淺析機(jī)械手的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

崔楠

摘 要：機(jī)械手是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的一個(gè)部分，又稱通用自動(dòng)機(jī)械手，是一種可變程序并且可獨(dú)立的自動(dòng)機(jī)械手。機(jī)械手是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的一個(gè)部分，本文主要探討了機(jī)械手的分類以及機(jī)械手的應(yīng)用，并重點(diǎn)分析了機(jī)械手的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械手；應(yīng)用；發(fā)展

1.機(jī)械手的基本類型

機(jī)械手的使用范圍廣泛，種類繁多。不同類型的機(jī)械手發(fā)揮著不同的作用，工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的需要選擇與改良適合工業(yè)實(shí)際情況的機(jī)械手來輔助生產(chǎn)。工業(yè)機(jī)械手的種類根據(jù)它們的適用范圍可分為通用機(jī)械手與專用機(jī)械手兩種，按照機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)軌跡與控制方式可分為連續(xù)軌跡控制機(jī)械手與點(diǎn)位控制機(jī)械手，按照驅(qū)動(dòng)方式可分為機(jī)械式、液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式機(jī)械手。機(jī)械手在工業(yè)中的主要任務(wù)為輔助機(jī)床與其他大型機(jī)器完成生產(chǎn)任務(wù)，為其他機(jī)組遞送原料，調(diào)節(jié)進(jìn)程等，機(jī)械手一般沒有獨(dú)立的控制系統(tǒng)，在比較危險(xiǎn)的環(huán)境中工作的機(jī)械手需要人工進(jìn)行操作，來確保機(jī)械手的工作質(zhì)量。機(jī)械手在工業(yè)中應(yīng)用的最大優(yōu)勢(shì)就是解放了工人的雙手，使整個(gè)生產(chǎn)流程處于機(jī)械一體化管理，減少了工業(yè)的生產(chǎn)成本，極大的提高了生產(chǎn)效率，有利于企業(yè)的良吐發(fā)展。

2.機(jī)械手發(fā)展的意義

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。機(jī)械手最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，長(zhǎng)用于焊接、噴漆、上下料和搬運(yùn)。機(jī)械手延伸和擴(kuò)大了人們的手足和大腦功能，它可代替人從事危險(xiǎn)、有害、有毒、低溫和高熱等惡劣環(huán)境中的工作；代替人完成繁重、單調(diào)重復(fù)勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前主要應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機(jī)械制造及金屬加工等工業(yè)。機(jī)械手與數(shù)控加工中心，自動(dòng)搬運(yùn)小車與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CTMS），實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改善和提高，機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控制。繼電器組成的控制系統(tǒng)是最早的一種實(shí)現(xiàn)機(jī)械手控制的方法。但是，進(jìn)入九十年代，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛運(yùn)用，人們對(duì)機(jī)械手的安全性、可靠性、準(zhǔn)確性的要求越來越高，繼電器弱點(diǎn)就越來越明顯。機(jī)械手的迅速發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)，其一，它能部分地代替人工操作；其二，它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三，它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配。因此，它能大大地改善工人的勞動(dòng)條件，顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。

3.機(jī)械手的應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn)

PLC可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，體積小，重量輕，能耗低，PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)來控制氣動(dòng)機(jī)械手，可以發(fā)揮PLC的儲(chǔ)存邏輯優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)代替接線邏輯，這樣可以大大的減少控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。顯然PLC控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。在PLC控制系統(tǒng)控制下的氣動(dòng)機(jī)械手能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送和裝卸；能制作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配從而大大改善工人的勞動(dòng)條件，顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。

4.機(jī)械手的未來發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)械手雖然靈活度不如操作熟練的人工生產(chǎn)，但機(jī)械手可以不知疲倦的不斷重復(fù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的某一操作，并且機(jī)械手的實(shí)際操作能力遠(yuǎn)高于人工生產(chǎn)。因此，機(jī)械手的米來發(fā)展應(yīng)受到國(guó)家政府與行業(yè)的重視，要注重于機(jī)械手的改良與創(chuàng)新，使機(jī)械手的米來發(fā)展能更好的順應(yīng)于國(guó)內(nèi)制造業(yè)的發(fā)展。

4.1機(jī)電一體化

機(jī)械手的機(jī)電一體化系統(tǒng)屬于典型的自動(dòng)化技術(shù)，“編輯控制器一傳感器一動(dòng)力元件”三部分構(gòu)成機(jī)械手的主要結(jié)構(gòu)。研究人員在改進(jìn)機(jī)械的性能時(shí)，要充分考慮機(jī)械手實(shí)際的工作環(huán)境。國(guó)外的制造業(yè)機(jī)械手向智能系統(tǒng)化方向發(fā)展，通常具有一定的傳感能力，通過對(duì)于外界信息的收集與反饋，感知外界的信息變化，使機(jī)械手能在外界變化時(shí)及時(shí)做出自身的調(diào)整，將機(jī)械手賦予觸覺功能與視覺功能，在現(xiàn)階段機(jī)械手的研究已經(jīng)取得階段性的進(jìn)步，許多研究成果已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中。

4.2高效節(jié)能化

工業(yè)制造業(yè)的米來發(fā)展也應(yīng)該從節(jié)能的角度考慮，節(jié)能不僅可以為企業(yè)節(jié)省生產(chǎn)成本，還能對(duì)環(huán)境資源進(jìn)行保護(hù)。為了適應(yīng)不同行業(yè)對(duì)于機(jī)械手的不同要求，機(jī)械手的制造企業(yè)要根據(jù)實(shí)際情況選擇穩(wěn)定性好的配件。例如符合生物工程、醫(yī)藥、食品、電子、紡織等行業(yè)的無(wú)污染要求，不加潤(rùn)滑脂的不供油潤(rùn)滑元件已經(jīng)被研制出來。

4.3生產(chǎn)模塊化

簡(jiǎn)單傳輸技術(shù)是指帶有系列導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)械手，而現(xiàn)代傳輸技術(shù)泛指模塊化拼裝的機(jī)械手。模塊化拼裝機(jī)械手的導(dǎo)向系統(tǒng)裝置集成電接口，并帶有電纜與油管，這些設(shè)施使機(jī)械手運(yùn)動(dòng)靈活，在三維空間內(nèi)進(jìn)行更自如的操作。機(jī)械手的模塊化應(yīng)用是米來機(jī)械手發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，模塊化機(jī)械手開拓了新的應(yīng)用市場(chǎng)，合理運(yùn)用開發(fā)技術(shù)為機(jī)械手的米來發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

4.4高精度化

機(jī)械手的高精度化工作是高效率生產(chǎn)的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)流程中人作為最不穩(wěn)定的因素影響著生產(chǎn)效率與質(zhì)量，而機(jī)械手在程序的指導(dǎo)下進(jìn)行操作，發(fā)生差錯(cuò)的概率很小。所謂精度，指的是機(jī)械手達(dá)到指定點(diǎn)的精確程度，在這機(jī)械手精確操作的過程中，機(jī)械驅(qū)動(dòng)器的分辨率與反饋裝置起著重要的作用。重復(fù)精度是比精度更為重要的概念與工業(yè)要求，機(jī)械手要在多次重復(fù)相同操作工作中保證每一次的精度都符合生產(chǎn)要求。

5.結(jié)語(yǔ)

機(jī)械手雖然靈活度不如操作熟練的人工生產(chǎn)，但機(jī)械手可以不知疲倦的不斷重復(fù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的某一操作，從而代替人力生產(chǎn)勞動(dòng)。未來機(jī)械手的發(fā)展將會(huì)給人類的生產(chǎn)生活帶來更大的便利。

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