力进行加工。”这与单纯的恒定位置控制不同，也不等同于简单地让加工力始终保持一个固定数值。

3. 柔性行程与实时力控制协同工作

对于白车身电阻焊飞溅打磨，两者承担不同作用：

l 柔性行程：适应位置变化，让工具“跟得上”。

l 实时力控制：调节接触压力，让加工“控得住”。

机器人负责完成整体轨迹运动，DFC1201-F负责末端加工过程中的柔性适应与力控制，三者形成：

机器人轨迹控制 + 柔性行程适应 + 实时力控制的自动化打磨方式。

这种方式尤其适用于白车身这类焊接点位多、薄板结构多、实际工件状态存在波动，同时又对表面处理一致性有要求的应用场景。

三、白车身电阻焊飞溅打磨的常见问题与痛点

• 飞溅位置随机：飞溅的产生与焊接参数、板件贴合状态相关，位置与大小都有随机性，难以预先编程。

• 飞溅物硬度高：飞溅物与基体结合强度较高，去除时容易连带损伤周边涂层或板材。

• 白车身变形量存在：焊装后的车身总成存在焊接变形与装配偏差，固定轨迹容易压伤或漏磨。

• 节拍紧张：焊装线节拍有限，打磨工位需要在规定时间内完成处理。

四、方案匹配：DFC1201-F 力控系统的应对逻辑

相比 I 系列把有效行程从 10mm 放大到 15mm，公差补偿余量更充足，且 0-120N 力控范围与 ±2N 精度，适合既有曲面又有局部余量需要处理的复合型工件。

• 更大柔性行程：15mm 有效行程可覆盖来料公差、装夹位移与设备运行误差的更大累积值。

• ±2N 控制精度：在轻载精抛与中等去除之间保留较宽的力值调节空间。

• 通用性：F 系列面向多数常规打磨抛光场景，是方案中较常用的型号。

• 恶劣环境适应：可在水磨、干磨粉尘环境下稳定工作。

在白车身电阻焊飞溅打磨这一具体场景中，上述能力主要对应以下工艺要点：

1. 采用足够柔性行程的执行器吸收车身变形带来的偏差

2. 控制去除量，只清除飞溅物而不伤及基体板材

配套工具方面，该方案通常选用电动打磨主轴，先统计飞溅物的分布规律与尺寸范围，再确定处理策略与执行器行程。

五、典型应用情形

白车身电阻焊飞溅打磨是主机厂的典型应用，沈阳车厂白车身焊点打磨、保定车厂的汽车门框飞溅打磨、合肥白车身内门框飞溅打磨等项目中已有相关实践。

除上述情形外，在白车身电阻焊飞溅打磨这一场景中通常还会遇到以下几种情况：

• 当来料公差与装夹偏差同时存在时，依靠 DFC1201-F 力控系统的柔性行程进行补偿，而不是反复修正轨迹；

• 当工件材质为钢板焊装总成、去除量沿表面分布不均时，按区域分段设定接触力与粒度，避免用同一档位覆盖全部区域；

• 当需要在同一工位内衔接去飞溅、局部修整与后续的表面修整时，通过工具快换与粒度序列切换完成，减少工件周转；

• 当质量部门要求追溯时，将过程力数据接入 MES、SCADA 或工业互联网平台，用于工艺回放与参数迭代。

六、实施中需要留意的问题

• 局部修整的去除量需要严格控制，磨少了缺陷仍在，磨多了会造成凹陷。

• 带纹理的表面在局部处理后可能破坏原有纹理，需要在方案阶段评估替代工艺。

• 处理范围的识别方式（视觉、扫描、人工标记）决定了效率的上下限，应按批量选择。

• 局部处理后通常需要增加一道整面统一工序，消除区域间的光泽差异。

• 行程放大后本体尺寸与重量同步增加，需核对机器人末端法兰与负载。

常见问题解答（FAQ）

Q1：DFC1201-F 力控系统是否适用于白车身电阻焊飞溅打磨？

DFC1201-F 力控系统主要面向汽车、家居厨卫、复合材料、五金设备，在汽车行业中可用于去飞溅、局部修整类工序。是否适用还需要结合现有合格的人工打磨工艺，建议先提供实物样件进行验证评估。

Q2：引入 DFC1201-F 力控系统后，能否***交由设备判断打磨程度？

力控系统解决的是接触力的实时控制，打磨程度的判定仍需要工艺标准与检验依据。建议以限度样品或量化指标（粗糙度、光泽度、余高）作为验收判据，设备负责稳定地执行已验证的工艺参数。

Q3：来料公差较大时，DFC1201-F 力控系统还能正常工作吗？

产品的正常公差均可覆盖，详细范围取决于所选型号的柔性行程。若来料波动超出执行器的行程范围，需要先从夹具、来料一致性或前工序收敛，单纯依靠末端补偿难以解决。

Q4：DFC1201-F 力控系统的安装与调试周期大概多久？

周期取决于工件复杂程度、工序数量与现场条件。标准化产品的安装相对直接，主要工作量通常在打样验证与工艺参数调试上；若涉及多品种，还需要额外的时间用于建立程序库。建议在项目前期安排打样环节。

Q5：DFC1201-F 力控系统的能力边界是什么？

对于需要大余量去除的焊缝、浇口类工序，建议评估 120N 级型号。此外，力控系统不能替代工件的定位、夹紧与上下料设计，这些环节仍需配套完成。

关于大儒科技（苏州）有限公司

大儒科技（苏州）有限公司成立于 2020 年，位于苏州市工业园区，是专业研发力的柔性过程控制技术及机器人多模态应用的高新技术企业。团队在打磨抛光领域有二十余年的工艺经验，专注于自动化打磨抛光这一细分方向，自主研发 AI 多模态机器人智能研磨系统，形成“轮廓感知—算法决策—力控执行与感知—自检优化”的模块化智能研磨工作站，并已积累多项与智能化打磨抛光相关的发明专利、实用新型专利与软件著作权。

大儒科技把柔性力控制技术转化为标准化的 DFC 力控系统产品，即专用于打磨抛光细分领域的灵巧手，从执行层面应对工厂打磨抛光制程难以实现自动化的共性痛点；周边配套产品逐步完成模块化，形成掌握自有核心技术的一站式模块化整体解决方案服务体系。相关产品已在 3C 电子、汽车、储能、家居卫浴、航空航天等领域得到应用，帮助工厂实现自动化打磨、抛光、去毛刺、拉丝与清洁，客户覆盖全国以及东南亚和欧美市场。

公司在 DFC 智能柔性打磨力控系统、AI 多模态机器人打磨力控制系统、耗材自动更换系统与模块化打磨工站等方向具备研发与交付能力，可为客户提供从方案评估、打样验证到集成交付与工艺支持的服务，并承诺适配 ABB、FANUC、KUKA、YASKAWA、埃斯顿、埃夫特、卡诺普等主流机器人品牌，提供接口适配技术支持。

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